こんにちは！TECH Street編集部です！
今回は2022月1月26日（水）に開催した、 「エンジニアの自由研究発表会＜冬休み編＞vol5.0」のイベントレポートをお届けいたします。
毎回大好評の自由研究発表会！今回も個性的なテーマで、大盛況のイベントとなりました◎登壇者はこちらの皆様。
・ 発明家の小栗さん
・ ニッチほそかわさん
・ airpocketさん
・ ななみんさん
・ 沖中がいこつさん
・ 豊田 陽介さん
それでは、早速紹介していきます！
冬休みの宿題、「異能vationプログラム：魚拓型ビデオカメラ」「製品化しちゃおう、カスタムキーボード（CIcreator）」／発明家の小栗さん
フリーランスエンジニアである発明家の小栗さんからは、今年の冬に体験した2つの研究のお話をしていただきました！
異能Vation参加報告：魚拓型ビデオカメラ
総務省が毎年実施しているプログラムで、既存の常識にとらわれない独創的な「変わった事を考え、実行する人（通称「へんな人」）」の、「なにもないゼロのところから、イチを生む」失敗を恐れない果敢な挑戦を支援するとともに、そうした方々が交流し、異能と異能が掛け合わさることで、さらなる独創的な発想が生まれるような環境を提供しています。
審査員も錚々たる顔ぶれ！今年は23,000件もの応募があったのだそうです。
今回、小栗さんは「魚拓型ビデオカメラ」をつくって応募したのだとか。
現在のカメラは、一点投影法という手法で撮影がされており、この原理はカメラができた時から変わっていません。焦点を一点に合わせているので、それ以外の部分はどうしても歪んでしまい実物とは異なった形となってしまいます。これを改造し見たものをそのままセンサーに焼き付ける、まるで魚拓のようなカメラを作ることに挑戦。
実は、静止画ではすでに実用化されています。これらはスキャナーと呼ばれていますが、これと同じようなものを動画で撮ることを目指して製品開発を進めているのだそうです。
・自動キーボード：UIcreator製品化への歩み
次に、自動キーボードである、「UIcreator」について。
UICreatorとは、キーボード、マウス、ゲームパットの機能が組み入れられている自動キーボードのこと。
パソコンはキーボードだけで全て操作ができるようになっているということに着目し、その機能を使って、一つのボタンを使ってメモ帳を開いて日本語で文字をうってメモ帳を閉じる、などがの操作ができるような製品を開発しているのだそうです。
小栗さんからは、これまでの自由研究イベントでもUIcreatorのアップデートを共有していただいていましたが、また一層スタイリッシュに進化したのだとか！また、キーだけではなくセンサーを接続できるようにアップデートされました。
また、12スイッチバージョンも開発。12個のスイッチそれぞれに接続できるようになっています。
小栗さんのUIcreatorは体の不自由な方などがパソコンを使う際にも役立てることができそうなユニバーサルな製品ですよね。毎回アップデートがあってさすがです！（気になる方は是非過去の自由研究イベントレポートをチェックしてみてくださいね◎）
トイレペーパーIoT「誰が芯を変えてないか戦争 終結」／ニッチほそかわさん
元プログラマーアイドル、現在はAIやIoTプログラミング教材販売「ツクレル」の広報を担当しているニッチほそかわさんからは、「あるある」な問題の解決策をご紹介いただきました…！
トイレットペーパーが切れた時、替えておかなかったのは誰？この問題は「あるある」なのではないでしょうか！
何らかのセンサーを用いて紙がなくなったことを、家族LINEに通知する方法を思いついたそうです。
しかし、いくつかの問題点が見えてきました。
問題①紙がなくなることをどうやってセンサリングするか
音、重さ、芯の色など、紙がなくなったことを示すサインはいくつか考えられますが、どれもイマイチ...確実な判定が難しそうです。
問題②通知後の反応
通知後にトイレから出てきた人に、家族が一斉に「替えた？」と聞くのはちょっと怖い…！
解決したいことは、トイレットペーパーを替えさせること。
そのためには、指摘するのではなく、「変えることが楽しくなればいいのでは！」という考えに至りました。
そこでニッチほそかわさんが思いついたのは、トイレットペーパー交換のタイミングで、「今日の運勢を占ってくれるシステムをつくる」という方法！（斬新です！）
これを名付けて、「トイレットペーパーIoT」！！
ここで用意したのが、M5GOとToFセンサー。ホルダーの内側にToFセンサーを取り付けて、ホルダーから芯が大幅に離れたら（芯が交換されたら）占いプログラムを起動させるという仕組みを考えたのだとか。
UIFlowでノーコードでプログラミングし、、、
実際に紙が替えられると、毎回違う占い結果が出るように設定！この占いの画像も全て自作なのだとか。これはトイレットペーパーを替える側も楽しくなりますね！
今回M5Stackを使った初めてのものづくりをしたそうですが、M5Stackから出ているセンサー類のみで問題解決をしようと模索していたら、最終的に「嫌なことを楽しくさせる」というIoTを思いつくことができ、限られたセンサーでもアイディアで何とかなると感じたのだとか。一方で、いくらノーコードで始めやすいとはいえ、ブロックなどの特性を理解していく必要があるという気づきもあったそうです◎
「これは製品化では？」というコメントも！ニッチさん、今回も個性的な発明で素敵でした！この先の改良でさらにスタイリッシュになっていくことも（勝手に）期待しています！
メイカーにあこがれてコンテストにハマったお話／airpocketさん
非ITエンジニアでありながらものづくりにチャレンジしているairpocketさんからは、昨年参加したコンテストについてご共有いただきました。
airpocketさんは、情報を得るためにTwitterアカウントを作り、電子工作分野の方々をフォローし始めたところ、様々なコンテストがあることを知ったそうです。
まず第一弾として制作したのがこちら。「M5Stack Color Maker」です。こちらは、物体から色を読み取り、4色の絵の具を自動で計量してその色を作り出すことができる装置です。
まずは、カラーセンサーでRGBの色情報を読み取って、得られたCMYK情報に基づいて配合量を計算します。
ステッピングモーターを制御して背後のタンクから絵の具を送り出します。絵の具の配合量は、新設計したチューブポンプで精密に計算されています。
配合された絵の具を混ぜると、なんと読み取った色と同じ色に！これはすごいですね！
システム構成はこちらの通り。M5Stackにカラーセンターがついており、M5Stackの画面上にデータを表示します。タッチパネルのUIはUIFlowを使ってビジュアルプログラミングでざっくり開発することができたのだとか。
このままポンプのモーターを制御したかったのですが、処理が遅いためRaspberry Pi PiCOを使用して開発。ステッピングモーターは安価でしたが非力だったとのこと。ポンプの開発は山ほどトライアンドエラーを繰り返したのだそうです。
チューブをローラーでしごいて液体を送る形に。脈動は気合いで抑えたそうです（笑）
こちらの作品は、airpocketさんの娘さんや娘さんのお友達が楽しんで使ってくれているそうです。楽しんで使ってもらえると開発した甲斐がありますよね。
2021年に初めてコンテストに参加したそうですが、様々な発見があったのだとか！
・作品の価値を教えてもらえる
・Twitterにいる方々と少し仲良くなれた
・新たな技術に挑戦するきっかけになった
・納期駆動で捗る
・積んだ部品を消費できる
・アイディアが広がる
例えば、この機会があれば色盲に悩んでいる人が絵を描くときにも使えたりしますよね。自分では想像できていなかった価値に気づくことができるのはコンテスト参加の大きな価値ですね。
IoT冷蔵庫に挑戦してみた／ななみんさん
おうちハックを極めているななみんさんは、今回、「IoT冷蔵庫」に挑戦！
ななみんさんは、趣味の日本酒用の冷蔵庫を買おうか悩んでいるときに”IoT冷蔵庫”の製作を思いついたんだとか。
日本酒の保存温度は10℃以下とされており、冬なら都内でも平均気温は10℃以下なのでベランダに置けばいいのでは？とも思いましたが、10℃を超える暑い日の日中だけ起動する冷蔵庫があれば便利だなと思いついたのだそうです。
一般的な冷蔵庫はいわゆるコンプレッサー式（冷媒式）で、冷媒を圧縮（compress）して液体から気体に気化する際に周りから熱を奪う（気化熱）ことを利用して冷却しています。一方、今回採用したのはペルチェ冷却式という仕組み。こちらは電流を流すと素子の上面で吸熱（冷却）し、下面で発熱（加熱）するという特性を持つ「ペルチェ素子」を使い、熱移動を利用して冷却する仕組みです。
そこでAliExpressでペルチェ冷却キットを購入。だいたい5000円くらいで材料は揃ったものの、意味不明なトラブルがあり、届くまで3ヶ月かかったそうです！w
発泡スチロールをカッターで切って、穴を開けてペルチェ冷却キットを作成！これをコンセントに繋ぐと冷蔵庫になります。
しかし、冷却性能を測定してみると、4度しか冷えない！これでは冷蔵庫としては心許ないですよね。この要因として、発泡スチロールの中の空気が循環していない、発泡スチロールの隙間から冷気が漏れているのでは、という課題が見つかりました。
これを解決するために、冷蔵庫内にファンを増設し、あらゆる隙間をグルーガンで埋める工夫を実施。
IoT冷蔵庫ならではの仕組みとしては、冷却ユニットをスマートプラグにつなぎ、ファンをobnizとUSB変換基板を用いて設計したそうです。
結果として、当初の2倍のマイナス8℃の冷却効果が確認でき、ボックス内は約11℃ほどまで冷やすことができました。日本酒の冷却温度目安が10℃以下なので、ななみんさん的にはぎりぎりOKな範囲…とのこと！
まとめ
・ペルチェ素子キットを使って5000円程度で、-8℃冷やせる日本酒用冷蔵庫を作ることができた。
・IoT化もできたので、日中暑くなった時だけ起動させるエコな冷蔵庫ができた。
今後はさらにエコを目指し、太陽光発電で動かしたいそうです。それにしても、まさか冷蔵庫から製作するとは驚きでした。ななみんさんは毎回個性的なアイディアで新しいIoTグッズを作り出していて素敵です！
ななみんさんのIoTおうちハック記事はこちらからご覧ください！
https://note.com/nanamin_kedama/m/m08605e111b24
日本一簡単操作のLINEアルバムアプリ『のこるん』／沖中がいこつさん
去年の秋からプログラミングを始めたばかりの、沖中がいこつさんからは、ゼロから制作したアルバムアプリについてご共有いただきました。
普段は小売店で店長をしているという沖中さんは、自分のスマホの中身を見返した時に、「売り場の写真ばかり」であることに気づいたのだとか。可愛い娘たちの写真も仕事の写真に埋もれてしまっていて、自分の優先順位が仕事に傾いていると気づいたそうです😭
そんな中で、奥さんが産後うつになってしまい隔離病棟に緊急入院。娘たちも施設に保護され、自分も接見禁止になり、家族がバラバラになってしまったそう...そんな中で、奥さんからは「早く家族が元に戻れるように、家族の日常の写真を送ってほしい」というリクエストがありました。
過去の写真をたくさん探して、印刷をして奥さんに手紙を書いておくる日々をきっかけに、今回の家族アプリを制作しようと思い立ったきっかけになったのだとか。
そして出来上がったのが、写真が記憶にのこるアプリ「のこるん」。日常の些細な思い出もアルバムにして整理することで、思い出が消えない世界になったらいいなと思って開発しているそうです。
操作はとっても簡単で、LINEから写真を送るとスプレッドシートにコメント共に集約されて、スマホアプリにアルバムができるような仕組みになっているそうです。こちらは、LINEとGoogle Apps Scrip（GAS）を連携させることでLINEから送った写真がGoogle Driveに保存され、スプレッドシートにURLをはき出すことで、AppSheetに連携させる流れとなります。
将来的には、写真を撮るだけで自動でアルバム化してくれるAIアルバムを開発したいと考え、クラウドファンディングなどにも取り組んでいます◎
日常の気づきや家族を大切にしたいという気持ちから、プログラミング経験ゼロの中でなんとかアプリを作り出した沖中さん、素敵ですね。参加者からも「マジで泣ける」「同じ経験あります。涙が。。」というコメントがありました。
JavaScript＋ビジュアルプログラミング＋ガジェット＝？／豊田 陽介さん
普段は通信会社で働いている豊田さんから、JavaScriptとビジュアルプロミング、ガジェットを合わせた開発についてご共有いただきました！
今回の自由研究ではプロトタイプを作成。機械学習によりPCのカメラで画像内の手を認識し、指の動きを捉えてLEDテープの光と連動させます。
ビジュアルプログラミングはプロトタイプをサクッと作るのに便利。ブラウザさえあれば開発環境が準備できるというレベル感のものが多く、開発環境の準備が簡単なこと、複雑な処理を隠してくれる便利な拡張機能が用意されていることがポイントなのだそうです。
今回のLEDテープを虹色に光らせる仕組みは、たった6つのブロックで構成されています。普段から、面白そうと思うことはどんどん試していき、新しい学びを得ているそうです。
また、ビジュアルプログラミングは様々な処理・開発を扱えるものがあります。
・サーバーサイドの処理（Node-RED等）
・ネット経由での他サービスとの連携（UIFlow、Node-RED等）
・デバイス間通信（UIFlow、Node-RED、他）
・AIアシスタント関連開発（Voiceflow等）
・スマホアプリ開発（MIT App Inventor）
ただ、いいことばかりではなく、込み入った処理は作りにくかったり、拡張機能を使っても使える範囲が限られることもあるため、適材適所で使い分けていくのが良さそうです。
ブラウザ上のJavaScriptでできる処理としては下記のような処理があげられます。
・デバイスとの直接通信
・IoT等にも使われるリアルタイム通信
・機械学習（学習と推論）
・2D・3Dの描画処理
・画面キャプチャ系の処理
こちらも、PCにブラウザが入っていれば使うことができるので開発環境の準備が簡単であることや、テキストベースのファイルを渡して試してもらえるので試してみてもらうことも簡単というメリットがあります。
ガジェットは、手軽に使うならセンサー等内蔵のものがおすすめとのこと。ただし、対応している開発環境や通信機能は事前に確認する必要があります。自分が得意であったり、慣れていない人にも扱いやすいものに対応している開発環境だと便利です。通信機能の有無は、必要なものがあるか事前にチェックしてみましょう。
異なる技術を組み合わせてプロトタイピングするときには、ちょっとした工夫を取り入れることが大切。こちらは過去に制作した、二酸化炭素濃度を通知してくれるシステムですが、通信系の機能だけC言語、各種通信で使えるようにJavaScriptを入れるなど、得意な処理を得意な技術に対応させるようにしています。
色々詰め込みすぎて大変！という方には、どれか一つ、気になったものからやってみることがオススメ。自分がやりたいことができそうなものを選んでみるのが楽しくなる秘訣なんだとか！
まとめ
今回も個性的な自由研究のご共有をいただきました！エンジニア・非エンジニア問わず、ものづくりの欲求を行動にうつして、プロダクトを作ってしまう行動力がみなさん素敵ですね！
ここからは当日の質問を紹介します＾＾
参加者から小栗さんへのご質問
（Q）発表された内容に使っている技術をえらんだ理由を教えてください。
（A）ボタンの方はあまり高度な技術は使っていないです。ブロックリーもGoogle発なので、安心安全の技術を採用しています。
（Q）いつ製品化されますか？
（A）カメラの方はデータを集めたりと開発中です。UIcreatorはそろそろ発売できそう…と思っています。
（Q）Web側も作成されてるんですか？
（A）Web側の方もGoogleのブロックリーを使ってつくっています！
（Q）UIcreatorの命名の由来はどのようなものでしょうか？
（A）例えば障がい者の方とかにも使ってもらえるように、「ボタン」というより誰でもUIをクリエイトできるという想いで名付けました。
参加者からairpocketさんのご質問
（Q）メーカーへのあこがれ、わかる。なにかきっかけになる製品とか人っていました？
（A）いっぱいあります。メイカーフェアの動画をみたのですが、その面白い動画が印象に残ってます。
（Q）コードってなにですか？どうやって学びましたか？Web？すごい。
（A）皆のブログを沢山見ながら、独学で調べてつくっています！
（Q）どんな色でも再現できちゃうのでしょうか？ 金とか銀とか。。。？
（A）絵の具を増やして、チャネルを増やせば出来ると思います。
（Q）これは既製品ないですよね？！すごいな！
（A）昔あったかもしれないですね。製作費は1万円くらいでした。
（Q）ポンプの成型は3Dプリンタとかですか？
（A）そうです！3Dプリンタです。
参加者からななみんさんへのご質問
（Q）基本的にものつくりの発想はすべて趣味を楽しみたいというところからですか？
（A）最近はそうですね。キャンプは自然界とIoTとかちぐはぐな感じですが、取り組む意義はあると思います！
（Q）いつも部品とかどこで買いますか？最近買った、あたり製品とかも聞いてみたい。
（A）失敗して壊すこともあるので安く買えるAliExpress を使ってます。すぐに作りたいときは発送までに時間がかかるので、Amazon等で買います。
（Q）ベランダに置いて外環（雨風太陽ほこり虫？etc）に大きく影響されませんか？（あれ？ベランダには置かない？
（A）中庭なので、意外と虫はそこまでいないです。
参加者から沖中がいこつさんへのご質問
（Q）完成度高い！すばらしい！どうやって学んだんですか？
（A）のびすけさんのスクールに入って勉強・開発しました！
（Q）アルバムは何かグループ化とかされるのでしょうか？
（A）LINEのグループごとにアルバムが作れます。
（Q）アプリ作成で躓いた点ありましたか？
（A）AppSheet を使ったのですが、あまり情報が落ちてなくて、エラーが出た時は解決するのにてこずりました。英語で質問したりしながら作りました。
参加者から豊田さんへのご質問
（Q）豊田さんには過去イチの大好きガジェットとか聞いてみたい。
（A）M5Stackはいいです。マイクロビットもいいですが、世界で品薄中です。
（Q）ブラウザのパワポのヤツすげー！やってみたい！これは誰でもできますか？
（A）公開がまだですが、誰でも出来るようになります
（Q）IFTTTとかも含まれますか？
（A）Twitter投稿とかはIFTTTとかと組み合わせるのがオススメです！
（Q）ブロックでの作成はやはり流行ですかね？ビジュアルプログラミングのトレンドとか聞いてみたい。オススメはありますか？
（A)M5Stack系のものやNodeRed。Raspberry Pi PiCOのビジュアルでできるというやつが出ていてそれは最近使い始めました。
イベントレポートは以上になります！次回もお楽しみに◎
