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■F1レギュレーション　

　「F1レギュレーション」

■PSoC制御の「加熱ホッケーブレード」や「堅さ可変シューズ」　

　PSoCはCypress社のマイコン・チップで、各種デジタル・アナログ回路が搭載されていて、その組み合わせをユーザがプログラミング（設計）できる、というものだ。FPGAほど高性能ではないけれど、PICより少し賢く便利なアナログ回路が色々詰めあわされている（だから周辺回路を大幅に減らすことができる）、という感じだろうか。アナログ制御・入出力をしたい場合には、とても便利そうなチップである。

　このPSoCが使われている商品で面白いなぁ、と思うのが「Therma Blade」と「adidas_1, intelligence level 1.1.」だ。

　Therma Bladeの方は、アイス・ホッケー・シューズのブレード（氷と接触する金属板部）の氷との摩擦係数を低くし、スピードを高めるために、PSoCでヒーター制御し、ホッケー・シューズ・ブレードの温度を適正に調整したり、ON/OFFしたりするものである。スケートが滑るのは、ブレードと氷の間で氷が解け水になることで、摩擦係数が下がるだ。それならば、「ブレードの温度を上手く制御してやれば、摩擦係数が下がりスピード速く滑ることができる」という狙いの技術である。

　一方、adidas_1, intelligence level 1.1.の方は、PSoCで制御したモータで踵部分にあるエアクッション部を押すことで、エアクッション内圧力＝靴の堅さ（衝撃吸収率）を適正に変える、というものだ。電子制御されている車のサスペンション機構（タイヤと車ボディの間で、路面の凹凸・カーブなどがあるときの衝撃を吸収する機構）も多いけれど、それと同じような技術が搭載されたシューズである。

　こういったシューズで高機能・高付加価値の流れはどれだけ進んでいくのだろうか。いつか、「トランジスタ技術４月号」で、「フレッシャーズのためのアイスホッケーシューズ制御のABC」といった特集記事が当たり前のように書かれる日が来るのだろうか。

■「他人の気分推定機」と「カルマンフィルタ」　

　よくある制御工学の教科書がわかりにくい大きな理由は２つあると思う。まずひとつ目の理由は、読者としての私の理解力が低く、頭が悪いという根本的な問題である。そして、もうひとつの理由は、すでに綺麗に証明された問題を、その綺麗な数式の記述・順番で説明していく、という本が多いことにあると思う。その綺麗な証明にいたるまでの試行錯誤の説明がないと、「そういった数式をなぜ導出するに至ったか」といったことや、「その数式を使って、本来（さらにその先）何がしたいのか」ということがわかりにくくなってしまうと思う。ひとことで言うと、エレガントな証明とわかりやすい説明は違う。少なくとも、私のようなおばかな人間にとっては、そう思う。

　制御理論の教科書で、何だか読み飛ばしたくなる「状態量オブザーバ」「カルマンフィルタ」なども、それを例えるなら、単に「他人の気分推定機」に過ぎない。一見難しそうな言葉を使って書いてある数式も、そこに書かれている内容を例えていくなら「"直接知ることができない"他人の気分をいかに正しく安定して推定するか、というフィードバック機構」に過ぎない

　「他人の気分・他人の心の中」というものは、（少なくとも現在の技術では）外からは計り知ることができない。そこで、「この人はこんなことを考えているのかな？」と想像（推定）しながら話をしてみる。ところが、「その人の顔色や話す言葉からは、何だか”その人の気分”が私たちの想像とは違う」という感じがする。……それなら、「この人は”もう少し気分が悪い”と考えておいた方が良さそうだ」とか、その逆に「この人は想像していたより”少し気分が良い”らしい」と想像上の「他人の気分・他人の心の中」をちょっと訂正するのが「オブザーバ」である。

　そして、その人が結構ウソをつきがちだったりした場合の「他人の気分・他人の心の中推定機」が、カルマン・フィルタだ。「この人はこんなことを言っているけれど、（こういったジャンルの話では）この人は言うことと・心の中とこの人は違うことが多いから、ちょっと言葉を聞き流し気味に捉えておいた方が良さそうだ」といったことを考えつつ、「他人の気分・他人の心の中の推定量」を（より正しそうな）フィードバック補正をするのがカルマン・フィルタである。

　それだけのことなのだけれど、教科書の数式の羅列を追いかけている最中には、そういう景色が見えてこないことが多いように思う。そんな不満足の解決をするためには、「歴史の教科書のように試行錯誤の過程に満ち溢れた、決して”エレンガントな証明本”でないような教科書」をどこかで手に入れて読んでみるしかないのだろうか。……それとも、根本的な一番目の原因「読者としての私の理解力が低く、頭が悪い」ということを直すことしか解決策はないのだろうか。

■バスト体感モデル「システム同定」用自動振動シミュレータ　

　「粒子法」バスト体感モデルの「システム同定」用自動振動シミュレータを作ってみました。「粒子法」バスト体感シミュレータに対して、縦方向に任意周波数の揺れを強制的に与えたとき（ウィンドーを”そのものズバリ”強制的に揺らし）の振動状態を観察し、バストモデルの「システム同定」が行える!?というわけです。なお、揺らす入力振動周波数は、カーソルの「左」「右」キーで変えることができるようになっています。「右」キーを押していくと振動周波数が速くなり、「右」キーを押していくと逆に振動周波数が遅くなっていきます。

　このアプリケーション、つまり、「粒子法」バスト体感モデルの「システム同定」用自動振動シミュレータを動かした時のようすは、下の動画のようになります。揺らす周波数を変えてみると、バストの揺れが（まるで波が打ち消しあっているかのうように）全然起きない周波数や、あるいは大きく揺れが加速していく共振周波数がある、ということを体感することができる、かもしれません。

■続・ブレーキングとコーナリングの荷重問題　

　「ブレーキングとコーナリングの荷重問題」で描いたような単純な「車モデル」はないだろう。しかし、これくらい簡単な模式図にしないと、その動力学を頭の中で追いかけることが難しかったりする。残念ながら、ここまで簡単にしてしまった「車モデル」では、すでに「現実」の車とはあまりに異なっているに違いない。しかし、単純なモデルでなければ全然理解できない……ということも、これまた哀しき現実なのである。

　上のようなモデルだと、たとえば、（上図の右下に描いたような）左コーナリング時には、右輪サスペンションには伸びる方向に働くようにして、その一方で、左輪サスペンションには、適度に縮むような制御をさせたくなる。そうすれば、左コーナリング時に、車から右に放り上げられるような心細い感覚を味あわないですむ。
　あるいは、ブレーキ制動時には、前輪サスペンションを縮まないように伸ばしつつ、後輪サスペンションは縮ませ、車が前に浮かび上がらないようにしたくなる。そうすれば、車から前前方に放り出されるような怖い状態になることもない。
　つまりは、サスペンションの動作を、その時々の状態に合わせて能動的に変化させるアクティブ制御（アクティブサスペンション）をかけたくなる。

　かつて開発が盛んだったアクティブサスペンションの能力は驚異的だったが、コストが高くなかなか製品化されない、という話を聞く。そのため、製品化されていたのは、たとえば、減衰力を能動的に変化させるというように簡易・省略化したセミ・アクティブサスペンションくらいだったりした。一度、フルアクティブサスペンションの車に乗って、その操縦感覚を体験したいものだ、と思う。

　ゲームセンターの体感カーゲームで、利用者が好きなように車の部品・構造・制御方式などを決めることができるようなものは無いのだろうか？あるいは、PCゲームではどうなのだろうか？もしあるのだとしたら、そんなゲームで遊んで見たい。