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医療機関で検体（血液などが入った試験管）を極力触らずに、保管箱に出し入れする仕組みを試作しました。結局不採用でしたが記録に残します。

コロナ感染確率を下げる

医療従事者から、検体をできるだけ触らないようにしたいと相談を受けました。コロナ感染のリスクを下げたいためです。

手袋して保管箱の検体を出し入れしているらしいですが、検体や箱に触らず出し入れできないか？というのが相談です。

状況を聞く限り、簡単に対処できそうです。

距離センサーで箱を開ける

初級の電子回路で作れてしまいます。

マイコンにObnizを使っていますが、インターネットにつなぐわけではないので、arduinoの方が安上がりでしょう。

箱を開けるサーボモータは、ネコ型スパイカメラと構造はだいたい一緒です。

箱が空くタイミングをブラウザ操作ではなく、距離センサーに反応（何かが近づいたとき）に変更しています。

試験管ばさみも作成

検体と少し距離をとって掴めるよう、即席で試験管ばさみもつくりました。

100円ショップで買ったラジオペンチに、３Dプリンターで作った器具を取り付けます。

器具を量産すれば、定期的に取り換えも可能です。

実用と試作の壁

試作品を医療従事者に見せたものの、相談者を除いて、だいたい無反応でした。

よし、今回も実用に至らなかった。

コロナ禍で最も役立ったプロダクトは、蝶のマスクバンドでした。マスクの長時間着用で耳が痛いという看護師や検査技師の方に使われています。フィードバックをもらいながら３Dプリントし、改良を繰り返しました。

オシャレなマスクバンドがなかった

周りから長時間のマスク着用で「耳が痛い」という声は聞くのですが、あまりマスクバンドを着けている人は見かけません。

マスクバンドの存在自体を知らない人も多いと思います。

100円ショップや通販でマスクバンドは売っていますが、無機質なマスクバンドしか見かけませんでした。（最近はオシャレなバンドも出てきました。）

着けたくなるオシャレなマスクバンドがあれば、耳の痛みを我慢せず、利用する人が増えるかもしれません。

３Dプリンターでマスクバンドを試作

花や動物のデザイン、キャラクターを用いたデザインなど、いくつかマスクバンドを３Dプリントして、医療従事者に配りました。

意外なことに、あまり良くないと思っていた大きな鳥のバンドが高評価でした。

飾りが大きいバンドほどズレず、機能性は高いようです。

大きな鳥が良かったわけではないので、妻のアドバイスで蝶に変えました。

いくつか３Dプリントします。素材はゴムのような弾性があるTPUフィラメントを使っています。

目に留まって口コミで広まる

蝶のマスクバンドが出来ました。

これを再び医療従事者に配りました。

このバンドを付けて病院で仕事をしていると、「それ何？」と話題になり、口コミで広がるようです。

人によって好みの色やサイズが違うため、バリエーションを用意しました。

フィードバックでさらに改善

蝶の触覚に、時々髪の毛が絡まるという話があり、触覚と羽を合体させ、髪の毛を巻き込みにくいように変更しました。

また、マスクをひっかける部分を少し太くし、強度を上げています。

蝶も少し大きくして、よりズレにくくなりました。

蝶のマスクバンド３Dプリントデータ

３Dプリンターを持っている方、または、DMMなどの３Dプリントサービスを利用する方は、必要に応じて下記の3Dデータをお使いください。

maskband-butterfly.stl

なお、蝶の部分はellefung氏のデータ（CC BY-SA 3.0）を調整して使わせていただきました。

医療従事者に感謝

最後に。

世界では医療従事者の死亡ニュースが流れているので、病院で働く人たちは、不安も大きいと思います。

自分の命を懸け、他の命を助ける人たちに感謝します。

マスクで耳が痛いという妻から、髪留めにもなるマスクバンドを作るよう依頼がありました。花を散りばめたデザインを指定されたので、そのように設計して３Dプリントしました。

花の３Dモデルはダウンロード

少しでも早くモデリングを済ませるため、YouMagineの花モデルを使わせて頂きました。

妻の頭のサイズに合わせて作ったバンドのモデルに、花を散りばめます。

いろんな色で３Dプリント

完成したモデルを３Dプリントします。

使う素材はゴムみたいなTPUで、７色所持しています。

青で印刷。しかし、これは気に入らないよう。

黒で印刷。オシャレだけど気づきにくい。

結局、マスクの色と同じ白が良かったみたいです。

マスク不足で子供に合うサイズが手に入らない。マスクが大きすぎて、落ちてきてしまう。そんな時もマスクバンドが役立ちます。３Dプリンターでサイズ調整用のバンドを印刷しました。

子供用マスクバンドを３Dプリント

前回作ったマスクバンドをベースに、子供の大きさに合わせて縮小して印刷します。

装飾は子供のリクエストに応じます。

長男はドクロを希望。

次男もドクロ。三男はウサギ、四男はトトロ。

バンド中央の穴に差し込んで取り付けます。

気分によって装飾を付け替えることも可能です。

マスクを付ける、ちょっとした楽しみに。

マスクのかけすぎで耳が痛いという妻に、マスクバンドを作りました。耳に負担がかからなくなります。３Dプリンターだと、個人ごとに頭部の形状に合わせてバンドを作ることができます。

モデリングは簡単

針金で頭の形状をだいたい測り、だいたいでモデリングします。

簡単な形状なのですぐできます。

モデリングしたら、目立たない黒で３Dプリント開始。

フィラメントはTPU。ゴムのような素材を使いました。

付け替え可能な装飾も

「バンドに魚を付けたい。」という妻からの要望があり、魚も印刷しました。

黒くて見えにくいですが、バンド中央に穴が空いており、魚の飾りを差し込めるようになっています。

魚の飾りは、穴に差し込むと引っ掛かって、そう簡単には抜けません。落ちる心配はないでしょう。

飾りいらないじゃん

マスクバンドを装着しました。

魚が隠れて見えない！

とりあえず、耳が痛くならないようで、機能としては良いようです。

３Dモデリングソフト「TINKERCAD」を長男（９歳）が使い始めて数日、機関車をモデリングできる程度に上達していました。本当にTINKER（いじくり回す）だけで、使えるソフトです。

子供が自主的に学べるソフト

TINKERCADを子供に紹介したのは正解でした。

親としては、コロナで学校にいかない子供の相手を長時間するのはキツイです。しかし学校がない分、ただ子供を遊ばせているのも好ましくないように思えます。

TINKERCADはすぐれたUIで、子供がいじくり回しながら３Dモデリングができるソフトです。個人差があるとは思いますが、うちの長男は没頭していました。

３Dモデリングではマウスを多用し、この過程でPCの基本操作も着実に身に付いてきます。

PC操作の勉強と、算数の立体の勉強を自主的にやってくれるので楽です。

機関車が出来ていた

長男のモデリングスキルが上がっています。

連結のジョイントや、炭水車（画像中央右）に石炭（画像右下）をセットできるように設計していました。

丸い形状のタンク車（画像左下）もあります。

３Dプリントしてみよう

完成した機関車のモデリングデータを印刷します。

ちょっと連結ジョイントがゆがんでしまいました（画像中央右）。これはフィラメントをケチって小さく印刷した私のミスです。ごめんなさい。

でも、それ以前に問題が。３Dプリント直前に、モデリングデータの穴を間違ってソリッド化したらしく、連結ジョイントと炭水車に穴が空いていない・・・。

また、印刷し直しましょう。

ともあれ、３Dプリンターがあれば、TINKERCADで作ったものが実際に手に入る。という分かりやすいモチベーションになります。

TINKERCAD×３Dプリンターは、子供がPCや技術に興味を持つ、強力な組み合わせだと感じました。

外出自粛で子供たちは家の中。そんな時は、おもちゃを３Dプリントして楽しみます。ただし、自分の欲しいものは、自分でモデリングして印刷してもらうことにしました。

３Dプリンターは無限のおもちゃ箱

３DモデリングデータサイトのThingiverseには、子供が喜ぶ、おもちゃのようなデータがたくさん並んでいます。

選んだデータをその場でダウンロードし、その場で印刷。

「戦車が欲しい」→　戦車を印刷。

３Dプリンターが無限のおもちゃ箱に見えるでしょう。

当然ながら子供たちは、あれ欲しい、これ欲しいと訴えます。

・・・しまった、大変なことになってきた。

自分でモデリングしてくれ

親の都合でルールを作りました。

「自分が欲しいものは、自分で作る。」

長男（９歳）と次男（６歳）にTinkercadを紹介しました。初心者向けのオンライン３Dモデリングソフトです。

親は無料でアカウントを作れますが、子供の生年月日でアカウントを作ると0.5ドル（56円）かかりました。まあ、いいでしょう。

パソコンの基本操作を覚えよう

子供たちはモデリング以前に、PCをまともに触ったことがなかっため、マウスの左クリックとか、ウインドウの閉じる、スクロールとか、何も知りません。

とは言え、マウスもOSも、直感的な作りのため、さほど操作方法理解に時間はかかりませんでした。GUIの発明は素晴らしいです。

Tinkercadの操作を覚えよう

３Dモデリングソフト、Tinkercadの使い方を覚えてもらいます。

私が教えたことは、立方体や円柱の置き方、回転、拡大、穴のあけ方。

あとは、子供の方が好奇心があるからか、私の知らない機能とか、モデリング方法を自分で発見してくれます。

気が付くと長男は刀を作っていました。

手前の物体は、刀を置くところらしいです。

刀を３Dプリントする

３DプリンターはQIDIのX-pro。フィラメントはABS、PLA、TPU、一通りそろっています。長男にそれぞれの特徴を伝えました。

ABS・・・きれいに印刷できるけど反りやすく失敗しやすい。硬い。
PLA・・・印刷しやすい。ほかの素材より熱に弱い。とても硬い。
TPU・・・ゴムみたい。柔らかい。

この中から長男はABSを選択しました。

ABSだと、この刀身の細さじゃ途中で倒れて失敗するかな？

でも、失敗から学んでくれ。印刷開始・・・。

あれ！？普通に印刷成功です。

しかも反ったおかげで刀っぽくなっています。

そして、しっかり刀置きにはまって飾れます。

切腹

長男は自分の腹を切って遊んでいます。

一方、次男はまだモデリング中。完成次第、印刷しましょう。

ねんどで３Dの感覚をつかむ

パソコンでの３Dモデリングは、現実での造形経験がベースに必要だと思います。

たまたまですが、三男がねんどで雪だるまを作っていました。

かわいい。

こういったねんど遊びも、３Dの設計能力の向上につながるのだと思います。

新型コロナウイルスにより、不急不要の外出を控えるよう言われています。不急だが不要とは言えない・・・そんな微妙なものが欲しいときは、買わずに３Dプリントします。

玄関のドア固定が壊れた

ある日、玄関のドアが開きっぱなしで固定できなくなりました。バネがおかしくなったようです。

玄関のドアが開きっぱなしにできないと、荷物搬入が非常に不便です。

うちは家族が多く、まとめて食料品を買うので。

ホームセンターに行くまでもない

ドアストッパーが欲しくなり、少し遠出してホームセンターに買いに行こうと思いましたが、不急の外出とも言えます。

幸い自宅に３Dプリンターとゴムっぽい素材（TPUフィラメント）があるのでドアストッパーを印刷することにしました。

Thingiverseでだいたい見つかる

Thingiverse掲載のドアストッパーをダウンロードします。３Dデータはモデリングはしなくても、Webで探せばだいたい見つかります。

３Dプリント開始

大きいものをゆっくり印刷したため、出力に５時間２４分かかりました。

ドアストッパー完成

ギザギザの方を下にすれば、玄関のドアがしっかり止まります。

３Dプリントしたのは１か月以上前。いまでも問題なく玄関で活躍しています。

不急のものは自宅で作る

ここ最近、３Dプリンターが活躍する機会が増えています。

災害で家から出られなかったり、コロナで家から出られなかったり・・・自宅にものを生産できる設備があると、心強いです。

前回、実用性が期待できないネコ型スパイカメラを作りました。核となるインターネットで撮影データを送る仕組みは、Obnizを利用しています。開発過程を参考まで記録します。

小箱からネコが顔を出し写真撮影

改めて開発したスパイカメラを紹介します。

挙動

1. ブラウザで指定のURLを開くと、スパイカメラがリモートで起動します。
2. スパイカメラに仕込まれたサーボモーターが動き、ネコが箱から飛び出します。
3. ネコの持っているカメラが作動し、20秒くらいかけて撮影したデータを手元のブラウザに送信します。
4. ネコが箱の中に戻ります。

・・・無駄の多いギミック。本気でスパイカメラを作ると、いろいろ問題が起こりそうなので、実用より遊びの気持ちが大きかったと思います。

使用部品

• Obniz Board　×1
• カメラ「JpegSerialCam」　×１
• サーボモーター「SG90」　×１
• 白色LED　×1
• 330Ω抵抗　×1
• ユニバーサル基板　少々
• 小さいブレッドボード　×1
• ネコの人形　×1　（3Dプリンターで造形）
• 歯車と直線移動機構　×1セット　（3Dプリンターで造形）
• ジャンパーワイヤー　少々
• ネジ　少々
• 木の小箱
• 木の板　×2　（のこぎりで箱に合わせてカット）

３Dプリンターでトライアル＆エラー

ネコ、歯車と直線移動機構は、３Dプリンターで造形しています。特に直線移動機構の設計ミスが多く、30回以上出力しています。

小箱が小さいほど、設計は難しくなると思います。（単純に私が不慣れなだけかもしれません。）

なお、３Dモデリングを０からやるのは難しいと考え、Thingiverseで共有されているネコと歯車を使わせてもらい、改造して作りました。

カメラは「JpegSerialCam」じゃない方が良かったかも

撮影用のカメラを用意します。

2020年5月現在、Obnizのパーツライブラリには２つのカメラが紹介されています。

私はピンの数が少なくて楽そうな「JpegSerialCam」を私は選びました。しかし、解像度が最大640×480。もっと解像度が高い画像が欲しい場合、「ArduCAMMini」の方が選んだ方が良いです。最大1600×1200まで撮影可能です。

「JpegSerialCam」で困ったのがピンの幅。通常のブレッドボードに挿せる穴ピッチではありません。

仕方ないのでピンヘッダを１本ずつ切り取り、プラスチック部分を削ってはんだ付けしていきました。

放射状にピンが広げると、とりあえずブレッドボードにも刺さります。

暗所撮影用のLEDも用意

スパイカメラは暗闇で使う可能性があります。気づかれないよう、不可視の赤外線LEDを使うのがセオリーのような気がします。しかし、今回は白色LEDを使います。

機能性は置いといて、ネコの目を光らせたいからです。

白色LED、330Ω抵抗、ジャンパーワイヤーを、小さくカットしたユニバーサル基板にはんだ付けします。

モバイルバッテリーから５Vの電源を取り込めるマイクロUSBコネクタがあると、テストは便利です。

ネコとカメラとLEDを合体

カメラは小さなブレッドボードに挿します。ついでにカメラボディも３Dプリントして装着しました。

LEDの基盤とブレッドボードのジョイントも３Dプリントしました。

LEDはネコの中に差し込み、カメラはネコの手に装着します。

通電して確認。ネコを光らせると、ちょっと怖い。

小箱に収まるように組み立て

小箱の底と同じサイズに、木の板をカットします。

板の上で組み立て、最後に小箱に入れましょう。直接小箱にねじ止めしていくより楽です。

サーボモーターに歯車を付け、直線移動機構と連結。

Obnizも板にねじ止め。配線をつないでいきます。

配線

• io0 – サーボモーター：gnd
• io1 – サーボモーター：vcc
• io2 – サーボモーター：signal
• io3 – カメラ：追加電源vcc
• io4 – カメラ：追加電源gnd
• io5 – カメラ：vcc
• io6 – カメラ：tx
• io7 – カメラ：rx
• io10 – LED：vcc
• io11 – LED：gnd

いっぱいつなぐと、配線がごちゃごちゃします。

ジャンパーワイヤーが絡まらないように、バンドで止めました。バンドも即席で3Dプリントしています。

コードを書く

仕上げにコードを書きます。まずはHTMLから。

「input type=”range”」はサーボモーターのテスト用です。

サーボモーターは0～180度の範囲で回転しますが、今回作ったものは130度を超えるあたりで歯車が外れたので、制限をかけました。

続いてJavaScriptです。Obnizのパーツライブラリ「JpegSerialCam」を参考にしています。

localhostサーバーを用意して、ブラウザでHTMLを読み込んだら、すぐにJavaScriptが動作し、撮影を開始します。

gifアニメではカットしていますが、撮影は20秒くらいかかります。

LEDが役に立たない

暗闇で撮影を試してみると・・・撮影画像は真っ暗。ネコにLEDを仕込んだものの、この程度の明るさでは役に立たないようです。LEDを光らせるコードはコメントアウトしました。

箱に入れて完成

作った装置を小箱に入れ、ふたをすれば完成です。

しかし、カメラが半分しか飛び出さない痛恨の失敗。カメラをもっと上の方に付け替えたほうが良さそうです。

撮影画像は逆さだけど

クマのぬいぐるみをテスト撮影。

ブラウザに送られてきた画像は逆さです。

カメラの取り付けが逆だったみたいです。

しかし、これはCSSのtransform:rotateで、簡単に調整できるので致命的ではないでしょう。

目的によっては解像度不足

カメラ「JpegSerialCam」は、「誰かいる？」くらいの目的で使う分には問題ないですが、細かい文字情報を盗み見るには解像度不足です。

Obnizで本気のスパイカメラを作る場合、次回はカメラ「ArduCAMMini」を使うことにします。

遠隔でこっそり撮影し、画像を手元に送るスパイカメラを作りました。一見すると、ネコが入った小箱。しかし機密情報などを盗むカメラです。会社の持ち出し禁止資料を自宅から盗み見るときに使います。

※リスクしかないので、お勧めできません。

テレワークの弊害となる紙の資料

紙の資料で仕事をする会社だと、テレワークを導入しても、なかなか作業が進みません。

手元に資料がなくて、結局出社するはめに。

紙は持ち出し禁止で、必要になるたびに出社。

困っている人が多かったので、スパイカメラを作りました。

小箱に見せかけて

スパイカメラは何の変哲もない小箱の外見としました。

デスクの上に置いても、特に目立たないものです。

中からカメラを持ったネコが飛び出し、撮影します。

例え撮影中に見つかっても、ネコが飛び出すオモチャにしか見えないでしょう。

ネコはカモフラージュです。

遠隔で画像は見られるが・・・

撮影した画像をテスト受信してみました。

まず、カメラの取り付けが逆で画像がひっくり返っています。

カメラの可動域の設計ミスで画面半分しか撮影できていないし、画質が悪すぎて、細かい文字を読むことはできないレベルです。

・・・実用からほど遠い感じになりました。