Beginning Physical AI

最安価4-DoFロボットアーム（アクリル製）

国の政策

• 官民で「国産AI開発」を本格化、5年で1兆円支援へ　ソフトバンクなどと新会社設立構想
• 人工知能基本計画　～「信頼できるＡＩ」による「日本再起」～

経緯と目的

フィジカルAIって何？つくりながら勉強してみる。勉強がうまくいったら、最安価フィジカルAI学習キット化を目指す。

• 10年前のIoTブーム開始から6年間、IoT/AI/AR/3Dデジタルツインのプロトタイプつくっては現場で実験してきた経験あり、それが、フィジカルAI学習の土台になる。
• 「フィジカルAI勉強したいけどロボット高価で手が出せない」＝＞「自作シミュレーター上でロボット動かしVLAも評価、しかし、フィジカルな部分を十分に勉強出来なかった」
• 最安価なロボットでも良いから、実際に触れて動かすことで、フィジカルな部分を勉強する。
• その勉強の過程をQiitaやYouTubeで公開する。

Qiita記事投稿

1. Lチカから始めるフィジカルAI: Gemini Live + SvelteKit + Arduino UNO
2. おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい 〜 その１：ロボット準備編
3. おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい 〜 その２：ロボットコントローラ編
4. おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい 〜 その３：MCPサーバ編
5. おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい 〜 その４：ロボットの目編
6. おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい 〜 その５：MCPクライアント編
7. おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい 〜 その６：VLA検証準備編
8. おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい 〜 その７：VLAもどき制作編
9. おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい 〜 その８：VLAもどき評価編

YouTube投稿

1. Lチカから始めるフィジカルAI: Gemini Live + SvelteKit + Arduino UNO
2. 最安価4DoFロボットをGemini CLIで動かす
3. Controlling the Cheapest 4-DoF Robot Arm #1: Manual Operation
4. Controlling the Cheapest 4-DoF Robot Arm #2: Semi-autonomous Pick and Place
5. Controlling the Cheapest 4-DoF Robot Arm #3: VLA with gemini-2.5-flash (Gemini CLI)

おもちゃのロボットアームでフィジカルAIを網羅的に勉強したい ソースコード

準備ツール

• カメラ歪み補正、ArUcoマーカー
• 転移学習(YOLO11 Nano向け、開発中)

フィジカルAIシステム（開発中）

• Robot Controller
• MCP Server
• MCP Client

VLA評価

MCPサーバ、MCPクライアント、Gemini CLIを起動しVLAを評価する。

$ vla.sh

部品・ツール

4DoFロボットアーム

Amazonで購入：4DoFロボット

組み立てマニュアル：

• https://www.makerbuying.com/docs/4dofarm/over-view
• https://www.youtube.com/watch?v=Q9JOKQaIR1w

Google検索エンジンの言語設定を英語にして、"SNAM 1200 1300 1500 4 DOF ARM acrylic robot arm"で検索すると、たくさん出てくる。

NXP PCA9685 PWMコントローラ

Amazonで購入：KKHMF PCA9685 16チャンネル 12-ビット PWM Servo モーター ドライバー IIC モジュール

I2C address: 0x40 (A0 - A5 の端子を半田付けしてクローズすることでアドレス変更可能だが、今回はこのままで良し）。

• ガイド：https://en.hwlibre.com/Complete-guide-to-the-PCA9685-controller-with-Arduino-and-more/
• データシート：https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/PCA9685.pdf
• Arduinoライブラリ：https://github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Driver-Library

ArduinoのI2C通信では、Wire.begin();を実行すると、デジタルピン2と3（SDA, SCL）に内部プルアップ抵抗が自動的に有効になりますが、これはおよそ20kΩ〜50kΩと抵抗値が比較的高めなので、より確実な通信のためには、通常4.7kΩ〜10kΩ程度の外付けプルアップ抵抗をSDA/SCLラインに接続するのが推奨されます。Wire.begin()だけでは不十分な場合があるため、外部抵抗の追加を検討しましょう。

関連する私のGitHubプロジェクト

現在、ICT企業へ所属している私から見て、ICT企業の役目は、他の企業とコラボしながら、〇〇OSとしてフィジカルAIをまとめ上げ、それを海外へも展開していくことと思える。

B2B2Cの観点でフィジカルAIを捉えられるか？短期利益の確保、目先の自社技術開発やB2Bで思考が止まっていないか？このビジネスは、そこで勝敗が別れそう。そういう意味で、B2B2C観点で色々と実験してみた結果が以下。

• Gemini Robotics-ERでUnity上の多軸ロボットを制御(Unity)　=> https://github.com/araobp/unity-robotics
• Gemini Liveで博物館内展示の自動音声応対(SvelteKit, Godot) => https://github.com/araobp/godot-museum
• Arduinoで赤外線アレイセンサー(異常検知に使える？) => https://github.com/araobp/arduino-infrared-array-sensor
• 空港内MCPやロボット巡回(Godotの3D機能が弱く中断、このプロジェクト終わったらUnity版で再開させたい) => https://github.com/araobp/airport
• バーチャルショールーム、照明ムード自動調整のところ、若干、フィジカルAIっぽい => https://github.com/araobp/virtual-showroom
• 昔作った建機の自動運転シミュレーション、YouTubeへ動画上げたら結構いいね沢山もらえた => https://github.com/araobp/unity-excavator

読みたい論文

• Gemini Robotics
• Gemini Robotics 1.5
• Robot Learning: A Tutorial