Webots講座1-2023：インストールとデモの鑑賞

Webotsって何？

最近，Webotsというロボットシミュレータを良く耳にしませんか？ロボカップジュニア世界大会2021がオンライン開催になり,サッカーチャレンジをはじめとする複数のリーグでWebotsを使った競技が開催されます．ROS2にも対応しており，2022年にブレイクの予感がしましたが，2023年になってブレイクしたという話は聞きません．

Webotsの日本語資料は少ないので，自分の勉強も兼ねて昨年に引き続きWebots講座を連載します．

さて，Webotsとは何でしょう？それは，Webotsはオープンソースでマルチプラットフォームのロボットシミュレータです．Webotsは1996年にスイス連邦工科大学のOliver Michel博士が開発し，1998年にCyberbotics社がライセンスを取得し，2018年からはオープンソース（Apache 2.0ライセンス）になりました．ちなみにROS2のライセンスもApach 2.0ライセンスです．

主な特徴

次のとおり．

オープンソース：Apache 2.0
マルチプラットフォーム：Windows, Linux, Mac OS
多くのプログラミング言語に対応：C, C++, Python, Java, MATLAB, ROS
高速プロトタイピング：多くのロボットモデル，センサ，アクチュエータ，物体，素材がある．３Dモデルフォーマット，URDFをインポート可能であり，ロボットのプロトタイプを高速に作ることができる．
定評のある物理エンジン：Open Dynamics Engine (ODE)のフォーク（派生）．
ドキュメントが豊富：チュートリアル，ユーザガイド，リファレンスマニュアル，プログラムサンプルなどが豊富．

インストール

では，シミュレータで遊ぶためにさっそくインストールしましょう！マルチプラットフォームなのでWindows，Linux，MacOSに対応していますが，ここではWindows11にインストールする方法を説明します．

ダウンロード
- Cyberbotics社のダウンロードサイトからセットアップファイルをダウンロードする．
  - Webots Downloads
- ダウンロードしたセットアップファイル(webots-R2023a_setup.exe)をダブルクリックして起動する．
  - [Select Setup Install Mode]ウインドウ(長いので以降，窓と表記）が開くので，お勧めの[Install for all users (recommended)]をクリックする．これを選択するとC:\Program Files\WebotsにWebotsがインストールされる．
- [Select Destination Location]窓が開く．そのままで良いので[Next >]をクリック．
- [Select Start Menu Folder]窓になる．デフォルトではスタートメニューフォルダにショートカットを作成してくれる．[Next >]をクリックする．
- [Ready to Install]窓になるので，[Install]をクリックしてインストールを始める．
- [Installing]窓になる．インストールはすぐ終わる．私の環境では２分ぐらいで終わった．
- インストールが終わると[Completing the Webots Setup Wizard]窓になる．[Finish]を押すと，Webotsが起動する．

デモの鑑賞

インストールして初めて起動するとウェルカムメッセージの[Welcome to Webots R2023a]窓が開く．後で設定を変更できるので、このまま一番下の[Start Webots with the selected theme]をクリックする．
[Thank you for using Webots R2023a]窓が開く．以前のWebotsユーザに関する注意書き．新規ユーザは関係ないのでここを読み飛ばしてOK．[Close]をクリックする．興味のある方は下の説明を読む．
- Webots R2022aから全てのジオメトリ (geometry)，デバイス (device)，PROTOの座標系がFLU (x-Forward, y-Left, and z-Up)座標系になった．これはROSや他のロボットシステムで標準的な座標系に合わせるため．詳細は以下のリンクを参照．
  - How to adapt your world or PROTO to Webots R2022a
[Guided Tour]窓が開く．ここでWebotsを紹介してくれる。[Next]をクリックすると68もあるデモが切り替わる．
トップバッターはUneven Terrian (1/68)．不整地でのロボット走行．
次はPR2 (2/68）：PR2が机の上の缶とお菓子を掴んで移動する．
３番目は，あのSpot君．手を振って挨拶をしてくれます．
あの産業ロボットも登場 Universal Robot(8/68)
あの高級SUVも登場　City (9/68)
この他に，DJI Drone, PR2，Create, Pioneerなど多数のロボットが登場します．
十分楽しんだと思うので，次回は、さっそく簡単なプログラムを組んでロボットを動かしましょう！