自分でロボットを作ってみたい人は多いと思います！
ですが，何をどのように学んでいくのか...イメージがつかない人もいると思います．
この記事では，私（高専ロボコン経験者）の場合を振り返りつつ書いています．
中学生〜高校生を対象に書いているつもりです．
ロボットを作るために必要なもの
- 機構
- 回路
- プログラム
- センサ
- モータ
- などなど...
私は機構設計をやったことがありませんが，その他について浅く広くやって来ました．
私は電子工作から入ったので，以下はほぼ電子工作の入門となっています.
Level 1 電子工作キット
まずは電子工作から初めてみましょう！
電子工作キットから始めるのがおすすめです．
抵抗，コンデンサ，トランジスタ，LED，...様々な電子部品に触れることができます．
（私は小学生〜中学生の頃，コロコロコミックに広告が載っていた「新・電子工作通信講座」というものをやってました）
目標
- 電子パーツに慣れる
- 抵抗・コンデンサ・トランジスタ・LEDなどなど...
- はんだごてを使うことができる
- ものづくりができる
Level 2 マイコンプログラミング
次にマイコンを使ったプログラミングを初めてみましょう！
マイコンとは小さなコンピュータのことです．身の回りの電化製品などには，このマイコンが入っています．
ここでおすすめするマイコンは "Arduino" です．
また，ブレッドボード，ジャンパピンやスイッチ，LEDなど回路の部品も買っておきましょう．
Arduinoを手に入れたら，LEDを点滅させるプログラムから入り，以下のように進めていってください！
どんどんやれることが広がっていきます！
（私は高専に通っていた頃，部活内で学びました）
目標
- Arduino言語の習得
- ArduinoでLEDをチカチカさせる． (digitalWrite)
- ArduinoでLEDをぼんやり光らせる． (analogWrite)
- スイッチを使ってみる． (digitalRead)
- ボリューム（可変抵抗）を使ってみる． (analogWrite)
- プログラム自体の練習
- 文字の出力（Serial.println）
- 変数 (int / float / ...)
- 条件分岐 (if / switch)
- ブレッドボードを使った回路設計
- 接地（GND）の概念が理解できる
- 抵抗の使い方 (LEDを使うときに抵抗が必要，オームの法則など)
- プルアップ抵抗，プルダウン抵抗（入力にスイッチを使うときに必要）
補足 マイコンについて
-
Arduino
一番おすすめのマイコンです．
プログラムがわかりやすく，色々な機能が使えるためおすすめです．
また，シールドという拡張基板も売っていて，Bluetoothなどの通信も使えるようにできます．
（私は高専ロボコンで，Arduinoをロボット制御によく使っていました） -
RaspberryPi
Arduinoと比べられることも多いと思いますが，こちらはOS（Operating System)が載っています．
難しいですがその分，やれることが増えます．
（完全にArduinoより勝るかというと，そうではありません．
特に入力に対して反応が素早くできる，綺麗な出力波形が出る（リアルタイム性）という面で
ロボットに向いているのはArduinoの方だと思っています．）
以下のようなことができます．Arduinoの次のマイコンとしておすすめ！- 簡易的なWebサーバ （ホームページ）
- 音楽サーバ (Volumioなど)
-
その他PICなど多種多様なマイコン
主にC言語を使って開発します．
データシート（説明書）の読み込みなどが大変です．
Level 3 新たな部品
ここまで来たら，自分が思い描くモノを作るため，
Amazon，SwitchScience，秋月電子通商などのサイトで，センサや新たな部品を買ってみましょう！
（私は高専にいた頃，部活内で色んな部品を買わせていただきました．
高専ロボコンでは以下のセンサをよく使っていました．）
センサ（Arduinoへの入力）
- 距離センサ
- ホイールエンコーダ（回転数が分かります）
- 傾きセンサ，ジャイロセンサ
- 気温・気圧センサ
- 赤外線センサ など多種多様なセンサがあります．Arduinoで使ってみましょう！
- カメラ はArduinoでは厳しいです. RaspberryPiやPCを使いましょう！
アクチュエータ(Arduinoから出力)
- モータ（モータードライバという回路も必要かも）
- 様々なLED(赤色LEDから，電車内の掲示板ようなドットマトリクスLEDまで色々なものがあります）
- スピーカ など
Level ? ロボット制作
ここまでくれば，次はロボット！...と言いたいですが，
ロボットを作るには，以下の理由で，お金・技術・時間が必要です．
一人でロボットを作るのはなかなか大変な作業です．
もしあなたが可能であれば，
高校・高専・大学などでロボットに関する研究やコンテストに携わることが１つの答えだと思います．
機構設計など
ロボットを作るとなると，外側が必要だと思います．
ロボットが何ができるかの大部分は，その機構にかかっていると思います．（私はこの分野は分かりません）
回路設計など
大きなモータを回すためにはモータドライバという回路が重要です．
トランジスタやFETやオペアンプを使った回路で，マイコンの信号を増幅させてあげることも重要です．
回路の開発にはオシロスコープなど計器も必要になってきます．
また，快適に操縦するには通信技術も大切です．
センサ
センサは基本的に高級なほど良いものです．
安いセンサはノイズが酷かったり，時間がかかったり，クセがあるモノもあります...
特にkinect, LiDARなど距離に関するセンサは高級な印象があります．
プログラム
センサに比例してできることが広がっていきます．
例えばロボットにカメラを付けたら，画像処理ができるようになり，
ディープラーニング技術などで物体の認識ができます．
上に挙げたような高価な距離センサがあれば，ロボットの位置を推定することができ，
ロボットに目的地を伝えるだけで自動運転をすることができます．
ただ複雑なことをさせようとすると，マイコンではスペックが足りなくなるかもしれません...
まとめ
ロボットに興味がある人は多いのではないでしょうか？
私の経験が誰かの参考になれば幸いです．