STEP 1407 — benchtop-mcp v0.8.0-alpha Akizuki wire-up 3 layer mock spike

2026-08-26 · STEP 1406 (1)(2)(3) 実装 · env/IMU/ToF mock, 4 tools, hardware_available:False · benchtop-mcp commit 0adaaa6

目的

STEP 1406 で明示された benchtop-mcp v0.7 の 5+ layer gap のうち、「環境 (温湿度気圧) / 慣性 (IMU) / 距離 (ToF)」の 3 layer を秋月で即入手可能な定番 I2C module (BME280 / BNO055 / VL53L1X) を想定 SKU として mock 実装で追加する。藤本さん directive 「1 から 5 を順番にお願い致します」の (1)+(2)+(3) を benchtop-mcp v0.8.0-alpha 1 版として一括実装 (STEP 1396 olfact/biosensor v0.7 の pattern をそのまま継承)。

実装内容

① Environment layer (BME280 mock)

probe_id: bme280-env-a1
Part: Bosch Sensortec BME280 (I2C、 Akizuki 通販コード 109421、 ¥1,180)
Measures: temperature_c (-40〜85°C) / humidity_pct (0〜100%) / pressure_hpa (300〜1100 hPa)
Tool: measure_environment(probe_id, condition_tag)
Return: t/h/p 3 値 + in_range_all + verdict_d8 (TRUE/NEITHER)

② Inertial layer (BNO055 mock)

probe_id: bno055-imu-b1
Part: Bosch Sensortec BNO055 9軸 fusion (I2C、 Akizuki 通販コード 116996、 ¥3,850)
Measures: quaternion (unit-norm 保証) / euler_deg / linear_acc_m_s2 / magnetic_uT / calibration_status
Tool: measure_orientation(probe_id, motion_tag)
Return: quaternion + euler ZYX + linear_acc + magnetic + is_unit_quat

③ Distance layer (VL53L1X mock)

probe_id: vl53l1x-tof-c1
Part: STMicroelectronics VL53L1X ToF (I2C、 Akizuki 通販コード 114249、 ¥1,780)
Measures: distance_mm (30〜4000mm 有効) / range_status (VALID/TOO_CLOSE/TOO_FAR)
Tool: measure_distance(probe_id, target_tag, timing_budget_ms=100.0)
Return: distance_mm + range_status + verdict_d8 (TRUE/NEITHER)

Tool 一覧 (v0.8.0-alpha 追加 4 tool)

Tool	Layer	返値主要 field	Verdict source
`list_akizuki_probes()`	—	probes (3 件、 akizuki_code + price_jpy + interface + range)	—
`measure_environment(probe_id, condition_tag)`	environment	temperature_c / humidity_pct / pressure_hpa	STEP 1350 (2 値 subset)
`measure_orientation(probe_id, motion_tag)`	inertial	quaternion + euler_deg + linear_acc + magnetic + calibration	quaternion norm ≈ 1.0 で代替 verify
`measure_distance(probe_id, target_tag, timing_budget_ms)`	distance	distance_mm + range_status	STEP 1350 (2 値 subset)

Verify 結果

selftest 全 PASS

Module 単体: python benchtop_akizuki_wireup.py → 9/9 PASS (list + env in-range + env determinism + IMU unit quaternion + IMU determinism + ToF range + timing_budget rejection + cross-layer misuse rejection + unknown probe rejection)
MCP tool wire: python benchtop_mcp.py --selftest [22a-22f] → 6/6 PASS (list + env + env determinism + IMU + ToF + invalid input rejection 5 種)
既 selftest [1-21] regression: clean (v0.5/v0.6/v0.7 全動作維持)

使用例 (MCP tool 呼び出し)

# list_akizuki_probes
{ ok: True, probes: [{probe_id: 'bme280-env-a1', akizuki_code: '109421', ...}, ...],
  probe_count: 3, hardware_available: False, is_mock: True }

# measure_environment('bme280-env-a1', 'room-default')
{ ok: True, probe_id: 'bme280-env-a1', probe_layer: 'environment', part_number: 'BME280',
  temperature_c: 17.85, humidity_pct: 64.87, pressure_hpa: 822.0,
  in_range_all: True, verdict_d8: 'TRUE', is_mock: True, hardware_available: False }

# measure_orientation('bno055-imu-b1', 'static-level')
{ ok: True, quaternion: {w: ..., x: ..., y: ..., z: ...} (unit-norm),
  euler_deg: {roll: -50.31, pitch: 79.25, yaw: 75.89},
  linear_acc_m_s2: {x: ..., y: ..., z: ...}, magnetic_uT: {...},
  calibration_status: {sys: 3, gyro: 3, acc: 3, mag: 2}, is_unit_quat: True }

# measure_distance('vl53l1x-tof-c1', 'wall-2m', timing_budget_ms=100.0)
{ ok: True, distance_mm: 1114.5, timing_budget_ms: 100.0,
  range_status: 'VALID', verdict_d8: 'TRUE', is_mock: True }

Honest scope (spike の限界)

本 STEP 1407 の限界

全 hardware 未取得 = 全 tool hardware_available: False、実 sensor physics (Bosch calibration curve / on-chip Madgwick-Mahony fusion / 940nm SPAD photon counting) は模倣していない = interface skeleton のみ
deterministic mock = probe_id + tag の hashlib.md5 seed 由来、 cross-process 再現可能。 md5 は cryptographic 用途ではない (単純 seed 用途、 collision resistance 要求せず)
Verdict = 2 値 subset のみ = STEP 1350 8 値のうち TRUE (in-range) / NEITHER (out-of-range) のみ使用、残 6 値 (FALSE/BOTH/SELF/∞/○/〜) 未使用
SafetyGate 統合未実装 = STEP 1406 で「本 3 layer は SafetyGate 対象外 (3.3V < 5 mA)」判定済、 v0.9+ で通信 layer 追加時に SafetyGate rule 拡張予定 (TELEC 認証 module 選択 discipline 等)
1 SKU / layer のみ = STEP 1406 で抽出した 25 SKU のうち 3 pilot のみ実装、 SHT31/40I/DHT20 (環境) や LSM6DSV16X (IMU) や VL53L0X/GP2Y0E03 (距離) は v0.9+ 拡張 candidate
実 wire-up barrier 4 段未着手 = hardware 発注 + host MCU (STM32/ESP32) + I2C driver + benchtop tool 定義。本 STEP は最下段 (tool 定義) の skeleton のみ、上 3 段は別 STEP + 藤本さん judgment 待ち

次段候補 (defer、藤本さん judgment 待ち)

STEP 1408 (4) — 秋月追加 recon で gas/CO2/VOC (CCS811/SCD40/BME680) enumeration → v0.9-alpha 化学 layer 候補
STEP 1409 (5) — rei-scout 25 SKU を import-as-mcp category に decision 記録
v0.9-alpha 拡張 = 追加 SKU (SHT31/LSM6DSV16X/VL53L0X 等)、 SafetyGate rule 拡張 (通信 layer TELEC 認証)
実 hardware wire-up = BME280 実 module 発注 + ESP32 host + I2C driver + benchtop tool 実測データ差替 (別 arc、藤本さん physical hardware 判断待ち)

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