LEGO-Aero-gami: The Art of Automatic Paper Airplane Making

Best of BrickNerd: Weekend Highlight — Article originally published September 10, 2021.


One of the most memorable MOCs I’ve seen was a LEGO robot that folded and launched paper airplanes, made by Kenjiro Nagai from Osaka University, Japan. I was lucky enough to have seen both the 2018 and 2019 versions at the Japan Brickfest. It is such a fun build, and the children in particular loved it. They would gather around the machine, wait for the planes to launch, and try to catch the planes mid-air. Sooooo cute! I recently caught up with Kenjiro, and we had a nice chat about his LEGO robots and his YouTube channel.

LEGO Paper Airplanes - BrickNerd - Header.jpg

Inez: Hi Kenjiro! Please tell us something about yourself. Do you still belong to Osaka University LUG? How long have you been building with LEGO? あなた自身について教えてください。まだ大阪大学LUGに所属していますか?どれくらいの期間LEGOをしていますか?

Kenjiro: I’m in the second year of a Master’s Program in Osaka University. I graduate next year. I belong to Osaka University LUG (OULUG) now, but next year I’ll have to join another LUG because OULUG mainly consists of college students. I started LEGO at three years old and used Mindstorms or Technic when I was in elementary school. Now I’m using Python to create LEGO robots using motors or sensors with Python. My main work is “Paper Airplane Maker” and it appeared on TV several times.

現在、大阪大学大学院修士2年で来年から社会人になる予定です。今はOULUGに所属していますが、OULUGは大学生がメインなので、来年からは別のLUGに入るかどうか考えているところです。私がLEGOを始めたのは3歳ごろからで、小学生のころにはMindstormsやTechnic系のLEGOで遊んでいました。今は、pythonを用いてモーターやセンサーを使ったLEGOのロボットを制作しています。私の代表作は紙飛行機自動折り機で、何度かテレビにも出演させていただきました。

Kenjiro with his LEGO machines.

Kenjiro with his LEGO machines.

Inez: I watched your YouTube channel. Your builds and robots are AMAZING! What is your favorite LEGO build that you made? Why is it your favorite? あなたのユーチューブチャンネルを拝見しました。あなたの作品やロボットは素晴らしいです!今まで作った中でお気に入りのLEGO作品は何ですか?なぜそれがお気に入りなのですか?

Kenjiro: I have several favorite builds. Here are some:

Paper Airplane Maker. It has been seen by the most number of people at exhibitions, or on TV and YouTube. I was glad that they looked so happy when it was making paper airplanes.

紙飛行機自動折り機。展示会やテレビ、ユーチューブなどで最も多くの人に見てもらった作品だからです。この作品を見ている人が楽しそうにしているとこちらも嬉しくなりますね。

Slot Machine. Nobody has made a mechanical slot machine with LEGO, and in the category of mechanical works, it was the most difficult machine that I have ever made. I like to make moving machines so it was fun to build it while thinking about many mechanism or systems.

スロットマシン。まだ誰も機械仕掛けのスロットマシンをLEGOで作っている人がいなかったことと、機械系の作品の中では難易度が最も高かった点です。もともと動く機械が好きなので、いろいろなしくみを考えながら作っていくのが純粋に楽しかったです。

Rubik’s Cube Solver. I wanted to build a machine which uses Python not EV3 programing because I’m studying programing in University and I felt I could make more functional robot by using Python. My favorite part is to be able to align the cube in 30 seconds.

ルービックキューブソルバー。大学でプログラミングを勉強していて、pythonをLEGOに生かせればより機能的なロボットが作れると感じていました。そこで、pythonを使わないと作れないようなロボットを作ろうと思い、この機械を制作しました。お気に入りの点は30秒以内にキューブをそろえることができる点です。

Inez: I really love your paper plane robot. What inspired you to build it? How much time did it take you to build it? 私は紙飛行機ロボットが大好きです。それを作ろうと思ったきっかけは何ですか?ロボットを作るのにどれくらいの時間がかかりましたか?

Kenjiro:  The idea for this machine was born from “shikakegaku” which is studied in Osaka University. “Shikakegaku” is changing people’s behavior for the better using gimmicks. We wanted to solve the question “How to collect more questionnaires in shops or public facilities.” We let customers write questionnaires, then they put the paper on the machine, and then the machine makes and flies paper airplanes. It was a win-win relationship between us and the customers because we were able to retrieve many questionnaires while the customers were able to see the machine at work. As a result of our experiment, we were able to collect many questionnaires. I built the first version in three months and the second version in two months.

このロボットのアイデアは大阪大学で研究されている仕掛学という学問から生まれました。仕掛学とは、仕掛けによって人の行動がどのように変化するかを研究する学問です。今回、「店や公共の場でより多くのアンケートを集めるにはどうすればいいか」という問いに対し、仕掛けとしてこのロボットが使われました。客にアンケートを書いてもらい、その紙を機械にセットして飛ばすように設定します。そうすることで客はロボットが動いているところを見たくてアンケートを書いてくれる一方、こちらもアンケートを集めることができるというウィンウィンな関係が生まれます。実際の実験ではより多くのアンケートを集めることができました。製作期間はver1は3か月、ver2は2か月です。

Kenjiro’s Paper Plane Maker version 1 (top) and version 2 (bottom)..

Kenjiro’s Paper Plane Maker version 1 (top) and version 2 (bottom)..

Inez: Your builds look very complicated. How do you begin? Do you create the design in the computer or do you just go straight to building with LEGO? あなたの作品は非常に複雑に見えます。どのように作り始めますか?コンピューターでデザインを作成しますか、それとも直接製作しますか?

Kenjiro: I have never created the design in a computer. Moving LEGO, like the Paper Airplane Maker, are very difficult to design, and I think I don’t need to create it in a computer because I feel the biggest merit of LEGO is that it can be made through trial and error. When I make a work, I try to start with the most difficult part. By doing so, it is easy to grasp the overall difficulty level.

一度もパソコンで設計をしたことはありません。紙飛行機自動折り機のような動くロボットはパソコンで設計するのはとても難しいですし、そもそもその必要もないと思っています。LEGOの最大の魅力は試行錯誤しながらロボットを作っていける点だと考えているからです。作品を作るときは、最も作るのが難しい部分から作っていくようにしています。難しい部分から作ることで全体の難易度が把握しやすいからです。

A close up of some of the folding mechanisms of the Paper Plane Maker.

A close up of some of the folding mechanisms of the Paper Plane Maker.

Inez: What are you building next? 次に何を作る予定ですか?

Kenjiro: I’m going to make “4x4 Rubik’s Cube Solver”. And in the future, I want to make a robot like a 3D printer that builds a small LEGO car or house or etc.

 4x4のルービックキューブをそろえるロボットを制作中です。また、将来的には小さなLEGOの車や家などを作る3Dプリンターのようなロボットを作りたいと考えています。

9x9 Rubik’s Cube Solver, also by Kenjiro.

9x9 Rubik’s Cube Solver, also by Kenjiro.

Inez: Do you have advice for those who want to build LEGO robots? LEGOロボットを作りたい人へのアドバイスはありますか?

Kenjiro: I think the important thing in making a high-quality robot is not to try to make it all at once, but to make it from a prototype first. Especially for robots with complicated movements, it is almost impossible to make a perfect one from the beginning, and it is not possible to grasp all the problems at once, too. By making a prototype, problems and points to be aware of will be made clear, and the risk of failure when remaking can be greatly reduced. It is recommended that you disassemble all the prototypes you made once, except for the parts that you think are already perfect. This is because if there are many remaining parts, the degree of freedom in assembling will be reduced during the second production.

The appeal of LEGO is that it is tolerant of failure, so please do your best without fear of failure.

質の高いロボットを作る上で大切なことは1度で作り切ろうとせずに、まず試作機から作ってみることだと考えています。特に複雑な動きをするロボットは最初から完璧なものを作ることはほぼ不可能であり、一度ですべての問題点を把握することもできません。試作機を作ることで問題点や気を付けるべき点が明確になり、もう一度作り直すときの失敗のリスクを大幅に減らすことができます。そして、一度作った試作機は自分が完璧と思える部分以外はすべて壊すことをお勧めします。残っている部分が多いと、2回目の製作時に組み方の自由度が減ってしまうからです。

失敗に寛容なところがLEGOの魅力ですので、失敗を恐れず頑張ってみてください。

Inez: Thank you so much, Kenjiro! Your work is truly amazing and I hope to see you again in Japan soon! 謙次朗さんありがとうございました! あなたの作品は本当に素晴らしいです。またすぐに日本でお会いしたいと思っています!

You can check out more of Kenjiro’s LEGO builds on his YouTube channel, KEN LEGO.


Have you ever built a mechanical LEGO MOC? Or have you seen any great mechanical LEGO MOCs on YouTube? Do let us know in the comments below!

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