Pages

Subscribe:

Ads 468x60px

2013年4月16日 星期二

機器人輔助程式設計教學

本實驗室使用 LEGO Mindstorms RCX 主機組裝成車型機器人,主要用以輔助高中程式設計教學;讓學生從解決機器人迷宮的問題培養問題解決能力及演算法式的思考。我們使用的機器人程式語言,其語法及程式概念都相當簡單,學生只需要學習「前進」、「轉彎」、「感應器控制」的基本指令以及基礎程式語法,即能輕鬆上手。 

早期研究使用 LEGO 公司所發展的 Robolab 軟體進行教學活動,最近幾年我們改採 Java 做為教學使用的程式語言;並以 Eclipse v3.1 中文化版本做為程式開發環境。為使 RCX 主機能接受 Java 程式控制,我們將 RCX 主機軔體變更為 leJOS v2.10(詳細設定方法請點選上方「RCX軟體」說明頁面)。同時使用德國 Paderborn 大學所開發之 Lego Mindstorms Simulator (LMS),使其能夠直接在電腦上模擬 LEGO 機器人的動作,我們並將其精簡與中文化,以方便教學使用。本專題最新的研究已設計一套完整合適初學者的機器人 Java 程式語言教材,適合機器人及模擬軟體使用;亦設計另一套對映傳統 Java 程式語言教學的教材,歡迎免費下載使用。 
by 國立臺灣師範大學 資訊教育研究所 電腦科學教育實驗室

http://robot.ice.ntnu.edu.tw/

機器人輔助程式設計教學

積木玩3C

http://le.beingo.net/


積木玩3C

樂高機器人教學-陳鍾誠老師



http://ccckmit.wikidot.com/robot

樂高機器人教學-陳鍾誠老師

樂高學園-部落格介紹

http://meyl0101.pixnet.net/blog


我是一個「奇妙機器人動腦學院」的學生,我想教各位NXT的使用方法,讓各位不用花錢就可以學到如何操作NXT,請多多指教



樂高學園

樂高社百一級超強教學資源


TCGS LEGO 04 中女樂高 百一教學資源

樂高公司(LEGO)國際官方網站,提供歷年來各式各種的產品資訊,從兒童最愛的的積木組合(如海盜組、城堡組、太空組)到被廣泛運用在學習上的教育系列 (LEGO TECHNIC)、樂高機器人,應有盡有。 
除了商業服務之外,網站中還提供了許多以各種樂高產品造形設計出的小遊戲,(http://www.lego.com/en-us/games/default.aspx),增加了該網站的娛樂性。其中,個人最喜歡的是"escapechallenge",在遊戲之中,玩家必須辨認齒輪的旋轉方向,挑去或潤滑一個齒輪,使得原本卡死的齒輪組得以轉動,旋起沉重的鋼門,進而來到下一個房間,遊戲總共有20個房間,限時於五分鐘內完成闖關。不只很有趣,更可以藉此訓練自己的齒輪組合能力,是個寓教於樂的好遊戲呢!(http://technic.lego.com/en-us/games/escapechallenge.aspx

未命名.JPG
Escapechallenge遊戲畫面。

 資料來源:

 玉山機器人官網  http://www.era.org.tw/
台灣最大、最重要的樂高機器人國際級競賽相關網站,一旦你想了解任何跟FLLWRO、大專盃相關的資訊,或是想找比賽的花絮趙等,第一件事一定是登上玉山機器人官網查詢,相關競賽的報名也是在這個網站喔!
不過玉山機器人還是比較偏重於全國性的比賽,以WRO的區域賽、校際盃而言,區域性的小官網訊息會比較集中、便於查詢喔!以中區賽與中女主辦的校際盃而例,就可以直接在台中女中的網站上找到連結,相當的方便阿。

CAVE教育團隊  http://www.cavedu.com/
CAVE是一個致力於推廣樂高的團隊,包含樂高積木、動力機械、樂高機器人等項目都有涉獵,除了多方舉辦研習課程外,他們還出版了許多相關的書籍。網站本身提供了非常多的樂高教學資源:書籍資訊及課程內容是不用再提了,更棒的是,網站還供你免費下載各種範例程式!
這學期LabVIEW程式研習的主講人阿吉老師就是來自於CAVE的團隊,他的專長是交人使用JavaNXCLabVIEW、手機等NXTG外的程式操控樂高機器人,這些資訊同樣可在CAVE的網站中找到。然而,阿吉老師帶我們看見的不過是CAVE的冰山一角,還有很多浩瀚的寶庫等著你去探詢呢!

雲淡風輕:NXC教學 http://simfonias.blogspot.com/search/label/NXC 
除了我們最熟悉的圖像化程式NXTG之外,我們也可以利用類似C語言的NXC來編寫樂高程式。站主是台南一名生活科技老師,由淺至深介紹地各個NXC程式範例,並以嘗試更高階的思考方式將原本粗淺的程式改寫地更臻完美!
 以比賽中最常使用的軌跡車為例,只用單顆光感時,總看到車子搖搖擺擺的在扭屁股,不僅難看,也很沒效率,還常常因扭過頭而偏離軌跡;除了用雙顆光感改進(但有時就是只能用單光感阿)外,還有什麼方法可以讓車子走的更穩定,更好看呢?
會出現這樣的情形,其實是因為我們用了"二分法"來編寫程式,看到黑色右轉,白色左轉,機器人當然只能在左右轉中反覆囉。而站主提供了這樣的想法:依偵測到的光值判斷轉彎弧度,進而決定轉彎時的馬力大小,簡單來說,就是迴轉時用力的給他轉過去,如果路只是微微變彎,那就輕輕動一下就好了,戰主甚至依此概念寫出了一個函數是呢!礙於版面有限,無法解釋的很清楚,更詳細的內容請自己上網觀看喔:http://simfonias.blogspot.com/2010/06/nxcnxt.html
2.JPG我曾在研習現場親眼看見灌了這個程式的機器人走的是多麼的順暢,就連如右圖那般迂迴曲折的路徑,走起來還是非常的流暢圓滑,絲毫沒有原先鋸齒般的崎嶇感,相當相當的令人震撼啊!可惜網站沒有提供示範影片,讓我一直找不到機會跟大家分享這種驚人的震撼感啊!
這個程式概念其實也可以我們熟悉的NXTG來表示,只要運用完整版面的函數及運算程式就可以做到了,網路上也找的到探奇自然工作室將NXC範例轉成的NXTG程式。對有心想加深程式技巧,或是想多多了解C語言的人而言,從這些範例開始練習會是一個很棒的訓練。
 4.JPG
3.JPG





機器人生活館(Robot fun  http://fun.robotworld.org.tw/
為了讓更多人了解機器人為我們帶來的便利及樂趣,讓人能近距離接觸機器人、瞭解機器人並愛上機器人。經濟部工業局指導建立了一個提供一個機器人知識、技術交流的平台──RoboFun
RoboFun』位於台中市西屯區407台中工業區3727號,財團法人精密機械研究發展中心1F的展示館。是全台第一個以機器人生活為主題的情境空間,以居家生活做為背景,提供各種能與機器人互動的模擬情境,不僅只是觀賞而以,還可進一步體驗與機器人生活、接觸零組件應用,激發無限生活創意,發展更具市場價值的商品。館內蒐集的機器人共有清潔、教育用、休閒益智、寵物型等四大類30餘項具代表性的機器人商品及機器人零組件模組等。
 RoboFun』可供團體預約參觀,是個社遊的好地點喔!

機器人產業情報網  http://www.robbotworld.org.tw 
    機器人產業情報網中有國內各個與機器人相關的產業、活動、政府計畫以及比賽等相關資訊,所有最新的訊息盡在其中,相當值得一看逛喔!
5.JPG

6.JPG
機器人咬人  How To Survive A Robot Uprising
丹尼爾.威爾森 Daniel H. Wilson 
出版社:木馬文化
定價:新台幣250(科科科我用五折買的)



可愛的電子寵物突然目露兇光,狠狠咬住你的大腿不放……
家中的割草機在院子裡瘋狂地來回暴衝,見人就絞……
人工智慧系統集體叛變,誓言殲滅所有人類……
……

你以為,這是只會在電影中出現的情節嗎?
喔不,千萬不要小覷了機器人叛變的可能性,
更別為了這態度而失去寶貴性命,

當危機來臨時,我們究竟該如何自保?


答案就是──知己知彼,百戰不殆《孫子.仲謀》


《機器人咬人》的作者丹尼爾.威爾森博士以堅實的背景向我們介紹各種機器人的原理,人型機器人、無人載具、仿生機器人、模組機器人、智慧屋面面俱到;不僅如此,他還告訴我們如何騙過機器人的語音、人臉、步態辨識系統,如何在茫茫人海中找出偽裝成人類的機器人;教導我們如何早期發現機器人叛變的徵兆,並在叛亂中存活,再次反擊……
本書提供各種詳盡實用、希奇古怪、正經八百的令人捧腹大笑的意見,教你如何用三言兩與讓機器人陷入死迴圈,如何單憑肉身與機器人進行搏命殊死鬥……

在戰亂動盪的時刻,《機器人咬人》會是你最佳的救命指南;而在和平的日子裡,這本書則是最棒的機器人入門讀物!

想在叛變中存活下來嗎?想更了解機器人嗎?別再猶豫了,趕緊翻開這本《機器人咬人》吧!


上網Google《機器人咬人》,可在各大網路書局找到不同片段的試讀本喔!
7.JPG
機器人之進化  
彼得‧曼瑟&費斯‧德魯修
Peter Menzel  Faith D’Aluisio合著
出版社:商周出版
定價:450元(學校圖書館有!)


即使目前的我們似乎只有往外太空前進才有機會找尋到像《變形金剛》柯博文那樣的機器人;在地球之上,依然有一群努力不懈的科學家,致力於發展具有高度智慧的機械生物。關於機器人、關於智慧系統、關於人機合體等等的研究,早已在全世界如火如荼的展開了!
人型機器人、智慧型機器人、仿生機器人、人機合體、軍用機器人、家庭陪伴機器人……,也許某些發展尚只具雛型,卻也早已不算新聞。終有一天,人類會創造出超越人類智慧的終極人工智慧(AI)系統!

然後呢……?

人類是被後起之秀所消滅,還是在機器人的服侍下,過著安逸卻日益退化的日子呢?《機械公敵》、《駭客任務》、《機器人咬人》所預言的未來,是否真有來臨的一天?而在那天到來之後,我們,人類,又會得到怎樣的結局呢?


本書作者是曾獲得攝影獎的記者彼得‧曼瑟與費斯‧德魯修,他們耗費了長達一年的心力及時間,採訪了歐美日本各地的數十個機器人實驗室,紀錄著創作者的理念與熱情,描寫著機器人的功能及發展,拍攝著各型各色的照片,並且嚴肅地討論著機器人帶來的隱憂。
本書將各個採訪分門別類,人型機器人、仿生機器人、人機合體、軍用機器人、家庭陪伴機器人……,許多在《機器人咬人》中只有幸一聞其名的機器人,都可在這本書見到它的廬山真面目。從這些訪談中,我們也可以看見科學家們對機器人發展想法的不同,以人型機器人為例:有的動作像人、有的外貌像人、有的表情變化多端……,這本書開啟了我們對機器人的無限想像。

這是一本訪談的集結之作,但書中並沒有艱澀的名詞;深入的訪談內容搭配上淺白的言語表達,讓本書更加地值得我們深入享用。


遺憾的是,2002年出版的這本書,似乎早已絕版,很難在市面上買到了。不過各大圖書館都有數本收藏(國中圖、中女圖書館),也不乏機會閱讀就是了。

 
*機器人作戰秘笈8.JPG
陳怡靜、吳明德 合著
出版社:網奕
定價:350(社櫃有一本!!)


每次要參加比賽時,總是不知道該如何開始組機構嗎?總是花很多時間在嘗試機構,卻老抓不到要點嗎?

在《機器人作戰秘笈》一書中,作者從機器人原理開始講起,運用物理知識分析各種機構的利弊得失,再配合程式調整迎戰各種難關,並且統整各個常見競賽模式,提出解題精要;書末則是對全台第一個相關社團──「萬芳高中動力機械研習社」(沒錯,就是我們在FLL搭訕到的萬芳)──的採訪,另外還附上歷年的採訪及可參考的資源。

本書的章節如下:
1 機器人的基礎知識
2 機器人的機構組裝
3 機器人的程式設計
4 機器人競賽致勝秘笈
5 專題製作與發表
6 機器人推廣活動策劃
7 實戰經驗與心得分享
附錄歷年媒體報導資料彙整
附錄機器人的參考資源

其中個人最喜歡的是第四章,裡頭提到許多機器人競賽:迷宮直線競速軌跡車爬樓梯……,搭配上各種各式的解法分析,讓人想組機構、闖競賽的心更是蠢蠢欲動、躍躍欲試。

但即便擁有再詳盡的攻略,想大幅增長自我實力的最佳方式,依舊是那不變的法則──參加比賽,並且一而再、再而三持續不懈的努力改進。這本書所要你學會的,是學會在開始前先進行思考,思考自己要如何解題、機器人要有什麼結構,如此才能更有效率、更成功的準備比賽!

加油吧!不斷的去闖、去嘗試,在玩樂高玩比賽的過程中淬鍊自己吧!

 圖解達文西機器人
圖解達文西機器人從達文西手稿中發覺前所未見的機械裝置與自動機 
馬力歐泰迪 Mario Taddei 
出版社:世茂
定價:1200(厚達五百頁的超高級銅板印刷啊!)


達文西是誰?
蒙那麗莎的微笑無疑將他捧成一名藝術大師,而在《達文西密碼》中,他更與某種秘密組織脫不了干係;然而,相較之下,似乎鮮少人注意到,達文西同時也是十四世紀時一名非常偉大的科學家、發明家。
除了自走車之外,達文西還曾創造出機械獅及機械武士,在這些驚人創舉背後的是他堅實的機械基礎,除了最基本的滑輪、連桿、發條、齒輪……外,達文西還將各種機構相互融合,研究並創造出機構的無限可能;藉由各式各種的往復運動、搖擺運動,我們可以組出那個內心深處所渴望的機器人。

本書作者相當用心地整理達文西所遺留的手稿,先從機械裝置及自動機的源起開始訴說,再介紹達文西手稿中的簡單機械、複雜裝置,然後討論自走車,並自手稿研究中復原出消失多年的機械獅,並深入探究藏匿在達文西手稿之中的機械士兵。
作者展現這些研究的方式,可不只是空口說白話而已,本書內有超過800幅的3D全彩復原圖!(偷偷告訴你,這本書根本不到500頁,也就是說每頁都會有好幾張圖)每個發明、每個創作都有圖表相輔,甚至還有機械獅復原後實際的照片。機構介紹的部份,作者還貼心的加入了起始力、作用方向、結果等箭頭標示,讓人更能對這些複雜裝置的運作原理一目了然。

這本書是一場絕佳的視覺饗宴,就算你絲毫不獨長篇的文字敘述,單單只是賞閱圖片便能令你獲易良多(當然囉,乖乖把文字讀完的人會有更多收穫的)!
研讀這些圖片總令我不禁開始思考:如果是以樂高現成的零件來組裝,是否有辦法成功組合出書中的這些裝置呢?除了使用現成的樂高機構範例,我們是否有能力在只知道概念的條件下,以樂高積木組出能運作的裝置呢?如果能把這本書中的裝置都做出來的話,相信準備比賽時就不會有那麼多問題了!

這本書最大的特點就是圖片精美、解說清晰,喜歡機構的人可千萬別錯過阿


機器人系列 
長篇四部曲:《鋼穴》、《裸陽》、《曙光中的機器人》、《機器人與帝國》
短篇小說集:《我,機器人》、《機器人故事全集》
艾西莫夫 Isaac Asimov 


最早出現的機器人是工業上的機械手臂,然而,機器人(Robot)這個名詞在老早之前就出現了,並且頻繁的運用在各種文字、戲劇的創作之中,其中,最知名的莫過於以撒艾西莫夫的《機器人》系列!

機器人(Robot)1920年代首次出現於歷史的舞台中,Robot 這個字由捷克作家卡瑞爾‧恰佩克(Karel Capek)從捷克語robota借用並創造,原意是指非自願的苦力勞工。在《羅素姆萬能機器人》一劇中,生產來代替人類勞動工作的機器人,最終消滅了製造它們的人類(嗯……)
在那個黑暗(?)的年代,所有相關的創作無不強調機器人對人類的威脅;然而,在此之中,以撒艾西莫夫獨樹一幟,他不僅將冷冰冰機器人描寫成有情有義有血有肉賺人熱淚的角色,還創立了規範機器人行為的機器人學三大法則(Three Law of Robotics)

第一法則、機器人不得傷害人類,或袖手旁觀坐視人類受到傷害
第二法則、除非違反第一法則,機器人必須服從人類的命令
第三法則、除非違反第一及第二法則,機器人必須保護自己

然而,有了三大法則的約束,機器人就真的不可能傷害人類嗎?且看艾西莫夫如何在小說中鑽出三大法則的漏洞,交織出精采絕倫《機器人》系列!

《機器人》系列並不僅只是單純的機器人小說而已,在艾西莫夫的刻意經營之下,它還是一套的銀河未來史的開端(接續的是《銀河帝國》、《基地》兩個系列)!在艾氏描述的未來之中,地球早已無法供養極劇膨脹的人口,人們只得依賴各種酵母食品,幾十萬戶擠在一個大社區內,共享各種設備與配給……人類唯一的希望,是移民宇宙,開拓另一片全新的未來……
然而,早期的移民卻排斥著母星的人們,自詡為較高等的「太空族」,仗著先進的科技及機器人的協助,跟地球相互僵持了幾百年;而地球人對機器人的反對聲浪,也逐步的高漲……

艾西莫夫早已作古許久,這幾十年來科技的躍進更是無抹滅,然而,從《機器人》系列開始,接下來的《銀河帝國》、《基地》讀起來仍是那麼的真實,充滿著可能性……