探奇工作室 Touch Classroom

寫了一些關於NXT的文章，我想大部分的人應該沒有NXT。 那該如何瞭解NXT呢？當然是現場觀看，實際體驗。 NXT在百貨公司，玩具賣場都只能看到零售版的外盒，好像還沒有人提供試玩。 （連PS3， XBOX都有提供試用！） 所以最好的方法就是到探奇自然科學教室走一趟，實際操作，接觸NXT。 也許有人想先試試看NXT-G (NXT繪圖介面軟體） 不需要撰寫一堆的程式碼，只要簡單地拖拉幾個圖示，做一些功能設定，就可以命令機器人完成動作。 美商國家儀器公司（ National Instruments, NI ）有一個簡單的互動網頁 ，可以讓你試試看NXT的威力，NXT-G就是LEGO與NI合作開發的軟體。 進入網頁後，請點選下方Test Drive the LEGO MINDSTORMS NXT Software Start Demo 按照指示，就可以讓NXT蠍子動作喔！

樂高？積木！玩具！這是一般人的印象。   樂高一直大力地推廣一些觀念：讓孩子具有想像力，創造力，瞭解分享與合作，體會各種知識技能。   所以有各種不同的設計： 動力機械課程：可以學習物理科學概念，增進觀察實作的能力，培養立體空間的認知。 機器人課程：機器人的輸出，輸入觀念；電腦程式的邏輯關係；無限的想像及創造引導。 國高中的學生：可以和物理數學結合，進行科學實驗。 大學研究生：能夠模擬工廠實際運作。   最近我們在中正大學清江教育中心所開辦的親子班，也讓親子間有共通的話題，在兩個小時的上課時間，親子相處，共同建構動力機械模型，討論如何改善機構，如何追加功能；一起遊玩的感覺真好！   甚至樂高公司還將樂高積木應用在公司組織的改善，結合企管顧問的專長，利用樂高教具發展出特別的課程，增進企業組織團隊，在洞悉觀察、想像創造，問題解決及執行實踐各方面能有更好的表現。 這個產品稱為 「Lego Serious PLay, LSP」 如果有興趣還可以參考 維基百科的說明 ，或是 Robert Rasmussen教授的說明 目前全球22個國家有48個Lego Serious Play的合作伙伴， 台灣地區的代表為 奇岩教育的蔡宇振老師 ，也恭喜蔡老師！   最重要的是， 透過無限的想像力及創造力，不論是孩子、家長、成人，樂高都可以有最好的應用 。   也許探奇教室可以開設爸爸媽媽班或是長青班，讓家長或是家中長者也能重新提升創造力及想像力！

終於有空去買變壓器，才能對NXT的鋰電池充電。 下圖是NXT使用三號鹼性電池（AA）。（總共需要六顆，為了顯示彈簧，取出一顆） NXT比RCX改進的地方是電池盒的彈簧，RCX使用的是簧片，使用時間一久就會彈性疲乏，需要調整，否則會有接觸不良，無法啟動的情形。NXT沒有這些煩惱。 下圖：NXT 與 鋰電池（9798） 下圖：鋰電池上有一個凸起圓棒，在裝入NXT時，剛好可以插入一個黑色按鈕（NXT右手邊數來第三顆電池位置），NXT就可以辨別是使用鋰電池還是乾電池。 下圖：裝上鋰電池就不用裝上原來的蓋子，不過原本很整齊的NXT背面會凸出約0.8公分。 下圖：裝上鋰電池前，先充電。接上變壓器插電後就會亮綠燈， 紅燈代表充電中，充飽了電，紅燈自動會熄滅。 與一般的鋰電池相當，規格標明是7.4V 1400mA 依照鋰電池使用說明，使用前需要充電約四小時才能使用。我們將鋰電池拆封後，直接裝在NXT上，使用BrickCC檢查，顯示電池為7588mV，表示這個鋰電池在原廠就已經充電。 使用說明書建議：使用樂高原廠變壓器 10V AC 7VA，市面上不容易找到這種規格，所以就到電子材料行購買輸出為9V AC 9VA（也就是1A)， 害怕地插上電源，為了防止太熱起火燃燒（受到SONY筆電電池的心理影響 ），特地到廚房拿了一個陶瓷盤子，放在鋰電池下面。 一開始，在綠色LED燈附近有一些發燙，六個小時後再檢查時，紅燈已經熄滅，LED燈附近不再發燙。確實充電時間並不確定是多少小時。 再經BrickCC測試，NXT內建的鋰電池電壓測試值，約為8405mV，證明確實有充電！ 還沒有比較使用乾電池與鋰電池的壽命時間（國外好像有一些測試報告）， 另外，使用鋰電池應該有一些好處： 1. 可以重複充電使用，環保。 2. 重量較輕。六顆鹼性電池約24.2公克 x 6=145.2公克，加上蓋子10.5公克，總共約155.7公克。但是鋰電池只有約110公克。少了45公克。 3. 也可以直接裝在NXT上對鋰電池充電，機器人不需要拆拆裝裝。

猜猜看，上圖那一塊是乾冰？ 這個月的DNA自然科學實驗，安排了關於乾冰的課程，包括： 二年級的「會飛的罐子」：觀察乾冰昇華成氣態二氧化碳，體積膨脹。 三年級的「比空氣重的氣體」：瞭解二氧化碳比重較大，聚積在燒杯下方。 四年級的「低溫世界」：知道乾冰可以作為低溫的來源，達到冷凍的效果，（乾冰在一大氣壓的臨界溫度為-78.5度C。） 上圖：乾冰吸熱後昇華成氣態二氧化碳，二氧化碳無色無味， 白煙是水蒸氣遇到冰冷環境凝結的霧狀小水滴（液態），隨著二氧化碳下沈，周圍環境的溫度也變成冰冷，所以「白煙」也是下沈的樣子。 上圖：將乾冰從燒杯中取出，小水滴凝結的地方就是二氧化碳沈積的地方（溫度低才會凝結） 乾冰快遞 連續問了好幾家雲林地區的氣體供應商，都買不到乾冰，我想可能是需求不大，沒有人供應。 只好到嘉義購買，但是路途遙遠，加上教室沒有低溫保存設備，買回來的三公斤乾冰， 包上報紙，塞到保麗龍盒，放到冷凍庫，仍然只能維持兩天半， 因應各個班級上課時間不同又不連續，只好來回嘉義多趟，完成乾冰「快遞任務」。 科學實驗安排 在DNA實驗課程設計下，採取螺旋式建構教學方式，每個階段都有不同的課程，不同的實驗。 讓孩子漸進地加深實驗印象，瞭解實驗主題， 當老師提到：「我們曾經做過....」，所有孩子就急於分享他的經驗與心得。 這是多麼的讓人感動，孩子只要親自體驗，動手操作，都能給孩子帶來無比歡樂的經歷。 也是建構孩子各種不同經驗的重要過程。 爸爸媽媽也可以安排不同的體驗 爸爸媽媽也可以試著安排孩子各種不同的體驗， 假日出遊，到不曾去過的地方爬山，健行。 到溪頭看看森林，到后豐騎騎鐵馬，到集集看看濁水溪的攔砂壩， 到科博館看看，逛逛水上的太陽能館， 甚至到家裡附近的公園，學校操場運動，都是很有趣的親子體驗喔！ 讓我們一起陪同孩子成長！

寫了一些有關LEGO NXT的文章，卻沒有好好介紹 NXT是什麼。 現在有中文介紹，想要稍微瞭解什麼是NXT，是一篇不錯的文章。 歡迎參閱 Stuff Taiwan國際中文版 的介紹。

NXT程式設計的環境 目前針對NXT所開發的程式撰寫整合環境，大概有下列四種： 1. NXT-G 2. ROBOLAB 2.9 3. ROBOTC (卡內基美隆大學的機器人學院與Dick Swan合作的新產品） 4. Bricx Command Center（BricxCC) 其中第一、二種是圖控式程式，第三、四種是文字式程式設計 BricxCC支援NQC（目前適用RCX）和NBC（適用NXT）兩種程式語言。 除了「程式設計」這個最重要的學習，其實NXT（不論是零售版或教育版）也有其他次要的功用， 所以就需要進行NXT的管理（記憶體應用，電池壽命）以及NXT的遊戲（直接藍芽遙控，發出聲音，秀出圖案） 但是NXT-G的軟體非常龐大，執行速度較慢；ROBOLAB沒有支援藍芽；ROBOTC需要下載ROBOTC自己的韌體。 總之，上述軟體的體積都很龐大，我們需要的是快速的執行與NXT的連結，所以要找一個容易操作的程式。 Bricx Command Center 個人認為這是NXT的最佳拍檔: Bricx Command Center (BricxCC) ， 作者是 John Hansen （跟我想像的年紀，長相都不一樣 ） 其實在RCX時代，BricxCC就是一個很棒的程式設計整合環境， 最近推出 test release的 BricxCC Ver 3.3 (Build 3.3.7.16) 已經可以支援使用藍芽的NXT，所以個人覺得，即使不使用NBC寫程式，BricxCC仍然是一個很好的NXT系統管理工具，也是一個很好的NXT玩具遙控器。 更重要的是主程式大小只有3MB，雖然還在測試階段，但是個人認為它是一個很好的「綠色軟體」，直接執行，直接使用，不用安裝。 之前的文章提到，如何讓NXT說中文，作法是：轉換WAV檔為NXT可以接受的rso檔，再藉助NXT-G的功能，下載rso聲音檔到NXT中，其實BricxCC都已經整合這些工具。 我們只要使用Tools 選項中的Sound Conversion轉檔，再用NXT Explorer直接將檔案「拉」到NXT（類似檔案總管），還可以直接執行聲音檔，不用在NXT上按半天。 也可以使用Direct Control，測試馬達，感應器的功能是否正常。 或是使用Brick Piano隨意創作歌曲，再讓NXT「唱歌」。 還有Brick J...

NXT有256KB的FLASH MEMORY，但是約有125KB被Firmware佔據（官方說法） 所以應該只有約131KB可用，但是我的NXT卻顯示只有56.1KB可以用， （因為放了一個53.7KB的RSO聲音檔，才發現記憶體真是小！ ） （想想現在WINDOWS的GUI介面，使得所有程式大小都是以MB計算，還記得DOS時代，一台IBM PC AT有512KB就很強了！程式也不過都是10多KB！真是由奢入檢難！ ） 那麼差別在哪裡呢？就是那些SYSTEM FILES！以下是在NXT-G所顯示的檔案 Try-Touch.rtm  3.7k Try-Light.rtm  4.4k Try-Sound.rtm 6.7k Try-Ultrasonic.rtm 3.7k Try-Motor.rtm 2.6k 小計：約21.1KB Demo.rxe 9.2k Woops.rso 4.6k faceopen.ric 0.3k faceclosed.ric 0.3k ! Startup.rso 8.0k ! Click.rso 0.4k ! Attention.rso 1.7k 小計：約24.5KB 上述共計45.6KB（計算數字以NXT-G NXT information 列出為主) 還有這兩個： NVConfig.sys size=0k RPGReader.sys size=14.3K （ 剛好在大陸有人對NXT內部可執行結構進行研究說明，大家可以參考檔案列表 ） 所以如果將這些45.6KB的程式刪除，應該可以空出約101.7KB的空間，對於FLL比賽的隊伍的確是有所幫助。（RPGreader.sys NVConfig.sys還不確定是什麼東西，所以還未嘗試刪除。其實大不...

NXT唱歌 NXT內建的喇叭，不只能發出單純的音調（TONE）。 還可以載入聲音檔案，強調「真人發音」喔！ 不過內建的聲音檔案是rso檔，需要使用 公用程式Wav2Rso ，就可以將常見的wav聲音檔轉換成NXT可以接受的rso檔案。 非常佩服 John Hansen（BrickCC及NBC作者），在短時間就寫出許多公用程式。 （不知道這些RSO檔案標準格式說明在哪裡？） 實際操作 簡單的做了一些測試，真的可以讓NXT樂高機器人成為錄音相框，不斷重複用我的聲音說著：「你好棒！你好棒！」（這種睡眠學習法的自我催眠，讓我的自信大增！！ ） 首先使用WINDOWS內建的錄音程式，錄下你想說的話，時間不要太長，否則檔案會太大（WAV檔案沒有壓縮） 接著用Wav2Rso程式進行轉換，第一步先指定工作目錄 (Directory)， 再選擇WAV檔案 (Selecte files...) 第二步： 轉換取樣選項（Resample）可以選擇Linear 或是 ZOH ，這種壓縮方式比較不失真。（None則不壓縮）再按下Convert按鍵 轉換成功，可以看到工作目錄中新增加一個RSO檔案。 (OK，Cancle，Help三個按鈕好像都沒用） 接著將這個RSO檔案移動到NXT-G的聲音檔案目錄 C:\Program Files\Lego Software\Lego MINDSTORMS Edu NXT\engine\Sounds (你也可以直接在這個目錄下進行轉換作業，就不需要移動檔案了） 執行NXT-G，撰寫程式，使用SOUND BLOCK發出聲音，下載並且執行。（或是直接下載聲音檔到NXT，並且直接在NXT執行聲音檔） 聽到你的錄音了嗎？讓你的孩子也試試看！ 實作心得 這是一個很有趣的遊戲，孩子聽到的不再是「Hello! Good Morning!」而是「早安！大家好！你假爸阿沒！」 小朋友一定很高興聽到機器人用中文問候。（雖然用機器人學習英語發音也不錯喔！） 所以只要能夠轉檔，理論上也可以播放MP3音樂。 當然前提是記憶體空間要大，很遺憾的，這是痴人說夢，更別提聲音檔有多佔空間。 下面是我們的小小測試：我們錄製了兩個WAV檔案， 1. 早安，大家好 檔案長度2.5秒（WAV 53.7KB，Linear-->RSO 20KB，壓縮率約...

星期天的中午，太陽當空照，外面的馬路非常寧靜，只聽到附近的雞叫聲。 忽然想到可以讓機器人接受雞叫聲，進行動作（例如聽到雞叫聲，機器人就向前進，嚇一嚇那些公雞） 在教育版的建構示範中，有一台可以接受拍手命令向前進的機器人。 只能單純的接受一次聲音，無法分辨不同聲音（頻率高低）或是拍手次數（間歇性規律聲音） 探奇教室另一種課程COCO 小小發明家，他的教具就可以接受1到10次的拍手，讓程式依照不同的拍手次數，做出不同的反應。 例如：做一台推土機，拍一下：前進；拍兩下後退；拍三下：挖土；拍四下：鳴喇叭 這是多麼的有趣，小朋友也可以設定不同的指令動作。 雖然因為硬體的限制，拍手拍到手痛，不過每個孩子都非常高興可以用拍手控制機器人的動作。 NXT也新增了聲音感應器（SOUND SENSOR），其實就是一個麥克風，不過到現在都還搞不清楚dB和dBA有什麼不同。 正要思考如何讓NXT也能分辨拍手次數，就有人寫出來這個程式，並且作了分析，大家可以利用星期日先玩一玩，試試看！也很佩服作者的研究精神。 先讓大家連結看看他的文章。有空試試看再將感想提供大家分享。 資料來源： The NEXT STEP 原文及程式： NXT拍手次數計算

因為NXT記憶體容量有限，雖然還有大約132K的空間，可以放置程式，聲音，圖形； 但是對於有需要儲存很多程式的使用者，可能需要有更多的記憶體空間，FLL比賽就可以用來儲存各種任務的對應程式。 （為什麼沒有mini SD卡的插槽呢？真是浪費ARM7！抱歉！我老是將NXT視為手機或是PDA ） 在 High Tech Kids的部落格 已經有討論如何有效利用NXT記憶體。 例如：將很少用到的NXT系統檔案刪除，請自行參考！ 當然還有更多的方法節省記憶體，如何有效率地撰寫程式也是另一種方法！ 在 MINDSTORMS Education NXT 介紹了一篇PDF檔， 在LEGO ED WEST也同步 提供這個PDF檔 （Guide to Writing Efficient NXT-G Programs） ，歡迎下載，（真希望有時間翻譯一下，不知那位前輩可以幫忙，謝謝！） 其實在9/28， FLL官網 就已經公布這份文件 expand MINDSTORMS NXT memory capacity ，不知道內容是不是有改過？ 大家參考一下，歡迎討論，謝謝！ 2011.08更新載點： http://www.legoengineering.com/library/cat_view/31-programming-references/45-lego-mindstorms-nxt-software.html

OnBrick ：一個可以遙控NXT的軟體 。 這個軟體將NXT程式直接下載到NXT，並立即執行（就是DOWNLAOD AND RUN） 所以軟體中預設20個命令方塊，每個方塊可以設定一個獨立的程式，例如： L SPIN:就是原地左轉 TUNE: 發出一連串的聲音 其中L SPIN 就是右輪正轉，左輪倒轉的指令組合 依照你喜歡的方式設定方塊，作為遙控左右轉，或是停止的動作。 當然你的馬達（感應器）接線，必須符合設定。 另外這個軟體執行時，需要一些配合： 1. 請安裝Microsoft .NET framework （安裝OnBrick時會引導你下載） 2. 請先打開NXT電源，進入XP 控制台的藍芽裝置，在"COM連接埠"分頁中，檢查你的NXT是由COM ？所連接。（例如我的電腦是COM 3） 3. 執行OnBrick，進入Comms分頁，更改預設COM值（由COM 14改為COM 3），按下OPEN。 4. 最好在Keep Alive選項打勾（不知道有沒有作用） 5. 按下Beep，這時你應該會聽到NXT嗶一聲，表示連線成功。 6. 回到OnBrick的RC分頁，可以開始「遙控」你的機器人了！ 詳細操作請參考說明檔，有空我會將操作步驟列出。 這個OnBrick採用NXT程式下載執行方式，進行所謂的遙控，所以感覺比較不太即時，也許是我的P III 666MHz太慢了！ 好像有人在NXT寫程式，採用「接收PC發出藍芽訊息」的方式進行遙控，小弟認為這樣會比較快，但是程式也比較複雜。 這個OnBrick有PC版本跟PDA版本（WIN CE），有PDA的人也可以試試看。 參考 其他PC版本的遙控軟體 。 如果你有Palm，還可以試試其他的遙控程式 。 歡迎提出討論，謝謝！

現在的孩子看了一堆電視劇，卡通漫畫，有時覺得這些內容會不會太離譜？真的有這些狀況嗎？ 我想，這個世界真的是存在各種奇奇怪怪的狀況，只是沒有機會知道，聽過之後讓人欷噓不已。 特別是在醫院，這些生死瞬間，病痛交纏的情形，只有當事者才能真正感受。 除了帶給我們小心警惕之外，也請大家給予祝福，希望病人的身心能早日康復。 但是不要忘了，心靈的傷口永遠留在心頭！ 如果你想瞭解這個悲痛故事的真相，歡迎連結： http://tw.myblog.yahoo.com/0931-339455 這是我的親人所發生的故事，也請大家轉告你的親人，謝謝！

2012.12.15更新連結 原網頁連結已經失效，更新樂高教育官網的連結： 到 樂高教育部門官方網頁 下載。 官網販售網頁的右邊，請點擊Resources，就可以下載 9797 Building Guide 9797 User Guide ======================================= 又是好消息！ 購買零售版NXT的樂高迷也有中秋獻禮喔！   不用嫉妒LEGO EDUCATIONAL DEVISION釋出零售版的建構卡，   Lego ED west也將 9797（教育版）所附送的建構手冊 放在網頁供大家下載。   這本建構手冊主要是介紹NXT各種Sensor 及馬達，燈泡的使用方式。   燈泡部分需要轉換線，8527沒有附送，不過可以參考看看！   只要使用NXT內建的NXT Program功能，就可以使用簡單的程式控制NXT。   歡迎大家參考下載！   也祝大家中秋節快樂！

2012.03.30更新： 由於文中連結的網站已經不存在，所以連結都已失效。 想組裝NXT玩具零售版8527四台機器人，可以直接到樂高官網下載相關建構圖示。 http://mindstorms.lego.com/en-us/support/buildinginstructions/8527/Alpha%20Rex.aspx 左邊側欄還有其他選項，8527，8547等等。 ================================================================== 好消息！ 對於購買教育版NXT的樂高迷，一直很好奇如何組裝零售版的四台機器人。 現在終於有建構卡釋出， 請直接到這個連結下載PDF檔 。 （資料來源： The NXT STEP ）   不過要組裝SPIKE還是得自備一些零件，例如三節的灰色連接器（PIN）， 所以LEGO也順便推銷9648-- Educational Resource Set 其他機器人的結構就請大家自行研究。   我們在上個星期才發現這個網站，沒想到這麼快就有好消息。 這個 Lego Education on the West Coast 裡面也有一些機器人建構教學（RCX ＆ NXT），蠻有趣的內容，大家可以好好挖寶！   想不通的是，為何特別為美西成立這個網頁，不是已經有樂高教育事業部門的網頁了嗎？ 反正整個網站給人的印象感覺都比較像矽谷高科技、明亮、舒適的風格。 趕快下載吧！    

網路上許多文章都說明零售版積木較多，教育版NXT積木較少，種類也不同，所以無法組裝零售版的四台機器人。 感謝 Neosjptw在樂高中文論壇的文章 ，清楚的拍出蠍子的組裝過程，讓我們不必對著LEGO公布的照片，用放大鏡觀察細節。 但是組了第一步的底座，就組裝不下去，因為缺少 灰色連接器（PIN） ，這時我們才恍然大悟，比起RCX，感覺上好像少了一些重要零件，再看看零件列表，真的完全沒有灰色連接器（PIN），只有帶十字軸的連接器，才能讓無顆粒的橫桿自由轉動，難怪真的無法組裝這些零售版機器人。 當然唯一的替代品就是十字軸和套筒，缺點是佔據空間。 使用零件時，又需要考慮兩邊的對稱性，例如有四個相同零件，一邊只能用兩個，在無法盡情使用零件的情況下，只好勉強組裝一些不夠強健的機構。日後再來加強。 至少偏心軸及連桿機構，的確可以讓這台「殘障」蠍子的底座勉強前進後退，有錄影存證喔！ 請另開視窗觀賞！ LEGO NXT Educational version - Scorpion Base 有時間再強化結構，並且裝上超音波，觸碰感應器及麥克風（聲控感應器），完成完整的蠍子。

終於有時間打開NXT，第一次玩NXT，當然要試試新的藍芽功能。 由於教室沒有任何藍芽器材，為了NXT，特地購買全新藍芽2.0+EDR功能的傳輸器 300元 官方規格：NXT的藍芽支援為CSR BlueCore TM 4 v2.0 +EDR System，傳輸速率最高可以達3Mbps，傳輸距離最遠可以達10公尺） 看了許多有關NXT藍芽傳輸成功失敗的文章，決定捨棄隨傳輸器附贈的驅動程式（TOSHIBA....） 直接在USB插上藍芽傳輸器，讓WIN XP自行尋找，自行安裝新硬體，使用WIN XP公版驅動程式。 在控制台中顯示藍芽裝置已經正常使用。 將NXT包裝打開，安裝NXT軟體，打開NXT電源， 趁著安裝軟體時，將NXT的藍芽打開（ON），預設值是OFF，應該是為了省電， 同時選取VISIBLE（不清楚是否為必要條件） 電腦執行NXT軟體，緊張地按下右下角的NXT資訊按鈕（NXT WINDOW）， 再按下SCAN，等了一會兒，出現要我輸入PASSKEY：1234的視窗，直接按下OK。 同時NXT螢幕也要我輸入PASSKEY：1234，直接按下橘色按鈕。 然後就看到NXT軟體顯示STATUS是connected。 太棒了！一次就成功，真是幸運！ 先寫一個簡單的程式，讓NXT說GOOD MORNING，再用公用程式，將中文字也秀在NXT螢幕上，發現NXT的螢幕還蠻大的喔！100*64 pixel 另外值得一提的是，PC與NXT距離6.32公尺，仍然可以傳輸執行，真是太強了！ 急忙用相機拍照，直接將相片以WiFi傳輸到PC，(NIKON P2有WiFi喔！） 歡迎來到無線世界！(WiFi，Bluetooth） 也希望ROBOLAB2.9有使用藍芽傳輸程式的解決方案！ 用RL寫程式，編譯rbt檔，使用公用程式透過藍芽傳輸，NXT執行。真希望有人出公用程式。 （已經有人研發藍芽傳輸控制的程式，可惜是命令列形式；再者，ROBOLABL可以直接將程式存為rbt檔嗎？） 下一步是採購鋰電池充電器。 歡迎討論，謝謝！