探奇工作室 Touch Classroom

今天２／２８有幸參加台南林老師所主辦的機器人教育研討會。 參加人員非常踴躍，超過六十人。 下圖是蕭老師做主題引導說明，並且展示樂高積木與單晶片模組結合的示範。 下圖是利基科技的張先生說明Basic Commander系統 下圖是拿鐵盒子的楊先生說明LSC及Microsoft Robotics Studio 下圖右邊是主辦人：台南機器人教育中心的林老師， 左邊是「我的機器人工作室」李老師 李老師還贈送大家機器人書籍，真是好康的研討會！（台語的有吃又有抓 ） 機器人教育中心的吳老師講解CMU的教學光碟及MINDSENSORS使用心得，非常深入研究喔！ 筆者因為時間關係，需要趕回嘉義，所以只參加上午的研討會。 下午應該有更精彩的討論。 這次的聚會非常盛大，相信大家的努力下，一定能推動機器人教育。 謝謝這次參與的講師賣力解說、主辦單位的辛勞，再次感謝，也期待下一次相聚！

利用假日，使用LDD"組裝"探奇五號機器車。 還是習慣先有實體，再畫出組裝圖。 將整個模型翻轉了好多次，終於將這種不太正常的角度畫進去，但是自動組裝功能似乎失效，或許是我將積木的角度改變，讓一些黑色連接器無法放在正確位置，所以在LXF檔案中，省略了兩個黑色連接器，沒有辦法畫出來！ 不過LDD神奇的組裝圖功能倒是讓我大開眼界，以前只有試過一些小型組裝，現在這個大模型也可以觀看動態組裝，真是有趣！ 改天再將LXF檔案公布，也歡迎來信索取。

在以前的CEEO網頁或是 LEGO Engineering網頁 都有一些學習RCX或NXT的教案活動。 (請點選 LEGO Engineering首頁 標題下方的的Learning Lab) 這兩天在Learning Lab中新增加了一個網頁 Curriculum ，推出了兩個教案模組。 原先還以為只是一般的活動內容，設計出一或兩個NXT機器人的教案，下載之後才知道並不是那麼單純的文件。 這兩個6MB大小的PDF檔案，讓我讚嘆不已。 內容包含完整的課程敘述、大綱、教學目標，教師指教學手冊，學生的講義、學習單，甚至上課需要用到的相關圖片，大字報通通都有。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 這兩個教案的主題分別是： Robotics: Assistive Devices for the Future  （機器人：未來的輔助工具） 適合6-8年級 ROBOTICS設計了10+1堂課（一堂為選修補充），每堂課70-100分鐘不等。 教導國小高年級及國中學生有關工程設計的概念，解決問題的方式（科學方法），計畫執行與報告。 當然樂高積木齒輪的關係及ROBOLAB的操作精華也都包含在裡面。 另一個主題是： The Science of Sound: Design a Musical Instrument（聲音的科學：設計一個樂器） 適合國小3-5年級 共有九堂課，每堂45分鐘， 從聲音就是震動開始說起，學習積木結構，製作橡皮筋吉他、小鼓、沙鈴等，還可以設計自己的樂器。 使用NXT教學，有NXT-G程式及ROBOLAB程式說明。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 有心推廣機器人教育的同好可以參考這兩個Tufts大學提供的很棒的教案。

曾經介紹過 nxtprograms.com ，這個網站的作者 Dave Parker 提供許多機器人模型的組裝圖，程式。 每個機器人計畫還有挑戰項目，提供大家製作機器人模型的延伸思考。真是一個很棒的網站。 Dave Parker最新的作品是一隻NXT機械狗（ NXT Puppy ） 使用8527套件完成的小狗，有兩種操作模式（ 兩個不同的程式 ）： 你可以使用一條狗鏈帶牠散步；也可以讓牠自由活動，牠會自己在房間裡任意行走不會碰到牆壁或障礙物。 這隻小狗可以在平坦的地面迴轉，但是不適合在地毯上行走。在文章還特別測量機器狗的重量，根據前後輪的負重，說明為何機器狗不適合在地毯上轉彎。 原因是這台機器狗的設計使得前後輪的重量負荷差不多（前後輪配重比例52%:48%)，所以使用後輪驅動的小狗，在地毯上沒有足夠的力量推動前輪進行轉彎。 如果要改造這種後輪驅動的架構在地毯上行走轉彎，可能需要將驅動輪的荷重比例增加到65%。 驅動輪也要有足夠的摩擦力才能克服地板材質及地形的變化，讓機器人行走轉彎更順暢喔！ 這隻小狗是使用8527完成的，所以只有9797的同好可能需要稍微動動腦，使用替代零件。 大家一起來帶小狗狗散步吧！

目前NXT相關感應器有四大類： 1. HiTechnic系列：compass, IRlink, IR seeker, Gyro, Acce.... 2. Mindsensors系列：NXTCAM, compass, Acce, IR range.... 3. Vernier：Adapter可以搭配40多種感應器。 4. CODATEX：RFID 還有一些其他歐洲，澳洲廠商的感應器。 以下不是幫樂高或Vernier打廣告，純粹只是提供相關資訊！ 最近寫信到Vernier詢問台灣地區的代理商，立即獲得回覆。 台灣是由Vernier Asia提供支援服務，該公司在香港，聯絡人是余國滔先生 YUE Kwok To 余国滔 Vernier Asia Limited Block B2A, 13/F Hoi Bun Industrial Building 6 Wing Yip Street Kwun Tong, Kowloon Hong Kong Tel: (852-)2790 3550 Fax: (852-)2790 3551 toyue@vernier-asia.com 他們表明Adapter無法直接供貨，需要向樂高代理商購買（不知道是香港商樂高公司還是貝登堡） 但是樂高並沒有販售Vernier的感測器。 有興趣購買相關感應器的同好可以直接跟Vernier在台灣的經銷商洽詢： http://www.vernier.com.tw/ 廣天國際有限公司 相關技術支援： support@calculator.com.tw 教育顧問支援： consultant@calculator.com.tw 廣天國際網址： http://www.calculator.com.tw 台北總公司 電話：(02)2382-2027   傳真：(02)2382-0206 地址：100台北市懷寧街62號5樓之5

曾經介紹過 MINDSENSORS的NXTCAM 不知道大家在安裝使用上有沒有成功，使用結果不知如何。歡迎分享你們的經驗。 有同好目前遇到一個問題： 安裝NXTCAM驅動程式時，WINDOWS XP的精靈無法找到驅動程式！造成安裝驅動程式未完成。 能否請有經驗的前輩幫忙解決，謝謝！

好的東西當然要請所有老師，父母一起分享 Domabotics（請自行點擊連結） 這個網站由Dr Damien Kee創辦，提供機器人教育的師資培訓。 網頁有一些NXT相關資源，大家可以參考。 他們最近出了兩本書：Classroom Activities for the Busy Teacher: NXT （也有Classroom Activities for the Busy Teacher: RCX） 書名非常有趣，是針對Busy Teacher寫的。 內容主要是幫助教師如何在課堂上利用NXT進行機器人教育。 同時他們也辦了許多研討會，讓教師瞭解機器人教育的好處及教法。 目前台灣地區只有少數學校將機器人教育列入正式課程。 當然孩子的時間，老師的培育以及經費的來源都是困難點。 探奇教室很樂意到各級學校介紹樂高NXT機器人及動力機械課程，讓老師及父母先瞭解這些樂高教育系列的課程，老師及父母也可以體會動手創作的樂趣。歡迎大家來電或來信聯絡。 另外2/28在台南由興國中學楊老師及台南林老師舉辦的 機器人教育研討會 也是一個很好的開始。 大家一起來 學習 如何 玩 機器人！

德國RWTH AACHEN大學的影像與電腦視覺學院（Institute of Imaging and Computer Vision）進行了一個計畫。 撰寫MATLAB的工具箱，讓MATLAB透過藍芽，可以直接控制NXT，包含馬達輸出，感應器的數值讀取及NXT本身的資訊。 懂德文的人可以連接這個的 德文網頁 ， 英文版的計畫網頁請點擊連結 ，裡面有英文介紹及圖片影片。 有興趣下載這個TOOLBOX的人可以進入這個計畫的網頁： RWTH-Mindstorms NXT Toolbox 有了這個工具箱，就可以利用MATLAB強大的運算模擬能力，讓NXT具備更好的運算能力。 我努力下載了單獨執行的DEMO程式（包含MATLAB component RUNTIME 7.7) 也依照說明安裝，以藍芽連接NXT，更改bluetooth.ini的COM PORT，卻無法執行。 不知道哪裡出錯，還請有用過的人指點一下！

卡內基美隆大學（Carnegie Mellon University）是全世界研究機器人的知名大學。 該校的National Robotics Engineering Center成立 Robotics Academy（機器人學院） 致力於機器人教育的推廣。 他們的網頁最近好像改版了，全新的版面讓人耳目一新。 在 LEGO相關的網頁 中以LEGO MINDSTORMS NXT推出一系列課程，幫助全美地區的學員透過機器人教育進行學習。 不論是學校課程，課後社團才藝發展，在家教育（Home Schooling，就是自行在家學習教育）都能有很棒的方式接受機器人課程。 同時各個年齡層也有不同深淺程度的分別。 1. 小學4-6年級：應用於科學及生活科技課程。 （我想台灣的國小自然與生活科技課程也可以透過機器人課程學習基礎物理，簡易機械等日常生活機械結構） 2. 國中階段6-9年級：數學，科學及生活科技課程。 （筆者認為國中的三角函數，物理運動定律，化學酸鹼度，甚至生活科技及工藝課程皆可以適用） 3. 高中職9-12年級：STEM（Science, Technology, Engineering and Mathematics）及生活科技課程。 （對於具備邏輯概念的大孩子，可以使用ROBOTC進行程式規劃。也可以運用電子電路概念瞭解機器人的結構） 4. 大學階段：全球已經有五百所大學利用LEGO進行機器人教育，包含工程思維，人工智慧，機構設計以及C程式語言。 （其實除了C語言之外，還有JAVA，VB，Matlab，LABView，NBC，NXC，pbLua，Ruby，Perl，好像也有Python，都有人發展控制NXT喔！ 請參考Team Hassenplug分析 ） 除了LEGO，也有 VEX系統 讓高中職以上的學員進行更多的挑戰。 藉由這些機器人套件的學習，培養創造思考能力，也可以發揮人文藝術的特質喔！ 我們努力的重點在於如何將這種很棒的機器人教育推廣出去，機器人必定是未來發展的重要項目，讓所有的孩子盡早接觸這方面的資訊，發揮孩子的潛能。 大家一起來幫助孩子建立專業以外的能力！

利用機構原理，只使用一顆馬達，就能讓機器車轉彎前進。 乍聽之下似乎不太可能，但是已經有人做到了。 在樂高的8421大吊車有用到喔！答案就是蝸輪！ 其實在探奇教室的高階動力機械課程中也應用了這種技巧。我們讓一顆馬達分別輸出動力（不是同時）。 馬達正轉時讓拖吊車前進；馬達反轉時讓拖吊車的繩索收線。 當馬達正轉或反轉時可以推動蝸輪向前或向後旋轉，利用蝸輪前進或後退的力量，就可以分別控制不同的機構。 現在有人利用這種原理製作NXT單馬達機器車，分別控制車子的前進及方向變更。 順便介紹這個作者的網頁： TooMuchCaffeine ，也有許多NXT機器人的創作喔！ （網頁名稱也很有趣） 大家可以連結觀看原作者的網頁下載這台 UniBot2的LDD圖檔 。 （我還沒仔細觀看，似乎用到一些8527的零件） 先看一看這台作品的影片。

再次感謝John Hansen先生的努力（雖然他看不懂這些中文 ） 繼上次發表新版的NXT FW，這次再推出兩種新的功能： 1. NXC已經支援HiTechnic IR Link功能。 （請參考消息來源） 2. BricxCC Scripting：這種通用的敘述性語言可以控制NXT，RCX，Spybot等主機，在BricxCC整合式環境下可以撰寫、編譯、連結至至主機執行。 （點擊連結消息來源） ---------------------------------------------------------------- 許多人也希望利用NXT的藍芽能力與Wii Remote的藍芽互相結合，讓Wii Remote遙控NXT機器人。 根據John Hansen先生在論壇中的敘述：這是做不到的！ 因為NXT的藍芽通訊採用SPP協定，Wii的Remote是使用HID協定。所以兩者無法直接連結。 （在YOUTUBE的影片是利用PC當作中繼站，利用PC接收Wii Remote的訊號，再讓PC傳輸指令遙控NXT） 還請各位先進提供相關資訊，謝謝！

消息來源： The NXT STEP 這段影片的作者利用NXT製作了一台硬幣分類機。 可以將不同大小的硬幣分類存放，NXT的螢幕還會自動累計，顯示總共有多少個不同的硬幣。真是一台另類的存錢筒。 影片中也以文字說明機台各個用途。大家可以注意兩點： 1. 右邊的盒子機構每次只倒一個硬幣，只用到一顆馬達，完成傾斜及分離的動作。這種機構值得學習，我還不知道如何製作。 2. 利用不同大小的"通道"讓硬幣通過，決定硬幣的分類。不同大小的通道是利用大齒輪附加不同厚度的積木，再配合RCX的觸碰感應器變換而成。 在 The NXT STEP其他文章 也提到，卡內基美隆大學的研究中心利用NXT樂高機器人的多樣組合特性，在研發階段使用NXT製作自動櫃員機（ATM）的原型機。 所以只要有心想完成各種機器，NXT是你的最佳選擇！

相信很多人都希望使用兩台NXT進行藍芽遙控。 LEGO Engineering提供了簡單的遙控程式說明 。 Project: NXT Car with NXT Bluetooth Remote 遙控器的NXT連接兩顆觸碰感應器，NXT車子則由兩顆馬達驅動左右兩個輪子（當然需要第三輪才能轉彎） 這些程式最主要是學習NXT之間藍芽訊息的傳輸，也可以想一想如何製作更複雜的遙控方式。 其實 Team Hassenplug 的Brian Davis早就發表了BTRC （請點擊連結，拉到網頁的最下方） 大家也可以試一試喔！

大家還記得去年11月，LEGO Engineering曾經提供線上視訊的課程嗎？ （我曾經撰文介紹:： NXT-A-SKETCH ) 好消息！ LEGO Engieering 又提供新的線上課程，這次是由 Dr. Chris Rogers主講！！ （ Dr. Chris Rogers正是ROBOLAB發展團隊的主持人 ） 課程主題是 Driving Straight: Containers, Math and Proportional Control in ROBOLAB 直線行走：在ROBOLAB中應用容器，數學計算及比例控制 時間是美國東岸時間 Wed, 27 Feb 2008, 1:30pm EST 應該是台灣時間的2008/2/28清晨02:30 am （雖然是凌晨，但是那天放假，可以半夜參加視訊課程喔！） 有興趣學習的人需要準備一台兩顆馬達驅動的NXT機器車，ROBOLAB 2.9.4 名額限制25人，現在已經有一人註冊登記。 請點擊課程說明登記網頁 (2008.2.10更新：名額為35人，已經有11人登記） （可惜我的網路目前有問題，太慢了！真的很想參加！ ） 如果有人參加也希望能分享心得，謝謝！ 註： 很遺憾！該註冊登記網頁顯示的國家仍然是Taiwan, Province of China 雖然我並不願意在政治上有太多的意見， 也希望在學術研討上越單純越好。 但是上一次註冊我就曾經為這個問題寫信給LEGO Engineering， 也舉例eBay，LEGO官網的註冊系統都只是顯示Taiwan，而沒有任何的註記。 這樣應該可以讓多數人接受，單純的接受。 在一個月之後我收到回信，大意是因為系統設計的問題，他們會努力改善云云。 但是這一次仍然是這樣的結果。 只能報憾！

上一篇文章 才介紹過有越來越多人將自己的作品分享出來，讓大家可以輕易地完成這些優良的NXT機器人作品。 這次再介紹一個有許多NXT模型、NXT訊息及NXT照片的網站： NXTCentral 這個網站提供NXT模型的LXF檔案（ LEGO Digital Designer ，LDD的延伸檔名），大家可以下載觀看，當然也可以照樣做做看，試試這些有趣模型的設計。

雖然年節的氣氛已經沒有往年濃厚，但是大家依然在這個特別的日子團聚。 探奇教室祝福大家在新的一年順利平安！ 鼠年吉祥如意！