關於NXT樂高機器人4--你如何學習NXT樂高機器人?!

你如何學習NXT樂高機器人

 

你如何使用NXT樂高機器人？不論你是把NXT樂高機器人當成研究工具，還是應用在教育學習，買來培養個人興趣，亦或是買給孩子當益智禮物，你一定要學習『如何使用』NXT樂高機器人。

 

這種學習就像是任何的專業運動或職業技能，都有其技巧及方式。想想看！游泳、籃球、棒球、高爾夫球等各種運動是不是都需要教練指導？！繪畫、戲劇表演、舞蹈、鋼琴演奏、圍棋、作文等才藝，也都需要不斷地練習。古人講究『禮樂射御書數』，從以前的『拜師學徒』到現在的『專業分工』，任何項目都需要接受指導，經常觀摩學習，並且不斷練習。使用樂高機器人也是相同的。

那麼你如何學習樂高機器人呢？我發現大部分的人會採用下列幾種方式：

1. 找人指導：找老師教導

2.自己學習：尋找相關書籍文章研讀

3.共同研究：同好一起互相切磋不論那一種方式都有好處，只要你認為適合自己就好。

你如何玩NXT樂高機器人

       

        我認為NXT樂高機器人可以分為兩個部分來說明或應用：『控制』與『機構』。

 

        『機構』則是機器人的硬體設備，例如積木結構，感應器，馬達等。兩者相輔相成，缺一不可。利用樂高積木組裝出穩定的結構，又要兼顧機器人的功能目標，常常是許多人所面臨的挑戰。原因在於玩家必須熟悉各種積木零件，又要搭配簡單機械原理，才能做出具有巧思的結構。

 

        『控制』就是機器人動作反應的依據，簡單的說也就是程式設計。程式設計偏重於邏輯程序的抽象思考，對於一般成年人來說比較簡單，所以樂高公司發展NXT時，特別以NI的LabVIEW為藍本，開發出NXT-G軟體，讓中小學的玩家很快上手。當然也有許多玩家開發出控制NXT的程式語言函式庫，適合習慣使用文字型語言的同好。(可以參考探奇舊文章：關於NXT樂高機器人3--程式設計)

根據我的觀察，大家玩樂高機器人的方式有下列幾種：
 
1.挑戰比賽項目：
         最近正在舉辦的國際奧林匹克機器人大賽，或是FLL，每年都有不同的挑戰題目，根據比賽題目進行解題，充滿激烈的競爭。
 
2. NXT好模型：
         參考別人的創作，作為自己組裝的主題。全世界的樂高玩家都很樂意分享自己的作品，包含積木結構的組裝圖及控制程式的設計內容，我們可以在網路上蒐集相關資源，分享給大家使用。目前國內外都有許多樂高機器人書籍上市，大家也可以購買書籍回家參考。


3. 自己的計畫：
         觀察生活周遭事物，設定主題，用樂高機器人實行。例如做一台洗衣機，模擬市面上的按摩器等等，都是很有樂趣的創作喔！

樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！』書中的用意

探奇發行『NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！』一書，就是希望帶給大家入門的基本學習方式。不僅是自修學習的參考書，也是老師教學的教案，更是家長與孩子共同學習的橋樑。

 

雖然依照書中文章，已經可以循序漸進地學習NXT樂高機器人，但是我認為還是有必要對這本書做一說明及導覽，讓大家更能瞭解本書編排的意義。

 

        這本書的架構採取循序漸進的學習方式，同時也受到DNA自然科學實驗與MPM數學的影響，以螺旋式的課程安排，讓學習的內容不斷地加強複習，並且讓學員累積操作的經驗。

 

        接下來讓我們先看看書中各個章節的編排方式：

 

編排學習方式與技藝成熟度

項目	單元主題	單元重點	單元目標	說明
1	機器人的頭	認識零件	1. 瞭解NXT樂高機器人套件的樂高零件 2. 認識樂高電子零件	1. 從認識零件出發 2.  NXT主機操作 3. 嘗試如何讓馬達直立的組裝方式
2	線控遙控車	觸碰感應器 NXT Program	1.      瞭解觸碰感應器的使用 2.      在NXT主機撰寫程式	1.      介紹觸碰感應器 2.      使用NXT Program 3.      操縱線控車
3	直線折返車	認識NXT-G MOVE BLOCK WAIT BLOCK LOOP BLOCK	1.      懂得如何使用NXT-G 2.      學習Move, Wait, Loop等命令	1.      藉由前一章的NXT Program程式，導入NXT-G程式的撰寫。 2.      可以控制機器人，並觀察機器人的動作
4	迷宮大賽	觸碰感應器應用 LOOP BLOCK	1.      觸碰感應器的應用 2.      熟悉調整機器人動作的方式	1.      將觸碰感應器裝在機器人前方，瞭解擴大感應範圍的方式。 2.      競賽激發學員學習的挑戰精神。
5	機器蟑螂	光源感應器	1.      瞭解光源感應器 2.      光源感應器命令的設定	1.      介紹光源感應器 2.      介紹設定光源感應器的方式
6	軌跡車初賽	單光源軌跡車	1.      軌跡車的原理 2.      調整機器人轉彎的動作	1.      說明軌跡車原理 2.      利用上一章的設定調整軌跡車。
7	軌跡車複賽	馬達轉彎的控制 MOTOR BLOCK	1.      瞭解單邊馬達控制與機器人轉彎的原理 2.      瞭解Motor命令	1.      改善軌跡車的轉彎方式。 2.      單邊馬達的控制方法
8	三分球大賽	第三顆馬達應用	1.      光源感應器的應用 2.      第三顆馬達的安裝 3.      人機配合互動，競賽的合作	1.      說明比賽規則的重要 2.      根據比賽規則選擇感應器使用 3.      投球手臂的設計（第三顆馬達）
9	攤販車	NXT聲音	1. 瞭解如何控制NXT發出聲音 2. 初步認識My Block	1. 說明Sound file 2. 說明Tone 3. 說明My Block的使用
10	麗莎的微笑	NXT LCD 顯示	1. 瞭解如何控制NXT的螢幕顯示	1. 介紹Display Block 2. 顯示與聲音的結合表現 3. 模擬Try Touch
11	我是大聲公	認識聲音感應器	1. 瞭解聲音感應器 2. 知道Data Wire	1. 聲音感應器的設定 2. Data Hub與Data Wire 3. 模擬Try Sound
12	寵物娃娃	聲音感應器應用 SWITCH BLOCK	1. 知道Switch Block 2. 感應器的綜合應用	1. 說明Switch Block 2. 同時使用聲音感應器與觸碰感應器。
13	雷射槍	認識超音波感應器 Data Wire	1.      瞭解超音波感應器 2.      瞭解如何將感應器數值顯示在NXT螢幕上	1.      介紹超音波感應器 2.      複習Data Wire 3.      介紹Number To Text Block
14	小鴨寶寶	超音波感應器應用 Switch Block應用	1.      瞭解機器人的避障功能	1.      利用超音波感應器讓機器人避障。 2.      Switch Block的變化應用
15	猜猜我是誰	Random Block	1. 瞭解Random Block的功能	1. 介紹Random Block 2. 配合單顆馬達的控制 3. 複習NXT聲音及顯示功能
16	搬家工人	超音波迷宮賽	1. 應用避障功能行進	1. 說明比賽規則 2. 機器人轉彎調整

 

書中的前兩章並沒有使用電腦，而是讓學員專心在NXT樂高機器人本身。等到對積木比較熟悉時，再加入『電腦控制』的學習。

 

        這本書所設計的教學方式是採取單一目標學習，所以在學習初期，從樂高積木、觸碰感應器、光源感應器、聲音感應器到超音波感應器，都是單一種感應器的學習。這樣專注在單一個感應器的學習，對於年齡比較低的學員，比較不容易混淆。而對於具備自主學習能力的讀者，也可以單獨針對各種感應器，作更專精的瞭解。

 

        學員學習之後，可以依照單元目標進行測試，知道學員對於NXT樂高機器人套件的認識程度（也就是我所謂的技藝熟悉程度，有一點像是檢定級別，共分為一到十六級，這部分還可以有更進一步的討論。）

 

        不論你有沒有購買NXT樂高機器人，也不論你是如何學習樂高機器人，或是把玩樂高機器人，都希望大家玩得快樂高興！正是『創意樂趣，隨心所欲！』