探奇工作室 Touch Classroom

MoonBots: A Google Lunar X PRIZE LEGO® MINDSTORMS® Challenge 看到標題了嗎？有哪些英文單字呢？Google, X PRIZE, LEGO 這個比賽很早就已經宣布了，只是沒有詳細規則，探奇也就忘了報導，拖到今天才看到email中有這麼一封信..... 從頭說起，MoonBots，就是發展出機器人能在月球上探險，（我想是受到美國決定重新登陸月球宣示的計畫）。 由 X PRIZE基金會 跟Google共同主辦的 The Google Lunar X PRIZE 提供三億美金的競賽鼓勵大家發明，將機器人送到月球探測。當然這是各大學、研究機構很興奮的競賽。（不知道國內有沒有研究單位參與） 本於教育的理念，向下紮根，當然也要在國高中，大專院校提供機會，讓未來的工程師及科學家盡早參與研發的行列。在前一陣子登陸火星探測時，樂高就與美國太空總署NASA合作，讓學生可以應用MINDSTORMS 樂高機器人進行火星探測。這次的登陸月球當然更是另一個讓學子瞭解探測月球的好時機，於是樂高公司很樂意參加這個活動，畢竟樂高機器人的確非常適合各年齡的學員，特別是自行組裝設計機器人，進行各種探險任務。 所以就有了這個比賽及網站： MoonBots: A Google Lunar X PRIZE LEGO® MINDSTORMS® Challenge 比賽的場地請參考 About the Game ，簡單地說這應該就是另一種FLL型式的競賽， 詳細規則可以到 Rules 下載，最近做了一些比賽辦法的修改，例如報名年齡由13歲降到9歲，比賽時間由四分鐘改為三分鐘...... 網站很貼心地在網頁左側欄準備Google的網頁翻譯按鈕，（因為有 Google贊助阿！），雖然翻得很.....恩....暴笑，不過聊勝於無。 重點來了，這個比賽分為兩階段：（報名到5/15截止） Phase 1 (April 15-May 28) During Phase I, teams study the Moon's surface and an illustration of the challenge field and use the results of this study to digitally design a LEGO MINDST...

NXT樂高機器人 2.0玩具版（8547）有一台Ball Shooter，可以發射生化戰士的小球( Zamor Spheres)， 碰到這種可以發射的NXT模型，各個年齡層的玩家應該都會感到很興奮， 現在 nxtprograms.com 改良了發射器，更簡單、更堅固的結構。 並其利用這個結構製作 NXT棒球遊戲（NXT Baseball Game） ，顧名思義就是由NXT主機發射Zamor小球，射到牆壁後反彈，玩家可以按下觸碰感應器進行揮棒，打擊區後方還有捕手的積木護欄，揮棒打擊！是保送還是三振？！看看你是不是一個偉大的打擊手。 （如果加上加速度感應器透過藍牙以另一台NXT主機遙控打擊，應該就是實體版的Wii了！ ） 其實在2006年NXT剛上市時，Brian Davis先生就已經發明一台發射Zamor Spheres的NXT模型--DAZLR(Dual Action Zamor Launching Robot)，使用1.0版的套件（8527），兩管砲彈輪流發射，也是很暴力，可以讓學生族，上班族發洩的好模型喔！ （ DAZLR建構圖檔，Brian Davis, Guy Ziv共同完成 ）

EOPD（光電近接感應器），Electro Opticle Proximity Detector 探奇曾經發文介紹這顆感應器，請參考探奇舊文章： HiTechnic新產品--EOPD光電近接感應器 HiTechnic EOPD sensor for LEGO NXT 光電近接感應器 HiTechnic的沿牆行走機器人--使用 EOPD 感應器 這個EOPD的優點是不受外界環境光的影響，只接收自己發射出去的光源訊號。一般用途是當作加強版的光源感應器。 當然也可以有其他的用途，探奇曾經在舊文章中提到可以用在近距離的判別，不過一直沒有實際測量，現在才知道原來EOPD近距離的量測並非線性資料，所以沒有辦法直接從原始感應器讀值資料中直接判別距離。 這篇HiTechnic部落格的文章， EOPD – How to measure distance 清楚敘述如何進行實驗量測，利用實驗數據進行數值分析，使用內插法，從感應器數值得到實際距離。有一些數學運算，但是不會太難。 文中還附上NXT-G 1.1版，NXT-G 2.0版和NXC程式，也有貼心的Excel檔案可以直接計算。 （缺點是每下載一次就得重新輸入人名及email地址，還好firefox很貼心地記住輸入欄位資料 ） 這篇文章對於大專院校的同學是一個練習數值分析的好機會，擁有EOPD的讀友不妨試試喔！

通常我對於蘋果的東西只是遠觀，也沒有太多興趣，（當然買不起也是因素之一！ ） 所以從Apple II以後，就沒有碰過Mac, iBook, iPhone, iPod........。 雖然最近iPad吵得非常火熱，但是內心也在靜觀其變，等待成熟一點的產品出現。 不過...... 今天這篇The NXT STEP的文章， Using an iPad for LEGO Building Instructions， 讓我實在很想試試這台iPad。 在CSI常常看到探員將證據照片『放』在桌上，一下放大縮小，一下左推右移，好像只是噱頭；也看到Wired準備配合iPad做出電子雜誌（現在市面上的雜誌只是可以在螢幕上『翻閱』而已，Wired有他獨特的想法及作法） 但是下面這段影片的確展示了iPad強項的地方，真是佩服蘋果的團隊（當然也包含Steve Jobs ）。 影片有點長，竭盡所能地展示所有可行的閱讀模式：網頁瀏覽、PDF、圖片、影片、電子書。 （似乎也不用在意它支不支援多工或Flash.......) 真不知道 Dave Parker是不是蘋果的推銷員？！ 看來我也要存錢敗家了！

趕快到 台灣玉山機器人協會 下載5/2版最新規則。 看看有哪些新修訂的比賽規則喔！ 例如： 國小組： 起始點將於比賽當天以抽籤方式決議 機身未完全通過路段，則該路段不予以記分，或是未依序通過路段，該路段不予計分。 國中組：有一些修改 機器人於區域A需讓2顆紅球完全離開三層方框球座，且不能讓籃球完全離開三層方框球座，方可得到30分(1顆紅球15分)。 **擊落紅球任務的認定，需用機器人主體接觸到紅色球並將其擊落，且掉落致場地內外。才算完成任務。 高中組： 機器人開始攀爬後開始計時，包括攀爬第二根柱子的機器人調整時間。 出發前機器人機體必需接觸到固定柱子的桌台平面。

感謝 CAVE小小原始人科學創意工坊 大方分享！ 提供內部講師訓練的教學投影片： NXT-G Data Wire(資料線) 有興趣的讀友快到CAVE網頁留言索取！ 我也趕快去看看！揪甘心喔！

寫這篇文章主要是因為最近2010WRO校際盃陸續開跑， 探奇曾經在 舊文章 中提到希望玉山機器人協會能夠整理一張總表， 讓大家清楚知道各地比賽資訊，不論是自己參賽，或是到各地觀戰學習，都是很好的資訊。 （探奇偷懶一下，把機會讓給別人整理。 ） 現在不用煩惱了！ 因為 苗栗縣中小學機器人教育教師社群 網站已經整理出來，還有行事曆，輕鬆點擊行事曆，就能明瞭當月、當週，當天的比賽資訊。 而且苗栗還是今年WRO全國總決賽的主辦地，最新的WRO比賽資訊一定在這個網頁上。 網頁右側邊欄還有 各縣市校際盃概況 ，真貼心！ 探奇無意中還發現『 苗栗縣中小學機器人教育教師社群 』首頁下方竟然是探奇文章的連結。 真是謝謝他們！

探奇出了這本『 NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！ 』。 對於想學習NXT樂高機器人的讀友，本書做為剛入門的教材是不錯的選擇。 那麼，學完之後呢？是不是應該有進階的學習呢？ 對於其他的命令方塊，還有資料線的進階應用是不是也很期待呢？ 除了閱讀探奇舊文章，學習各種NXT樂高機器人的操作方式， 也歡迎各界給探奇建議：你想學些什麼？你想知道什麼？ 順帶一提：在大陸，也可以買到探奇的書喔！真是有趣！ 拍拍的探奇書籍連結 。

在mindsensors的Coming soon新增加了一個觸碰感應器多工器： Touch Sensor Multiplexer for NXT ，可同時接三顆觸碰感應器。 圖片來源： mindsensors 公司Coming soon網頁 這個多工器應該是 Port Splitter for NXT Digital Sensors 的延伸產品。 Port Splitter for NXT Digital Sensors只能使用數位感應器，數位感應器是利用I2C Bus通訊協定，利用不同的感應器配置唯一的address，可以同時在一個輸入端上讀取不同感應器的資料。 但是這種多工器無法適用於類比式感應器，光感，觸碰都不能使用， 所以 mindsensors才會另外推出 Touch Sensor Multiplexer for NXT 。 （探奇好奇的是，接這麼多觸碰感應器要做什麼專題呢？打地鼠？電梯？還是數字鍵盤？八方向鍵？佈滿機器人外側的防碰撞保險桿？ ） HiTechnic公司去年就已經推出類似產品， HiTechnic NXT Touch Sensor Multiplexer for LEGO Mindstorms NXT ，體積很大，可以接4個觸碰感應器。 就體積大小來看，我會選擇使用mindsensors的觸碰多工。 （HiTechnic的盒子不太容易與NXT主機結合）

兩台NXT透過藍牙傳遞馬達內建角度感應器的數值，讓兩顆馬達同步旋轉。 主機(Master)程式判斷角度感應器讀值是否有變化，有變化才將數值傳送出去，避免不斷傳送藍牙訊號造成藍牙塞車，而漏接訊息。 從機（Slave）接收數值之後，比較上次傳送的數值，旋轉馬達至差異值。 旋轉結果可以參考示範影片（拍得有點亂，做為記錄而已，請見諒！） 經過這次實測，得到兩個經驗： 1. 在NXT-G 1.1版，Rotation Sensor的讀值一律是正值，想判斷正反轉，需要透過 Direction Plug。 所以探奇在發展Combination Lock時，要很辛苦地判別馬達正反轉，現在這個問題已經解決。是NXT-G Block的問題，跟韌體版本無關。 （參考探奇舊文章： LEGO NXT金庫密碼（Part 1） ） NXT-G2.0版的讀值已經修正為輸出正負值，相對於原點，正轉為正值，倒轉為負值。可以省略Direction的判別。 如同下圖在NXT-G畫面左下角的讀值，正轉是黑色，倒轉是紅色。 2. 使用NXT-G 2.0版撰寫程式，下載到FW 1.05版的NXT主機，會出現下列錯誤訊息，解決的方法就是更新韌體。新版韌體可以向下相容。 程式放在探奇新書討論區Google論壇，歡迎自行下載。也請分享心得。

使用NXT樂高機器人的View功能，透過螢幕顯示的讀值，是確認電線及感應器正常連接最方便的方法。 不過NXT主機螢幕所顯示的文字實在很小，有時候非常不容易觀看，特別是像我這種快要有老花眼的人...@_@ NXT主機螢幕有100x64個像素，字型卻是固定大小（6W x 8H 像素），所以可以同時顯示很多字，但也有閱讀不易的缺點。 探奇在『NXT樂高機器人』書中詳細敘述如何在NXT主機螢幕上顯示圖形及文字， 在部落格文章也利用這樣的原理讓NXT顯示大一點的數字，請參考探奇舊文章： NXT螢幕大型數字顯示（Big Digits for NXT LCD Display) LEGO NXT-G教學--NXT大型數字顯示原理 雖然達成目的，不過也麻煩了一點，顯示時也有重疊影像的狀況。 Guy Ziv先生在2008/9發表 Advanced Display Text NXT-G Block 探奇也曾經在舊文章 NXT-G也可以利用nxtRICeditV2所製作的字型 說明如何使用。 這個命令方塊還包含三種字型，Large Letters(10x10), Small Letters, Upside Down 雖然還不夠大，但是至少粗大了一點，比較容易觀看。 探奇再找時間做出大一點的字型，如果你願意分享，也很歡迎喔！謝謝！ ======================================================== 在NXT主機顯示感應器數值時的另外一個困擾是：每次都需要使用Number to Text Block，將數字轉換成字串（String），有一點點麻煩。 你可以使用My Block自製命令方塊功能，將相關命令方塊包裝濃縮（探奇再發文解釋說明） 也可以試試另外一個辦法，使用 Team Hassenplug 的 Display Number block v2.0 連接需要顯示數值的資料線，就能直接顯示在NXT主機螢幕，還可以加上標題，真是方便！

除了先前所提到台北，台中，苗栗，彰化，（ 探奇舊文章連結 ） 其他地區的WRO校際盃資訊也已經在 玉山機器人協會 公佈了！ 高高屏，花蓮，宜蘭，基隆，桃園，南投，台南都有！ 打開地圖，看來全台本島還是只有 台東，嘉義，雲林 沒有！ 哈哈！真巧！探奇也無力推動...... 應該請玉山機器人協會做一張總表才方便大家觀賽！ 請直接連到 玉山機器人協會 觀看詳細資訊！

由於上傳問題，上次發文時只剩兩行字， 現在終於完成第三篇文章，將大家很好奇又有一點疑惑的NXT程式語言做一說明。 在此做一連結，煩請各位指教！謝謝！ 關於NXT樂高機器人3--程式設計

（經典NXT紅白機，還可以為AlphaRex選擇戴上聖誕帽喔！） 這個好消息一定要告訴大家！ 消息來源： TechnicBRICKs:LDD for Technic? 主要是說明LDD可以使用一種特殊模式： LEGO Universe (LU) mode 由於原論壇（ EuroBricks ）有說明：只可以連結，不可以貼出修改方式， 所以詳情請直接上 information posted on EuroBricks （修改前請閱讀注意事項： A quick note ） 雖然新增的零件可以在LEGO Universe mode組裝，但是切換到MINDSTORMS模式還是沒有冠狀齒輪。 只好使用Export跟 Import功能，將零件與模型合併。（請參考上圖，終於讓冠狀齒輪與NXT合體） 2010.10更新：讀友反應EuroBricks網站已經無法連結，在此說明，如果有需要，請用Google大神搜尋『Close down LDD』，應該就可以看到如何啟動LU mode。

為了方便電腦與NXT溝通，NI寫了一個Fantom Driver， 各種程式語言都可以呼叫Fantom，透過藍牙或USB傳輸控制命令給NXT主機。 例如NXT-G，NXC（BricxCC），RobotC都是藉由Fantom driver與NXT連線。 根據以往的經驗，NXT-G 1.1以前，應該都是安裝Fantom Driver 1.02版。 到了NXT-G 2.0教育版，更新為Fantom Driver 1.1.1版， （所以安裝NXT-G 2.0教育版之後，藍牙連線應該比較容易，證明驅動程式有改善。） 現在樂高官網公布新版的Fantom Driver (我安裝時所顯示的版本是1.1.3版) 下載後，解壓縮，執行Autorun.exe，選擇Install NXT Driver，按下Next即可。 大家可以趕快安裝更新喔！ 樂高官網Fantom Driver直接連結： http://mindstorms.lego.com/en-us/support/files/default.aspx#Driver 消息來源：nxtasy.org New NXT Fantom Drivers Available

瞭解NXT樂高機器人的硬體設備，我們再來看看NXT樂高機器人的軟體--程式設計。 一般的樂高模型完成之後是『 靜 』態模型，玩家可以自由想像，沈浸於觀賞之中。 將模型加上馬達等動力元件，就可以進化為『 動 』態模型，有了動作，玩家可以有更多的玩法。 可是馬達也只會像電風扇一樣正轉或反轉，配合機構設計，模型也只能重複動作。 有了NXT主機及感應器，NXT樂高機器人模型就能夠具備『 互動 』的效果，針對周遭環境的變化，產生不同的對應動作。 控制程式就像是賦予樂高機器人『靈魂』一般，讓NXT機器人更加生動有趣。 簡單的來說，控制NXT樂高機器人有兩種不同的方式： 1.  機器人內心自主行動      程式儲存在NXT主機，所有動作由NXT主機發號施令。 2.  外部命令控制機器人      程式儲存在遙控電腦，機器人的所有動作由遙控電腦（或手機等）發號施令。有點像是遙控汽車或是遙控飛機。 當然也有綜合兩者的方式，特別是需要大量運算的工作，例如影像處理。 用下面兩張圖片說明控制NXT樂高機器人的方法，左邊的小恩是機器人，右邊的BetaRex是媽媽。 在電腦世界中有許多不同的程式語言，控制NXT當然也可以使用各種不同語言。例如： 1. NXT-G 樂高官方的NXT程式語言，G表示Graphic圖形化語言，為樂高與 NI 合作開發，適合入門者快速學習，實際上就是簡化版的LabVIEW。（打個廣告，歡迎購買探奇的書籍一起研究。 NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！ ） 2. NXC （Not eXactly C）: NXC是一種類似C語言的程式（語法並非完全依照ANSI C的標準），由John Hansen先生開發。 撰寫NXC程式可以搭配BricxCC( Bricx Command Center )整合式開發環境，從程式編排、編譯、下載、執行，一次搞定。還有許多有用的公用程式。完全免費使用，想多瞭解的人也可以參考CAVE的書籍。 3. NBC  (Next Byte Codes): NBC類似組合語言，語法簡單，但是撰寫時需要比較清晰的思路，NXC即是建構在NBC上的高階語言。 4. RobotC 卡內基美隆大學出品的商業產品，當然付費使用會有較佳的支援，例如標準A...

最近都沒有發表新文章，太偷懶了！ 上次參觀苗栗的 國泰玻璃 後，覺得有些 觀光工廠 的確值得一遊，所以又去了參觀生產『中興米』的聯米企業（ 彰化的中興穀堡 ），還想去白木屋，彈簧床，牛軋糖，氣球....... 還是先看看其他老師所寫的文章比較好！ 第一篇是 CH Lego blog 的 HiTechnic Gyro Sensor的教學文章(pbLua) 探奇曾經發文介紹 pbLua ，最近一次更新是2010/2/3的Beta 18i，（ 探奇關於pbLua的文章搜尋連結 ） pbLua的作者Ralph Hempel也很大方地分享很多NXT操控技巧， CH Lego先生這次根據pbLua網站中的HiTechnic Gyro Sensor說明發表教學文章，還提供NXC範例程式。 有心學習的同好千萬不要錯過！ 第二篇是 CAVE 的 [教學] NXT Bluetooth - 傳值範例 藍牙通訊一直是NXT樂高機器人最引起大家好奇的重要功能，但是藍牙通訊也是最讓大家頭痛的，原因出在大家對於藍牙比較陌生，而且討論這些功能的文章或書籍也比較少。 現在CAVE老師直接貼出NXC程式示範，還有詳細說明，想要進行多台NXT機器人連結的讀友可以好好地試一試喔！ 第三篇是分享一個大陸的網站： LEGOCN乐高中文爱好者 該網站作者分享許多樂高的消息，圖文並茂，可以參考參考！

最近又開始舉辦每年一次的WRO校際盃比賽， 這個比賽從每年的5月份開始選拔，到暑假期間的全國初賽及總決賽，得勝的隊伍又要在11月初參加國際賽。 比賽期間各個隊伍都很積極努力地練習，這種過程正是各個隊員成長學習的最好經驗。 每年比賽難免都會有一些討論出現，於是有一些老師希望比賽採『當天公布題目』方式，試試看讓參賽選手運用集體的智慧完成任務。 探奇覺得可以像高中生的『 智慧鐵人創意競賽 』（全國 高中 職智慧 鐵人 創意競賽），讓大家運用機器人完成任務。 其實整個比賽中最困難的地方就是命題，題目的難易度及性質都必須詳細考量，當然也牽涉參賽者的經驗及所使用的比賽器材。 NXT樂高機器人有它的優勢（容易組裝上手....），也有它先天的缺點（馬達感應器數量....）。 所以有一些是樂高機器人容易完成的項目，有些比賽項目則是樂高機器人無法做到的。 探奇曾經想過將比賽的項目分類，屆時再綜合這些基本項目，形成比賽命題。 下面是探奇的想法，還請大家集思廣益，提供意見。 1. 機器人本體移動的動作： 1-1 軌跡：單光源，雙光源，多光源，彩色。 1-2 迷宮：觸碰，非觸碰。 1-3 障礙物：阻擋，爬坡，懸崖，獨木橋，樓梯。 1-4 爬竿，爬繩 1-5 水 2. 機器人需要與特定物體合作： 2-1 推 2-2 拉 2-3 抬 2-4 填 2-5 疊 (謝謝台南林老師提供的想法，真巧，討論完發現剛好手創也有舉辦這種比賽： 手創兒童 Challenge！ ) 2-6 吊 2-7 丟 2-8 拋 2-9 收集 3. 機器人指定動作： 3-1 尋找 3-2 唱歌，跳舞，說話，特殊功能...... 4. 兩台機器人合作 陸續補充......

還是做個總整理。會持續增加。 2010WRO校際盃的資訊： 台北縣市 ： 台北市立萬芳高中報名 初賽：民國99 年6 月5、6 日（六、日） 決賽：民國99 年6 月13 日（日） 臺北縣市總決賽：民國99 年6 月13 日（日） 台中縣市 ： http://ct.tcgs.tc.edu.tw/wro 99年5月30日(日) 苗栗縣 ： http://robot.mlc.tw/ 99 年5月23日（ 日 ） 彰化縣 ： http://campus2.chgsh.chc.edu.tw/wro2010/ 99年6月13日(日)

探奇在舊文章 探奇三分車--NXT樂高機器人模型建構 貼出圖片，說明如何建構探奇三分車。 為了方便大家容易組裝NXT樂高機器人，享受『創意樂趣，隨心所欲』（這句是廣告詞 ） 探奇將三分車的建構圖示PDF檔案上傳在 探奇新書Google論壇 。 歡迎大家下載使用。