[如何製作機器人 1] 入門

這次推薦的是另一系列非常經典的製作機器人入門教學文章 。一共分成十個單元,每單元介紹一個主題 。我們將陸陸續續和各位分享!

課程目錄

第1課 - 入門
第2課 - 選擇機器人平台
第3課 - 了解制動器
第4課 - 了解微控制器
第5課 - 選擇馬達控制器
第6課 - 控制你的機器人
第7課 - 使用感知器
第8課 - 獲得正確的工具
第9課 - 機器人組裝
第10課 - 機器人控制程式編寫

入門

歡迎參加RobotShop的教學系列課程, 課程共分成十堂課來指引你如何製作出一個自己專屬的機器人。本課程的目標是希望讓大家能在學習製作機器人路上有一個好的開始。能了解一些常用的術語,像是" 電壓 “," 電流 “," 馬達 “和" 傳感器 “等等。雖然有些術語看起來很基本,然而許多有經驗的機器人玩家還是能在其中會找到些可用來製作機器人的有用訊息。

什麼是機器人?

機器人有許多不同定義,到目前為止還沒有一致的共識。本文中,我們廣義地對機器人的定義是:

機器人:一種機電裝置,能夠以某種方式來對其周邊環境做出反應,並自主做出決定或採取行動來完成特定的任務。

這意味著烤麵包機,桌燈或汽車不會被認為是機器人,因為他們沒有辦法感知他們的環境。另一方面,一個掃地機器人,或能追尋太陽軌跡的太陽能板,可以被視為是一個機器人系統。

另外一個需要注意的? 在機器人爭霸賽中單純使用遙控的"機器人"也不能滿足這種定義,它們只能被視為更複雜一點的遙控車。

這個廣義的定義,也可能需要與時俱進, 跟隨著機器人的發展做出修正。為能更深入了解目前機器人是如何地迅速演進,我們建議您可以閱讀RobotShop的另一篇文章 – 機器人的歷史。

讓我們開始吧

這系列課程將一步步地帶領您製作出一隻完整並可以移動的機器人(後文將簡稱為機器人)。

10堂課將分成10個章節做介紹。每堂課都將介紹一個製作機器人的主題。這可以讓您夠製作出自己的機器人,並執行您希望他執行的任務。每堂課將提供一個範例來說明。課程的規劃是希望讀者能循序閱讀,並將所學應用在機器人的製作上。

第一個步驟

第一步為確認你希望讓你的機器人做甚麼(它被製作出來的目的是甚麼)。機器人幾乎可以應用在任何情境下,尤其重要是可以某種型式來幫助人類。如果你還不確定你想要你的機器人做什些麼,或只是想專注在完成特定的任務上,這裡有些建議:

知識與學習

許多高手和玩家會應用他過去製作機器人時獲得的知識和經驗來製作一個複雜的機器人。因此在初期你可以考慮應用專用套件來累積自己的"知識庫" 並在未來可以使用在更大更複雜的機器人專案上。不一定需要在一開始就專注於特定機器人的製作上

Lego Mindstorms Dancing Robot
LEGO Mindstorms Dancing Robot

娛樂與陪伴

製作機器人本身就是一件有趣且令人興奮的事。機器人學包括了工程(機械,電子,電腦),科學(數學和物理)和藝術(美學)等各領域的學科,玩家們可以自由地發揮他們的想像力。讓別人對你的創作感到驚艷(如果他們非常容易操作和產生互動)並協助他們對這個領域產生興趣。

Teddy Bear Companion Robot
Teddy Bear Companion Robot

競賽和格鬥

機器人競賽通常會有明確的目標和結束的日期。他們會把你和其他人的機器人放在同一個場地中比賽來檢視你的設計和製作的功力。雖然許多比賽開放的對象是學生(小學到大學),有部分競賽也同時開放給成年人和專業人士參加。

Robot Soccer
Robot Soccer

自主生命體( Autonomous life form)

人類是自然的創造者和創新者。下一個偉大的創新將會是發展一個在能力上甚至是創造力上能夠和我們競爭或超越我們的自主生命體。目前許多獨力研究者,研究組織和專業人員正緩步地朝這個目標邁進中。

Alice Micro Robot Swarm
Alice Micro Robot Swarm

家用或特殊任務

家用機器人能執行單調或危險的任務來維護人們的自由和安全。專用和服務機器人可在各種不同的工作領域中被應用,例如: 公共場合,危險環境中,又例如在深海,戰場和太空中。除了清潔,監視,檢查和維護等服務之外,我們還能利用這些機器人來執行對人類來說危險,不可能或不能被接受的任務。專業和服務機器人具有更強大的能力,更堅固耐用,通常也比家用機器人更加昂貴,因此一般被應用在特殊和/或商業用途。

保全和監控

大多數遠端遙控機器人都是被應用來進入人類不該進入或無法到達的地方。各種尺寸的機器人都可能被應用來執行這些任務(遙控,半自動或全自動)。

實際案例

對大多數的人來說他們有明確的想法或專案來實現.不過我們也期望讀者中也有人製作機器人的目的是為了學習和獲得知識, 或是從中獲得純粹的樂趣;

最後一個重要的考量是預算。我們很難明確地知道人們在建造他們第一個機器人的時候腦袋裡到底想要甚麼; 在有人已經想要建立一個自主的除雪機器人的同時,另一個人可能只想製做一個簡單的智慧鐘。最基本的可程式的機器人花費大約是$ 100美元,而複雜的機器人造價也可能上千美元。

在本練習中,我們選擇了一個可移動的平台,以便更進一步了解馬達,傳感器,微控制器和程式編寫,其中包含了各類的傳感器。我們將預算控制在200美元到300美元之間,因為我們希望製作出一個相對完整的機器人。

 原著: Coleman Benson/譯者: 阿里哥

文章出處: RobotShop

目錄連結:
第1課 - 入門
第2課 - 選擇機器人平台
第3課 - 了解制動器
第4課 - 了解微控制器
第5課 - 選擇馬達控制器
第6課 - 控制你的機器人
第7課 - 使用感知器
第8課 - 獲得正確的工具
第9課 - 機器人組裝
第10課 - 機器人控制程式編寫

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