在大多數(shù)人心目中,制造機(jī)器人這種事,是影視作品中那些科學(xué)怪人的專利。
科學(xué)怪人們普遍擁有一種神奇的能力,用一根根導(dǎo)線把破銅爛鐵般的零件串接起來(lái),便造出了那些或力大無(wú)比、或無(wú)所不知、或深藏絕技——總之,令我們自愧不如的機(jī)器。
而我們?nèi)祟?,既沒(méi)有那深不可測(cè)的科學(xué)功力,也沒(méi)有那禿頂白發(fā)的出眾形象,斷然是只配做觀眾的。
果真如此嗎?
很多時(shí)候,我們對(duì)一件事情感到神秘,只是因?yàn)槲覀儧](méi)有機(jī)會(huì)親身參與其中,并在參與的過(guò)程中獲得相應(yīng)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。
好在,一些公司樂(lè)于創(chuàng)造一些這樣的機(jī)會(huì)。比如Geek們酷愛(ài)的樂(lè)高(LEGO)Mindstorms系列機(jī)器人玩具,讓我們以及我們的孩子能夠設(shè)計(jì)和建造自己的機(jī)器人。
我們通常會(huì)把樂(lè)高當(dāng)作一家玩具公司,一家提供有趣玩具的公司,或許比其他玩具公司更酷一點(diǎn)。但樂(lè)高的追求遠(yuǎn)不止這些。在公司愿景中,樂(lè)高為自身設(shè)定的目標(biāo)是“激勵(lì)和培育未來(lái)的建設(shè)者”(Inspire and develop the builders of tomorrow),從其產(chǎn)品發(fā)展歷程中,我們也能隱約看到這樣一條脈絡(luò)。
1940年代,他們開(kāi)始制造我們最為熟悉的磚塊式拼插玩具,孩子們可以用來(lái)建造房屋、大橋等靜態(tài)模型,這些孩子是未來(lái)的建筑設(shè)計(jì)者;到了1970年代,他們開(kāi)發(fā)了Technic系列拼插模塊,包括齒輪、十字軸、連桿等機(jī)械元素,有了這些活動(dòng)部件,我們就可以搭造汽車、直升飛機(jī)等能夠運(yùn)動(dòng)的物品,這是為明天的機(jī)械設(shè)計(jì)者準(zhǔn)備的。
而1990年代末推出的Mindstorms系列,又通過(guò)增加內(nèi)嵌CPU的控制模塊,能夠感知外界信息的傳感器,以及能使其運(yùn)動(dòng)的電機(jī),讓這些積木在設(shè)定的程序下“自主”行動(dòng)。未來(lái),我們會(huì)有無(wú)人駕駛汽車,會(huì)有更多類似“好奇號(hào)”這樣的外星探測(cè)器。顯然,Mindstorms想要為我們的未來(lái)提供更多具備相應(yīng)能力的設(shè)計(jì)者。
2013年9月,Mindstorms最新一代產(chǎn)品、繼承了純正樂(lè)高血統(tǒng)EV3在全球市場(chǎng)問(wèn)世?!稌r(shí)間線》深知樂(lè)高迷和準(zhǔn)樂(lè)高迷們已摩拳擦掌,特意爭(zhēng)取首批評(píng)測(cè)名額,并成立跨年齡段的特別評(píng)測(cè)小組——對(duì)于EV3這樣一個(gè)獨(dú)特的玩具,評(píng)測(cè)小組探索出幾種難易不同的把玩方案,以饗讀者。
在最簡(jiǎn)單的模式下,你可以花費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí),按照樂(lè)高提供的圖紙,把數(shù)百個(gè)零件準(zhǔn)確無(wú)誤地組裝起來(lái)。這項(xiàng)工作的難度不大,即使是八、九歲的孩子也能夠獨(dú)立完成。只是需要耐心,還需要應(yīng)對(duì)偶然的拼接錯(cuò)誤帶來(lái)的返工。
完成組裝之后,你便可以用你的電腦、iPad或者手機(jī)連接EV3,控制你的機(jī)器人,讓它前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)身了。
這已經(jīng)可以讓你頗有成就感。不過(guò)到目前為止,這個(gè)機(jī)器人除了是由你親自動(dòng)手組裝以外,它與市面上能買到的普通遙控玩具,并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。
要想為這個(gè)機(jī)器人打上你自己的烙印,把你設(shè)計(jì)的程序注入它的大腦,是必不可少的一步。
提到“設(shè)計(jì)程序”,恐怕會(huì)有不少用戶為之眉頭緊鎖:雖然我們每天都要在我們的電腦和手機(jī)上運(yùn)行各種程序,但設(shè)計(jì)程序,顯然是那些Geek們的事情,我怎么可能會(huì)?
樂(lè)高想到了這個(gè)困難,它提供了一個(gè)圖形化的編程界面,我們不需要學(xué)習(xí)那些別扭的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,只要在圖形界面上,為EV3在“輸入”和“輸出”之間設(shè)定關(guān)系,就足以讓我們的機(jī)器人獲得生命了。
在這個(gè)界面中,樂(lè)高把機(jī)器人的行為劃分成模塊,包括輸入模塊(各個(gè)傳感器的輸入信號(hào))、輸出模塊(電機(jī)的旋轉(zhuǎn)或者燈光的顏色)、邏輯模塊(循環(huán)、分支)等等。在電腦上按照我們?cè)O(shè)定的邏輯,把這些模塊組合在一起,便能夠決定機(jī)器人表現(xiàn)何種行為。
比如,讓機(jī)器人一步一步地走路,可以分解為驅(qū)動(dòng)兩條腿的電機(jī)輪番的小幅轉(zhuǎn)動(dòng);要讓機(jī)器人轉(zhuǎn)身,則是一條腿向前,另一條腿向后的運(yùn)動(dòng)。
再利用EV3的傳感器,增加些判決條件,機(jī)器人便能與我們互動(dòng):借助紅外傳感器,當(dāng)機(jī)器人發(fā)現(xiàn)前面有人時(shí),設(shè)計(jì)程序讓它自動(dòng)轉(zhuǎn)身;有了觸動(dòng)傳感器,你可以拍打一下它,作為它啟動(dòng)或停止行進(jìn)的指令。
EV3還提供了一個(gè)揚(yáng)聲器和一個(gè)顯示屏,可以用來(lái)發(fā)出聲音和顯示圖文信息。在電腦上編輯這些內(nèi)容,可以讓機(jī)器人與我們進(jìn)行更加豐富有趣的互動(dòng)。
你能為你的機(jī)器人編制多少種程序?沒(méi)有人知道。不過(guò)按人性弱點(diǎn),你總會(huì)有厭煩的那一天。沒(méi)關(guān)系,等到了那個(gè)時(shí)候,你可以把它拆掉。束之高閣?轉(zhuǎn)送小伙伴?不,是將它組裝成一個(gè)全新的形態(tài),再重新對(duì)其編程。
樂(lè)高官方提供了5種拼裝的圖紙:兩款機(jī)器人形態(tài)、
一個(gè)戰(zhàn)車、一只長(zhǎng)蛇和一只蝎子。
當(dāng)然,你可以自己設(shè)計(jì)一些全新的機(jī)器人,比如,在網(wǎng)上已有人展示了用EV3制造的能用鼻子卷起物品的機(jī)器象,會(huì)跑會(huì)叫的機(jī)器狗,還有像Segway那樣能自動(dòng)保持平衡的雙輪不倒翁。
說(shuō)實(shí)話,即使有EV3帶來(lái)的諸多便利,要想自創(chuàng)一個(gè)機(jī)器人,也不是那么容易的事情。這需要在機(jī)械設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的持續(xù)學(xué)習(xí)和積累。
EV3是一個(gè)需要投入心血去玩的玩具。也許你的孩子要花上幾個(gè)月的課余時(shí)間,去研究、去嘗試、去調(diào)整,最終有了自己的成果。然后再下決心把它拆掉,開(kāi)始新一輪的創(chuàng)作。
有人把EV3與iPad視為市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。兩者價(jià)格接近,也都可以作為節(jié)日或生日禮物送給你的孩子。當(dāng)你在這兩者之間進(jìn)行選擇,一定程度上,也是幫你的孩子選擇未來(lái)的道路。
選擇EV3,他所能獲得的,不是無(wú)窮無(wú)盡的應(yīng)用,不是隨手可得的快樂(lè),而是一種成為未來(lái)的工程師——不那么光鮮的工程師——的潛能。
只是這種潛能,很可能會(huì)決定,在不遠(yuǎn)的未來(lái),在需要他(她)承擔(dān)自己角色的時(shí)候,他(她)究竟會(huì)成為一個(gè)參與者,還是一個(gè)旁觀者。