浩然

揮揮手，對你來說是超級簡單的事情，不用多想抬手就做了。人其實也算是一個超級復(fù)雜的“機器”，即使是揮手這樣簡單的動作，也要經(jīng)過“大腦想→下達指令→手接到指令→肌肉骨骼合作完成揮手”這樣的程序，只是你的“大腦CPU”運轉(zhuǎn)得太快，以至于你感覺不到這個過程所花的時間。機器人就不一樣啦，那么我們怎么讓機器人揮手呢？

入門級四足機器人

大家有沒有注意到，自然界大部分能夠快跑的動物，都是四條腿。軀干在中間，重心放低，不容易摔倒；四腳著地，快跑也妥妥的。

所以，初次接觸機器人的同學(xué)們，就從最基礎(chǔ)，也是最常見的四足機器人開始吧。

全身都是腿

仔細看，四足機器人的每一條腿上都有三個可以運動的關(guān)節(jié)，稱為舵機。哇，比我們?nèi)祟愡€多一個關(guān)節(jié)呢！和我們的手指、胳膊和腿一樣，它可以依靠關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動做出動作。四條腿的三個關(guān)節(jié)之間互相合作，便可以行走和做各種動作啦！

頭上的芯片就像我們的大腦一樣，里面裝滿了我們要做的事情，它通過那些紅紅的電線（就像我們的神經(jīng)一樣）傳輸?shù)酵鹊年P(guān)節(jié)上，然后關(guān)節(jié)就知道要怎么去運動啦！

當(dāng)然，芯片里面的內(nèi)容，都是通過電腦編好執(zhí)行動作的程序之后輸入進去的。（沒錯啦，程序就是機器人能懂的指令語言哦。）

第一關(guān)節(jié)：它控制機器人每條腿左右轉(zhuǎn)動的動作。

第二關(guān)節(jié)：它連接第一關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)，執(zhí)行腿部的抬起和放下等動作。

第三關(guān)節(jié)：它就像我們的腳一樣，負責(zé)做出行走等動作。

像小貓一樣走路

你觀察過小貓是怎么走路的嗎？觀察它走每一步時，腿部關(guān)節(jié)改變的角度，然后把小貓想象成四足機器人，把它的腿部關(guān)節(jié)想象成舵機。小貓走路的動作被分解成一個個慢動作，然后讓四足機器人模仿小貓走路的動作，一個一個地完成，最終完成一整套動作。這就是機器人的運動原理的關(guān)鍵——仿生。

對于機器人來說，做任何一個動作，都要分解開來，每一步給出一個指令，他才能夠完成。比如揮手，我們就需要分解為“抬手—向左搖手—向右搖手—向左搖手—向右搖手—手回到中間位置—放下手”。

開動！組裝機器人

準備材料：

組裝出一個四足機器人的框架，這對愛動手的同學(xué)們來說并不是難事，這和大家用拼裝積木、樂高、雪花插片這些材料做出模型差不多。

但是要讓機器人動起來，要求會更高一些。

尤其要注意的是關(guān)節(jié)，因為關(guān)節(jié)才是動起來的重點。我們需要經(jīng)過調(diào)試，找到每個位置最合適的螺釘長度——螺釘太短，會讓機器人腿部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，站不穩(wěn)；相反，螺釘太長的話，又會阻礙機器人的運動，動不了。

四條腿分別安裝好之后，我們就把它們和軀干（亞克力板）連起來。然后把負責(zé)運動的舵機上的紅線連接到芯片對應(yīng)的位置，這樣就完成了四足機器人的組裝啦！

我讓你來揮揮手

用電腦設(shè)計動作，并沒有大家想象的那么難。因為程序員叔叔們早就為我們開發(fā)了這方面的軟件，只要學(xué)會使用軟件（和大家玩游戲的界面沒有本質(zhì)區(qū)別），加上耐心調(diào)試，你也可以成功！

首先我們把機器人的芯片和電腦連接起來，然后通過一個軟件進行機器人的動作設(shè)定。軟件的界面是右頁上方圖片這個樣子的。

我們四足機器人站立的動作稱為原始動作，即點擊左上角“舵機回中”時，機器人會完成的動作。

然后我們來學(xué)習(xí)如何設(shè)定機器人的每一個動作吧。首先我們看到中間的白色模塊中有四個部分，每一個部分的三個橙色框，分別對應(yīng)四足機器人四條腿的三個舵機（關(guān)節(jié)），橙色框頂部的數(shù)字與芯片上插口數(shù)字相對應(yīng)。

我們可以看到，每個橙色框中間有一個可以拖動的小方塊，將小方塊向左邊拖動，你會發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的那個關(guān)節(jié)就能移動了。對于第一關(guān)節(jié)而言，向左拖動小方塊，它就會向左轉(zhuǎn)動，拖動的幅度越大，轉(zhuǎn)動的角度也就越大。相應(yīng)的，向右拖動小方塊，它就會向右轉(zhuǎn)動。

對于第二關(guān)節(jié)而言，向左拖動小方塊，整條腿就會向上轉(zhuǎn)動。同樣，拖動的幅度越大，轉(zhuǎn)動的角度也就越大。相應(yīng)地，向右拖動小方塊，整條腿就會向下或向里轉(zhuǎn)動。

對于第三關(guān)節(jié)，向左拖動小方塊，底部的方塊就會抬起，拖動的幅度越大，抬起的角度也就越大。向右拖動小方塊，底部的方塊就會放下。

通過操作小方塊調(diào)整每個關(guān)節(jié)的角度，你就設(shè)定好一個動作了，然后點擊“添加動作”，這個動作就被暫時記錄到下方的程序框里。

然后，通過我們的仿生原理，再推斷在下一個動作中，每條腿每個關(guān)節(jié)怎么運動、需要轉(zhuǎn)動多大的角度。調(diào)整小方塊的位置，得到新的動作，然后“添加動作”。

如果動作過程中需要機器回到原始動作，便點擊“舵機回中”，然后點擊“保存動作”，回中的動作便添加進了動作排序中。

當(dāng)你添加完成一整套動作后，點擊“保存動作組”，便得到了一個完整的動作組，并可以將其命名為該動作的名字。

當(dāng)你想讓機器人做出這一組動作的時候，點擊“打開動作組”，選擇之前保存好的動作。按照說明書的要求將界面右上角的參數(shù)都調(diào)整好后，點擊“動作組運行”，機器人就能完成剛才那一套動作了！在芯片上連接一個無線模塊，你就可以脫離電腦，依靠手柄來完成操作，那就更炫酷了。

但是呢，理想是豐滿的，現(xiàn)實是骨感的。很有可能你興沖沖地設(shè)計完一套動作，機器人卻根本無法完成，這是因為我們忽略了動作的連貫性。你可以試著分解慢動作，也可以去觀察小貓小狗的動作，總之需要保持足夠的耐心，不斷返回，不斷調(diào)試小方塊的位置，調(diào)整舵機的角度，就可以實現(xiàn)行走、旋轉(zhuǎn)、招手、蹲起這些動作啦。