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當積木智能化

2013-12-29 00:00:00一問諾夫
南都周刊 2013年28期

面對可以電腦編程,擁有兩千多個零件的樂高機器人套裝,你是不是會手足無措?

這并不奇怪,因為除了幾個針對小學生的、集動手能力、編程控制于一身的教育版機器人,你基本上找不到組裝說明書,所有奇思妙想都要通過自己動手從頭組裝,這些零件甚至可以組裝出非常復雜的機械結構,但想要讓它們動起來,就都離不開樂高最新的機器人平臺——Mindstorm EV3。

Mindstorm EV3是一套能將傳統積木變神奇的智能動力組件。按照說明書組裝出幾個自帶模型,通過電腦編程以及自帶的超聲波傳感器、接觸傳感器、光學傳感器和電機實現智能控制。

比如一條會“咬”人的電子蛇,你一旦碰到這條“蛇”的尾巴,觸碰傳感器就將被激發,它就會調頭“咬”你。

比如一個機器人,它的眼睛實際上是紅外感應器,遇到障礙物時,它能夠告知系統做出例如攻擊、逃跑、跳舞等一系列人類所能做到的動作。

不過,這些其實只是用于青少年的機器人課程教育套件,如果想真正體會其中樂趣,還是得自己動手開發,比如樂高玩家利用EV3控制器的顏色傳感器和伺服電機,設計出的魔方機器人Cubestormer II,就打破了由人類保持(5.66 秒)的解魔方世界紀錄,用時5.35,除了一臺計時用的三星手機,這臺機器全部用樂高配件組裝。

Mindstorm EV3系統以EV3控制器為核心,使用6節AA電池或鋰電池板,包括有超聲波、光電、指南針、陀螺儀、障礙物檢測、藍牙無線等多種傳感器,所有的傳感器都需要連接在核心的EV3控制器上才可以使用,套件中配備有伺服電機,內置角度傳感器可以測量速度和距離,以便準確地控制電機轉動精度,將它精確到1度以內。也就是說如果你動手能力夠強,那么這些能讓傳統積木變成有動力的智能化積木。

全球的樂高DIY玩家們利用Mindstorm EV3系統的改裝套件加工出了難以數計的機器人和裝置,已經達到了幾乎能做任何事的境界,從發動機到大型流水線,只要你有想象力,就沒有辦不到的。

這個機器人的眼睛實際上是紅外感應器。
會咬人的電子蛇。

顯微鏡

藝術家Carl Merriman專注樂高27年,并且發現其中的POD組件像極了培養皿。于是一不做二不休,圍繞著“培養皿”造了一臺顯微鏡出來。雖然是由積木小塊組成,但它確實具有一般顯微鏡都具備的功能和部件。比如齒輪調距對焦、三枚可切換鏡頭、以及惟妙惟肖的外形。雖然它的精密程度不足以用來研究病毒變異,但觀察一下微生物或者細胞還是綽綽有余的。研發者表示,最困難的部分就是往主體中塞入各種齒輪、透鏡和轉動盤。為了卡進狹小的空間里,如果沒有分類歸納樂高積木零件的習慣,那這絕對是個噩夢級的搜尋過程。

汽車

樂高發燒友Sheepo用樂高積木造了一輛1:8.4的多功能路虎衛士110。用掉了兩千八百塊積木和七只馬達,最高時速4公里,安裝有五速變速箱并能倒擋,可以實現兩輪驅動和四輪驅動模式互換,以適應各種路況,并裝有全車避震和碟剎剎車。Sheepo說,當他還是小孩的時候,就看見鎮子上的人大多都開著路虎衛士去農場工作。作為一個路虎衛士粉,他擁有兩輛用于家里的農場,這輛是送給自己的。

球模組

這是迄今為止最震撼人心的一組作品,相信很多人都在視頻中看到過。它模擬了一個作業流水線,利用各種機械裝置和感應套件,讓小球在這組裝置中循環。使用比如摩天輪、火車、卡車、吊塔,儼然一個微型礦場,除了幾萬個樂高配件外,它最重要的地方在于顯示了設計者對各種配件的充分理解,并使用了第三方提供的軌跡傳感器控制卡車的行動軌跡。

發動機

作為工業之花的發動機,也沒能難倒樂高。別懷疑,這真的是一臺能工作的發動機,LpePower Pushrod V8 engine出品的直列四缸發動機,轉速可以達到每分鐘兩千轉,能夠被安裝在更大型的樂高汽車里,當然價格也不便宜,需要299歐元。而另一款黃色的堪稱藝術品,這個Barebos花了4個月的時間制作而成,曲軸、活塞、正時鏈和飛輪等部件一應俱全。

機器手

機器手不僅能滿足殘障者的需求,一些愛玩的人也可以用它做很多事情。用樂高制造的機械手很多,譬如可以抓指定顏色小球的三爪手臂,完全就是按手部骨骼設計的仿生機械手。它們已經脫離了玩具這一趣味層級,而進化成了一種人類肢體的延伸裝置。有些人甚至把機械手升級成了近戰武器,比如暗器發射裝置,以及從《刺客信條》里獲得靈感的袖劍。我們不必用是否合法的條框來約束他們,這群設計天才只是完美結合了自己的大腦和雙手。通過預先設定,你甚至可以和機械手玩各種游戲。

超級卡丁車

荷蘭人Eric Steenstra給自己的孩子制作了這輛卡丁車,它的任何部件都是樂高的,轉向裝置和動力源,甚至是安全帶。能支撐一個100公斤重的成年人,唯一的遺憾就是這個卡丁車的速度實在有些慢,盡管它已經配備了48個樂高Mindstorms NXT電機和16個NXT電池組,一塊低碳的阻力就能讓它的速度降下來。但不管怎么說,這輛卡丁車的設計創意仍然非常強大。

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