Sphero推出球形编程教学机器人Bolt,可编程系列

2月20日消息,智能机器人厂商Sphero宣布推出可编程的移动机器人RVR(定价售价249美元),并在Kickstarter上开启众筹。据悉,RVR机器人配备四只轮子,你使用iOS和安卓应用就可以直接驱动它。

原标题:Sphero推出球形编程教学机器人Bolt 红外交互 LED点阵屏

什么,你想玩乐高机器人?上班时间还没码够代码是么 ;)

 那么,2014年最火最夺人眼球的玩具是什么呢?AR新科技带来体验性产品,有可以教孩子发布指令的机器人,有可以放在平板电脑上栩栩如生的乐高玩具,还有一些列无所不能的组合电子设备,它们不仅可以照亮你的房子还可以把各种小玩意儿连接起来。下面所列是10大最棒高科技玩具,让你一睹为快。

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Sphero 刚刚推出了名叫 Bolt 的新款教学机器人,与此前推出的 Spark 相比,Bolt 最大的特色,就是配备了红外传感器和可编程的 LED 点阵显示屏。在完成任务的时候,Bolt 可以显示一个眨眼的笑脸、或者正在移动的方向箭头。借助四个红外传感器,小机器人之间可以在大约 5 米范围内互相通信,这也是该公司首次引入这项特性。

这篇我来介绍一下乐高的MindStorms系列产品,通常也直呼其为乐高机器人系列,它的重点,是可编程的能力

1. Ollie: 100美元

据青亭网了解,Sphero曾推出过一款《星球大战》BB-8智慧遥控机器人。似乎是与大IP合作推出产品的销量不如预期,该公司开始将重点放在教育机器人上。去年,他们曾推出一款名为Sphero Bolt的球形机器人,其特点是内置一块可编程的8x8矩阵LED屏幕,支持自定义内容显示。此外,它还支持多设备交互。

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乐高可编程机器人的产品历史,源自于和麻省理工学院合作的项目。从1998年推出了的第一代“智慧型可编程化积木” 开始,到目前为止(2016年),乐高机器人一共推出了三代产品,在此期间还陆续推出过大小几种简化的可编程产品,用于特定的套装系列。

Ollie是一款最新的智能手机遥控机器人,它可定、可充电,而且速度超快。Ollie是由备受称赞的Sphero的制造商倾情推出的第二个机器人产品。不管你的手机是Android系统还是iOS系统,只要通过蓝牙配对就可控制Ollie了。当你轻击几下这个小玩意儿,它就会像疯狂的Tony Hawk一样展示各种运动技巧,在客厅里滚动、弹跳、猛冲直撞。Ollie巡航速度可达14英里每小时,听起来虽然不怎么快,但已经是Sphero速度的三倍了,而且也足够赶得上猫了。

RVR延续了Bolt的路线,依然是一款用于学习编程的机器人。与Bolt或SPRK球形机器人相似,刚开始操作起来有点困难,不过它们的定位方式相似。

Sphero Bolt 还内置了电子罗盘,带来了更好的瞄准、环境光传感、电池续航也更加持久(综合工况两个小时,若执行简单动作,可能会更长久)。

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2. Lego Fusion:35美元

此外,RVR的特点和功能还包括:支持全地形移动、高转矩、电池可拆卸(通过USB-C接口充电)、搭载多种传感器(包括IR传感器和环境光传感器)和九轴观星测量传感器、基于Sphero Edu教学应用、速度可达2米/秒、可定制度高等。RVR还采用了基于矢量的闭环控制系统。

孩子们可以通过 Sphero 公司提供的两款配套移动应用,对机器人进行控制和学习编程。

各种可编程产品的主控模块

虽然经典的乐高积木自打上世纪50年代起就几乎没有发生过什么变化,但公司仍然试图稳坐那些精通科技的买家的购物清单。去年,乐高公司推出Mindstorm机器人系列套件,这些套件现在依旧是很多孩子的不二之选;今年,新推出的Lego Fusion,只要通过一个有摄像头的平板电脑,就可以将乐高迷们现实的创意融入一个虚拟的世界中去。积木可以搭建四种场景:Town Master(小镇)、Battle Tower(塔楼)、Create and Race(赛车)和Resort Designer(度假村),肯定会让你中意的。在搭建好后,通过摄像头扫描到平板电脑中,就可以开始游戏了。

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Mindstorms的第一代产品当时全称还是 Robotics Invention System(RIS),主控模块是 RCX 1.0,在2000年前后,先后更新了RCX的1.5和2.0的版本

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当然,RVR并不只是一款手机遥控的小车,它主要是用来对机器人编程和开发进行教育的前期工具。该公司联合创始人Adam Wilson给这款产品的定位是,介于它们现有的教育工具与衍生公司Misty Robotics的高端产品之间。

Sphero Play 支持通过触屏设备,与 Bolt 滚球机器人进行交互。Sphero Edu 则能够堆叠代码块,以便利用陀螺仪、加速度计、电子罗盘、环境光传感器的特性。

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3. 哈雷熊AR智能玩教:50美元(348RMB)

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Sphero Bolt 现已在官网开售,并将于本月晚些时候登陆部分零售商门店,价格为 149.99 美元(约 1028 RMB)。

RCX 1.0 9719

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RVR可被用于学习Python和Java等语言、开发简单的C端机器人。该机器人可搭载的开发底板包括:Raspberry Pi、BBC micro:bit和Arduino,还有即插即用的Sparksfun组件,这些都可通过其通用的4针UART扩展接口连接。

[编译自:TheVerge]返回搜狐,查看更多

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如今,平板电脑已经成为熊孩子们形影不离的玩具,不过,通过合理的教导与监督,平板电脑还可以摇身变为寓教于乐的学习伙伴。哈雷熊AR智能玩教采用AR技术和图像识别算法,通过涂色、绘画、动手能力、思维训练等方式,让孩子以闯关游戏的形式,进行儿童的智能开发,哈雷熊AR智能玩教目前是STEAM玩具中屈指可数的AR创新性产品。

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责任编辑:

9719 套装内容

4. Kano Kit: 150美元

据该产品的Kickstarter主页介绍,经过自定义,这款机器人的潜在功能还包括:识别面部、搭载摄像头、响应语音指令、测绘环境、播放音乐、玩激光射击游戏、提重物等。

RCX做为乐高机器人第一代的产品,基本上已经奠定了后面几代产品的整体基调:

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  • 首先是有一个主控模块,可以通过编程,控制与之相连的外部组件,配备显示屏可以做一些信息和状态反馈
  • 用于动力输出的马达,通过接口与主控模块相连接,接收指令,同时由主控模块供电
  • 各种传感器(比如触动,温度,距离,光线等),同样通过接口与主控模块相连接,用于采集外部反馈
  • 主要结构组件采用乐高科技系列的零件,(原因也很明显,机器人也是要用来执行各种机械运动的)

如果能让聪明的孩子有机会组装自己的电脑,他们一定会兴奋不已的。Kano Kit就是一款装机和编程套件,内含Raspberry Pi主板,它小巧且可供使用者在上面定制编写自己的想法,套件还包括编码需要的所有控制线和配件。最让人惊讶的是Kano教学方式,它的操作系统和教学手册书籍会引导各种年龄层的小孩子学习编程的基本知识,组装好的电脑功能齐全,虽然界面会略显简易。

据悉,Sphero预计将会在9月开始交付RVR的Kickstarter订单,它将会是一款入门级价格的专业机器人。

总体上来说,你可以认为,机器人系列是科技系列的一个智能加强版,通过编程来驱动马达,而不是像普通的科技系列套装那样,通过遥控来手工控制马达的运作。MindStorms系列的伺服马达和科技系列的马达构成也略有不同,MindStorms系列的伺服马达具备角度步进控制的能力,所以能通过程序精确控制并完成特定的定位动作

5. Anki Drive:150美元(初始者套装)

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此外,传感器的引入,也使得MindStorms系列的编程不仅仅是完全机械化的执行固定的程序动作,而是可以将外部环境的信息采集反馈给程序,从而完成更加智能的行为控制

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还记得80年代到90年代风行一时的轨道赛车游戏吗?简直酷呆了!现在快把这个老玩意儿忘掉吧,闪亮登场的Anki Drive足够惊艳到你。这个高科技套装可以让使用者通过iOS/Android系统设备驾驭时尚动感赛车,使它在多变赛道上“智能”飞驰。新型AI控制赛车加上定制赛事视频,使得本身就刺激的用户体验更加扣人心弦。虽然Anki Drive与老式轨道赛车相似,不过你的手机可能需要足够大的内存才可以遥控操作这款炫酷的赛车。

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RCX1.0 搭建的自控履带小车,配备两个触动传感器用于探测障碍

6. Kinetic Sand:20美元

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第一代产品RCX的主控模块,使用8位单片机进行编程,通过红外端口和PC主机进行通讯,用于下载程序到主控模块

高科技沙子?不要怀疑,就是它。这种奇异又让人着迷的物质就像是潮湿的沙子,不会乱跑,也没有什么坚硬的残留物,很容易使其成形,给人们带来无穷乐趣。孩子们会很喜欢自己用它捏一个形状或模型,你也会迷恋这玩意儿滑过你的手指时那古怪又舒缓的感觉,而且,Kinetic Sand完全不会像散漫的沙子一样顽固地钻进你的指甲缝里不出来。快为你的孩子将它收入囊中吧,不过,当你发现自己为了减压也偷偷拿了一块到单位时,千万不用惊讶!

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2006年和2009年,乐高推出了产品名为NXT / NXT 2.0的第二代机器人产品,这一代产品升级了主控模块的芯片,使用主频48MHZ,32位的ARM 7芯片,支持USB和蓝牙通讯协议,程序可以通过USB接口下载到主控模块

7. littleBits:100美元(基础套装)

本文系青亭网翻译自:Tech Crunch,Venture Beat

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MindStorms NXT 8527

瞎摆弄电子产品既可以起到教育的作用也可以是娱乐性的,不过像电烙铁这样的玩具一直要求与青少年们保持距离。现在再也不是这样了。littleBits这个创新玩具,由60多个不同的电子元件组成,它们通过磁性组合成各式工具:从灯、开关、电阻传感器、可编程芯片到互联网网络。最新推出的Smart Home Kit廉价且能够很快让整个屋子都亮起来,让成人都忍不住想尝试组装一下。

叫机器人系列,没有个机器人的搭建方案怎么说得过去呢?NXT2.0 8547的这个双足步行机器人主模型,虽然走的颤颤悠悠,但是步行部分的结构设计还是很巧妙的(轮子驱动和踏步行走,实现难度完全是两码事)

8. Zoomer Dino Boomer:100美元

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8547

机器小狗?去年的时候确实如此。不过,Zoomer最新推出的可是两条腿的T.rex(霸王龙),它的咆哮声震耳欲聋,足够洗劫整个房子。虽然它看起来很不安全,不过你会惊讶地发现它的平衡力极好。大多数玩具对5号电池的消耗量极大,Zoomer Dino Boomer拥有可充电电池,完全解放了父母的烦恼。

2013年,乐高发布了第三代机器人产品 EV3,这一代产品的主控模块升级到主频400MHZ的ARM9芯片,内存由NXT的256KB升级到了64MB(还是小气。。。)运行的也不再是定制的嵌入式系统,而是基于Debian发行版的Linux操作系统,同时支持SD卡,usb,内置蓝牙,支持wifi等通讯协议

9. Roominate:至少30美元

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EV3 玩具版 31313的5个官方示例模型

玩具屋已经让女孩子们爱不释手了,不过,如果你追求多一点儿高科技成分,那么Roominate完全是你的菜。Roominate里面装有电机、灯、电路和开关,这些模块化的活动空间将芭比控类型转变为一片沃土,可以教孩子们一些基础的设计、动手技巧。并且,你不需要具备任何建筑或工程学知识。

EV3的31313 套装,官方自带的五个示例中,包括这个眼镜蛇,能在地面滑行前进,头部附近遇到阻碍,能模拟发动攻击动作,第一次看到产品发布前的宣传视频时,着实让我惊艳了一把

10. Dash and Dot: 至少200美元

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31313 眼镜蛇

每个小孩都需要一个机器人,对吗?Wonder Workshop推出的Dash and Dot是两个可爱的、可编程的机器人,你可以通过iOS/Android系统设备进行控制。有各式各样的应用程序可以供孩子们自己编写动作程序;还有很多有趣的配件,可以让机器人弹奏乐器、拍照或是做其他可爱的动作。也有更多高级的应用程序涉及到了真正的编程语言,因此,机器人会伴随孩子们一起成长的。那有什么缺点呢?整套机器人的价位的确有些高,因此你可以每次买一个小零件,慢慢累积。

之后,官网上陆续又添加了十几个玩家设计的模型,比如下面这两个:

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电吉他

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敲地鼠 ;)

整体上,乐高机器人三代产品的变更,主要体现在硬件参数和性能的提升,产品的基本构成思想并没有太大的变化,如下图EV3的产品模块说明,差不多就是机器人系列典型的核心组件了:

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EV3 产品模块说明和连接示意图

澳门皇冠金沙网站,玩具版和教育版

从二代产品开始,MindStorms系列的具体产品套装开始区分玩具版套装和教育版套装,核心组件大致相同,小部分组件互有增减。另外,软件套件,自带的示例demo等都有些差别。玩具版就是正常的渠道销售的版本。教育版顾名思义,目标销售对象是学校等机构,同时也是官方的机器人比赛项目(FLL、WRO等)的指定版本,而EV3的教育版,甚至还有中国区特供的版本(功能并没什么区别,只是内置了识别芯片,用来区别其它版本。。。,类似游戏主机,锁区的意思),在国内教育版的价格通常大大高于玩具版的价格,原因你懂的,代理机构垄断。

下图是EV3的玩具版(31313)和教育版(45544/9898)的配件区别

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主要部件

此外,教育版还有补充包发售,比如45544对应的45560(然而,补充包性价并比不高,平时多买几个科技套装好了)

两个版本的套装,官方的示范模型完全不同,但是两套看起来都蛮有趣,自然有玩家希望兼顾,于是在淘宝上你就会看到各种31313升45544的补充包,或者反过来45544升31313的补充包在销售。。。

套内MOC

如果说科技系列的套装,更多的还是追求外形和功能兼备,每个套装多多少少有一些自己独特的零件用来凹造型,所以套内MOC(使用一个套装,自主搭建自己的模型)的能力相对有限(如果你同样追求形似),那么机器人系列的玩法相对来说,则更注重“智能”这一部分,机械和外形部分的诉求相对较低,大致有个模样就OK了,所以套内MOC的能力更强一些,一套EV3加上部分结构件就能玩出不少花样。当然了,如果你追求的是德智体美劳全面发展,那么零件储备还是多多益善。

编程

说到这才说到重点,搭建完模型的机械结构,只完成了第一步,你还需要通过编程来驱动你的模型

MindStorms官方推荐的编程方式,是使用基于NI的LabView平台开发的图形化编程软件进行编程(定位青少年嘛,也是为了降低编程门槛),使用的编程语言是被称作G语言的一种基于流程图的可视化编程语言。在NXT时代,对应的版本叫做NXT-G,到了EV3时代,也升级为EV3-G(2011年,NXT-G曾经在世界编程语言排行版上排名到第15位),NXT-G只有基于PC的开发平台,而EV3为了进一步降低编程门槛,还推出了IPAD版本的简化版的开发软件 : EV3 programmer

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IPAD版 EV3 programmer

G语言使用各种功能模块和流程图模块来编写程序逻辑,通过设置各个模块的参数变量来控制程序的行为,如下图所示,EV3-G版本的编程软件支持的部分外设功能模块和流程运算模块

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控件模块

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控件模块

用这些模块搭建的一个简单的流程图,可能像下面这样:

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简单的流程

稍微复杂一点的流程图可能像下面这样:

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复杂一点的流程

如果还觉得不够抽象的话,再看看RCX时代的G语言开发软件,ROBO LAB 写出来的程序,是长这样的 :)

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用robolab开发的程序

乐高的图形化编程软件,有一点体验做得很棒:它将编程的实际操作和帮助文档有机的结合在了一起。在软件内以向导的方式提供了官方示例的机器人模型的详细搭建步骤,同时对于编程部分,也提供了分步引导的编程步骤。帮助文档的界面和实际编程的界面完美的融合在一起,很少看到过教学体验比这更好的软件。比如NXT2.0版本的一个弹球机器人模型的帮助文档如下图所示:

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NXTshooter bot模型的搭建示例

如果你有一定的编程经验,看到这里,你可能会怀疑,图形化编程虽然上手比较容易,但是在编写流程分支逻辑较为复杂的程序时,操作起来会不会比较麻烦?对于程序员来说,很多逻辑用代码来编写可能更加快捷一些,用各种组件拖拽,画成流程图反而是繁琐的

有这种想法的不止你一个,所以,除了乐高官方推出的G语言开发软件以外,各种第三方公司和个人爱好者还为MindStorms 开发了支持各种不同编程语言的编程工具,所涵盖的语言包括: C / C / Basic / Python / Java / Haskell / Ruby / C# / Lisp / Swift 等等,当然,有些语言很多只是功能简化的版本(毕竟MindStorms主控模块的ROM和内存大小都有限) 。这些语言,也不是在所有的MindStorms产品上都支持,目前以NXT版本的支持最广泛。

理论上,既然现在的EV3运行的已经是Linux,那么应该凡是能在linux上编译执行的语言都能支持,但是前提是,你需要有对应版本的编译器,EV3的硬件驱动和马达,传感器等组件的驱动库的支持,以及各种外设的Library函数库。

所有的语言中,支持C语言的工具和开发环境相对成熟,完备一些,简单高效最重要,多数情况下,if else for switch也就差不多了 ;)

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比如,ROBOTC 开发环境,提供类C的编程语言支持

书籍

编程自然离不开教材 ;) 理论上看帮助文档你也能学会,不过,还是看书来得快

首先当然是当家语言,NXT-G的教材了,下面这两本看起来比较靠谱(看起来,是因为我自己并没看过,当年玩NXT的时候,这么贵的原版书籍买不起:)

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NXT-G编程艺术

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NXT-G编程指南

然后是EV3版本的教材,有中文版相对就便宜一些了:

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EV3程序设计艺术

第三方的编程环境也有教材,比如NXC(Not exactly C)

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NXC编程入门

还有不怕事多,教你自制外设,动手改造硬件的书籍,比如下面这本Extreme NXT(这本书,若干年前出差去美利坚的时候,在amazon上淘了一本二手的,至今没有动手实践过。。。:(

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Extreme NXT

总结

乐高MindStorms机器人系列产品,最好玩的地方在于拥有各式各样的传感器以及可编程的主控模块,发挥你的想象和编程能力,你可以用它来做很多有趣的东西,比如做个会折纸飞机的流水线,或者做几个机械时钟

即使你自己不具备MOC的能力,你也能在官网找到二十个以上有完整向导的示例模型,也够玩一阵子了

如果你不满意乐高主控模块的性能,也可以尝试一下Arduino,树莓派等开发套件,它们都有第三方生产的用来对接乐高MindStorms组件的外设转接板,然后,你就可以启动你的登月或无人驾驶技术的研究啦 ;)


好了,乐高的主要产品线,介绍到这里,也可以告个段落了,下一篇,准备介绍一下相关的社区和网站。最后,记得下次别人问你最近在做什么?你可以回答:哦,在研究 “两足步行装置的运动学原理以及基于PID算法的自适应姿态控制理论”

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