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簡易機器人的出現(xiàn)可以說是教育界大力普及機器人技術(shù)的結(jié)果。在兒童教育領(lǐng)域,動手拼裝自己的機器人對孩子來說十分誘人,而探索的過程也遠比最終的結(jié)果更有意義——實踐是所有知識的調(diào)動和檢驗,兒童更容易在動手過程中發(fā)現(xiàn)學習的魅力。
呼應(yīng)當今的編程學習需求,編程功能也成為簡易機器人的主要賣點之一。如今英國市場上出現(xiàn)了三種 DIY 簡易機器人:Chickbot、SAM’s curious cars 和 QuadBot,它們都針對全年齡段的青少年,都鼓勵孩子動手、操作簡單且安全,并且都具有編程功能,但在設(shè)計側(cè)重點上又各有千秋。
憑借著 22 年的 IT 從業(yè)經(jīng)驗,身為英國 STEM 大使的麥克勞德(Nick McCloud)抓住孩子對編程機器人的好奇心,于 2016 年推出了支持三款主流編程微機(Arduino、Raspberry Pi 和 BBC micro:bit)的簡易機器人 Chickbot。其親民的價格成為 Chickbot 的最大特點,也是開發(fā)團隊的核心宗旨之一。
2014 年成立的 SAM LAB 是英國第一個發(fā)展軟硬件無縫銜接互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字產(chǎn)品初創(chuàng)公司。公司秉持著“物聯(lián)網(wǎng)打破想象力界限,互聯(lián)網(wǎng)挖掘孩子潛力” 的宗旨,解決孩子想象力受到現(xiàn)實因素制約的問題。
SAM curious cars 的所有主板模塊都可以由網(wǎng)絡(luò)連接,用戶可以通過移動客戶端 App 進行控制??蛻舳俗R別各個模塊后,用戶可以在移動設(shè)備上拖動各模塊,軟件會自動產(chǎn)生邏輯流形成動作連接。
因為對機器人的著迷,同樣畢業(yè)于曼徹斯特大學的 Jack Scott-Reeve 和 Josh Elijah 于2016年創(chuàng)立了 EngiMake,旨在打造一個不管用戶背景和編程基礎(chǔ)的、適合所有人的、有最佳用戶體驗的教育機器人—— QuadBot。
QuadBot 不是功能有限但昂貴的機器人的替代產(chǎn)品,它可以在讓用戶學習編程的同時能夠真正創(chuàng)造實物。機器人的設(shè)計制造團隊雖然都是初出茅廬的年輕人,但每一位成員都有著豐富的編程和制造經(jīng)驗。
從設(shè)計到成型完全自主
DIY 簡易機器人的有趣在于任由用戶尤其是孩子發(fā)揮想象拼裝自己的機器人。三種機器人都給用戶留下了十足的空間去發(fā)揮想象—— Chickbot 和 SAM’s curious cars 的設(shè)計外形是一輛小車,用戶可以用紙板來自行設(shè)計制作小車的外觀。
QuadBot 則借助 3D 打印技術(shù) Autodesk Fusion 360 支持用戶親自設(shè)計并打印更拉風的外觀,不過用戶需要自備 3D 打印機,否則只能使用自帶機器人外殼。
在組裝方面,三個機器人除了主板和重要元件已經(jīng)過焊接外,用戶還需要運用配備的零件來組裝機器人。
就組裝難度而言,小車造型的 chickbot 和 SAM’s curious cars 只需要簡單的零件拼裝即可,尤其 SAM’s curious cars 使用樂高積木的搭扣,用戶不需要使用任何螺絲釘。
然而像蜘蛛的 QuadBot 因為有支持行走的四肢,用戶還需要主意排線等問題,因此拼裝量和難度都有所提高。
充電方面,除了 SAM’s curious cars 支持 USB 充電外,QuadBot 和 Chickbot 都依靠 AA 電池或可充電電池。
編程語言:適應(yīng)不同階段兒童
在英國,編程作為未來計算機教育的核心部分早已被社會高度重視。
為縮小英國學生的計算機技能和世界領(lǐng)先水平的差距,同時提高他們的編程興趣,英國廣播公司BBC 聯(lián)合 31 家企業(yè)設(shè)計并向百萬英國孩子免費發(fā)放了編程微機 Mirco:Bit,許多學校如今也紛紛開設(shè)編程機器人俱樂部來促進孩子對編程的探索。
上文提到的三款簡易機器人也均具備編程功能,但其使用的微機平臺和語言又有所不同。
Chickbot 支持 Arduino、Raspberry Pi 和 BBC micro:bit 三個主流微機,使用完整的編程語言,用戶在選擇微機平臺時需要根據(jù)自己的編程水平進行判斷。例如 BBC micro:bit 適合 5-13 歲的編程無基礎(chǔ)者,而 Arduino 適合 13-16 歲已經(jīng)有一定編程基礎(chǔ)的入門者。
chickbot機器人可依據(jù)命令行動
相比完整的編程語言,SAM’s curious cars 更傾向用配對的零件模塊圖形來建立孩子對機器人功能的理解和建立起編程的基本邏輯,因此更適合年幼的孩子。SAM’s curious cars 的特色在于邏輯流將 SAM LAB 主板模塊自動相連并形成預判思維。
例如小車要左轉(zhuǎn),需要先啟動小車,然后查看周圍情況,有障礙時需要繞過障礙,沒有障礙時則需打左方向盤多少度等。這個功能在用戶使用 2 個或以上的 SAM LAB 產(chǎn)品時更為顯著,孩子可以點擊每個模塊的連接來查看原理。
SAM'S CURIOUS CAR主要使用圖形作為“編程語言”
QuadBot 則更類似 Chickbot 和 SAM’s curious cars 的結(jié)合體。QuadBot 既支持圖形編程語言 ArduBlockly ,也支持文字編程語言 Arduino,用戶可以從簡單的圖形編程語言開始,在有了一定的編程基礎(chǔ)后便可以使用高級的文字語言。
與 Chickbot 類似,QuadBot 運用的所有程序都是開源的,用戶可以在兩個語言庫中找到更多資源或開發(fā)更多功能。QuadBot 和 Chickbot 都為用戶提供了詳細的步驟指導和學習資源。
可以使用圖形語言和文字語言的QuadBot
此外相比追求編程技術(shù),Chickbot還更注重回歸不同年齡段孩子的學習需求,因此它在提供相應(yīng)指導的同時,還保證功能設(shè)置完全符合目標年齡段的教學大綱,從而保證學習的科學性。
價格:努力做到“接地氣”
三個機器人都可以遠程操作,尤其 SAM’s curious cars 和 QuadBot 還配備了藍牙接收器,支持用戶通過 App 或 PC 客戶端直接編程和控制機器人,而 Chickbot 則需要用戶連接 USB 通過微機編程完成操作。
價格方面,麥克勞德籌備 Chickbot 的初衷即是讓教師和家長只需要花很少的錢,就可以讓孩子擁有能用于編程、負擔得起又充滿動手樂趣的機器人。因此 Chickbot 每個基礎(chǔ)套裝的零售價僅為 17 英鎊(稅前),團購價格為稅前 10 英鎊。
圖為在IET機器人鐵人三項大會上的ChickBot的機器人制造員們
QuadBot 則支持用戶對功能自由選擇,例如有 3D 打印機的用戶可以購買開發(fā)者套裝而無須支付機器人外觀費用,沒有無線操縱機器人需求的用戶可以購買不帶藍牙的套裝。
然而相比起 Chickbot 接地氣的價格,其余兩個機器人的價格雖然不能說高,但多少還是會讓許多工薪家庭思量一下。 SAM’s curious cars 套裝的價格為 149 英鎊(稅前),而可以進行功能選擇的 QuadBot 價格也在 135 - 219 英鎊之間。
本文轉(zhuǎn)載自英國教育思維(微信號:ukeduweekly),作者倩云。
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