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Root機器人:一款編程教學的神器


Root機器人:一款編程教學的神器



引言

計算機編程技能,在這個信息化的時代變得越來越重要。所以,越來越多的人想學習編程,從小朋友到老爺爺,各個年齡段都有。我們要介紹的就是一款編程教學機器人Root,它為什麼能夠從眾多的教育機器人中脫穎而出?下面我就帶大家一探究竟吧。


Root 機器人,集繪畫、擦除、播放音樂的功能於一體,它隨身攜帶50個感測器和制動器,方便其有效探索世界,使得編程能對應不同的年齡組和經驗級別。


Root 讓你能夠擁有一種不同尋常的交互體驗,設置、創建、和分享代碼活動變得很簡單。它可以在磁性白色書寫板上飛檐走壁,更具生動的交互性。



Root機器人:一款編程教學的神器


和Root 交互的方式其實很簡單,你只要簡單地畫畫和擦除,幾秒鐘之內就可以創建一個迷宮或者賽道的畫面,然後就可以和Root 一起玩耍。小朋友們可以和世界各地的小夥伴分享他們的創作的程序。如果白色書寫板太大或太貴,你只需一張紙,就可以和Root 一起玩耍。



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硬體


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整體獨一設計,無需組裝


Root 是一個整體的單件,無需組裝。這有別於許多其他的教育機器人平台。這樣,可以讓學生們集中精力去解決編程和計算相關的問題。教師們都曾經由於紛繁複雜的機器人零件而感到苦惱,而現在Root 讓他們感到好玩、輕鬆。


具有磁性,可以配合白色書寫板

Root 的一種使用方式,就是利用大多數教室前面的:白色書寫板,作為它的舞台。Root 具有磁性,它可以垂直地在金屬支撐的磁性白色書寫板上行動。這對於研發人員來說,曾經是一個重要的技術障礙,因為需要補償在垂直表面移動時由於重力帶來的漂移。


小巧,但具有各種感測器


這個小巧的機其人,內部具有複雜的感測器和固件:高解析度解碼器、三維加速度計、三維陀螺儀,能夠準確的解釋速度,方向和輪子位置,幫助實時糾正馬達指令,以糾正重力帶來的影響。


自糾正駕駛演算法和夾具

Root 具有一種自糾正駕駛演算法,使得它可以使用攜帶的標籤,進行高精度繪畫。Root 具有一個夾具,由位於它的幾何重心的內部馬達驅動。這個夾具可以握住標準的標籤,通過編程進行提或者落的動作。對於那些想要清潔畫板的人,Root 可以抓起內置的橡皮擦。


顏色感測器


Root 一項最重要的能力,就是底部的32種顏色的感測器。它和一維攝像頭或者和小型色彩掃描儀相似。孩子們可以發出命令,也可以通過在白色書寫板上創造的圖案,完成這種色彩感的交互。Root 的顏色感知能力很強很多樣,能夠解決各種複雜問題(例如即時定位與地圖構建、路徑規劃等等),這些問題可能是大學級別的學生才會遇到的。


連接性和控制性


連接性和控制方面,Root可以通過低功耗藍牙設備進行。Root 也可以可擴展的,第三方的板子和其他附件(例如Raspberry Pi、Arduino、 BBC Micro:Bit、攝像頭、感測器等等)可以通過USB-C 連接器和機器人的背部連接。



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軟體


Root 適合4到99歲不同年齡段的人,Root的伴侶應用程序支持不同年齡、不同學習背景的人。對於機器人教育來說,不僅機器人的物理硬體很重要,編程介面的作用也不容忽視。大多數的編程工具,對於新手來說都很難上手,而通過Root 的編程卻是很容易上手的,因為它讓初學者使用圖形介面和有限的指令集,無需學習語法和結構。然而,對於高級技能來說,他們則需要針對他們特定級別的工具。


所以,Root 的編程介面(「Root Square」) 是一個多等級進階的工具,同時可以選擇多種編程語言,例如Python 、JavaScript、 Swift。隨著編程技能的增長,Root 的多級別應用程序,將寫好的程序從一個級別轉化為另外一個級別,讓編程人員一步一步成長。



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第一級



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第一級是針對任何年齡段的初學者(甚至沒有閱讀能力的人也可以理解)。顏色塊加強它的「如果這樣,然後那樣」的框架,重點教授事件、序列、循環、狀態、函數、優先順序、時序、編程步驟和調試等等。


第二級



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第二級介紹了高級的流程控制語句例如when、repeat、 以及 if-then-else ,為了促進計算的流暢性。它主要教授變數、感測器值、單元、算術運算、遞歸和並行化。


第三級



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這是一個完全基於文本的介面,讓程序員可以使用專業編程語言例如Python、JavaScript、Swift。它主要教會用戶和之前級別相對應的文本相關的代碼,讓他們編程更加擅長編程,以完成新任務。


通過幾個例子告訴你怎麼玩


我們結合幾個示例教教大家。當然,大家也可以根據自己想像力設計出自己的玩法。


人行道,編程讓Root 走過一組板,一路上根據指令移動。對於重複的指令,使用函數以提高效率。



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追趕,一個Root 正在探索世界,然而後面留下一條小尾巴。另外一個Root 正在追那條線,並且擦掉它,誰會贏呢?



Root機器人:一款編程教學的神器



彩色吉他,根據Root 識別的模型和色彩,播放音樂筆記,根據速度調整節拍。



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鏡子迷宮,畫線的方式彈開Root,然後讓它到達目標,避免碰到障礙物。



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飛船,3,2,1,準備發射。讓Root 按照一條畫好的線離開地球。



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螺旋素描,畫出一個形狀,旋轉角度,並且重複,最後看到如下圖的形狀。



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參考資料


題圖文圖來源於:Root


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