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机器人已经入侵家庭——Vortex可编程机器人
机器人已经入侵家庭——Vortex可编程机器人

前言  


随着科技的发展机器人越来越多的被人们提到,无论是在那种领域,都有一种机械被称为机器人,媒体上不断报道某某机器人比赛——在笔者眼中看来,大多是遥控车比赛罢了,人类科技发展到今天,要想把机器做成“人”似乎要有很长一段路要走。但这并不阻碍我们对未来事物的探究和想象。

而想象是探究未来的动力,要说世界上最早的机器人是出自哪里,估计很多人都不曾想到——中国,早在战国时期列御寇所著的《列子·汤问》中就记载过“有位叫偃师的能工巧匠制作了一个‘能歌善舞’的木质机关人”,当然,我们不必去考察事件的真实性,但就记录而言,却反映了人们一直以来的追求。但作为视觉上的冲击,机器人带给笔者最早的感受是上世纪七十年代在中国上映的一部美国科幻片《未来世界》,还有十多年后上映的《血洗乐园》,其实,《未来世界》是《血洗乐园》的续集,估计是当年的环境决定了引进影片的顺序罢了。到了九十年代,机器人的影片多起来了,最出色的莫过于《终结者》系列。电影中的机器人和上文提到的机器人有最大的区别就是具有人类的“智能”,好吧,通俗一点,就叫“人工智能”吧,机器只有具有了智能,才能叫机器人,否则,最多只能叫遥控机械或者人形机械罢了。可喜的是,我们在人工智能这条路上已经越过了很多高山和险岭,一步一步地接近我们想象中的“机器人”了,微处理器和各种传感器配合,在程序的控制下,能做出一些简单的判断并驱动伺服机构做出反应,这样的简单机器人已经开始普及,当然,要做到像人一样能够行走、判断、感触,目前还不多见,例如日本本田公司的asimo,这个被称为阿西莫的机器人,一台造价达到数百万美元,还是想一想、看一看就好了。想要近距离接触,我们还是另辟蹊径——来看看这台被称为“送给孩子的第一个机器人礼物”的Vortex的小玩具吧。

体验


虽然,各种媒体上都把这个Vortex称为机器人,但,在笔者眼中,这个小玩具离“人”的距离还是有些远吧?但;这个Vortex确实是能够走入家庭让孩子做机器人启蒙教育的好器材。比起其他的“机器人”教育设备——例如流行的LEGO机器人系列(光是核心元件就要四千多元)这算是最接“地气”机器人教育器材了。

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和大多数被称为“机器人”的设备一样,Vortex采用小车的形态,这样,驱动起来就会简单得多。用两只轮子就可以驱动它“行走”,因此,Vortex只适合在平坦的地面活动,在后面的测试中,我们放在室外马路上测试了一会,满地的灰尘几乎要了它的“小命”,这一点,我们在后面会提到。

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笔者拿到的这个测试品是白颜色的,据介绍,消费者可以根据自己的喜好选择不同颜色的产品。Vortex的体积非常小巧,可以放在手掌中。从外观来看,就像科幻电影中机器人的半个头盔。

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在底部具有七组传感器,其中六组是对地面探测的红外传感器,通过发出红外光地面反射后由红外接收管接收从而判断地面的状况,如果配合程序,那么在地上画上一条黑线,Vortex就可以沿黑线行走了。另外一个传感器是对着正前方的,用于探测正面的障碍物,不过,对于障碍物,笔者还是觉得用超声波雷达传感器要好的多。底部还有两个轮子和两可钢珠,轮子不用说,是“行走”的伺服机构,钢珠的出现,说明并不是平衡轮式,钢珠就是作为支撑点的从动轮,以便实现万向转动。

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在包装中还有各种用于装饰和场景设置的贴纸,另外还有两本说明书,一本是利用APP控制的说明书,一本是编程指导书,可惜的是目前编程环境仅支持iOS系统,在安卓平台上只能用手机通过蓝牙控制Vortex,不过相信过不了多久,安卓平台的编程环境就会推出了。

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Vortex的能源并没有像当下流行的电子设备一样采用内置锂离子电池,二是采用4节5号电池作为电源,也许是出于成本的考虑吧。电池仓在顶部,把顶盖揭开就看到电池仓了。

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在电池仓的周围,还有六颗RBG三色LED灯珠,在程序看的控制下,可以发出彩色光芒。

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电池最好采用质量好一些的电池,这也是我们所担心的,因为电池仓在顶部的话,如果电池一旦漏液,就会流到下方的电路板上造成腐蚀,所以,长时间不用的话,还是要把电池取出,如果采用锂离子电池,就没有这个顾虑了,也许在下一代会出锂离子的版本吧?

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4节电池,工作电压是6V,如果经常使用,还是用充电电池要合算一些,也免除漏液带来的问题。

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打开底部的开关,Vortex发出声音和灯光提示,头部、眼睛,脚部和V符号的颜色独立可调,这就是我们之前说的三色LED发出的光线了。

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正面窗口中的眼镜是用两只5*5的点阵,可以显示多种图案,但所有的灯光,虽然使用了三色LED,但并不是全彩发光,也许,存储器要省点用把,如果能全彩发光,那就炫酷了。

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我们也留意到了一个很贴心的设置:顶部的灯光,当把顶盖揭起来后LED就不发光了,由于是给小孩子的玩具,而这个灯光比较强,没有顶盖的时候怕灯光对孩子的眼镜造成伤害,所以,在右后方设置了一组霍尔传感器,用于检测顶盖。

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Vortex的玩法有两个层次,低层次的玩法,就是在手机上安装APP,用APP控制Vortex运行;高层次的玩法那就是要在OS系统上运行编程软件来实现Vortex独特的功能了。这里我们先说在安卓系统上的控制功能,至于编程,我们在另外的篇幅中介绍。扫描说明书上的二维码下载软件,安装,这些都不必细说了。

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装好后,APP会提示靠近Vortex,手机会通过蓝牙自动连,连接成功后,Vortex会转几个圈提示。此后,我们就可以设置一些基本状态了,例如眼睛的形状,各种灯光的颜色等等。

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特别是眼镜的形状可以设置三十多种,以显示不同的神态,角色状态可以设置五种、四种音效。夜晚或环境光线暗的情况下,非常炫。

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APP提供了无种玩法:极品飞车、碰碰车、舞蹈摇一摇、机器人足球和休闲高尔夫。极品飞车可以用手机控制Vortex运动,利用手机的状态传感器实现前后、左右、启停等动作。摇一摇舞蹈可以用手机摇一摇,Vortex就会翩翩起舞一段时间。

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碰碰车需要两个以上Vortex互动,足球和高尔夫需要设置场景,附件中带的各种贴纸就可以排上用场了,这几个小游戏,可以让孩子们快乐一个下午了,当然,这只是预先预置好的,如果要然Vortex按照你的想法来运行,那么你需要对它进行编程了。

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拆解


当然,对于电子设备,最吸引我们的,还是内部的构造。这种好奇会不会害死Vortex?

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首先是打开这和小盖子,把这枚螺丝拆掉,发现两个接口,一个是四芯的接插件,另个个是MicroUSB接口,用USB线接到PC上,发现多了一个8M的闪存盘,内部存储了Mp3格式的音效文件。

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把底部的螺丝下开,现在可以看到,我们上文说的在室外运行的结果了,由于室外的灰尘比较多,随着轮子的转动,把灰尘都收集到Vortex内部去了,在副机的传感器上布满了灰尘,所以,还是室内玩一玩就好,别拿到户外去。

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底盖上有两个3M胶条,一个8欧2W的喇叭,说实在话,这个喇叭太单薄了,能响而已,如果能换好一些的喇叭,加大机身,加大共鸣腔,集合蓝牙音箱,网络音箱的功能,不仅能懂,还能说、能唱、点播故事、互动问答,那么可玩性就高的多了。

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整个底板的PCB,底部的灯光也是三色LED,可以清楚地看到光电传感器。

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LED发蓝光。

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这是在轮子下的车轮传感器,两个轮子都有,用于检测轮子的状态和速度。

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PCB的正面,驱动轮子的是两个直流电极,配合精密的减速箱。

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这张图上也看到灰尘。

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这是减速箱的齿轮。

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点阵LED驱动板。

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点阵LED正面,旁边有两个3mm的LED,不知道是发光管还是光敏管,以后慢慢研究。

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5*5的点阵,显示的图形像素化严重了一些,不过,看个大概就可以了。

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LED是采用接插件方式安装的。

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这是接口板。

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车轮,在电机和减速箱的驱动下转。

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总的来说,Vortex的结构简洁,外观小巧,通过Arduino进行编程通过不同传感器检测外部环境,在程序的作用下驱动灯光、喇叭和马达进行动作,为孩子的机器人教育奠定基础,获得第一此感性认识,如果配合的编程环境能在安卓手机上运行,应用范围就会大众的多,此外,上文我们也提到过,在音质方面提升一些硬件电路,加入智能音箱的功能,不仅能编程运行,还能内置类似“灵犀一点”的APP,那样,可玩性就更高了。

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