2017年12月18日 星期一

小朋友學程式的機器人自走車mBot：如積木般易組裝，價格約台幣1600元

小朋友學程式的機器人自走車mBot：如積木般易組裝，價格約台幣1600元

國寶大師 李文恩國寶大師 李文恩 發表於 2015年4月27日 12:00 
Ef8b6ceaccecdb2f3dfc1fd931ab2c58Lego推出的Mindstorms Education Base Set機器人套件雖然掛著Lego品牌的光環，但是它的價格也一樣有著該品牌的水準，讓人覺得不是那麼親合。由Makeblock推出的mBot打著低價 與開放的訴求，以美金49元（約合新台幣1,560元）的價格，讓每個小朋友都能負擔得起。

ONE ROBOT PER KID，1人1台機器人

mBot是款專為教育設計的機器人，它不但價格低廉，在組裝上也相當容易，小朋友不需要使用電焊等危險的工具就可以完成組裝工作，在小朋友動手做的過程中，可以學到程式、機器人以及Arduino等相關知識，強化STEM（Science、Technology、Engineering、Mathematics，科學、科技、工程、數學）教學的成效。
根據102年大同高中生活科技科教師專業成長研習活動的簡報，STEM教學模式的理念是融合科學探究、科技技術、工程設計與數學分析等不同領域，強調學科知識與實務技術的結合，著重在透過科學、技術、工程與數學的整合應用與動手實作，讓學生體會運用工具及技能來解決真實世界中的問題。
mBot的外型是款雙輪車輛，全機約由45個零件組成，小朋友大概只需要花費10分鐘左右就可以組裝完成，在完成硬體部分後，小朋友還可以透過圖形化的Scratch程式語言，自行撰寫程式控制mBot。
▲mBot的外形有如兩輪車，正面上有張臉的設計讓人聯想到湯Ｏ士小火車。
▲小朋友大概只需要花費10分鐘左右就可以將mBot組裝完成。
▲mBot支援Scratch 2.0程式語言，小朋友可以透過拖曳圖形化方塊來撰寫程式。（圖片來源：維基百科，本圖採用創用CC姓名標示-相同方式分享，作者為Scratch）

自己動手做玩具

Scratch是款頗受歡迎的圖形化程式語言編譯器，它由美國麻省理工學院的媒體實驗室終身幼稚園組（MIT Media Lab Lifelong Kindergarten Group）開發，其初衷是讓程式語言初學者不需先學習語言語法便能設計創作產品。小朋友只需透過拖曳、組合各種「功能方塊」就能完成程式，幾乎是目前最容易上手的程式語言。
小朋友可以自行撰寫程式，並配合mBot內建的各種感應器，讓mBot在自動行走時能夠避開牆壁，或是跟隨畫在地上的線行走，此外也能透過手機的藍牙或是電視遙控器的紅外線遙控mBot。mBot甚至可以相容於Lego與Makeblock的零件，讓小朋友自行改造機器人外形，或是透過相容於Arduino的其他零組件來擴充mBot的功能。
mBot可以由1個3.7V鋰電池或4個3號電池驅動，內建光感應器、按鈕、紅外線接收器、超音波感應器等輸入裝置，可以選配藍牙或2.4GHz無線電通訊模組（只能2選1），預定售價為美金49元（約合新台幣元1,560），預定上市時間為2015年6月。
▲撰寫Scratch語言不需學習太多語法，只要將需要的「功能方塊」堆疊起來即可。
▲將程式撰寫好後，可以直接將它轉換成Arduino相容的語言並傳至mBot。
▲配合對應的程式， mBot可以在自動行走時避開牆壁。
▲或是可以讓mBot沿著地上的線行走。
▲mBot的外殼設計可以相容於Lego與Makeblock的零件，讓小朋友盡情發揮創造力。
▲還可以將mBot做成用遙控器操作的氣球戰車，雙方玩家要一面保護自己的氣球，並刺破對方氣球。
▲藍牙版的mBot附有藍牙通訊模組，將它裝上後就可以使用智慧型手機遙控mBot。
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皮卡丘




皮卡丘

皮卡丘（日語：ピカチュウ，英語：Pikachu，香港譯作「比卡超」）是《精靈寶可夢》系列裡806個虛構生物寶可夢中的一種。出現在該系列的各種電子遊戲、動畫、電影、卡片遊戲、漫畫及其它產品及標誌。皮卡丘是由西田敦子所構思、並由杉森建所完成設計的。皮卡丘的首次登場是在《精靈寶可夢 紅·綠》中，由於電視動畫的影響，皮卡丘是最為知名的寶可夢，也被視為是精靈寶可夢系列的象徵。

特徵[編輯]

精靈寶可夢中分類為「鼠寶可夢」。有一部分《大亂鬥Smash Brothers》的攻略書籍中記為「兔貓」。如同鼠寶可夢這個名稱字面上所形容的，是仿自老鼠的寶可夢。
依寶可夢圖鑑紀錄，標準身高0.4m、體重6.0 kg。肌膚為黃色，背部有褐色條紋，耳朵尖端為黑色。臉頰上具備著看似紅色斑點被稱為「電氣袋」的蓄電器官。

遊戲中的皮卡丘[編輯]

皮卡丘為電屬性的鼠寶可夢。代表技能是電擊、十萬伏特、電光一閃、鐵尾、打雷、伏特攻擊、電球。可利用雷之石進化為雷丘。
《紅‧綠版》中野生皮卡丘的出現機率很低。《黃版》中為最初拿到的寶可夢，在此版本中皮卡丘無法進化。在地圖上時會跟隨在主角的後方，與之對話可以看到皮卡丘的表情，表情會隨親密度或特殊狀況而變化，此外，此版本中的皮卡丘由動畫版中皮卡丘的配音員大谷育江親自配音。這隻皮卡丘身上帶著只對皮卡丘有效果的道具「電氣球」（でんきだま），可在《金‧銀版》中確認。
《金‧銀版》開始，皮卡丘身上裝備「電氣珠」時「特攻」（とくこう）變為兩倍。《紅寶石‧藍寶石‧綠寶石版》中，可在狩獵區（サファリゾーン）捕獲。捕獲的皮卡丘，有很低的機率帶著「電氣珠」。
《綠寶石版》之後，將攜帶「電氣球」的皮卡丘寄放在飼育屋，可以生出會皮卡丘系列限定技能 伏特攻擊（ボルテッカー）的皮丘。
《鑽石‧珍珠版》開始，等級提升習得之技能增加，「電氣球」改為也會提升「物理攻擊」（こうげき）（可能是因為「伏特攻擊」改為物理攻擊的緣故）。
《神奇寶貝戰鬥革命》中，將10個競技場全部破過之後，商店會追加「秘密の贈り物」，可以得到會使用衝浪（なみのり）的皮卡丘。
《白金版》中，皮卡丘更可以得到雷電拳（かみなりパンチ/Thunderpunch）、電磁飄浮（でんじふゆう/Magnet Rise）等教學招式。
第二世代中的RED（第一世代主角）有一隻等級81的皮卡丘，在第四世代中，有隻等級88的皮卡丘，因太強了所以被玩家叫黃色的惡魔，音樂和渡一樣。

動畫中的皮卡丘[編輯]

[icon]本章節需要擴充（2016年6月12日）
皮卡丘在《精靈寶可夢》中是主角小智獲得的第一個寶可夢，因此也成為知名度最高的寶可夢，從第一集即登場，是精靈寶可夢動畫中每集必定出現的寶可夢。和小智並列為動畫的主角。

小智的皮卡丘[編輯]

小智的皮卡丘是動畫的要角，也是主角小智最好的夥伴。性別為雄性，小智的皮卡丘的配音員為大谷育江。這隻皮卡丘時常待在他的肩膀上，非常討厭進入精靈球中。
得益於電視動畫突出的表現，可能是整個作品系列中最出名的皮卡丘個體。在愛好者和普遍現實中，有以「皮神」的稱號。[1]

簡歷[編輯]

原本是一隻野生的寶可夢，出身地不明，被大木博士收服之後送給小智。在剛開始時它是隻不良寶可夢，讓小智費了一番工夫才讓牠聽話，此外也非常不願意進化成雷丘，小智也已決定不讓皮卡丘進化。
牠是火箭隊三人組的最主要的捉拿目標，火箭隊的喵喵特別討厭牠。牠擅長破壞女主角的腳踏車，已經破壞過三輛，也經常用十萬伏特等絕招破壞火箭隊的熱氣球。其行動也常常會違反遊戲中的設定，例如靠著消防裝置來電擊大岩蛇，把尾巴插入地面來將雷丘的電屬性招式無效化。
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瓶子浮空術

瓶子浮空術

怎樣可以讓瓶子浮在空中呢？
※器材：可出風吸塵器、吸管、膠水瓶、乒乓球、螺絲起子、寶特瓶、膠帶、長尾夾
※操作步驟與現象：
在「浮空飛輪」的實驗中，我們以吸塵器機吹風，讓一長串的氣球浮在空中旋轉。本實驗是將生活中的瓶子拿來吹看看，結果也可以浮空喔！
本實驗的發想是版主在YouTube看到不少吹螺絲起子浮空的影片（參考資料1），甚至也可以讓膠帶卷浮著旋轉（參考資料2）。這些影片都是使用空氣壓縮機（車子打氣用）來吹氣，風力較強，一般家庭或學校沒有空氣壓縮機，不利於推廣。版主嘗試使用吸塵器（有吹風功能）實驗，結果無法讓螺絲起子浮在空中，原因是風力太小。版主進行了以下的改造，結果相當有趣。
首先要改造吸塵器的吹風口：將吹風口縮小。吸塵器有不同型式的吹風口組件，選取吹風口是扁平狀的（參見圖一），然後將吸管（口徑要能插入吹風口）以熱熔膠將吸管黏著在吹風口，吸管與吹風口之間的缺口，再用膠帶黏住封閉（反覆黏二、三層），以使吸塵器的送風都由吸管吹出來。完成後就可以開始進行以下實驗了。
第一個實驗是空的膠水瓶，將吸管（吹風口）傾斜朝上，朝著膠水瓶的尾部吹氣，結果如圖二，膠水瓶懸空浮著！但是膠水瓶很貼近吹風口。版主將瓶子內殘留的膠水用棉花棒清理乾淨，減輕重量，再實驗一次，結果如圖三，膠水瓶高度變高了，而且和吹風口的距離也增加了，明顯的完全浮空。接著是膠水瓶的頭部（瓶蓋部分）朝上，結果如圖四，也是可以完全浮空！
但是請留意，膠水的頭部有些是方形的（如圖五藍色蓋子），有些是圓弧狀的（圖五黃色蓋子）。實驗結果發現方形頭部無法浮空，圓弧狀的頭部才可以浮空！
 
由上述實驗發現，氣流經過「圓弧狀頭部」有利於物體的浮空。因此版主以乒乓球掛載螺絲起子，如圖六，吸管對著圓弧狀的乒乓球吹氣，結果可以成功地讓螺絲起子懸浮在空中了。
確認了圓弧狀有利於使物體浮空，再進行寶特瓶的實驗。實驗時如果直接對著寶特瓶吹氣，會發現寶特瓶一下子就被吹走，顯示寶特瓶重量太輕。另一方面，寶特瓶的頭尾都不是圓弧狀，因此進行如圖七的改造：(1)切除寶特瓶的頭部，然後用膠帶黏住缺口，使頭部成為圓弧狀。(2)由於寶特瓶的瓶身比較寬，因此吹風口不是吸管，而是吹塵器原有的吹風口。(3)切除寶特瓶的底部，再夾上長尾夾，以增加重量。長尾夾的數量要由實驗來確認，如果寶特瓶很容易被吹走，就是太輕，要再增加重量。如果寶特瓶一直掉下來，則要減少重量。實驗結果如圖八，寶特瓶成功的浮空了！
 觀看實驗影片（15.8M）
※原理：
本實驗的原理為「康達效應（Coanda effect）」，當流體流經凸的曲面時，流速加快而導致流體會吸附在曲面上流動（又稱附壁作用）。附壁作用產生將瓶子推向氣流的作用力（圖九紅色箭頭），因此瓶子不會被吹離氣流，而且此作用力朝右，使得瓶子會略為傾斜。另一方面，由於氣流往上快速流動，提供了往上的作用力（圖九綠色箭頭），因此可以支撐瓶子的重量，使得瓶子能夠浮空。

※叮嚀的話：
1.進行實驗時，建議將瓶子先放在手掌上，再靠近吹氣口，觀察瓶子被氣流吹動的情形。當條件恰當時，瓶子會貼著氣流，不會被吹走，然後再鬆開手讓瓶子浮空。
2.吹氣口黏貼的吸管尺寸，要配合瓶子的大小。基本上瓶子的直徑越大，吹氣口就要越大。例如吹寶特瓶，吹氣口就要比吹膠水瓶子的更大。
3.瓶子的重量是影響實驗成功與否的重要因素之一，也會影響瓶子浮空時的傾斜角度，重量越輕，瓶子傾斜角度越大。
4.本實驗很適合「探究教學」（適合國中以上學生），先讓學生完成瓶子浮空的操作之後，引導學生選擇探究的問題，例如研究不同大小的噴氣口、不同瓶子重量、不同瓶子形狀、不同風量等等的變因，分組選定探究的問題與實驗變因，形成假說之後設計與進行實驗（含控制變因），最後依據實驗結果的資料下結論與傳達成果。
5.除了以上的探究教學，也可以指導學生實驗與討論以下問題：(1)使用吹風機，以寶麗龍製作各種不同造型，實驗哪些造型可以成功地完全浮空？相關實驗技巧請參見「浮空飛輪」。(2)以問題解決型式，設計除了能夠浮空，還可以轉動（不是滾動）的造型。（註：轉動容易造成浮空狀態不穩定，難度較高）。

資料來源:http://scigame.ntcu.edu.tw/air/air-025.html



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