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学童定位的平价机器人教材Arduino Alvik
 

【作者: 陸向陽】2024年02月27日 星期二

浏览人次:【1376】


图一 : 学童手持Arduino Alvik(图片来源:Arduino官网)
图一 : 学童手持Arduino Alvik(图片来源:Arduino官网)

Arduino Education推出学童定位的平价机器人教材

许多人都知道,Arduino是义大利教授为了让没有电子工程背景的学生也能实现电子艺术创作而提出的(原本属意BASIC Stamp但对学生而言太贵);Raspberry Pi则是英国人着眼於让高中以下学生便於学习电脑科学而提出的(原有的学习用单板电脑BBC Micro太老旧了)。


虽然两者近年来都开始朝产业应用发展,但原有的STEM教育发展并未因此停歇,近期Arduino Education就推出适合给学生用来学习机器人技术领域的新硬体,称为Arduino Alvik,以下简称Alvik。


Alvik外观是一台小型的两轮机器人,机器人上的主控电路板其实是直接取用此前已推出的Arduino Nano ESP32,板上有Wi-Fi、蓝牙等无线通讯功能,然後主控板再连接Alvik内的周边电路板。



图二 : Arduino Alvik的主控部分直接取用Arduino Nano ESP32(图片来源:Arduino官网)
图二 : Arduino Alvik的主控部分直接取用Arduino Nano ESP32(图片来源:Arduino官网)

周边电路上设有各种机器人运用所需的感测器,如陀螺仪、加速度感测器、ToF(Time of Flight)测距器、循线(line-following)感测器、近接感测器、颜色感测器等,并配有2个微型伺服马达。



图三 : Arduino Alvik本体内的周边电路板(图片来源:Arduino官网)
图三 : Arduino Alvik本体内的周边电路板(图片来源:Arduino官网)

感测器也可以进一步扩充,Alvik支援Grove、QWIIC连接器,可以用手动方式轻松接入数位或类比介面的感测器,省去学童额外学习用电烙铁焊接感测器。


除了感测器外,机器人在学习与运用过程中,很可能需要扩充机构方面的设计,同样基於给学童便利,Alvik直接支援乐高(LEGO)Technic系列的玩具积木,可以快速连接与组合出额外的机构件;然後也支援标准M3规格的螺丝,可用来牢固延伸安装的机构件;另外也强调支援3D列印的机构件、雷射切割的机构件。



图四 : Arduino Alvik支援乐高Technic积木零件(图片来源:Arduino官网)
图四 : Arduino Alvik支援乐高Technic积木零件(图片来源:Arduino官网)

电机、机构方面都追求简单易学,软体方面也不例外,既然设定给学童用,程式语言方面也是加以简化,首推给学童使用简单的MicroPython语言,使用的开发工具自然是过去就推出过的Arduino Lab for MicroPython。


但是MicroPython还是要逐行撰写,学童可能需要更直觉的程式开发方式,Arduino对此已着手开发新的方块式程式语言,但相关细节尚未揭露,且不只一种方块式程式语言,另一种方块式程式语言称为Arduino C,也仍在开发中,因此Alvik将支援1种文字型程式语言、2种方块型程式语言,端看学龄合适性与学童偏好。


为了推广Alvik,Arduino官方也已经设计了19个机器人应用相关课程,例如智慧仓储、智慧高速公路等应用,同时已有学校对Alvik表示好评,如西班牙赫雷斯(Jerez)EI Altillo国际学校的STEAM教师Austin Gartner就已经先行试用Alvik,认为过往的机器人平台都不是理想的教材,Alvik则能兼顾功能的强大与功能的易用。


Alvik目前尚未正式出货,仍在预告阶段,但外围网站已开始提供预购,有的网站价格为140美元,有的含加值税为134英镑,这价格与过往LEGO的NXT、EV3等同样锁定学童的机器人套件相比确实高度实惠,NXT、EV3多在万元新台币的价位,且2022年11月宣布停售,接手的产品LEGO Boost、LEGO SPIKE Prime等每套也要近300美元。(虽然这样比略不公允,因为Alvik只有裸机不含应用套件,而LEGO产品多是以包含基本应用套件方式销售,但初步推估Alvik加入套件仍会比LEGO平价)



图五 : LEGO Education SPIKE Prime的一种组合运用(图片来源:RoboCube)
图五 : LEGO Education SPIKE Prime的一种组合运用(图片来源:RoboCube)

小结

最後,Alvik除了让人联想到LEGO NXT、EV3外,也容易联想到也是用ESP32晶片为基础所建构成的模组化、积木式创作套件M5Stack,笔者为此重新浏览检视M5Stack官网,看来其发展路线已朝产业应用领域发展,如物联网的智慧工厂、智慧农业等,相关硬体配件也朝此路线发展,教育与乐趣的色彩减淡。



图六 : 以ESP32主控晶片建构成的积木式物联网套件M5Stack(图片来源:M5Stack官网)
图六 : 以ESP32主控晶片建构成的积木式物联网套件M5Stack(图片来源:M5Stack官网)

既然LEGO依然是高价机器人套件定位、M5Stack偏向产业应用,故设定在学童的平价机器人套件或许有其发挥空间,且让众人拭目以待。


(本文由VMAKER授权转载;连结原文网址


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