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這是你的機器人……裝著一顆Arduino大腦
想當初我第一次打造機器人時,微控制器可還沒誕生呢。於是乎,那臺機器人的大腦部分僅僅侷限於一塊手工接線的電路板,充滿了雜亂無章的電阻、超級昂貴的電晶體,甚至還有一到兩個繼電器。
今時今日,我們有了微控制器可資運用,這是一項既美妙又使人驚奇的微型化恩賜,裡頭不僅含有一臺電腦,還具備可直接連接燈泡、機器手臂、馬達、螺線管、感測器,以及其他實體元件的能力。其實呢,這整個概念現在已經發展成為一個時髦流行的詞彙「實體運算(physical computing)」。我提到這點的原因在於實體運算與機器人建構息息相關,也是微控制器(諸如Arduino)為什麼會在機器人學裡扮演非常重要角色的原因。
Arduino原本的設計宗旨是幫助互動藝術的學生與設計師,將電子與機構整合到他們的創作裡。如今已經演變成最受歡迎的微控制器開發板之一,它可是一項神兵利器,讓我們自由地建構專題作品,感測並操控周遭的世界。
Arduino就好像一個裝在罐子裡的大腦,光憑它自己本身並無法偵測周遭環境或是操控任何東西,必須由你挑選各種感測器、馬達,以及其他控制電路,加以組合並撰寫適當的Arduino程式碼,然後整個系統才會服從你的命令。而這正是本書切入的地方,我將從旁輔助你,使用Arduino作為中央大腦建構6個機器人專題,示範如何連接各種零件與材料,然後撰寫軟體程式,讓機器人遵從你的意志。
本書所介紹的專題都經過精心設計,只需採用一般工具與普通的手工技能,便可以成功地打造出各個機器人,不需要切割重金屬或氣焊。而且,本書6個機器人專題的所需零件,皆為四處可見且很容易便可取得,絕不會碰到難找難買或已停止量產的零件。雖然建構機器人可能是一項昂貴的休閒娛樂,但本書裡所有的專題計畫都盡量採用價格低廉的電子零件,並鼓勵重複使用。