大疆的這個可編程教育機器人,可真不是個一般的機器人

admin 發表于 2019-06-18 16:07

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本文授權轉載自PingWest品玩(ID:wepingwest)

可編程,可“吃雞”,小孩子和大孩子都能在它身上找到教育的意義。

提到可編程教育機器人,我們腦海中的它應該是什么樣兒?

可能是索尼KOOV那樣積木式的:“原材料”是一堆普通塑料模塊,被拼成各種形狀,實現各色功能,能給孩子們提供更開放的創造力和想象力。

也可能是樂高或Makeblock式的:擁有幾種固定形態,拼裝出來的外形酷炫,通過編程又能做出各種動作,引人發笑,寓教于樂。

在這以前,我們應該從未想過無人機市場全球占有率第一的公司——大疆,在2019年6月12日這天也推出一個可編程教育機器人,這就是外形像“戰車”的“機甲大師RoboMaster S1”。

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這是一臺兼顧了模型組裝、編程教育以及多人競技的教育機器人。

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把DJI的技術武裝到這臺機器

說實話,在大疆推出天上飛的無人機后,PingWest品玩就曾預感到離地上跑的自動駕駛不遠了,因為二者技術趨同,但到現在,官方甚至沒承認過內部有自動駕駛部門這回事。

這倒是不妨礙大疆在地面上也搞出一些動作——大疆RoboMaster比賽。

如果你看過此前大疆已經舉辦了三屆的機器人對抗賽,就知道這個類似于機器人界“王者榮耀”一樣的比賽中有這樣幾個機器人:

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而RoboMaster S1這個產品的原型可能就是那臺“英雄機器人”。

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看到S1的第一眼,我們可以把這臺產品當成“戰車”來審視,它擁有動力單元和底盤,配備了麥克納姆輪;大疆在它前后左右各放置了一個感應裝甲,而在“戰車”之上是云臺、發射器和彈倉,圖傳模塊和天線被放置在頂部。

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我們自然不用擔心這臺S1的技術含量,大疆已將一系列的產品技術能力塞入了這臺“戰車”。比如云臺技術像是來自于Robin S,攝像頭的外形就像是無人機上搬運過來的,天線和圖傳模塊自然是大疆多年在無人機技術領域上的積累。

我們拿到的其實是一個完整拼裝的版本,消費者購買的話,應該是先收到這樣一堆零件(部分零件展示),既而自己拼裝而成。

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對于任何一個熱愛工程的人來說,都會在第一眼看到這臺S1背部的中控模塊。據大疆方面介紹,S1的智能中控采用了工業級的CAN總線設計,強大的算力支持人工智能運算和編程開發的能力。

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后部的電池

第一次上手最有趣的地方應該是它的傳動系統——一套麥克納姆輪。我們都知道無人機的左右平移其實是根據槳葉的速度差來實現,而采用麥克納姆輪讓S1實現左右移動的原理類似,創意地實現了左右平移而非前輪轉彎,像這樣——

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而手動操作模式下,云臺將隨動轉向——

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說它像無人機的“變種”,其實在激活頁面就可以體現得出來,WiFi綁定,圖傳連接,甚至在開始之前做一個四輪定位,和無人機激活的方式差不太多。如果使用手機綁定,需要連接占用機器人WiFi,如果兩者通過路由器連接,則先需要手機APP激活,機器人攝像頭掃描手機APP配對。

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不過,對于一臺需要控制成本的可編程教育機器人來說,堆配置也不是它必須的。

比如它使用了500萬像素的相機,支持最大視頻錄制[email protected]的視頻。

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但在軟件方面,自然少不了集成大疆的計算機視覺的能力。

所以在FPV的畫面,它也實現了對單個物體的自動跟隨,它的操作界面是這樣的:

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點擊跟隨將實現云臺自動跟隨被攝主體(手動控制產品位移),再點擊就可以對你實現主動跟隨,比如可以用在滑滑板跟拍等場景下,還有這樣:

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這臺車貌似還不能跟隨狗狗

拍出來還挺萌的:說它是一臺“戰車”,它是真的可以發射“水晶彈”的。在這臺S1上,大疆為它配上了發射器和感應裝甲,將“水晶彈”塞入“彈倉”,就可以發射出“水晶彈”。

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大疆提供了水晶彈,小米粒大的水晶彈用水泡兩個小時后就可以變成右邊這種軟質的

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彈倉位置

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將彈倉推進去即可

而“水晶彈”以26m/s的速度發射,連發模式下支持每秒10發。這樣連射將帶燈光、帶聲效和帶水晶彈......

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除去“水晶彈”這種射擊項目,大疆為它設置了多種視覺標簽識別,比如1、2、3、4、5通過順序打擊標簽,也可以訓練操作者的操控技術和反應能力——

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如何編程

別忘了,這也是一臺可編程的教育機器人。

在軟件的第三個欄目“實驗室”里,擁有“大師之路”、“我的程序”以及“機甲學院”。

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“大師之路”欄目內擁有不同的程序難度設定,從最基礎的“挨打反擊”到“視覺跟隨”,用戶可以通過項目進度式的方式進行從簡到難的學習。

比如通過拖拽嘗試制作一個“挨打反擊”的程序,右側可以切換機器人FPV狀態以及打開指南和嘗試運行。

PingWest品玩(未經過任何代碼培訓的編輯)也嘗試拖拽做了一個“挨打反擊”的程序,當運行函數未設置會彈出提醒。

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十分鐘大概就可以理解這套“挨打反擊”的程序,整個體驗過程中,我們認為這套UI設計最優秀的地方在于隨編隨調,隨錯隨改。

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頂部三個按鈕隨時切換FPV狀態、教程日志和測試運行

大疆在“大師之路”中設計了9套難易度不同的程序,以便于對這臺教育機器人包括系統、燈效、底盤、云臺、智能、裝甲板、多媒體、控制語句以及運算符和函數體等知識點的理解。

比如“巡線出擊”涉及到PID控制、巡線調優提速以及邊巡線邊射擊,整個過程涉及到了車速、云臺移動角度和速度,函數值設定以及視覺信息掃描等,還會給小朋友們講汽車的剎車和動力原理。

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“我的程序”則是一個自由編程的實驗室,可以理解為“大師之路”學習后的進階。用戶可以在實驗室自由調試以及保存自己的代碼到云端,這些代碼也可以分享給其他好友。

而在自由編程過程中可以在Scratch和Python中切換,前者直接拖拽模塊,后者為進階的純代碼編程語言。

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由于是提前拿到評測產品,截至發稿,“機甲學院”還未開放。據大疆方面介紹,這個學院將會有專門的老師來講解編程課程,比如力的分解,PID控制、掌聲識別和姿態識別等,比如拍手兩下可以觸發機器人的扭腰動作,這部分主要來幫助那些希望在編程上進階的同學。

我們也看到了編程可以設置為“自定義技能”,所以大疆的編程教育,不只是讓這臺教育機器人動起來,而是存在實戰的意義。

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一臺可以“吃雞”的教育機器人

機器人編程的意義在于學習,在于如何讓小朋友學習編程語言,如何理解工程、技術、數學、藝術以及科學,而通過自己動手編程擊敗另外小朋友的機器人則體現著寓教于樂的意義。

它是一臺可以“吃雞”的教育機器人,多人競技模式就是為這樣的場景準備的。

大疆甚至為這個模式設計了一個更方便操作的“戰斗手柄”——

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手柄相較于屏幕更好控制位移,戰斗必備

前面已經提到,這臺教育機器人裝有水晶彈倉可以發射水晶彈,在身上也布置了六個感應模塊,在軟件操作畫面上它也營造出了一種“電子競技游戲畫面”的感覺,而編程給予了這臺機器人以特殊技能,這已經給多人競技模式提供了基礎。

一場類似于“吃雞”的生存電子競技模式在所難免。

像這樣的亂斗——

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點擊多人模式內的亂斗模式,幾名機器人處在同一個WiFi之下,就可以自由進入多人競技的房間,類似于CS里面的建房。

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右側的模式可以調節射擊方式、游戲時間、機器人速度以及生命值。

值得一提的是,機器人擁有隨機技能,比如短暫無敵,以及近距離釋放讓敵人眩暈,在競技過程中,編程技能也有了施展的意義,比如后背挨打自動扭頭射擊。

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戰斗畫面很像游戲畫面

而在亂斗模式,大疆也使用計算機視覺的能力,你可以將一個“復活標簽”掛在置頂的位置,當多人競技模式中的機器人被擊毀需要用攝像頭掃描到“復活標簽”重新復活。

PingWest品玩體驗的過程中,發現這個機器人圖傳連接十分穩定,畫面和行動均未出現明顯的延遲。機器人速度為快的情況下,需要一定的上手成本,撞墻撞物是必須的,不過據大疆稱這臺機器人擁有非常優秀的防撞設計,沖擊力全部在那套麥克納姆輪上。

FPV的軟件畫面和硬件也有很好的結合,比如右側感應裝甲遭到攻擊時,屏幕右側會閃現紅光。

在多人競技模式中還有另外一個競速模式,建房操作類似,它主要考驗操作者的操控技能,比如設置障礙和通道,操作者需要依次掃描不同位置的數字標簽1-2-3-4來達到競速的體驗。

據PingWest品玩測試,S1一塊電池可以大概玩上35分鐘,建議配備兩塊電池。

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大疆教育的意義

總結來看,機甲大師RoboMaster S1擁有多達46個編程控制部件,它提供了從單人的編程玩法到多人的多種競技玩法,嘗試將編程與物理、數學、人工智能等知識結合,應用于不同場景,包括不限于定點射擊、移動射擊、競速、亂斗等,甚至可以和小朋友們來一場自動駕駛挑戰賽。而借助人工智能模塊和軟件技術的RoboMaster S1是將學習與競技有機結合,讓用戶在緊張刺激的競技對抗中實踐知識,真正實現“寓教于樂”。

大疆做教育其實不意外,這是一家創立源自于校園的公司,企業文化與高校研究室頗為相似:全球頂尖技術的青年工程師們相互碰撞,彼此啟發創造力和想象力,在一片未知的領域中充分發揮聰明才智,通過實踐獲取和驗證知識。

“我們對大疆獨有的、充滿校園氣氛的‘實驗室 + 工程師’文化充滿自信”,大疆教育團隊在一封公開信中透露,“但是傳統教育模式下輸出的優秀學生, 往往需要很長時間才能成長為優秀的科技人才,我們的教育模式,在實踐與理論之間有一個亟待填補的鴻溝,于是,我們萌生了自己做教育的想法。”

RoboMaster S1產品起源于2015年大疆舉辦的激戰類的機器人賽事RoboMaster,至今這一比賽已經擁有累積近400所高校隊伍,超過2萬名學生參賽。

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產品的理念也同賽事一樣,大疆始終遵循一個結論——“真正的知識需要來源于實踐,也需要在實踐中檢驗。”

一個問題是,大疆要做什么樣的教育?

大疆的產品聲明中提到了科學史上曾經有一群非常特殊的群體:Martians(火星人)。火星人指的是一群杰出的匈牙利科學家群體,他們在匈牙利時都是師兄師弟,后來移居美國深造和研究。今天所有大數據、 云計算、人工智能的基礎——現代計算機體系,是由他們中間的Von Neumann奠基的, 大名鼎鼎的噴氣動力實驗室JPL是他們中間的Von Karman創辦的,氫彈之父Teller也是他們中的一員,這一小撥人拿到了數量可觀的諾貝爾獎。以至于有人開玩笑說匈牙利當時是火星人在地球的前線。

而Von Karman曾對自己校長父親的評價:

“我的父親堅定不移地采用這樣一種教育模式:將拉丁文、數學和歷史等各學科和生活場景融合在一起來進行教學。學習拉丁文的時候,學生要在城市里游走觀察,抄寫博物館和雕塑里出現的拉丁文描述;研習數學的時候,學生們需要研究匈牙利當地的小麥產量、做計算、畫圖表。所以我們沒花時間去死記硬背,而是自己研究創造出了這些公式。培養科學家,還有比這更好的方式嗎?”

機甲大師RoboMaster S1就是那個大疆希望幫助每個孩子都可以成為“火星人”的教育產品。

后記,小編朋友公司研發了一個游戲化的少兒編程在線課程(5-12歲),游戲化教學結合scratch(一款在線少兒編程工具,類似樂高的積木拼搭),我家娃娃學了幾次課,非常喜歡(超預期),16次課才200多塊錢,對鍛煉孩子的思維能力和動手動力很有幫助。

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