在大多數人心目中,制造機器人這種事,是影視作品中那些科學怪人的專利。
科學怪人們普遍擁有一種神奇的能力,用一根根導線把破銅爛鐵般的零件串接起來,便造出了那些或力大無比、或無所不知、或深藏絕技——總之,令我們自愧不如的機器。
而我們人類,既沒有那深不可測的科學功力,也沒有那禿頂白發的出眾形象,斷然是只配做觀眾的。
果真如此嗎?
很多時候,我們對一件事情感到神秘,只是因為我們沒有機會親身參與其中,并在參與的過程中獲得相應的知識和經驗。
好在,一些公司樂于創造一些這樣的機會。比如Geek們酷愛的樂高(LEGO)Mindstorms系列機器人玩具,讓我們以及我們的孩子能夠設計和建造自己的機器人。
我們通常會把樂高當作一家玩具公司,一家提供有趣玩具的公司,或許比其他玩具公司更酷一點。但樂高的追求遠不止這些。在公司愿景中,樂高為自身設定的目標是“激勵和培育未來的建設者”(Inspire and develop the builders of tomorrow),從其產品發展歷程中,我們也能隱約看到這樣一條脈絡。
1940年代,他們開始制造我們最為熟悉的磚塊式拼插玩具,孩子們可以用來建造房屋、大橋等靜態模型,這些孩子是未來的建筑設計者;到了1970年代,他們開發了Technic系列拼插模塊,包括齒輪、十字軸、連桿等機械元素,有了這些活動部件,我們就可以搭造汽車、直升飛機等能夠運動的物品,這是為明天的機械設計者準備的。
而1990年代末推出的Mindstorms系列,又通過增加內嵌CPU的控制模塊,能夠感知外界信息的傳感器,以及能使其運動的電機,讓這些積木在設定的程序下“自主”行動。未來,我們會有無人駕駛汽車,會有更多類似“好奇號”這樣的外星探測器。顯然,Mindstorms想要為我們的未來提供更多具備相應能力的設計者。
2013年9月,Mindstorms最新一代產品、繼承了純正樂高血統EV3在全球市場問世。《時間線》深知樂高迷和準樂高迷們已摩拳擦掌,特意爭取首批評測名額,并成立跨年齡段的特別評測小組——對于EV3這樣一個獨特的玩具,評測小組探索出幾種難易不同的把玩方案,以饗讀者。
在最簡單的模式下,你可以花費數個小時,按照樂高提供的圖紙,把數百個零件準確無誤地組裝起來。這項工作的難度不大,即使是八、九歲的孩子也能夠獨立完成。只是需要耐心,還需要應對偶然的拼接錯誤帶來的返工。
完成組裝之后,你便可以用你的電腦、iPad或者手機連接EV3,控制你的機器人,讓它前進、后退和轉身了。
這已經可以讓你頗有成就感。不過到目前為止,這個機器人除了是由你親自動手組裝以外,它與市面上能買到的普通遙控玩具,并沒有本質區別。
要想為這個機器人打上你自己的烙印,把你設計的程序注入它的大腦,是必不可少的一步。
提到“設計程序”,恐怕會有不少用戶為之眉頭緊鎖:雖然我們每天都要在我們的電腦和手機上運行各種程序,但設計程序,顯然是那些Geek們的事情,我怎么可能會?
樂高想到了這個困難,它提供了一個圖形化的編程界面,我們不需要學習那些別扭的計算機語言,只要在圖形界面上,為EV3在“輸入”和“輸出”之間設定關系,就足以讓我們的機器人獲得生命了。
在這個界面中,樂高把機器人的行為劃分成模塊,包括輸入模塊(各個傳感器的輸入信號)、輸出模塊(電機的旋轉或者燈光的顏色)、邏輯模塊(循環、分支)等等。在電腦上按照我們設定的邏輯,把這些模塊組合在一起,便能夠決定機器人表現何種行為。
比如,讓機器人一步一步地走路,可以分解為驅動兩條腿的電機輪番的小幅轉動;要讓機器人轉身,則是一條腿向前,另一條腿向后的運動。
再利用EV3的傳感器,增加些判決條件,機器人便能與我們互動:借助紅外傳感器,當機器人發現前面有人時,設計程序讓它自動轉身;有了觸動傳感器,你可以拍打一下它,作為它啟動或停止行進的指令。
EV3還提供了一個揚聲器和一個顯示屏,可以用來發出聲音和顯示圖文信息。在電腦上編輯這些內容,可以讓機器人與我們進行更加豐富有趣的互動。
你能為你的機器人編制多少種程序?沒有人知道。不過按人性弱點,你總會有厭煩的那一天。沒關系,等到了那個時候,你可以把它拆掉。束之高閣?轉送小伙伴?不,是將它組裝成一個全新的形態,再重新對其編程。
樂高官方提供了5種拼裝的圖紙:兩款機器人形態、

一個戰車、一只長蛇和一只蝎子。
當然,你可以自己設計一些全新的機器人,比如,在網上已有人展示了用EV3制造的能用鼻子卷起物品的機器象,會跑會叫的機器狗,還有像Segway那樣能自動保持平衡的雙輪不倒翁。
說實話,即使有EV3帶來的諸多便利,要想自創一個機器人,也不是那么容易的事情。這需要在機械設計和程序設計兩個方面的持續學習和積累。
EV3是一個需要投入心血去玩的玩具。也許你的孩子要花上幾個月的課余時間,去研究、去嘗試、去調整,最終有了自己的成果。然后再下決心把它拆掉,開始新一輪的創作。
有人把EV3與iPad視為市場上的競爭對手。兩者價格接近,也都可以作為節日或生日禮物送給你的孩子。當你在這兩者之間進行選擇,一定程度上,也是幫你的孩子選擇未來的道路。
選擇EV3,他所能獲得的,不是無窮無盡的應用,不是隨手可得的快樂,而是一種成為未來的工程師——不那么光鮮的工程師——的潛能。
只是這種潛能,很可能會決定,在不遠的未來,在需要他(她)承擔自己角色的時候,他(她)究竟會成為一個參與者,還是一個旁觀者。