人工智能(AI)是未來的大勢所趨,對于青少年AI教育、STEAM教育來說,樂高EV3機器人是一個對青少年和成年人都充滿強烈吸引力,并且有趣、好玩又培養(yǎng)創(chuàng)造力和動手能力的高效教育手段。玩轉樂高EV3:搭建和編程AI機器人通過從初級到高級的6個EV3項目,講解智能機器人的搭建和編程知識,并以實際生活中的AI機器人應用與之相對應。幫助讀者全面深入掌握EV3技能與了解AI應用,開發(fā)制作出自己的智能機器人。學習創(chuàng)造是一種樂趣,玩轉樂高EV3:搭建和編程AI機器人適合任何對機器人感興趣、想學習搭建和編程的讀者,無論你是青少年還是成年人,都可以獲得創(chuàng)造的樂趣。
樂高官方頭腦風暴社區(qū)合作伙伴傾力創(chuàng)作,樂高頭腦風暴社區(qū)重點推薦。青少年人工智能(AI)入門的好方法。6個從初級到高級的EV3項目學習掌握搭建AI機器人(防衛(wèi)坦克、歐姆尼陸地車、蒂米頓鯊魚、格蘭特魔獸、獵鷹遙控賽車、GPS自主導航車),配有完整搭建過程和程序圖。
人工智能(AI)是未來的大勢所趨,對于青少年AI教育、STEAM教育來說,樂高EV3機器人是一個對青少年和成年人都充滿強烈吸引力,并且有趣、好玩又培養(yǎng)創(chuàng)造力和動手能力的高效教育手段。玩轉樂高EV3:搭建和編程AI機器人通過從初級到高級的6個EV3項目,講解智能機器人的搭建和編程知識,并以實際生活中的AI機器人應用與之相對應。幫助讀者全面深入掌握EV3技能與了解AI應用,開發(fā)制作出自己的智能機器人。
原書前言本書展示了從初級到高級共6個EV3項目,每一章用示例講解一個項目的搭建和編程概念,并以實際生活中的智能機器人應用與之相對應。每章的內(nèi)容都以前一章的知識為基礎, 讓你逐步掌握EV3的相關知識,并在最后一章完成最難的項目。當你讀完本書時,將完全掌握EV3的技能,能開發(fā)制作出你自己的智能機器人了。樂高頭腦風暴EV3是一款適合各年齡段和各層次技能水平愛好者的機器人平臺,自RCX 以來,樂高頭腦風暴機器人成為整整一代人的機器人,EV3是第三代頭腦風暴產(chǎn)品,許多年輕的愛好者用它開始了機器人的學習之旅,用樂高科技系列零件搭建機器人結構,使用傳感器讓機器人能夠響應環(huán)境,最后在計算機上用獨特的圖形化軟件編寫程序并下載到EV3程序塊上,讓機器人煥發(fā)活力。EV3已經(jīng)成為學校、家庭以及FLL機器人比賽中的主角,全球的教育工作者都充分認識到了它的教育價值,它不僅是良好的學習工具,同時也為你帶來了樂高的樂趣。本書適合對象本書適合任何對機器人感興趣、想學習搭建和編程的讀者,閱讀本書之前,應先熟悉有關EV3圖形化編程和樂高科技系列搭建的基本知識。本書涵蓋內(nèi)容第1章,智能機器人簡介。解釋了機器人必須具備哪些素質(zhì)才會被認為是智能的,討論了現(xiàn)實世界中兩個智能機器人的例子。本章還介紹了樂高頭腦風暴機器人平臺和本書中包含的6個機器人項目。第2章,防衛(wèi)坦克目標追蹤機器人。介紹坦克式驅動的工作原理,以及傳動比、轉臺、凸輪、EV3紅外傳感器等概念和組件,探討了在智能機器人中使用比例邏輯的優(yōu)勢,并簡要介紹了應用比例邏輯的信標跟隨程序。第3章,歐姆尼陸地車超級全地形車。再次使用坦克履帶,搭建能適應崎嶇地形的越野車輛,介紹了蝸輪、齒輪齒條和離合器等高級結構,講解里如何為坦克式機器人編寫遙控程序,并解釋了如何使用接近傳感器編寫自動防撞程序。第4章,蒂米頓鯊魚交互式機器人。結構緊湊,創(chuàng)新的自定義GUI(圖形用戶界面)將多個程序合并為一體。使用了顏色傳感器,大量程序功能讓這條鯊魚 擁有了生命。第5章,格蘭特魔獸古怪的雙足機器人。這是一個用EV3構建的簡單步行機器人,本章展示了如何用機器人的外觀設計展示其個性,描述了嵌套切換模塊如何使機器人做出決策,并列出了如何用程序功能為獸人提供豐富交互特性。第6章,獵鷹遙控賽車。本章解釋了如何構建現(xiàn)實世界中的汽車傳動系統(tǒng)和轉向系統(tǒng),演示了如何用編程的方式讓汽車轉向系統(tǒng)自動回中,介紹了汽車式機器人的遙控程序,并講解了我的模塊基礎知識。第7章,GPS車自主EV3導航。本章介紹了兩種導航傳感器(GPS 傳感器和指南針傳感器),并講解了它們的基礎知識。描述了如何在獵鷹的基礎上添加這些傳感器,講解了如何編寫程序讓機器人使用傳感器自主導航到用戶定義的GPS坐標處。如何充分利用這本書● 在你計算機上安裝EV3家庭版軟件(版本1.22或更高)! 花些時間熟悉EV3。它是圖形化編程軟件,將代碼模塊連接在一起的方式編寫程序。你應該知道模塊的名稱,以及可以在哪個選項卡中找到它。你還應該熟悉如何拖拽模塊,把它放入程序中,知道如何更改模塊的模式,并基本了解各個模塊的功能! 熟悉EV3程序塊并了解使用它的基礎知識。了解如何打開和關閉電源、通過USB線纜從計算機下載程序、瀏覽菜單以選擇要運行的程序,并在必要時更換電池。● 你應該擁有使用樂高科技零件進行搭建的經(jīng)驗。本書中的所有機器人都是使用科技零件制作的。● 你可以選擇在計算機上安裝LDD。是一個樂高CAD程序,可以用來構建和查看樂高數(shù)字模型,它還能為數(shù)字模型生成搭建說明書。LDD 軟件會為你學習本書中的項目提供指導,你可以從中文樂高論壇上的本書專版中下載每個項目的LDD 文件,并使用LDD軟件打開它們。● 除了EV3家庭版套裝(31313)之外,你還需要為本書中包含的項目準備額外的樂高科技零件(唯一的例外是蒂米頓鯊魚項目,其只用EV3家庭版套裝中的零件即可完成)。你可以使用LDD生成零件清單,這能幫助你了解需要多少其他科技零件。在第7章 GPS車自主EV3導航中,你還需要準備Dexter Industries和HiTechnic的第三方傳感器! 在開始編程之前,請將EV3程序塊上的固件更新為1.09H或更新版本。下載本書中項目的內(nèi)容在中文樂高論壇為本書設立了專版,你可以在此下載本書各個項目的搭建說明(LDD文件)、程序(.EV3)和運行視頻。你還可以在此發(fā)表本書的學習和使用心得、提出問題或留下評論。與閱讀本書的讀者共同分享。
關于作者Kyle Markland是一位年輕的機器人愛好者和有抱負的工程師,一直致力于幫助他人學習技術。他首次介紹機器人是在他加入FLL團隊的時候,2015年起,他每周在自己的YouTube頻道Builderdude35上推出一期機器人課程,向大家講授有關工程和編程的概念,如PID巡線、齒形離合器和氣動裝置等。為了表彰他在機器人教育方面的努力,樂高公司于2017年8月授予Kyle Markland頭腦風暴社區(qū)合作伙伴(MINDSTORMS Community Partner, MCP)稱號。
關于審稿人Marc-André Bazergui已經(jīng)在IBM工作了20多年,他目前是Power Systems團隊的技術方案經(jīng)理。他的業(yè)余時間用于創(chuàng)建樂高機器人,并與全世界分享他對頭腦風暴的熱情。自2009年以來,他一直是頭腦風暴社區(qū)合作伙伴(MCP)計劃的成員,2011年參與過EV3的開發(fā)工作,設計了EV3家庭版套裝的12個官方例子之一KRAZ3機器人。你可以在網(wǎng)上搜索他的昵稱bazmarc,來了解更多他的作品。
原書序原書前言第1章 智能機器人簡介什么使機器人變得智能現(xiàn)實世界智能機器人的例子掃地機器人自動駕駛汽車EV3與智能機器人本書內(nèi)容總結
第2章 防衛(wèi)坦克目標追蹤機器人技術要求機械設計傳動系統(tǒng)炮塔尖刺滾筒傳感器編寫程序程序設置信標檢查信標跟隨炮塔瞄準開火讓信標留在坦克的視野范圍內(nèi)完成程序總結
第3 章 歐姆尼陸地車超級全地形車技術要求機械設計驅動系統(tǒng)再次使用履帶攀爬機構接近傳感器編寫程序遙控程序自主模式完成程序總結
第4 章 蒂米頓鯊魚交互式機器人技術要求機械設計傳動系統(tǒng)外觀裝飾下顎和尾部的動作傳感器編寫程序GUI操作模式完成程序總結
第5 章 格蘭特魔獸的雙足機器人技術要求機械設計步行機構外觀設計動作功能傳感器編寫程序設置一個簡單的AI為各操作模式編寫代碼完成程序總結
第6 章 獵鷹遙控賽車技術要求機械設計傳動系統(tǒng)傳感器編寫程序控制方案我的模塊組合程序完成程序總結
第7 章 GPS車自主EV3導航技術要求硬件Dexter Industries dGPS傳感器HiTechnic指南針傳感器修改獵鷹遙控車軟件模塊導入GPS測試程序自主導航總結