畫具、樂器、台式電腦,當讀小學初中時,父母總是會選擇其中一兩件,用來培養孩子的興趣愛好。
近年來,隨著人工智能的發展,機器人從少數人的專屬玩物進入到了主流消費市場,教育機器人也逐漸成爲了「家用教具老三樣」以外的一種新選擇。
但就像你所了解的那樣,現在的教育機器人往往都噱頭大于實際,或許還不如 Siri。不過,這樣的想法在真正了解機甲大師 S1(即大疆小車)後,是時候發生變化了。
大概 4 個小時,組裝就完成了,一切就緒後,大疆小車便能在電腦軟件或手機 App《RoboMaster》的控制下開始「單機駕駛」,以 FPV(第一人稱視角)操作實現移動、瞄准發射、拍照錄像、鎖定行人跟蹤等功能。
▲ 單機駕駛演示
當然,僅有駕駛操作,大疆小車只是款制作精良的「遙控坦克」,還稱不上「機器人」,而支持 Python、Scratch 編程實現指令才是最大驚喜。
爲此大疆准備了全面生動的編程指導,包括配套編程環境與近期發布的編程卡。
編程卡即一套全新的遊戲化闖關編程卡片,由 1 張編程引導卡和 30 張編程挑戰卡組成,每一張編程卡都是一個簡單、有趣的小項目,包括環繞掃射、十連拍、彈鋼琴等,用戶可以通過顔色、形狀、文字、前後代碼等信息引導思考。
▲ 走個正方形
再比如第 9 招「回馬槍」,這個卡片任務需要大疆小車實現底盤向前平移,同時雲台向底盤後方射擊。按照編程挑戰卡,在《RoboMaster》App 中先尋找每一個積木塊同色的類別,再拖動相應的模塊到腳本區域,依次排列吸附即可。
因爲各項技術已經被包裝成了方便使用的編程 API,因此在編程過程中,隨時能夠運行程序,讓大疆小車完成現有指令下的動作,便于及時查看效果。
2. 抓住「連續」關鍵詞,在「控制語句」類別下,往「單次發射水彈」外套一個「一直」循環模塊,同樣實現「一直單次發射水彈」的效果。
傳統教育是一件非常延時滿足的事情,你可能小時候常聽說「板凳要坐十年冷」,總是今天在學習上付出的努力,得等到幾月甚至幾年之後才能給予正向反饋。對于學生來說,他們的忍耐力和自我控制力,天生不如成人,讓孩子在書桌前枯坐讀書,多多少少與天性有所不符。
而「編程挑戰卡」這種 PBL(項目式學習)的概念,正是傳統教育所缺少的,它的一大特點就是短和快。學生在十分鍾之內就可以快速學習,將自己的成果向家長或老師展示出來,獲得即時反饋。
上個世紀五十年代起,西方開始探索 PBL 的概念。它以驅動問題(driving question)爲基礎,學生在一個真實的情境中對驅動問題展開探究,而在探究過程學習及應用學科思想,教師與學生需以合作的形式尋找解決方法,從而學習隱藏在問題背後的知識並提升能力,最後,學生要創造出一套能解決問題的可行産品(products)。
這種教育方式,曾經造就過科學史上的黃金一代,即科學史上曾經一群非常特殊的群體,外號 Martians(火星人)。他們在匈牙利接受了中小學教育,然後去世界各地接受了大學教育,最後很多人移居到了美國。
其中包括諾貝爾經濟學獎的 John Harsanyi、曼哈頓計劃的最早推動者者 Leo Szilard、氫彈之父 Teller、建造漫遊火星的勇氣號和好奇號火星車的噴氣動力實驗室 JPL 創始人 Von Karman 等,以至于有人開玩笑說匈牙利是火星人在地球的前線,讓這些人得到了外星科技。
編程卡是「知其然」,大師之路更講究「知其所以然」。不同于死記硬背、填鴨式的課程,大疆小車「實驗室」的課程更具有開放性和創造性。通過對應用場景、任務流程、知識點的剖析,循序漸進,將一個項目分成了不同環節。
以大師之路中的「扭腰反擊」爲例,這套動作以 2016 年 RoboMaster 機甲大師賽中華南理工大學「華南虎戰隊」的「戰術扭腰躲避敵方彈道」技術爲原型,目的是將機器人的底盤和雲台分別向反方向旋轉,從而降低機器人受到攻擊的概率。
如同每張編程卡有「小思考」,大師之路的每一課同樣有「獎勵關卡」作爲課後拓展,將引導把學會的「組合拳」融入到實際對戰場景,而非局限于代碼片段的執行。
值得一提的是,隨著課程的深入,覆蓋知識面更廣,你或許還能將在大學四年都沒搞明白的知識融會貫通。
比如「使用 PID 控制實現自動跟隨」,對于自動化和電子等專業的大學生來說,這個概念不陌生,但真正掌握且應用並不容易。
▲ 兩種 Python 學習方式
除了自己敲代碼,分享或使用他人的程序也是大疆小車的擴展玩法之一。
大疆社區機甲大師討論區中,擁有豐富的開源例程可供學習,包括讓大疆小車打地鼠、成爲鬧鍾、識別于謙郭德綱等。
比如,搭個機械爪,加個寫字機械臂,用羅技無線鍵鼠連接手機控制大疆小車,改造成消毒機器人等。
在多人競技之上,就是機器人大賽。大疆的「RoboMaster 大學生機器人大賽」連續舉辦 5 年,現已成爲全球規模最大的機器人賽事之一。但年齡不符合條件,沒有合適的隊友組團往往會成爲一道坎,讓不少機器人愛好者無緣參與。
而就在前幾天,我們獲知了一個消息:大疆又爲普通用戶開辟了一片土壤,將舉辦「機甲大師全民挑戰賽」。不限制報名年齡、專業背景,任何希望體驗機器人賽事的用戶都能參加。既可以拉上 2 位好友或家人,組成一個戰隊參賽,也可以讓大疆爲你匹配合適的隊友。
門檻低,規則也很簡單,與王者榮耀類似,全民挑戰賽直接采用了大疆小車的征服模式:選手將在一個 6 米 × 9 米的場地中,操作機器人掃描「視覺標簽」,占領據點。率先占領 4 個據點的隊伍,將獲得比賽勝利。
在這樣一場比賽中,選手需要互相配合、掩護、設計戰術和自定義技能。如果選手腦洞夠大,他們就可以把小車變成「間諜」,釋放程序技能,將自己的車燈顔色通過編程僞裝成對方戰隊,從而偷偷拿下據點。
事實上,就在 2017 年,機甲大師 S1 項目已經開始孵化,卻耐心打磨了兩年半,直到 2019 年才正式發布。
包括爲了大疆小車特別推出的編程卡,以及將要舉辦的全民挑戰賽、俱樂部,這些舉措都表明了大疆要在教育領域深耕的決心。令我很受觸動的是機甲大師 S1 團隊去年寫給首批用戶的信,從中你能感受到他們對這件事的敬畏,以及對大疆小車寄予的熱切希望:
它首先應該是一台真正的「機器人」,擁有機器人所應有的硬件和功能;
其次,它應該有深度和可擴展的空間,從而讓用戶能孜孜不倦的「搗鼓」和鑽研;
它應當是傳遞知識的載體,能用深入淺出的方式,教授物理、數學和機器人知識;
最後,它足夠酷,足夠好玩,能夠在抓人眼球的虛擬世界面前,對現代人依舊有足夠的吸引力,把他們拉回現實世界。
我覺得它完成得很好。