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让想象力变成现实 索尼KOOV可编程教育机器人体验

 春风秋水501006 2017-11-09

  KOOV是索尼推出的一款可编程教育机器人,我之前并没有接触过此类产品,以为就是和乐高类似的积木吧,大同小异。可没想到,最后KOOV却给了我一个不小的下马威,让我意识到自己的想象力和逻辑思维能力并没有自认般强大。

  KOOV可编程教育机器人套件是由索尼国际教育公司推出的,意在通过拼搭积木和编写程序的过程,培养孩子的创造力、逻辑性、动手能力、解决问题的能力。这样的产品形态能够以玩乐的形式激发孩子们对探索的兴趣,是目前国际上非常流行的一种教育产品形态。

↑ 索尼KOOV分为基础版和豪华版两个版本,我们拿到的是豪华版,官方售价3999元。

↑ 豪华版包装中有两个大盒子,绿色标的是基础版的所有零件,棕色标则是一个扩展包,带有更丰富的组件,可以实现更复杂更有创意的搭建。

↑ 索尼KOOV的组件可以分为三大类:电机/控制组件、传感器/开关/指示灯组件、拼搭结构组件。从整体零件的数量和丰富程度来看,虽然不如乐高玩具, 但其实这是和乐高完全不同的两类产品,乐高玩具主要在于搭建的过程,培养的是细心、空间感的能力,而索尼KOOV在此基础上,还加入了电动控制、编程的功能。乐高玩具在于拼搭的过程,拼完了就完了,是“死”的。索尼KOOV拼搭则只是第一步,通过程序控制可以让它“活起来”。

↑ 豪华版中包含的拼搭结构组件,样子并不多,不同类型以颜色区分,总共加起来也就200块左右的样子。不同颜色的组件可能大致看起来一样,但差别在于孔位方向的不同,这样通过不同的组合,其实只要你想得到样子,KOOV都能帮你实现。

↑ 索尼的产品,做工和质感毋庸置疑,零件完全没有任何毛刺,所有边角都经过圆角处理,一点儿也不扎手。把很多块组件拼在一起,用手指划过就可以感觉到完全是一个平面,没有任何的高低错落,公差极小,零件之间的结合紧密度也恰到好处,不松动也不会很难拔开。

↑ 豪华版还带有一些齿轮和传动组件,可以实现机械传动的动作。

↑ 左右两个为驱动电机,可以连接轮子这样的部件实现连续的转动。中间的两个分别为加速度传感器和点触开关。因为有加速度传感器这样的部件,索尼KOOV可以实现电动平衡车的搭建,实现自平衡。

↑ 控制主板可以说是索尼KOOV的核心,各种传感器和电机都需要连接到它上面进行集中控制。它一共可以实现17组信号的处理,通过排列组合,17组信号可以实现的命令和动作,是一个相当大的数量级了,由此可见索尼KOOV提供给孩子的创作空间还是非常充分的。

↑ 豪华版KOOV带有蓝、红、绿、白四组LED灯,一个光敏传感器、两个红外传感器和一个蜂鸣器,真是声光电一体。

↑索尼KOOV是不带有实体的拼搭说明书的,搭建过程需要借助KOOV应用程序中的3D指引来完成。KOOV的应用程序在PC、iOS(iPad)、Mac平台都有,我们这里使用PC版本做演示。KOOV软件分为四个主要部分:
机器人乐园:官方提供的模版,包含拼搭说明和编好的程序,属于初级和中级的模仿玩法。
进阶教室:用来理解KOOV的拼搭方式、编程语句的功能和组合。创意工坊:官方模版之外,全球玩家自主创意的拼搭和程序展示平台,在这里可以看到许多非常新奇的创意,属于高级玩法。
我的作品集:自己完成的每一个拼搭和编程的成品,都在这里汇总,当然你也可以上传到创意工坊中,让全世界所有其他的KOOV玩家看到。

↑ 想要深入学习立体拼搭的方式和编程的内容,就要使用进阶教室。进阶教室内分为编程、拼搭入门和进阶共四部分教程,跟着提示全部学过一遍,就可以了解KOOV的功能和玩法的概念了。可能对于大人来说,这些显得太简单,好像根本不值得一学。我就是这样,事实证明真的是“轻敌”了。

↑ 我们可以打开机器人乐园,跟着模仿索尼提供的模版,先完成一个搭建作品试试看。目前KOOV提供23个示例,难度从低到高,用到的组件也完全不同,低难度的只用基础版就可以完成,中高难度的,豪华版则是必须了。所以,建议大家直接入手豪华版吧。

↑ 我选择了难度级别为“高”的河马,KOOV程序给出了需要的所有零部件,根据提示先把这些零部件都挑出来,提高拼搭效率。

↑ 整个搭建过程,完全是以3D动画的形式呈现的,每一步拆解的非常细,还可以用鼠标拖拽从不同的角度观看说明,并且支持放大缩小的操作,哪个部件插在哪个孔里,一清二楚。

↑ 包含最后的插线部分,也都配有文字说明。这个“高难度”的河马,我用了40分钟左右也就完成了搭建,对于我这个从来不玩儿乐高的人来说,也是完全没有难度,只要你是成年人,都不会有什么问题,即便是孩子,上手也并不费力,只要足够仔细,有一点耐心,都能很顺利的完成官方提供的搭建模型。

↑ 这就是完成版的河马,样子是那个意思,但你以为这样就完了吗?并没有,因为它还没有动起来。

↑ 这只河马,上部有两个红外传感器,这两个红外传感器用来接收指令,控制河马的动作。

↑ 顶部的电机,用来控制河马的张嘴和闭嘴,侧面的两个电机,控制河马四肢的运动。

↑ 底部的直流电机,带动轮子转动,可以实现河马的前后左右移动。

↑ 顶部的光线传感器,河马张开嘴时正好可以把它档上,这时蜂鸣器就开始发声,实现河马张嘴叫的效果。


↑ 这个河马用到了四组电机信号和三组传感器信号。KOOV的所有电路也就用了一半不到。

↑ 完成搭建之后,就是编程的过程,看到这个界面,我确实有些吃惊。这是KOOV河马官方提供的动作程序,各种命令完全是可视化展现,命令也进行了100%的汉化,比如if-then、if-or变成了如果-那么。这些汉化和可视化表现,更有助于程序的理解。这些程序的逻辑关系,其实和电脑编程是完全一致的,只不过用到的语言和命令都比较简单。

↑ 索尼KOOV将常用的所有命令按控制、动作、侦测、运算符、变量分为五个大类,提供了完整的命令库,能够以拖拽和填空的形式完成程序编写。这样孩子们要做的只是理清程序的逻辑关系就够了,而不需要背下那些复杂的命令,对于培养思维能力和创造能力,已经足够。

↑ 这些命令程序我以一个成年人的思维来看,只要稍加琢磨,看懂并不难,挺快的就从头到尾捋顺了这个命令的各层次关系。但这和唱歌一样,跟着谱唱下来并不难,真正能写歌,才是考功力的时候。我试着照着官方给的程序,编写一个不同的命令,让河马实现更多的动作,说实话可是费了不小的功夫,我还特意拿了纸笔写了半天,才理清了逻辑关系该如何用KOOV的程序表达。

↑ 编写好程序,测试完成后,就可以通过USB线写入KOOV的控制主板,这时一个完整的KOOV拼搭才算彻底完成。

↑ KOOV最挑战创造力的部分,就是软硬件结合的功能实现,你需要考虑设计一个什么样的硬件架构,在其中如何布置电机、传感器,并在此基础上通过编程实现想要的功能。在KOOV的创意工坊中,我们可以看到世界各地(以日本居多)的玩家自主设计的拼搭,很多都非常的有创意。

↑ 还可以下载编写好的程序,看看人家的算法是如何搭配的。实话实说,里面的很多程序虽然我能看得懂,但我不觉得我能写的出来。我如果和我的孩子一起玩儿KOOV,必须先提高一下自己的水平,无论是搭建能力还是编程的思维能力,否则万一被孩子问住,那可就丢脸了。

 现在,面向各年龄层的创意编程大赛越来越多,此类的教育机器人,在世界范围内也越来越普遍的被做为教具引入到学校的正规教育中。现在我们的社会正经历着以人工智能为引领的又一次技术革命,未来孩子们的工作,可能是现在根本不存在的新工种,更需要依靠逻辑思维能力、创造力,这样的未来人才,依靠过去的传统教育方式肯定是不能很好培养的,索尼在“未来的教育”这方面的努力,从KOOV上也可以很明显的看出来。

  从玩儿中学,并且学以致用,索尼KOOV可以说是一个新时代可编程教育机器人的代表。如果经济条件允许,我十分推荐购买一套索尼KOOV或类似的产品,它可以让大人和孩子一起玩儿,甚至一起进步。索尼大法的黑科技,值得点赞。

本文编辑:赵雷

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