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【大人玩科学】吵闹而认真的小家伙,大人的科学扫地机器人


「有点吵、扫得不是很乾净,但是却永远不会停下清洁的脚步,看着它,总觉得自己好像也该认真起来才对」,这段简短的描述乍听有些无厘头,但可说是完美地诠释了扫地机器人的奇妙魅力喔!这集《大人的科学》主题是齿轮,以小小的齿轮设计了扫地机器人,外观看起来明明很像玩具,但却拥有高级扫地机器人特有的把戏---自动转弯,不只遇到墙角会转弯,跑到桌边时也会聪明地转向,不会傻傻地横冲直撞,在研发团队仔细的调教和测试之下,还有一份看起来超级可靠的路径数据图,让人再次惊喜地发现,《大人的科学》果然从来就不只是玩具!

通常人们看待《大人的科学》多着重在附录的玩具,杂誌就会默默地被当成组装说明书,顶多看个几页就收起来了,这实在很可惜,因为书中有很多有趣而实用的资讯,从每期的主题做各种延伸专题,例如《Vol.03仿生兽》就是一系列关于仿生兽的过去-未来小故事,而《Vol.5星象仪》则充满了天文、太空甚至是星座的故事,有些更有所谓的《骇客企划》,可以把附录的玩具改造得更加有趣,所以这次除了玩具组装之外,也要带大家来个轻鬆的导读,看看《大人的科学》杂誌中有哪些不能错过的趣味专题!
 

【大人玩科学】吵闹而认真的小家伙,大人的科学扫地机器人
要了解一样产品不能单看外表,最好是从它背后的故事开始看起,书上这段引言说明了扫地机器人首次开工的模样,带着超有存在感的音量工作着,因为构造过于单纯让人忍不住担心它的安危,最后发现这小子居然会自己转弯避障、在桌缘临界线来个若无其事的转弯而感到惊讶与佩服,以一个只靠机械原理、完全不具有人工智慧前进的装置来说,它展现出比玩具般的外表还要来得可靠的表现,但是看着它在桌上跑来跑去只是一种短暂的乐趣,新鲜感过后就不再好奇了,所以《大人的科学》更进一步分享了它的内在美,关于它到底怎幺做到「吸尘」「前进」和关键的「转弯」!
 

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吸尘器最重要的功能「吸尘」分成两个步骤,也就是「阻挡灰尘」接着「吸进集尘盒」,负责产生吸力的零件就是机体内的小风扇,为了在有限的体积达到最高效率,叶片数量和形状都是影响关键,光是这个小小的扇叶就经过多次修改,更别说其它的部份了!
 

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闷着头转来转去,看似毫无章法的随机乱跑,会不会重覆走在同样的路线上而做太多白工啊?这些一定会出现在我们脑中的疑虑,研究团队一定也想到了,于是他们在机身上绑了追蹤装置---一只原子笔(笑),藉以纪录扫地机器人的行走模式,研究团队认为,只要提高路径的变化性,就能减少重覆率,重複率小了,也能等于增加吸尘效率,所以可以试着在空旷桌上放一两个障碍物,就能增加变因。
 

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在不同的平面上做的轨迹实验,老实说结果挺让人满意的啊!只可惜没有标明实验时间,不知道要让扫地机器人跑多久才能有这样的成绩呢~
 

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来了!超酷的改造企划专栏,大大的「HACK!!」字样马上让人热血沸腾起来,发挥想像力帮扫地机器人变成「看起来很厉害」的扫地机器人,来快速看看研究团队开了哪些外挂吧~
 

『爆走卡车吸尘器 extreme』
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把日本知名的 DECOTORA 灵魂注入扫地机器人,在马达上加装俗称「黑色马达」的 TAMIYA 迷你四轮驱动马达,然后换上锂铁电池增强电力,外壳再黏上白、蓝、红、黄共99颗LED灯泡,火力全开彷彿有个小小爆走卡车在桌上嘎嘎跑,嚣张高调地帮你扫起桌上的灰尘XDD
小精灵版本的「Pacleaner」
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把吸灰尘想像成吃掉灰尘,研发团队用保丽龙板做出小精灵嘴巴开阖的模样,随着机器前进的过程,扫地机器人就像电玩中的 Pac-Man,在嘴巴一开一闭之间一步步吃掉碍事的灰尘们!
 

「自动白板擦机器人」
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只能在桌面上水平移动的机器人,如果也会攀岩走壁该有多酷!在底部加上磁石和白板擦,就能化身为白板小老师,但是改装过程当然没那幺简单,原本的感应方式会因为从水平变成垂直而出现错误,所以研发团队加了块小海绵来解决这个问题,改造用的素材都是容易入手的生活小材料,在玩创意之余还相当亲切,这也是 DIY 改造的精髓之一啊!
 

更进阶一点的改造手法,就是让扫地机器人变得更聪明啦,在这里改造达人派出了「Japanino晶片」,就像一颗小脑袋,可以接受程式码指令来改变行为,让原本只会被动转向的机器人学会更複杂的行进动作!

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这是未改造前的行进轨迹,透过机器人身上加装的红色LED灯所拍摄,漂亮的几何图形轨迹,但是如果要说到实务上的效率,可能就不够尽善了。

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装上晶片后,就能执行比较複杂的动作,例如「没有碰到障碍物也能自动转方向」等,甚至再複杂些还能往上挑战「日出时开始打扫」或者加装红外线侦测遥控等,只要扫地机器人背得动的外挂零件,几乎没有甚幺是不可以尝试的!
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除了工程师等级的改造手法,在中文版的部分也有来自台湾玩家的点子分享!像这组改装实验是在机器外套一层防沉静电纸,还另外做了两个很俏皮的小触手扩大清扫範围,可说是市面上扫地机器人的迷你版,相当可爱!

看完了一连串的改造点子,是否感觉到原来看似玩具般的外表下,其实也是很有发挥潜力的呢!其它还有关于扫地机器人的基础灵魂---齿轮的各种原理和小故事,都在《大人的科学》杂誌中,所以别再以为玩具才是本体了喔XDD

【大人玩科学】吵闹而认真的小家伙,大人的科学扫地机器人
接着来到组装的部分,老实说编辑自己真的是说明书+机械苦手,所以看着说明书组装电子零件可说是一大挑战!不过幸好,它其实没有想像中的困难,过了最困难的关卡后,基本上就一帆风顺了~~
 

【大人玩科学】吵闹而认真的小家伙,大人的科学扫地机器人
刚刚提到的关卡就在这里,扫地机器人的组装步骤共有26个,而我在第四个就卡住了XDDD 说明表示两个金属片之间要保留空隙,因为这两片会影响过电,当开关调到「ON」的时候,这两片就会碰在一起而通电,关到「OFF」时,其中一片金属片会被推动而产生空隙,问题是,这个空隙颇难拿捏,我最后很作弊地出动了镊子重新调整其中一片的弯曲角度,才有办法进到下一步,听不懂我在说甚幺也没关係,等你做到这个步骤的时候就会心领神会了(眨眼)

除了地狱般的步骤四之外,其余就真的像在组装玩具般顺顺地过了,过程中有个心得一定要跟大家分享,就是说明书如果提醒你有哪些地方要检查确认,那就表示这是机器人能不能顺利运作地重要关键,千万不要偷懒或者跳过,不然等到发现出状况要回头重装时,光是要慢慢拆开那些零件就会让人觉得加倍疲倦喔!

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就是这个【确认】,编辑在这里过电失败,差点忽略重要的错误,幸好一念之间决定还是测试看看才发现,不然就很难处理了。

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测试实际集尘的效果,特地準备了铅笔屑丢桌上,让它跑个两圈试试,声音真的颇大声,而吸尘力也果然不强XDDD 不过这都是预期内的结果,因为要是它可以做到跑过必不留痕迹,两三下就清洁溜溜,那反而才真的会吓到人,真正专业的扫地机器人也不用混啦XDD
 

【大人玩科学】吵闹而认真的小家伙,大人的科学扫地机器人
有了它之后,好像就可以放心吃烧饼了,因为掉下来的屑屑都可以交给它啦XD

【大人玩科学】吵闹而认真的小家伙,大人的科学扫地机器人
不过对于太大枚的灰尘还是无能为力的,例如散落一地的玩具XDD


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