《玩透樂高機器人MINDSTORMS EV3：從入門、組裝到控制機器人的最佳初學與應用經典(Amazon排行三冠王的TOP》




樂高機器人TOP 1聖經/Amazon網站排行三冠王/全球五顆星★★★★★人氣大好評

暢銷經典，一本讓全球眾多樂高迷追隨朝聖的樂高機器人Bible書！

樂高MINDSTORMS改變了我們思考機器人的方式，使任何人都可以組裝出真正可運作的機器人。MINDSTORMS最新的EV3套件組(#31313)提供了前所未有的強大功能，而《玩透樂高機器人MINDSTORMS EV3》一書正是帶領初學者起步的最佳完整指南。

本書一開始即引領組裝出簡單的機器人，並透過簡單的程式設計技巧，利用EV3中的馬達與感測器進行各種實驗。接著，會逐漸組裝出更精巧的機器人，並學習到更進階的程式設計技巧，例如像是如何運用資料線、變數，或是建立自訂指令塊…等。還會學到如何在自己的設計中，使用像是長桿、齒輪、連接器等等各種零件的重要組裝技巧。

在實際組裝下面這些機器人與程式設計的過程中，將會掌握到EV3套件組的各種應用方式：
☆EXPLOR3R這部車輛型機器人使用了各種感測器，它可在房間內自由移動，還能循著線移動。
☆EV3方程式賽車是一部可用遙控器操縱的賽車。
☆ANTY是一隻用六隻腳行走的機械生物，它還會根據環境變化做出不同的反應。
☆SNATCH3R是一部具有自主能力的機械手臂，它會自動搜尋紅外線燈塔、並將它抓住、舉高、移動位置。
☆LAVA R3X是一部會走路、會講話的仿人型機器人。

全書擁有超過150個組裝與程式設計挑戰，鼓勵你進行創意思考，應用所學創造出屬於自己專屬的機器人。在《玩透樂高機器人MINDSTORMS EV3》的指引下，相信你很快就能製作出個人專屬、不同凡響的全新創作！

【全彩圖解，好看更好學】

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  作者介紹

  
  
  
  
  
  Laurens Valk
  
  是一位機器人技術工程師，畢業於荷蘭代爾夫特（Delft）理工大學機械工程學系。他是MINDSTORMS社群夥伴（MCP）的成員。該社群是由一群經過挑選、對MINDSTORMS充滿熱情的玩家所組成，他們主要負責的是MINDSTORMS產品的測試與開發。早在EV3正式發表的前一年，作者就已經開始把玩這套系統，而EV3官方所附贈的其中一套組裝模型，也是由他所設計的，勘稱EV3作者群的第一把交椅。
  
  Laurens很喜歡設計機器人，他會針對這些機器人如何組裝、如何編寫程式，整理出很清楚的教學文件，因此全世界的機器人粉絲都可以從他這裡學習到很多有用的技巧，將他的設計理念進一步延伸。他有好幾本關於樂高機器人的著作，其中包括了本書第一版《The LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 Discovery Book》（2010年由No Starch Press出版）這本極為暢銷的作品，擁有多國授權，帶領了全球數以萬計的初學者，進入到樂高MINDSTORMS機器人的美妙世界中。他還經營了一個專門討論機器人的部落格（http://robotsquare.com/）。
  
  技術審閱者
  Claude Baumann
  
  在課後輔導班傳授樂高MINDSTORMS機器人的進階課程，已經有超過15年的時間。他還創造了ULTIMATE ROBOLAB——這是一個跨編譯器開發環境，可搭配樂高RCX韌體進行圖形化程式設計，並可利用它為樂高RCX製作出世界上唯一能自我複製（self-replicating）的程式（有些人把這種程式叫做病毒）。最近他更以MINDSTORMS社群夥伴（MCP）的身份，參與了全新EV3智能主機的開發工作。他也曾在各個高中機器人計劃中擔任顧問，而且也是《找到問題了！樂高機器人問題解決》 （Eureka Problem Solving with LEGO Robotics，由NTS Press於2013年出版）一書的作者，另外他發表過一些文章、也在一些研討會中擔任過講師。他對於機器人聲音定位這個主題特別有興趣，是盧森堡高中寄宿機構網路的領袖。
  
  

• PART I 從頭開始學起
  
  CHAPTER 1 準備好你的EV3套件組
  將學習到關於EV3主機，以及套件組中其它零件的相關知識。另外，還有如何下載並安裝好EV3軟體，以便能為機器人編寫程式。
  
  CHAPTER 2 組裝你的第一部機器人
  本章會用到EV3主機搭配兩個大型馬達，組裝出一部叫做EXPLOR3R的車輛型機器人，還會為它加上一個遙控器的接收器。組裝完成之後，將學到如何透過主機上的按鍵進行控制，然後進一步學習如何利用遙控器進行控制。
  
  CHAPTER 3 程式的建立與修改
  組裝好機器人之後，下一步就是寫程式。唯有透過程式，才能讓EXPLOR3R往前行進、往左或往右旋轉。在本章就會學到如何用EV3軟體來建立、修改程式。雖然透過主機上的積木程式App，也可以完全不透過電腦就寫出機器人的程式，但這樣寫出來的程式通常功能比較受限，無法發揮EV3主機的眾多功能。（附錄B可以找到一些關於如何在EV3主機上寫程式的簡單介紹。）
  
  CHAPTER 4 運用程式指令塊：動作指令塊
  本章將會學到如何善用各種程式指令塊，寫出真正有用的程式，讓機器人EXPLOR3R動起來。也會學到如何讓機器人發出聲音、在螢幕上顯示文字或圖片，並且學會如何控制EV3主機上的彩色燈光。
  
  CHAPTER 5 等待、重複、自訂指令塊、多工
  本章將學習到更多程式設計技巧，以對程式指令塊執行的順序與流程做出更多的控制，甚至還會學到，如何製作出屬於自己的自訂指令塊（My Block）。
  
  
  PART II 為配備感測器的機器人編寫程式
  
  Chapter 6 認識感測器
  樂高MINDSTORMS EV3套件組內含三種感測器，分別是觸控、顏色、紅外線感測器。透過這些感測器，機器人就可以對環境的變化做出反應。舉例來說，可以讓機器人一看到你就發出聲音，或是在移動時懂得迴避障礙物，或者學會循著地上的線前進等等。本單元就是要學習如何將那些感測器，應用到機器人。
  
  Chapter 7 運用顏色感測器
  本章將學到如何使用顏色感測器，然後將它裝到EXPLOR3R，讓機器人可以偵測顏色、沿著線移動、並對光的訊號做出反應。
  
  Chapter 8 運用紅外線感測器
  本章將學會紅外線感測器每一種模式的工作原理，並讓EXPLOR3R學會迴避障礙物、對遙控器指令做出反應，還能找到遙控器所在的位置。
  
  Chapter 9 運用主機按鍵與旋轉感測器
  本章將學習運用EV3的主機按鍵，控制或影響程式的運行，以決定要做出什麼樣的動作，而每一個EV3馬達有內建的旋轉感測器，可隨時判斷馬達的位置，以更精準地控制輪子或其它相關的結構。這個感測器也可以量測馬達的速度，因此如果馬達轉得比預期快或慢，都可以被偵測出來。
  
  
  PART III 機器人組裝技巧
  
  Chapter 10 各種長桿、十字軸、連接器與馬達的組裝技巧
  本單元將針對EV3套件組，提供一個扎實的機器人組裝介紹。將會用到長桿、框架、插銷、連接器、十字軸等零件，並學習如何組裝出穩固的結構。也會學到什麼是樂高積木的基本單位，這對於運用長桿或連接器設計自己的架構時很有幫助。
  
  Chapter 11 齒輪的組裝技巧
  可以利用齒輪，將某一根十字軸的旋轉動作，傳遞到另一根十字軸上。舉例來說，你可以將馬達旋轉的動作，傳遞到輪子上，讓機器人做出移動的動作。齒輪也可以用來改變十字轉軸的輸出速度與轉矩。本章將利用一組基本的齒輪組，進行一些實驗，以學習齒輪的工作原理。也會探索EV3套件組中所有的齒輪，看看如何讓更有效率地運用這些齒輪。
  
  
  PART IV 車輛型與動物型機器人
  
  Chapter 12 EV3方程式賽車：競速機器人
  本章將帶你做出EV3方程式賽車，會用到三個馬達。兩個放在後方的大型馬達主要負責車輛的驅動，而中型馬達則是負責前輪的轉向動作。可以把後面的兩個馬達視為車子的引擎，而前面的馬達則是控制車子的方向盤。組裝好賽車之後，就可以建立幾個自訂指令塊，使這部車控制驅動與轉向的程式，變得更容易設計。然後再將這些自訂指令塊整合到一個程式中，進一步搭配遙控器使用，接著再讓這部賽車自己到處亂逛，還會自動避開障礙物。
  
  Chapter 13 ANTY：機器螞蟻
  對配備輪子的各式機器人模型有一定掌握能力後。另一種十分有趣、但有點挑戰性的機器人類型，就是用腳取代輪子移動的動物型機器人。本章將帶領組裝出ANTY這部機器人，並進行相關控制。ANTY是擁有六條腿、長得很像昆蟲的機器人。
  
  
  PART V 進階程式設計技巧
  
  Chapter 14 資料線的運用
  在之前章節，當設定指令塊時，都是用手動的方式輸入想要設定的值。本章則引入一個基本概念，那就是指令塊彼此之間可以相互進行設定，換句話說也就是可以利用資料線，將訊息從某個指令塊傳送到另一個指令塊中。
  
  Chapter 15 搭配資料線、活用資料操作指令塊與自訂指令塊
  本章將學習如何使用數學指令塊，讓機器人懂得計算出程式所需的結果。舉例來說，機器人可以根據感測器的讀數，計算出需要移動的距離。本章會幫助你精通重要的控制技巧，以創造出更有趣的程式，組裝出一些真的很聰明的機器人！
  
  Chapter 16 常數與變數的運用
  本章將學會如何使用變數與常數，以進一步學會運用EV3的記憶體。
  
  Chapter 17 用EV3玩個遊戲
  本章將會製作出可以讓你在EV3主機上玩一個類似塗鴉板的遊戲，這可以在EV3主機上畫圖，其中會使用到大型馬達做為輸入裝置，而觸控感測器與顏色感測器則可提供額外的輸入控制。
  
  
  PART VI 機械型與仿人型機器人
  
  Chapter 18 SNATCH3R：具有自主能力的機器手臂
  在本章，將說明SNATCH3R的組裝與程式；這部機械手臂可以找到物體的位置，並將它抓起來。一開始利用遙控的方式控制這部機器，對結構功能先進行一些測試，然後再讓它能自動找到紅外線遙控器的位置，並將它抓起來。
  
  Chapter 19 LAVA R3X：會走路、會講話的仿人型機器人
  本在本章將會組裝出一部叫做LAVA R3X的機器人，真正具有人形，可以用兩隻腳走路的超酷機器人，並且有互動控制的能力，表現出更栩栩如生的行為。
  
  appendix 附錄
  
  appendix A 程式設計、EV3主機、無線連接的問題與解法(此附錄為PDF檔形式，請見書附光碟)
  在為機器人寫程式時，偶爾會遇到無法將程式傳送到EV3主機的問題，而本附錄就是要協助解決這樣的問題，也會學到如何利用無線方式與EV3主機連接、如何重新啟動EV3主機、以及如何更新韌體的方法。
  
  appendix B 在EV3主機上寫程式(此附錄為PDF檔形式，請見書附光碟)
  除了在電腦上利用EV3軟體寫程式之外，也可以直接在EV3主機上，利用Brick Program（積木程式）App創造出一些基本程式。如果身邊沒電腦，但又想測試一下機器人，這個技巧就十分好用。本附錄就會學習如何在EV3主機上寫程式，還有如何將這樣的程式匯入到EV3軟體中，這麼一來就可以在電腦上繼續完成後續更複雜的設計了。