Posted By 蔡幸純 on 9 月 11, 2016 in Spider Robot, 機器人, 活動報導, 科普教育 | 3 comments

作者：蔡幸純

機器人一直是許多 Maker 都非常感興趣的題材之一，而除了挑戰人型機器人的擬人化動作及智慧能力外，仿生（模仿生物）機器人也是很有趣的領域，有人做出會飛的鳥型機器人、有人做出可以爬行的蛇型機器人，更有人做出可以跳妖怪手錶的蜘蛛機器人（Spider Robot）。

事實上，想組裝並操控一隻蜘蛛機器人，背後有著太多的學問：開發者需先做出「像」蜘蛛又能運動的仿生結構，再賦與它受控制的機電系統，並撰寫動作程式指令，才有機會做出一雙活靈活現的蜘蛛。若要讓它更討喜，還得為蜘蛛加層皮（外觀設計）；若想降低使用者設定蜘蛛動作的門檻，則要在軟體介面的友善性上再下一番功夫。

以上，都是學問，也就是說，學著去做一隻自己的蜘蛛機器人，可以學到很多東西。我們且來聽聽 Bridan Wang 和 Michael Huang 兩位 PRO Maker 談談「做蜘蛛」 的學問，以及「學習蜘蛛」的門道。

Bridan 團隊開發的 6×2 RWG 蜘蛛機器人

學習不設限，永遠保持好奇心

Bridan 從學生時代就是好奇寶寶，喜歡數學、喜歡程式創作，目前經營的研發養成所部落格，文章已累積 600 多篇！

具有深厚電子產品知識背景的 Bridan 同時也是業餘數學、天文、機器人與桌遊愛好者，興趣廣泛，喜愛閱讀以及研究新奇事物。

RWG Spider 緣起說明

來點不一樣的！RWG 從教育出發，搭載學生創意

RWG Spider （Robot Wolf Group給氣狼）正是機器人的閩南語發音。RWG 起源於 Bridan 與 Pizg 透過網誌相識，Pizg 擅長機構設計，Bridan 則是程式高手，兩人決定協力做出與眾不同的機器人。

「現在的機器人五花八門，但是做仿生的人不多，我們想做點不一樣的，所以設計結構簡單的機器人教具，方便學生搭載自己的想法。」Bridan 興致勃勃地說道。

RWG Spider 材料清單

RWG Spider VS Regis Spider 

社群中另一位 PRO Maker－Regis Hsu 所開發的 Spider，採用四隻腳搭配三關節，相較之下，RWG Spider 則是四隻或六隻腳搭配兩關節。Bridan 謙虛表示自己很佩服 Regis 的 Spider 連電路都用心自製，RWG Spider 則以市面上較易取得的電子材料進行組裝。

RWG Spider 與 Regis Spider 差異

考量要將 RWG Spider 推廣到教育單位，Bridan 選擇 2D 雷切木板當作機器人主體結構，既方便備料又容易組裝，如果採用 3DP，不是不行，但對入門 Maker 來說有些難度並且列印太耗時間。

ROSA 以人為本，專利奉獻教育

ROSA 是 Bridan 一手開發出來的作業系統，全名是 Robot Operation System for Arduino 。Bridan 和 Pizg 發現使用者寫機器人控制程式時，經常面臨邏輯複雜的程式碼，於是研發 ROSA 把程式簡化，不僅使用者容易上手，也能依自己習慣的方式來設計，大幅降低成本與時間。

ROSA 的技術架構圖

ROSA 兩種有無專利的版本，皆免費開放給 Arduino 學習者與各級學校無償使用。Bridan說：「起初只是一個單純想讓機器人程式更方便撰寫的想法，無意間造就可多元應用的 ROSA 誕生。」他希望 ROSA 不僅幫助使用者，也促進機器人教育推廣。

大學時期累積機器人「教」與「學」的經驗

從消費性角度來看，沒有外觀設計的 RWG Spider 還很難推到市場，但就教育訴求來說，這些易得性的套件及開發環境，已經相當到位，所差的只是給它一個「用武」之地，而 Michael Huang 即是 RWG Spider的教育推手。

Michael 在美國就讀大學時，第一次接觸機器手臂「Foam Delta Writer」，它能藉由數值操控來移動三軸寫字，讓 Michael 大感驚奇。後來跟著建築系教授一起做「The Asclepius Machine」，這個殘障坡道具有創新設計，能與坐輪椅的身障朋友互動，隨時轉換坡道方向，使殘障坡道不再只是冰冷僵硬的一個角落。

這些經驗讓他深刻體會到啟發教育的重要性，回台之後全心投入科學教案教材的開發與教學，把重點放在循序漸進引導學生思考動作的邏輯，並從中看到台灣教育體制的問題，以及建立一套全新教育路徑的必要性。

Michael學生時期的機器人教學經驗

屏東縣政府主辦的機器人划龍舟比賽（利用數值操控）

蜘蛛機器營接力精神：釐清問題與目標

同為 Maker 社群的活躍份子，Michael 與 Bridan 及 Pizg 早就在網路上開始交流，並將 RWG Spider 導入教育現場。今年暑假他的公司為學子舉辦了多場蜘蛛機器營，這是一個做仿生蜘蛛－四足機器人的營隊，參加者主要為青少年，希望能透過蜘蛛機器人的實作來啟發學生的創造力與想像力，並且訓練手腦並用的能力。

Michael 強調蜘蛛機器營的核心精神並非要學生做出全新的蜘蛛或程式，而是讓學生釐清問題與目標。營隊的終極考驗是接力比賽，每隻蜘蛛必須移動到指定地點。

「我要求蜘蛛要能移動過去，卻沒教他們用什麼形式移動。最後所有蜘蛛至少都能動起來，大家都辦到了！」Michael 笑著說。

蜘蛛機器營各小組的作品

該給學生魚還是釣竿？教育問題是 20 年後的經濟問題

Michael 將教育用釣魚來比喻，學生的收穫與發展端看老師給予什麼。魚代表知識而釣竿代表態度，給魚的結果是學生直接吸收知識，教育路徑就像走捷徑，效率高，但是學生以後遇到沒學過的問題就不會作答；給釣竿的結果則是學生學習求學態度，教育路徑顛簸，難實行，但是學生以後遇到各種問題能有不同方向的答案。

「教育問題是 20 年後的經濟問題，因為現在如何教育孩子，將影響孩子長大後如何影響經濟。」Michael 認為教育是一門高度差異化的 localized global business，必須注重個體差異和區域文化，就像 Maker 由下而上牽動整體製造業的發展，教育也應該落實 Bottom-Up，未來才有機會形成一個 Eco-System。

該給孩子魚還是釣竿？教育發展分析示意圖

蜘蛛機器人一步一腳印，慢慢翻轉教育

Bridan 和 Michael 都熱心投注蜘蛛機器人教學，也在教學過程中看見教育的瓶頸，因此 Bridan 研發易用的開發環境，希望提供資源讓學生動手把想像化為實體；Michael 用新穎的方式引導學生掌握問題的關鍵，從學生臉上露出笑容而感到開心。

除了蜘蛛機器人，社會上還有很多熱心、無私的朋友透過不同方式埋下翻轉教育的種子，但是唯有大家的認同與持續努力，翻轉教育的種子才有機會萌芽茁壯。

（本文題材來自2016／08／25 Maker Hatch Night 主題【從蜘蛛機器人談起發教育】」邀請「研發養成所」的Bridan與「輕鬆動手」的 Michael 各自分享從蜘蛛機器人的教學經驗中，所獲得有關教育的啟發與思考。）

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