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【新手入門】小朋友該如何學習機器人?

作者:阿里哥

筆者常被朋友問到,家裡小朋友該怎麼開始學習機器人?我通常會利用幾個問題,與他們一同找出合適的學習方式。本文把這些問題整理出來,希望未來當您幫家中小朋友選擇機器人課程時,能有些幫助。

在開始之前,我們先定義「什麼是機器人?」由於這裡討論的是機器人的入門學習,所以文中所提的到機器人是廣義的機器人,並不只專注在人型機器人。

廣義機器人的定義:一種機電裝置,能夠對其周邊環境的訊息做出適當的回應,並能夠自主做出判斷或採取行動,以完成特定的任務。

根據這個定義,我們可以知道:

  1. 不一定要長得像人才叫機器人。
  2. 掃地機器人是一種機器人。
  3. 微波爐、洗衣機這一類依據我們的指令而工作的機器,不算機器人。

掃地機器人也是機器人的一種 (圖片來源:LG官網 )

接下來,讓我們由下列幾個主題,一起來聊聊怎麼開始學習機器人:

  • 小朋友現在幾年級?
  • 想要學到什麼?
  • 想要花多少錢?
  • 想要如何學習?
  • 小朋友對機器人學習真的有興趣嗎?
  • 推薦入門的學習

1. 小朋友現在幾年級?

除非小朋友真的有興趣而且很有資質,要不然我不建議超齡學習。(當然,站在父母的立場,一定覺得自己的小孩應該是在四歲的時候,就已經符合這兩個條件了。)

一般而言,如果是純粹機構組裝和單純的機構操作,建議至少小學三年級(8歲左右)以上再開始學習。因為小三以後,小朋友已經具備基本數學四則運算的能力,對物理現象也較有觀念,因此能夠理解或體會大部分的機械觀念,像是簡單的齒輪計算,和對機器人重心安排的觀念等等。

如果內容包含程式控制,那建議開始的學習年齡是小五以上的年紀(10歲左右)。因為程式控制牽涉到邏輯思考,大部分的小朋友在10歲以後,比較能理解這一類的問題。如果在邏輯部分還沒有辦法融會貫通,很多時候我們會發現,小朋友只能死背老師教過的程式指令,卻沒有辦法真正的將這些程式應用到不同的環境。

當然以上提到的建議年齡只是一個參考,小朋友到底該何時開始學習,還是只有家長最了解自家小朋友的狀況,所以這部分就要留給家長去做決定了。

2. 想要從機器人身上學到什麼?

小朋友能夠從課程中學習到什麼呢?一般而言,機器人至少含蓋了下列領域的知識:機構組裝(機械)、電路串接(電子)、電機控制(電機)和程式開發(電腦)。有些機器人會參考生物的方式來讓機器人產生移動(例如模仿人類、蜘蛛、魚類等等),這樣還可以進一步學習到仿生運動(仿生)的知識。

蜘蛛機器人仿照蜘蛛的運動方式來讓機器人移動 (圖片來源:Regis[雷基士]部落格)

目前市面上,幾乎還找不到同時可以同時包含這五個領域的入門教材。因此,我們可以選擇小朋友較感興趣的主題為出發點,再進一步評估課程及教材。不同的機器人教材或套件,會因為開發者或開發單位不同的設計理念,所能從中能學習到的知識比重也會不一樣。例如:有些機器人教材著重於程式編寫,有些著重機構的組裝,也有些著重於動作的研究(格鬥機器人)等等。

格鬥機器人著重於動作的研究 (圖片來源:样儀機器人夢工廠)

有家長會擔心一開始課程若選錯了方向,會不會影響到未來的學習?其實我認為,並沒有所謂選錯方向這個問題,因為在學習機器人的過程中,這些所有相關領域的知識,遲早都會需要應用並學習得到。

3. 想要購買和學習機器人的預算有多少?

另一個家長需要預先做好心理建設的部分,就是費用了。機器人的學習涵蓋的技術範圍和深度很廣,需要不斷嘗試和持續學習。因此,小朋友如果真的對這個領域很有興趣,希望能持續深入學習,可能要有做長期投資的準備。

簡單的來看,費用可以分成兩大部分:教材和學費。
(1) 教材(學習套件):

價格從幾千塊台幣到數萬塊台幣都有。有些學習套件可以重複使用,在學習過程中不太需要持續添購新的配件。也有一類的教材在學習過程中需要陸續添購配件。這些教材各有其優缺點,我們會在另一篇文章來介紹。

(2) 學費:

坊間機器人教室的收費方式五花八門,並沒有一個標準的收費模式。一般教室收費大概在每小時300 – 400新台幣之間。通常一堂課約是一個半小時或兩小時,也就是每次上課的費用大概在600-800塊之間。

4. 想要怎麼學習?

由於機器人所包含的各領域知識,都需要透過學習來進步,因此在選擇教材的同時,也需要預先思考到能夠持續學習的方式。例如:若是自學,是不是有足夠的資源和技術支援,來協助組裝設定過程中所遇到的問題?若是想上課,在家長喜歡的區域內,是否有合適的教室可以提供教學?有了好的學習支援,才可能享受持續不斷的學習樂趣。

由於是入門學習,因此如果條件允許,我會通常建議家長考慮先到教室上一到兩期的課程,之後可以再依據小朋友學習的成果,來思考是不是要繼續上課、換學習環境,或是自學。原因如下:

  • 教室提供有經驗的老師帶領入門,幫助克服學習瓶頸
  • 教室可以推薦合適初學者的教材,避免選到不合適教材的風險
  • 與相同興趣的同學一同學習,能同時學習團隊合作、共同成長
  • 教室有經驗能協助小朋友報名參加機器人競賽(機器人競賽對學習成長非常有幫助)
  • 容易取得學習和教材相關的資源和訊息

米兔機器人也適合機器人入門學習 (圖片來源:小米社區)

至於是該先選教材,還是先選教室?這可能就需要依照各別的狀況來決定了。您或許可以先選擇偏好的教材,然後搜尋合適的教室;或是先找到合適的教室,再依他們的專長選用教材。在台灣,您如果住在大城市,兩種方案您都可以考慮。不過,在大部分的城市,並不是所有的教材都有教室提供相應課程。所以先找到教室再決定教材,對家長來說可能是比較容易的方案。有些機器人教室甚至可以提供教材在課堂上使用,不需要在一開始就先購買教材。

如果選擇自學,那需要特別注意這點:一定要選擇一套使用者多、教學資源容易取得的的教材。教材的來源可能是原廠提供的教學文件、書本、網路教學等等。一個容易判斷的方法,就是直接上網到原廠網站確認,看有沒有提供教學文件;或到國內外的網路書店搜尋,看看有沒有相關的著作;並利用關鍵字在搜尋引擎搜尋看看,是否有相關的國內外網站有相關的教學;同時也可以到Youtube上確認一下有沒有教學影片可以參考。

教材搜尋方向:

  • 原廠網站:教學文件及影片
  • 國內外網路書店:教學工具書
  • 網站教學
  • Youtube教學影片

5. 小朋友真的有興趣嗎?

最後,我會建議可以在學習一段時間(上過一到兩期課程,或學習三到六個月)後,設立一個評估點,由家長和小朋友一起評估對學習的成效是否滿意。相信此時的家長和小朋友除了對整體機器人學習更有概念之外,也能真的了解對目前的學習是否真的有興趣?有沒有需要換個更感興趣的方向繼續學習?或是發現與期待不符合,應該先暫停課程?

孩子們學習合作組裝機器人 (圖片來源:getty images)

結語

機器人已經是全球最熱門產業之一。在學習過程中除了訓練各領域的知識和能力外,同時可以提升小朋友追根究柢的研發精神,以及團隊合作的能力。對家長而言,機器人學習絕對可以視為是對小朋友的未來最有價值的投資。

推薦入門學習領域

  • 機器人套件
    •  樂高
    •   Makeblock
    •   米兔機器人
  • 機器手臂
  • 人型機器人套件

〈本文同步發表於作者網站 - 九號空間,原文連結: [九號觀點]小朋友該如何入門學習機器人

〈責任編輯:賴芳如〉

 

阿里哥

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九號空間創辦人,熱愛機器人,設立九號空間希望能讓人們更容易進入機器人的世界!
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