【機器人講堂】大朋友如何學習機器人

作者:阿里哥

有年輕的朋友私訊我,說他想學習機器人,是初學者,問我有什麼建議?這因此激發了我寫這篇文章的動機。過去我曾寫過一篇小朋友該如何學習機器人?,該文主要是寫給正在考慮是否讓小朋友學習機器人的父母親,那今天我們就來聊聊「大朋友」可以如何學習機器人。

開始討論這個主題之前,我們先來定義什麼是機器人:

機器人的定義公式(圖片來源:機器人資料網

先前,在怎麼定義「這是一台機器人」?一文中曾提到:「機器人是一部可以感知環境,自主思考,進而產生行動來達成特定任務的機器」

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、洗衣機不算機器人

心理建設

開始前,我先假設您對機器人的學習抱懷著滿腔熱誠,才會有興趣想知道該怎麼學習機器人。而這樣的熱忱,為打算自學的我們而言是相當重要的,因為這是一個蠻容易讓學習者感到挫折的學習歷程,所以如果少了「滿腔熱忱」這個前提,自學機器人這一條路,走起來很容易感到挫折甚至半途而廢。

確定帶上滿腔的熱忱後,接下來要有心理準備,這來將會需要投入,兩樣大多數人認為是最寶貴也最稀缺的東西:「時間」與「金錢」。您一定會想說:「搞什麼鬼,我好不容易有興趣的東西,馬上就想拿這兩個玩意來嚇唬我,是希望我打退堂鼓嗎?」但接下來讓我好好向您說明,為什麼需要這兩樣東西來支撐興趣。

1. 投入時間學習全新的領域

機器人是一門涵蓋多門學科的科學,因此在學習過程中,我們需要投入許多時間以提升既有的知識與技能,同時去了解、學習不熟悉的學科領域,因為缺少了其中任何一部分的知識,都有可能讓機器人學習之路堵塞不通,無法繼續。

2. 金錢是長期的投資

機器人學習涵蓋的技術範圍與深度都很廣,需要不斷嘗試和持續學習;無論是自學或是選擇課程去學習,玩機器人都可能會很花錢,因為其中必須規畫預算投資在教材、學費及相關的工具設備,因此如果真的對這個領域很有興趣,希望能深入學習下去,可能要有做長期投資的準備。

實戰心法

做好基礎心理建設後,接下來進入實戰階段。我認為這個階段可以分成四個步驟,這階段最重要的目的是希望我們能在廣泛的機器人學科中找到自己最有興趣的方向、在最少的時間內找到自己最感興趣的主題,並且從這個主題專研發展下去。

心法一:學習機器人的目的?

首先,我們可以先想想,對機器人最感興趣的什麼?自己對那個領域部分特別有興趣?又想要從中學到什麼?是程式控制、機構組裝、仿生運動或是電路串接?還是對特定類型的機器人有興趣?是只想學得相關知識?還是真的要製作出一台機器人?釐清自己想要的是什麼後,就像在茫茫深山中拿到了羅盤,能辨識並開始朝目的地出發。

心法二:選一套學習教材?

有了大致的方向後,接下來我覺得最快速的入門方式就是先取得一套自己感興趣的機器人套件與學習該套件的教材或課程,直接學習並動手實作,親手玩玩看,可能是組裝機器人、練習編程、遙控操作等,無論是什麼,只要是能有動手的實作經驗,都可以幫助我們快速對機器人的相關知識有初步的認識。

那套件或教材的選擇有哪些需要注意的地方嗎?目前市面上幾乎還找不到包含各個領域的入門教材,且不同的機器人套件,會因為開發者或開發單位不同的設計理念,導致我們學習到的知識比重也會不一樣。

舉例來說:有些機器人教材著重於程式編寫、有些著重機構的組裝、有些著重動作的研究(格鬥機器人)等;若玩家對仿生運動特別有興趣,可以選擇多自由度且機構設計已提供不同變形搭配的機器人;若是希望在各個領域都能學習得到相關知識,即可以考慮選擇可自行組裝的 DIY 套件。

(圖片來源:dreamstime

特別要提醒的是,價格跟機器人本身的品質和功能不一定成正比。換句話說,最貴的不一定是最合適的套件,所以上頭提到購買的目的就顯得更為重要了,必需先了解自己的需求,才可以在紊亂的價格市場中,找到最合理價位的商品。

由於機器人包含的各領域知識,都需要透過學習來進步,因此在選擇套件與教材的同時,最好可以預先思考「能持續學習的方式」,有了好的學習支援,才可能享受持續不斷的學習樂趣。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遇到的問題?若是想上課,是否有合適的教室可以提供教學?

如果選擇自學,初學的套件我會建議選擇一套使用者多且教學資源容易取得的套件或教材。所謂的教材資源包含了教學文件,教課書籍,網路教學資源等;一個判斷資源是否普及的方法,便是直接到原廠的官方網站確認有無提供教學文件、到國內外的網路書店搜尋有沒有相關的著作、利用關鍵字在搜尋引擎搜尋看看有沒有相關的國內外網站有相關的教學,另外也可到 Youtube 上確認有沒有教學影片可以參考。

如果在坊間找到有興趣的機器人課程,我個人也相當推薦可以去上上看。上課有以下優點:

  • 教室提供有經驗的老師帶領入門,幫助克服學習瓶頸
  • 教師可以推薦合適的教材,降低選到不合適教材的風險
  • 有相同興趣的同學可以一同學習,能學習團隊合作、共同成長
  • 容易取得學習和教材相關的資源和訊息
  • 可以抵抗心中懶惰小惡魔的召喚(只要繳了學費,準時進教室即可馬上啟動學習模式)

您或許會擔心「會不會選到不適合的套件?」我認為不會有這個問題,因為不同的機器人套件,雖然學習到的重點不太相同,但只要是機器人相關的套件,在實作的過程中,所有相關的主題都會漸漸浮現,需要我們一一去克服,而在這過程中,我們也會越來越清楚自己對哪些主題感興趣、哪些主題不感興趣。

心法三:確認自己是否真的有興趣?

在學習一段時間(上過一到兩期課程,或學習三到六個月)後,相信此時我們已經對整體機器人學習更有概念,因此我們可以設一個評估點來審視自己對於習得的內容是否滿意?對目前的學習是不是有興趣?有沒有需要換個更感興趣的方向?或是發現與期待不符合該暫停下來?

心法四:火力全開,更上層樓

當明確知道自己感興趣的主題後,接下來我們即可以集中焦點,針對該主題鑽研下去,更上一層樓,朝成為大神之路邁進。拜現今網路發達之賜,許多進階學習的資源透過網路已相當容易可以取得,而在國內一些大學圖書館也能輕易借到許多機器人學習的相關教科書,另外各國的大專院校也都有開設了相關的課程,這對希望進入高等學習殿堂的朋友也相當有幫助。

線上自學課程

(責任編輯:賴佩萱)

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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