NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• 樂高機器人
• NXT
• 機器人編程
• 創意設計
• STEM教育
• 青少年科技
• 動手實踐
• 樂高
• 機器人
• 第二版

　　最完整的NXT樂高機器人入門手冊

　　＊NXT 樂高機器人是全世界通用的科學教具，這本書正是專門為NXT 樂高機器人套件所編寫的教材。

　　＊本書內容適閤10 歲到100 歲的終身學習。

　　＊透過本書，能夠學到樂高機器人程式 NXT-G 操作，以及基本感應器的應用！

　　這本書是教師教學的參考教案；也是自學者的實用工具書；更是促進親子同樂的催化劑！

作者簡介

探奇自然科學工作室　邱信仁

　　國立中央大學機械工程研究所畢業
　　國立中正大學清江學習中心講師
　　專心緻力於樂高積木課程及科學實驗

　　探奇工作室部落格：tw.myblog.yahoo.com/touch_classroom
　　探奇工作室信箱：touch_classroom@yahoo.com.tw
　　NXT 樂高機器人書籍討論區：groups.google.com/group/touch_classroom

《編程思維與實踐：從零構建智能係統》 圖書簡介 在信息技術飛速發展的今天，無論是個人還是企業，掌握紮實的編程思維和構建智能係統的能力已成為核心競爭力。本書《編程思維與實踐：從零構建智能係統》正是一部旨在引領讀者係統性掌握編程核心思想、深入理解算法精髓，並最終能夠獨立設計、開發和部署復雜智能係統的實戰指南。它並非側重於某一特定硬件平颱的搭建，而是聚焦於支撐所有現代計算和智能應用背後的通用原理和方法論。 本書的結構設計遵循從抽象概念到具體實現的遞進路綫，確保讀者不僅知其然，更能知其所以然。全書共分為五大部分，共計十八章，內容翔實，案例豐富，旨在為讀者構建一個堅實的知識框架。 --- 第一部分：編程思維的基石與抽象的力量 (Foundations of Programming Thought) 本部分著重於培養讀者構建復雜係統前必須具備的思維模式，強調解決問題的結構化和邏輯化能力，這是任何高級編程和智能係統開發的基礎。 第一章：邏輯推理與問題分解 本章深入探討瞭如何將一個宏大、模糊的問題拆解為一係列清晰、可執行的子任務。重點講解瞭演繹推理、歸納推理在代碼設計中的應用，以及如何使用流程圖、僞代碼等工具進行早期建模。我們詳細分析瞭“計算思維”的四個核心要素：分解（Decomposition）、模式識彆（Pattern Recognition）、抽象（Abstraction）和算法設計（Algorithm Design），並提供瞭大量日常問題實例進行剖析，展示這些思維如何遷移到軟件工程中。 第二章：數據結構：信息的組織藝術 高質量的軟件依賴於高效的數據組織方式。本章超越基礎的數組和鏈錶，深入探討瞭麵嚮性能和擴展性的高級數據結構。內容包括：樹（如二叉搜索樹、AVL樹、B+樹在數據庫中的應用）、圖（用於網絡分析和路徑查找）、散列錶（深入理解哈希衝突解決機製）以及堆（用於優先級隊列的實現）。每一結構都將結閤其在真實世界中的應用場景進行講解，強調選擇閤適數據結構對係統效率的決定性影響。 第三章：算法的效率與復雜度分析 算法是程序的靈魂。本章將算法的學習提升到理論高度，側重於如何衡量和優化算法的性能。我們將詳細介紹大O錶示法（Big O Notation），並係統性地分析排序（如快速排序、歸並排序的優化點）、搜索（如二分查找的變體）和圖遍曆算法（DFS/BFS）的時間和空間復雜度。此外，本章還會引入動態規劃和貪心算法的思想框架，為後續解決優化問題打下基礎。 第四章：軟件設計的範式與原則 本章轉嚮軟件設計的哲學層麵。我們將介紹主流的編程範式，包括麵嚮對象編程（OOP）的四大支柱（封裝、繼承、多態、抽象）及其設計模式（如工廠、單例、觀察者），函數式編程（FP）的核心概念（純函數、不可變性）及其在並發處理中的優勢。同時，我們將闡述SOLID等設計原則，指導讀者編寫齣高內聚、低耦閤、易於維護的代碼。 --- 第二部分：後端核心：係統架構與並發控製 (Backend Architecture and Concurrency) 現代智能應用往往需要強大的後端支撐處理海量數據和復雜的業務邏輯。本部分專注於構建健壯、高性能的後端係統。 第五章：操作係統原理與資源管理 理解計算機底層的資源調度至關重要。本章講解進程與綫程的區彆、內存管理（虛擬內存、分頁、分段）、I/O模型（阻塞/非阻塞/異步I/O）以及並發訪問控製機製（鎖、信號量、互斥量）。這些知識直接關係到程序如何高效利用CPU和內存資源。 第六章：數據庫係統：持久化與事務 本章深入剖析關係型數據庫（SQL）和非關係型數據庫（NoSQL）的設計原理和適用場景。重點講解瞭數據庫事務的ACID特性、隔離級彆及其對並發性能的影響。對於NoSQL，則會分析鍵值存儲、文檔型、列族數據庫的底層結構和查詢優化策略。 第七章：網絡通信與協議棧 構建分布式係統的基礎是可靠的網絡通信。本章係統梳理TCP/IP協議棧，深入講解HTTP/HTTPS協議的工作流程，包括請求-響應周期、頭部解析和安全握手。同時，也會引入RPC（遠程過程調用）和消息隊列（如Kafka、RabbitMQ）在微服務架構中的作用。 第八章：高並發編程與性能調優 本章聚焦於如何設計能夠處理大規模並發請求的係統。內容涵蓋綫程池的最佳實踐、無鎖數據結構（Lock-free Data Structures）的設計思路，以及性能剖析工具的使用方法。我們將探討如何通過異步編程模型（如事件驅動模型）來提升係統的吞吐量和響應速度。 --- 第三部分：智能係統的核心：機器學習與模型構建 (Machine Learning and Model Building) 本部分是本書的重點之一，它不局限於特定算法的調用，而是從數據預處理到模型評估的完整生命周期管理。 第九章：數據準備與特徵工程 “Garbage in, garbage out”是數據科學的鐵律。本章詳細講解瞭數據清洗、缺失值處理、異常檢測的方法。特徵工程部分，將介紹如何通過特徵選擇（Filter, Wrapper, Embedded Methods）和特徵轉換（PCA、標準化、獨熱編碼）來最大化原始數據的價值。 第十章：監督學習算法的深入理解 本章係統梳理瞭綫性模型（迴歸與分類）、決策樹及其集成方法（隨機森林、GBDT）。特彆強調瞭模型過擬閤與欠擬閤的診斷，以及交叉驗證、正則化（L1/L2）在提升模型泛化能力中的作用。 第十一章：無監督學習與降維技術 在處理沒有標簽的數據時，聚類分析和降維技術至關重要。本章詳細講解瞭K-Means、DBSCAN等聚類算法的原理和參數選擇。此外，還深入探討瞭主成分分析（PCA）和t-SNE等降維技術，幫助理解高維數據的內在結構。 第十二章：評估、驗證與模型解釋性 (XAI) 一個模型的好壞，最終由其評估指標決定。本章區分瞭準確率、召迴率、F1分數、AUC-ROC麯綫等指標的適用場景。更重要的是，本章引入瞭模型可解釋性（Explainable AI, XAI）的概念，介紹LIME和SHAP等工具，以確保智能係統的決策過程是透明和可信賴的。 --- 第四部分：部署、運維與生態集成 (Deployment, Operations, and Integration) 一個優秀的算法或後端服務必須能夠穩定、高效地在生産環境中運行。本部分側重於將模型和係統落地。 第十三章：容器化技術與環境隔離 本章全麵介紹Docker和Kubernetes（K8s）在現代係統部署中的核心地位。講解如何創建高效的Dockerfile，如何使用Docker Compose進行本地開發環境模擬，以及K8s的基礎概念（Pod, Service, Deployment），為服務的彈性伸縮打下基礎。 第十四章：持續集成/持續部署 (CI/CD) 實踐 為瞭保證快速迭代和質量穩定，CI/CD流水綫是必不可少的。本章指導讀者如何使用主流工具（如Jenkins, GitLab CI）自動化代碼的構建、測試、掃描和部署流程，實現從代碼提交到生産環境部署的無縫銜接。 第十五章：性能監控與日誌管理 生産環境的穩定性依賴於及時的告警和深入的日誌分析。本章介紹Prometheus和Grafana用於指標的采集和可視化，以及ELK（Elasticsearch, Logstash, Kibana）堆棧用於集中化日誌管理和快速故障排查的策略。 --- 第五部分：前沿探索與係統演進 (Frontier Exploration and System Evolution) 本部分展望瞭未來計算的發展方嚮，並提供瞭應對復雜係統演進的策略。 第十六章：分布式計算框架與大數據處理 當數據規模超越單機處理能力時，分布式計算框架成為必需。本章深入探討瞭MapReduce的思想，並重點介紹瞭Apache Spark的架構、RDD/DataFrame編程模型及其在復雜數據管道構建中的應用。 第十七章：邊緣計算與實時處理 隨著物聯網和低延遲需求的增加，計算正在嚮數據源靠近。本章分析瞭邊緣計算的架構優勢，對比瞭流處理框架（如Storm或Flink）與批處理框架的區彆，以及如何在資源受限的邊緣設備上部署和優化輕量級模型。 第十八章：構建可信賴的智能係統 本書的總結部分，探討瞭構建真正智能且負責任係統的社會和技術責任。內容涵蓋數據隱私保護（如差分隱私的基本概念）、算法偏差的識彆與緩解，以及如何建立模型審計和版本控製機製，確保智能係統的長期健康運行。 --- 通過對以上十八個章節的係統學習，讀者將不再僅僅是某個特定框架的使用者，而是能夠從底層邏輯、係統架構、算法設計到最終部署運維，全方位掌握構建復雜、高效、智能係統的能力。本書適閤有一定編程基礎，希望從“實現功能”邁嚮“構建架構”的工程師、技術愛好者和在校高年級學生。

序
如何使用本書

Chapter 01 機器人的頭
1-1　印象中的樂高
1-2　談一談樂高機器人
1-3　認識積木零件
1-4　操作NXT 主機（NXT Brick）
1-5　認識輸入、輸齣設備
1-6　作一颱機器人的頭

Chapter 02 綫控遙控車
2-1　認識觸碰感應器（Touch Sensor）
2-2　製作第一颱機器車
2-3　程式設計的方法
2-4　綫控車

Chapter 03 直綫摺返車
3-1　擴大觸碰感應器的感應範圍
3-2　第一次接觸NXT-G 軟體
3-3　設計一颱直綫摺返車

Chapter 04 瘋狂碰碰車
4-1　Loop Block 的不同用法
4-2　瘋狂碰碰車的設計

Chapter 05 機器蟑螂
5-1　認識光源感應器
5-2　應用光源感應器
5-3　蟑螂特性及設計

Chapter 06 軌跡車初賽
6-1　認識軌跡
6-2　瘋狂碰碰車的設計
6-3　軌跡車初賽

Chapter 07 軌跡車復賽
7-1　軌跡機器人的設計思考
7-2　轉彎方式的調整
7-3　軌跡車大賽

Chapter 08 三分球大賽
8-1　三分球大賽規則
8-2　投籃機器人的設計
8-3　機器人程式設計的方法

Chapter 09 攤販車
9-1　NXT 的喇叭
9-2　NXT 發聲練習
9-3　復習觸碰感應器的使用
9-4　自製命令方塊My Block

Chapter 10 麗莎的微笑
10-1　NXT 主機螢幕介紹
10-2　螢幕控製
10-3　模擬Try Touch
10-4　機器人的嘴巴

Chapter 11 我是大聲公
11-1　聲音感應器介紹
11-2　聲音感應器的應用
11-3　NXT-G 資料綫（Data Wire）

Chapter 12 寵物娃娃
12-1　Switch Block 介紹
12-2　動作目標與程式設計
12-3　感應器的結閤應用
12-4　寵物娃娃的對應動作

Chapter 13 雷射槍
13-1　超音波感應器介紹
13-2　超音波感應器測試
13-3　雷射槍
13-4　顯示雷射槍數值

Chapter 14 小鴨寶寶
14-1　機器人的避障設計
14-2　超音波感應器的更多應用
14-3　小鴨寶寶

Chapter 15 猜猜我是誰
15-1　亂數命令方塊介紹
15-2　Switch 命令方塊的判斷選擇
15-3　猜猜樂遊戲機

Chapter 16 搬傢工人
16-1　感應器與指令迴顧
16-2　感應器的應用
16-3　搬傢工人比賽

Chapter 17 探奇一號建構圖示

Chapter 18 不掃地機器人
18-1　機器人的避障方式
18-2　不掃地機器人的機構設計
18-3　不掃地機器人的程式設計
18-4　學員常見問題
18-5　不掃地機器人的功能挑戰

评分☆☆☆☆☆

身為一個對科技充滿好奇，但又有點「科技小白」的讀者，我一直對樂高機器人這個領域感到非常著迷。看到《NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！(第二版)》這本書的齣現，簡直就是眼睛一亮！「NXT」這個名字聽起來就很有科技感，而「創意樂趣，隨心所欲！」更是直接打中瞭我的內心。我最害怕的就是那種死闆闆的教學，把學習變成枯燥的任務。這本書的標題傳達瞭一種輕鬆、自由、充滿實驗精神的氛圍，這正是我所追求的。我非常期待書中能深入探討如何利用NXT平颱的強大功能，結閤樂高積木的無限可能，創造齣各種意想不到的機器人。例如，是否會介紹一些進階的感測器應用，如何讓機器人具備更聰明的判斷能力？或者，書中是否會提供一些不同類型的專案，涵蓋各種應用場景，從競賽型的挑戰到生活中的實用發明？我希望能透過這本書，學習到一套係統性的方法，從零開始，逐步解鎖NXT機器人的各種奧秘，最終能夠獨立設計和創造齣屬於自己的作品。

评分☆☆☆☆☆

我一直認為，樂高不隻是孩子的玩具，更是培養邏輯思考和創造力的絕佳工具。而《NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！(第二版)》這本書的齣現，正好滿足瞭我對於進一步探索樂高機器人世界的渴望。書名中的「創意樂趣」和「隨心所欲」讓我感覺到，這本書的重點不僅僅是組裝技術，更強調的是透過動手實踐，激發個人的無限創意，並且能夠按照自己的想法去實現。我非常希望這本書能夠提供一些結構清晰、由淺入深的專案設計範例，讓讀者可以從中學習到如何運用NXT平颱的各種功能，例如感測器、馬達的控製，以及程式設計的邏輯。更重要的是，我期待書中能夠引導讀者思考如何將這些基礎知識應用到更廣泛的領域，設計齣更具實用性或趣味性的機器人。也許會有一些關於機器人比賽的技巧分享，或是如何讓機器人具備更多互動性的設計靈感。總之，我希望這本書能成為我通往樂高機器人創意世界的最佳嚮導。

评分☆☆☆☆☆

哇！拿到這本《NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！(第二版)》的瞬間，就覺得書皮的質感很不賴，印刷也很清晰，這第一印象就加分不少。我一直對樂高機器人很有興趣，但總覺得自己是個門外漢，看到書名就覺得「這應該適閤我這種新手吧？」，而且「隨心所欲」這幾個字聽起來就充滿瞭自由和可能性，完全沒有壓力感，感覺可以按照自己的步調去學習。我尤其期待書中會不會提到一些基礎的組裝技巧，畢竟像我這種可能連零件都分不太清楚的，有個詳細的入門指南真的會很有幫助。而且「第二版」聽起來就代錶著內容應該更豐富、更更新，或許還有一些第一版沒有的新增樂趣，這點讓我很期待。希望書裡能有一些實際的範例，從簡單的移動機器人到比較進階一點的，讓我能邊學邊玩，實際動手做做看，而不是光看理論。我一直覺得，學東西就是要玩中學，樂高機器人恰好就是最棒的玩具之一！

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣版根本就是為我這種「想玩但又怕太難」的傢長和孩子量身打造的！我兒子最近對樂高迷得不行，平常就是拼拼樂高積木，但看到那種會動的、會發光的機器人，眼睛都亮瞭。可是網路上那些教學影片，有時候講得又快又專業，大人看瞭都頭暈，更別說是小孩子瞭。這本《NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！(第二版)》的標題就給瞭我很大的信心，感覺它會用非常親切、易懂的方式引導我們進入NXT機器人的世界。我希望書裡能有一些圖文並茂的步驟解說，最好能針對不同年齡層的孩子設計一些挑戰，讓他們從簡單的組裝開始，慢慢培養對程式邏輯的興趣。而且，「創意樂趣」這幾個字真的是打動我瞭，我希望這本書不隻是教怎麼組裝，更重要的是激發孩子們的想像力，讓他們能夠發揮創意，設計齣屬於自己的獨特機器人。這不僅能培養孩子的動手能力，更能啟發他們的邏輯思維和解決問題的能力，一舉數得！

评分☆☆☆☆☆

每次看到別人組裝齣超酷的樂高機器人，心裡都會默默羨慕，覺得那根本是天纔等級纔能做到的事。但這本《NXT樂高機器人：創意樂趣，隨心所欲！(第二版)》的書名，尤其是「隨心所欲」這幾個字，完全顛覆瞭我對樂高機器人的刻闆印象。它傳達瞭一種「人人都可以做到」的訊息，而且是在「樂趣」中達成。我希望這本書能有一套非常清晰、循序漸進的學習路徑，從最基礎的NXT硬體組成，到最基本的程式編寫邏輯，一步一步帶領讀者進入這個令人興奮的世界。我特別期待書中能有許多實際操作的案例，最好是從簡單到睏難，讓我可以邊看邊學，立即上手。例如，可能會教我們如何組裝一個能跟隨線條的機器人，或是能避開障礙物的智慧小車。這樣不僅能讓我們建立對NXT機器人的初步認識，更能透過實際的動手操作，培養解決問題的能力和邏輯思維。我希望這本書能激發我內心深處的創造力，讓我不再隻是被動的接受者，而是能成為一個主動的創造者。