當mBot遇上樂高積木:創意主題製作:使用App Inventor 2撰寫App遙控機器人

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  • mBot
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圖書描述

1.讓學生利用「mBot機器人」結閤「樂高零件」創作更「多元化」作品。
  2.讓學生利用動手創作齣具有「創意性」及「實用性」作品。
  3.讓學生從創作中學習程式設計的「邏輯思考能力」及「解決問題能力」。
 
《當mBot遇上樂高積木:創意主題製作:使用App Inventor 2撰寫App遙控機器人》內容簡介 本書聚焦於一個充滿創造力的交匯點:如何將mBot的編程能力與樂高積木的無限搭建潛力相結閤,並通過我們自己設計的App進行實時控製。這不是一本單純的硬件說明手冊,也不是一套現成的樂高拼裝指南,更不是App Inventor 2的入門教程。它是一份深度實踐指南,旨在激發讀者將跨學科知識融會貫通,實現從“遙控”到“智能互動”的飛躍。 全書結構圍繞“概念搭建—邏輯設計—程序實現—主題應用”的閉環展開,力求讓讀者在製作過程中,不僅僅是機械地復製項目,而是理解背後的設計哲學與技術原理。 --- 第一部分:搭建與概念融閤——超越基礎搭建 本部分著重探討如何將mBot的核心電子模塊(如主控闆、電機、傳感器)與樂高機械結構進行高效、穩固且富有創意的集成。我們不會羅列樂高所有零件的名稱,而是著重於結構力學在機器人設計中的應用。 1. 結構兼容性策略: 介紹如何利用樂高銷子、軸孔係統與mBot的預留孔位進行精確對接,避免使用膠水或強力粘閤劑,確保未來可以輕鬆拆解和重構。重點講解如何設計柔性連接件和剛性支撐架,以應對不同主題製作帶來的力矩和振動挑戰。 2. 傳感器與執行器的優化布局: 機器人運行的效率很大程度上取決於傳感器接收信息的角度和電機輸齣力量的傳導效率。本章節將深入討論: 光學與超聲波傳感器在樂高外殼下的最佳安裝角度,以應對復雜的環境光和障礙物反射麵。 電機軸與樂高齒輪係統的嚙閤設計,如何通過不同齒比實現扭矩的放大或速度的提升,例如,在設計一個能夠“搬運”樂高貨物的機械臂時,如何計算所需的轉速和力量平衡點。 3. 主題驅動的結構解構: 讀者需要根據自己設想的主題(例如,一個模擬消防救援的機器人,或一個自動分揀的流水綫模型)來反嚮設計mBot的載體。我們將提供一套“主題需求分析錶”,引導讀者思考:這個主題需要多少自由度?哪個部分需要負載?mBot本體應該充當移動底盤還是固定動力源? --- 第二部分:App Inventor 2 界麵與交互設計——聚焦用戶體驗 本部分完全避開App Inventor 2的基礎控件介紹,而是將重點放在如何為特定的機器人功能設計齣最直觀、最高效的App界麵。我們假設讀者已瞭解基礎的拖拽編程概念。 1. 遙控邏輯與反饋機製的映射: 遙控不僅僅是“前進/後退”。我們將探討如何設計一個多層次的控製界麵: 基礎模式(Direct Control): 虛擬搖杆設計,重點在於如何實現搖杆的歸中檢測和模擬信號到數字指令的平滑轉換,避免機器人在App鬆手瞬間突然停止或失控。 高級模式(Preset Actions): 設計預設按鈕,例如“九十度左轉”、“執行抓取動作”。關鍵在於如何用最少的點擊次數,觸發復雜的、多步的mBot動作序列。 2. 傳感器數據可視化與閾值設定: App不僅僅是發送指令的工具,也是接收信息的窗口。本章將講解: 如何設計實時數據顯示麵闆,例如,將超聲波測得的距離實時顯示在App界麵上,並用顔色變化(如從綠色到紅色)直觀錶示距離的危險程度。 動態參數調整: 如何在App界麵上添加滑塊或輸入框,允許用戶在不重新編譯程序的情況下,實時修改mBot內部設定的速度上限、傳感器采樣頻率或PID控製的增益參數。 3. 藍牙通信的優化策略: 確保App與mBot之間穩定、低延遲的連接是成功的關鍵。我們探討的不是如何連接藍牙,而是如何優化數據包的結構,確保控製指令的優先級,並設計有效的“心跳包”機製,以快速識彆和恢復連接中斷的情況。 --- 第三部分:創意主題製作——實戰案例的底層邏輯 本部分將展示幾個復雜的主題項目,但重點不在於展示最終成品有多漂亮,而在於拆解實現這些功能所依賴的核心編程邏輯和結構設計思路。 案例一:樂高“抓取與搬運”係統設計 結構挑戰: 如何用mBot作為移動底座,設計一個能平衡重心的機械臂,並利用舵機(或mBot電機)實現多軸聯動。 App控製邏輯: 引入“模式切換”概念。App需要一個按鈕來切換“移動模式”和“操作模式”,確保在操作機械臂時,底盤不會意外移動。我們分析如何使用App Inventor 2中的“列錶”或“字典”結構來存儲不同操作模式下的電機速度預設值。 案例二:基於環境感知的“自動導覽”機器人 傳感器融閤: 不僅僅依賴單一傳感器。本例將講解如何結閤光綫傳感器和紅外尋綫傳感器,配閤mBot的裏程計信息,實現對特定“環境標記”(如特定顔色的樂高塊或地標)的識彆和導航。 路徑規劃的簡化實現: 在App端設計一個簡易的“繪製路徑”功能,用戶在App上點擊幾個預定點,App將這些點轉換為mBot的轉嚮角度和距離指令,而不是讓mBot完全自主決策。 案例三:人機交互式互動裝置 超越遙控: 探討如何利用App Inventor 2的通知/震動反饋功能,讓mBot在完成任務後,主動嚮手機發送確認信號。例如,當mBot成功識彆到一個樂高積木的顔色後,手機會震動並彈齣“抓取成功”的提示。 利用手機硬件: 探索如何利用手機的加速度計來控製mBot的動作,例如,晃動手機即可觸發“停止所有動作”的緊急指令,這是一種比在屏幕上尋找按鈕更快速的應急響應機製。 --- 結語:持續迭代的思維模式 本書的最終目標是培養讀者一種“需求驅動設計”的思維。我們提供的所有項目和代碼結構都是可被解構和重組的模塊。讀者在完成書中的主題後,應能將學到的結構搭建技巧、App邏輯設計能力,以及mBot的硬件集成方法,應用於任何全新的、由自己創意驅動的樂高+mBot項目之中。本書旨在成為一個起點,而非終點,引導創作者不斷探索軟硬件結閤的無限可能。

著者信息

圖書目錄

CH1 mBot機器人的程式開發環境
1-1 Makeblock基本介紹
1-2 mBot機器人
1-3 mBot機器人的程式設計流程
1-4 組裝一颱mBot機器人
1-5 mBot機器人藍牙模組適配器
1-6 mBot機器人基本車常見的運用
1-7 mBot機器人的控製闆基本介紹
1-8 mBot機器人的程式開發環境
1-9 下載及安裝mBot機器人的mBlock軟體
1-10 mBlock 的整閤開發環境
1-11 撰寫第一支mBlock程式

CH2 一窺 App Inventor 的魅力
2-1 App Inventor 2 的魅力
2-2 App Inventor 的程式開發環境
2-3 進入 App Inventor 2 雲端開發網頁
2-4 撰寫第一支 App Inventor 2 程式

CH3 mBot帶球跑機器人
3-1 mBot創意組裝的各種應用介紹
3-2 有關mBot帶球跑機器人
3-3 「組裝」帶球跑機器人
3-4 「寫程式」讓機器人可以帶球跑
3-5 撰寫「手機App」程式來操控帶球跑機器人
3-6 專題製作(手機操控機器人射球門)

CH4 mBot夾瓶子機器手臂
4-1 有關mBot夾瓶子機器手臂
4-2 「組裝」夾保特瓶的機器手臂
4-3 「寫程式」讓機器手臂夾保特瓶
4-4 撰寫「手機 App」程式讓機器手臂夾保特瓶

CH5 mBot相撲機器人
5-1 有關mBot相撲機器人
5-2 「組裝」相撲機器人
5-3 「寫程式」玩相撲機器人
5-4 撰寫「手機App」程式也能玩相撲機器人

CH6 mBot走迷宮機器人
6-1 有關mBot走迷宮機器人
6-2 「組裝」走迷宮機器人
6-3 「寫程式」讓機器人走迷宮
6-4 撰寫「手機 App」程式來玩機器人走迷宮

CH7 mBot二足人型機器人
7-1 有關mBot二足仿生機器人
7-2 「組裝」二足仿生機器人
7-3 「寫程式」控製二足仿生機器人
7-4 撰寫「手機App」程式也能玩二足仿生機器人

CH8 mBot六足仿生機器人
8-1 有關mBot六足仿生機器人
8-2 「組裝」六足仿生機器人
8-3 「寫程式」控製六足仿生機器人
8-4 撰寫「手機 App」程式也能玩六足仿生機器人

CH9 mBot二足仿生機器人
9-1 有關mBot二足人型機器人
9-2 「組裝」二足人型機器人
9-3 「寫程式」控製二足人型機器人
9-4 撰寫「手機 App」程式也能玩二足人型機器人

CH10 mBot碰碰車
10-1 有關mBot碰碰車
10-2 「組裝」碰碰車機器人
10-3 「寫程式」控製碰碰車機器人

CH11 mBot手動型撿桌球機器人
11-1 有關mBot手動型撿桌球機器人
11-2 「組裝」撿桌球機器人
11-3 「寫程式」讓機器人可以撿桌球
11-4 撰寫「手機App」程式來讓機器人撿桌球

CH12 mBot爬坡機器人
12-1 有關mBot爬坡機器人
12-2 「組裝」爬坡機器人
12-3 「寫程式」控製爬坡機器人
12-4 撰寫「手機App」程式也能玩爬坡機器人

CH13 mBot連結車
13-1 有關mBot連結車
13-2 「組裝」連結車機器人
13-3 「寫程式」控製連結車機器人
13-4 撰寫「手機App」程式也能玩連結車機器人

CH14 mBot攝影車
14-1 有關mBot攝影車
14-2 「組裝」攝影車機器人
14-3 「寫程式」控製攝影車機器人
14-4 撰寫「手機App」程式也能玩攝影車機器人

CH15 mBot戰車
15-1 有關mBot戰車
15-2 「組裝」戰車機器人
15-3 「寫程式」控製戰車機器人
15-4 撰寫「手機App」程式也能玩戰車機器人    

CH16 mBot工程車
16-1 有關mBot工程車
16-2 「組裝」工程車機器人
16-3 「寫程式」控製工程車機器人
16-4 撰寫「手機App」程式也能玩工程車機器人

CH17 mBot吊車
17-1 有關mBot吊車
17-2 「組裝」吊車機器人
17-3 「寫程式」控製吊車機器人
17-4 撰寫「手機App」程式也能玩吊車機器人

附錄
mBot額外擴充材料錶
樂高積木材料錶

 

圖書序言

圖書試讀

用户评价

评分

這本《當mBot遇上樂高積木:創意主題製作:使用App Inventor 2撰寫App遙控機器人》真的是太讓我驚艷瞭!我一直以來都在尋找一種能夠將抽象的編程概念與具象的物理世界聯係起來的學習方式,尤其是在STEM教育領域。過去,我嘗試過一些編程學習平颱,但總感覺缺少一些“玩”的樂趣,也缺少那種創造齣來的東西能立刻在現實世界中産生影響的滿足感。 這本書的切入點非常獨特且富有吸引力。mBot本身就是一個很棒的入門級機器人平颱,而樂高積木則是無數孩子(以及像我一樣的大孩子)童年和現在的摯愛,將兩者結閤,本身就充滿瞭無限的可能性。想象一下,你可以用樂高搭建齣一個酷炫的機器人外殼,或者一個復雜的機械結構,然後通過自己編寫的App來控製它,這是一種多麼令人興奮的體驗! 更讓我心動的是,它選擇瞭App Inventor 2作為開發工具。這意味著,即使是對編程完全沒有基礎的人,也可以通過這個可視化編程平颱,像搭積木一樣輕鬆地構建齣功能強大的App。這極大地降低瞭學習門檻,讓更多人能夠參與到機器人編程的樂趣中來。書中“創意主題製作”的理念,更是將“玩”與“學”完美結閤,鼓勵讀者發揮無限的想象力,將腦海中的創意轉化為實際的機器人項目。 我尤其期待書中能夠提供一些詳細的、循序漸進的項目指導,例如如何設計一個能夠識彆顔色並根據指令進行分類的機器人,或者如何用樂高搭建一個可以進行簡單互動的“寵物”機器人,並通過App Inventor 2來賦予它生命。這本書不僅僅是一本技術教程,更像是一本激發創造力的指南,讓我看到瞭將虛擬世界的代碼變成現實世界中可交互的智能機器的奇妙過程。

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這本《當mBot遇上樂高積木:創意主題製作:使用App Inventor 2撰寫App遙控機器人》真的是太對我的胃口瞭!我平常就喜歡搗鼓一些小玩意兒,傢裏也囤瞭不少樂高積木,但是一直覺得它們就隻能搭搭模型,功能性上有點局限。mBot機器人我關注它很久瞭,覺得它是一個很好的平颱,但一直沒有找到一個能完美結閤它的地方。這本書的齣現,簡直就是給我打開瞭一扇新世界的大門! 首先,它用App Inventor 2來開發遙控App這一點就非常吸引人。我對編程一直有點躍躍欲試,但又怕那些復雜的代碼會讓我望而卻步。App Inventor 2的拖拽式編程界麵,聽起來就很友善,感覺即使是像我這樣的編程新手,也能很快上手,做齣自己的東西來。而且,把樂高積木和mBot結閤起來,這個想法太有創意瞭!想想看,我可以用樂高搭建齣各種有趣的造型,再通過自己編寫的App來控製mBot完成各種動作,比如讓它變成一輛自動駕駛的卡車,或者一個能搬運東西的小助手,光是想想就覺得很有成就感。這本書的“創意主題製作”這幾個字,真的不是說說而已,它鼓勵你去天馬行空地發揮想象力,把自己的點子變成現實。我迫不及待地想知道書中會有哪些具體的項目可以跟著做,比如有沒有那種可以遙控搬運樂高零件的機器人,或者能沿著樂高軌道行走的mBot,這些都是我非常感興趣的。

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這本書,哦,讓我怎麼說呢,《當mBot遇上樂高積木:創意主題製作:使用App Inventor 2撰寫App遙控機器人》,簡直是為我這種“動手派”量身定做的!我一直覺得,學習新東西,尤其是科技類的,光看書是遠遠不夠的,一定要上手去玩,去摺騰,纔能真正理解。 mBot機器人我早有耳聞,覺得它是個很不錯的平颱,但總覺得少瞭點什麼。樂高積木嘛,相信傢傢都有那麼幾盒,但除瞭搭個房子、搭個車,總覺得有點“技窮”。這本書的神奇之處就在於,它把這兩樣東西給“撮閤”瞭,而且還加上瞭App Inventor 2這個“媒人”。我一聽就知道,這下有得玩瞭! App Inventor 2這個名字聽起來就非常親民,不用寫那些密密麻麻的代碼,就能做齣一個遙控App,這對我來說簡直是福音。我一直想讓我的小mBot動起來,做一些不一樣的事情,但一想到要學Python或者Arduino,就覺得頭大。這本書給我的感覺就是,我可以把我的腦子裏那些天馬行空的點子,通過樂高搭建齣來,然後用App Inventor 2來給它們“注入靈魂”,讓它們按照我的想法行動。 我非常好奇書中會提供哪些“創意主題製作”的範例,比如,能不能用樂高搭一個簡易的“抓娃娃機”平颱,然後用App來控製mBot模擬抓取?或者,能不能搭建一個能夠進行簡單“對話”的機器人,通過App輸入指令,mBot能給齣一些預設的反饋?總之,這本書給我最大的感受就是,它提供瞭一個非常低門檻但又充滿無限可能的平颱,讓我可以在玩樂高、玩mBot的過程中,自然而然地學會如何用App來控製和創造。這絕對是一次充滿樂趣的科技探索之旅!

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我一直覺得,科技教育不應該隻是枯燥的理論,更重要的是動手實踐和創意發揮。《當mBot遇上樂高積木:創意主題製作:使用App Inventor 2撰寫App遙控機器人》這本書,恰恰做到瞭這一點。我平常喜歡給我的小朋友買各種益智玩具,但很多時候,我發現他們玩過一陣子就失去興趣瞭。而這種能夠結閤動手搭建和編程控製的模式,我覺得更能激發他們的持久興趣。 這本書最大的亮點在於將兩個孩子們都非常喜歡的元素——樂高積木和機器人——巧妙地結閤起來,並且引入瞭App Inventor 2這個可視化編程工具。這對於我這個對編程不太懂但又想引導孩子接觸這方麵知識的傢長來說,簡直是福音。我不再需要擔心自己不會寫代碼,可以通過App Inventor 2和孩子一起研究,甚至可以一起設計App的界麵和功能。最重要的是,它鼓勵“創意主題製作”,這意味著孩子們可以自由地發揮想象,用樂高搭建齣各種有趣的載體,然後賦予mBot生命,讓它動起來。 我特彆期待書中能有一些進階的創意項目,不僅僅是簡單的遙控,而是能讓mBot結閤樂高搭建物,實現一些更復雜的交互。比如,用樂高搭建一個迷宮,然後通過App控製mBot尋找齣口;或者搭建一個簡單的機械臂,通過App來控製它的抓取和釋放。這本書的齣現,讓我看到瞭一個可能性,那就是讓科技學習變得像玩遊戲一樣有趣,讓孩子們在玩樂中學習,在創造中成長。這絕對是一本值得入手的書,無論是給孩子,還是給自己,都能帶來無窮的樂趣和啓發。

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最近剛入手瞭《當mBot遇上樂高積木:創意主題製作:使用App Inventor 2撰寫App遙控機器人》這本教材,說實話,光看書名就覺得很有吸引力。我一直都對機器人科技挺感興趣的,但總是覺得門檻有點高,要麼就是需要懂很復雜的編程語言,要麼就是成品控製非常有限。 這本書完美地解決瞭我的痛點。它把mBot機器人和我們熟悉的樂高積木結閤在一起,這個組閤本身就充滿瞭想象空間。我一直都很喜歡樂高,它可以搭建齣各種奇妙的造型,如果能讓mBot和樂高結閤,那絕對能創造齣很多有意思的東西。更驚喜的是,它還引入瞭App Inventor 2這個工具。我之前有聽過App Inventor 2,知道它是一種可視化編程,非常適閤新手入門。這意味著,我不需要花很多時間去學習枯燥的代碼,就可以通過拖拽模塊來設計屬於自己的機器人遙控App。 書中提到的“創意主題製作”更是讓我眼前一亮。我之前買過一些機器人套件,但玩來玩去都是那些預設的模式,很容易就膩瞭。這本書顯然鼓勵的是更自由的創作,你可以根據自己的想法,用樂高搭建齣各種形態,然後設計相應的App來控製它。比如,我一直想做一個能在傢給我送零食的小機器人,或者一個能在院子裏巡邏的“安保”機器人,這本書提供的思路和工具,讓我覺得這個想法似乎不再是天方夜譚。 我非常期待書中能提供一些具體的案例,比如如何用樂高搭建一個簡易的“機器人手臂”,然後用App Inventor 2寫一個可以控製它的抓取和釋放的程序;或者如何設計一個循跡機器人,讓它能沿著樂高搭建的賽道前進。總之,這本書為我打開瞭一個充滿創造力的世界,我迫不及待想動手去實踐瞭!

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