Cubelets模块化机器人如何玩出创造力?

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什么是 Cubelets?

Cubelets 是一套由许多个独立的立方体模块组成的机器人构建系统,每个小立方体都是一个独立的、功能特定的机器人“器官”,比如有“思考”的大脑模块、“感知”的感官模块和“行动”的执行模块。

Cubelets模块化机器人如何玩出创造力?-第1张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)

你不需要任何编程知识,也无需复杂的电路连接,只需要像搭积木一样,将这些磁吸的立方体模块自由地拼接在一起,就能创造出无数种不同行为和功能的机器人。

核心概念: “Think, Feel, Act” (思考、感知、行动)

  • Think (思考/大脑模块): 这是机器人的核心,负责处理信息、做出决策。“数量” 模块会计算它收到的信号数量,“反转” 模块会反转收到的信号,“最大值” 模块会选择最强的信号输出。
  • Feel (感知/感官模块): 这是机器人的五官,负责感知外部世界。“距离” 模块可以探测前方物体的远近,“亮度” 模块可以感知光线强弱,“按钮” 模块可以检测是否被按下,“旋转” 模块可以检测旋转角度。
  • Act (行动/执行模块): 这是机器人的手脚,负责执行动作。“驱动” 模块可以转动轮子让机器人移动,“亮度” 模块可以发出不同亮度的光,“喇叭” 模块可以发出声音,“杆状” 模块可以前后摆动。

如何玩转 Cubelets?(工作原理)

玩 Cubelets 非常简单,遵循一个基本的数据流:

[感官模块] → [大脑模块] → [执行模块]

Cubelets模块化机器人如何玩出创造力?-第2张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)
  1. 连接: 将任意两个 Cubelets 模块通过它们侧面的磁性触点吸附在一起。
  2. 组合: 根据你的想法,将多个模块串联起来,你可以把 “距离”模块 → “数量”模块 → “驱动”模块 连接起来。
  3. 创造: 组合完成后,你的机器人就诞生了!在上面的例子中,当距离传感器探测到物体时,信号会传递给数量模块,再由驱动模块让机器人移动。

神奇之处在于:

  • 极低的入门门槛: 幼儿园的孩子也能通过简单的拼接,直观地理解“输入-处理-输出”的逻辑。
  • 无限的组合可能: 官方有超过50种不同的模块,你可以自由组合,创造出会躲墙的机器人、会跟手的机器人、会随着音乐亮灯的机器人等等,每一种组合都是一个全新的发明。

Cubelets 的产品系列

Cubelets 主要面向不同的年龄和教育场景,推出了几个核心系列:

Cubelets TWELVE (十二件套)

这是最经典的入门套装,包含12个模块,非常适合家庭和个人初次体验。

  • 组成: 2个 Drive(驱动)、1个 Flashlight(闪光灯)、1个 Distance(距离)、1个 Brightness(亮度)、1个 Knob(旋钮)、1个 Button(按钮)、1个 Inverse(反转)、1个 Battery(电池)、1个 Passive(被动,仅用于连接)。
  • 适合人群: 4岁以上的儿童、机器人初学者。

Cubelets SIXTY (六十件套)

这是功能最全、最强大的套装,包含60个模块,适合学校、图书馆、创客空间等教育机构。

Cubelets模块化机器人如何玩出创造力?-第3张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)
  • 组成: 包含了所有基础模块,以及大量重复的驱动、闪光灯、距离、亮度模块,还增加了 “最大值”“最小值”“阻塞”“感应器”“恒定” 等更高级的逻辑模块。
  • 特点: 可以支持多个学生同时进行小组合作,创造出更复杂的机器人系统。
  • 适合人群: K-12教育、机器人竞赛队、深度爱好者。

Robot Blocks (机器人积木)

这是一个较新的系列,它将传统的乐高积木与 Cubelets 的模块化思想结合起来。

  • 特点: 包含了 “砖块”“孔洞” 模块,可以直接与乐高积木兼容,孩子们可以用乐高搭建出各种酷炫的外壳,然后套在 Cubelets 的功能模块上,创造出既有个性化外形又有智能行为的机器人。
  • 适合人群: 已经拥有乐高积木,并希望将其与机器人编程结合的用户。

Bluetooth Cubelet (蓝牙模块)

这是一个单独的、可替换的 “大脑”模块

  • 特点: 当你将这个模块替换掉套装中的 Battery 模块后,你就可以通过配套的 Cubelets App 来进行更高级的操作:
    • 重新分配功能: 在App里,你可以把任何一个模块设置为距离、亮度或其他任何功能,极大地扩展了创造性。
    • 调整参数: 调整传感器的灵敏度、执行器的反应速度等。
    • 查看数据流: 可视化地看到信号是如何在模块间流动的,是学习编程逻辑的绝佳工具。
  • 适合人群: 希望突破物理模块限制,进行数字化编程和探索的用户。

Cubelets 的教育价值

Cubelets 不仅仅是一个玩具,更是一个强大的 STEAM(科学、技术、工程、艺术、数学)教育工具。

  • 培养计算思维: 孩子在拼接过程中,潜移默化地理解了分解、模式识别、抽象和算法等核心计算思维概念。
  • 系统思维: 孩子会明白,一个系统的行为是由各个部分相互作用决定的,改变任何一个部分都可能影响最终结果。
  • 问题解决能力: 机器人不按预期工作?是传感器没信号?是逻辑模块处理错了?还是执行模块坏了?孩子需要像侦探一样一步步排查问题,锻炼了逻辑推理和调试能力。
  • 激发创造力与好奇心: “如果把距离传感器换成亮度传感器会怎样?”“如果再加一个反转模块会怎样?” 这种探索式的玩法极大地激发了孩子的创造力和对科学的好奇心。
  • 合作与沟通: 在小组活动中,孩子们需要分工合作,共同设计、搭建和测试机器人,培养了团队协作能力。

Cubelets 是一款革命性的模块化机器人玩具,它将复杂的机器人原理简化为直观的积木拼接。

优点:

  • 直观易懂: 无需编程,上手即玩。
  • 创造性无限: 模块组合方式多样,可玩性极高。
  • 教育价值突出: 是学习 STEAM 和计算思维的绝佳工具。
  • 质量精良: 做工扎实,磁吸牢固,经久耐用。
  • 可扩展性强: 从入门到专业,从个人到团队,有完整的解决方案。

需要注意的点:

  • 价格不菲: 相比普通玩具,Cubelets 的套装价格较高,属于高端教育类玩具。
  • 需要引导: 虽然简单,但要充分发挥其教育价值,家长或老师的引导和提问至关重要。

如果你正在寻找一个能让孩子在玩乐中学习逻辑、激发创造力的礼物,或者是一个能用于课堂教学的创新教具,Cubelets 绝对是一个值得投资的优秀选择,它能让“创造机器人”这件事变得像搭积木一样简单而充满乐趣。

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