如果用传统的方式学习制作机器人

发布时间:2020-05-04 17:34 阅读:
    如果用传统的方式学习制作机器人,我们得先学习电脑基本概论,接着要了解电子电路、数位逻辑和微处理器,才能制作出基本的微电脑控制电路。然后还要学习汇编语言(Assembly)或C语言,撰写微处理器的程序…对了,也许最麻烦的是机械结构,我们得决定要用步进马达还是一般的直流马达,不同的驱动形式,信号的驱动和回馈处理方式也不一样;而且即便是采用最单纯的轮胎或履带作为行走方式,也可能要搭配各种齿轮来调配扭力和速度。想到要学习、DIY这么多东西,很多对自制机器人怀抱憧憬的业余玩家,满腔热血到此就凉了大半截。
 
    乐高机器人组合里面,包含RCX、两个马达、两个触控感测器和一个红外线感测器,各种大小的轮胎和履带,以及数种规格的齿轮和滑轮,当然还有各种积木,帮我们解决了电子电路和机械结构的问题。剩下的「撰写程序」部分,乐高公司(或者说MIT研究人员)也替它开发了一套视觉化程序编辑工具,叫做RCXCode。就像堆积木一样,RCXCode的使用者只要把各种代表不同程序逻辑的「积木」在屏幕上堆起来,就能完成RCX的程序。程序撰写完毕后,通过过套件提供的红外线装置,即可把程序传入RCX。真的很酷!
 
    不过每个人对「酷」的定义不同。乐高提供的视觉化程序工具很适合新手或者对程序不熟悉的玩家,有些人觉得用这种接口还写程序反而碍手碍脚。例如,使用RCXCode所「写」出来的复杂程序,执行效率也许不佳,而且「视觉化」程序码也可能不易读,也不容易维护。因此,许多乐高机器人的爱好者兼程序设计高手,陆续替它开发出各种「正规」程序语言。
 
    在这些玩家中,最著名(也许贡献也最大)的是KekoaProudfoot教授,他仔细地分析了RCX的内部结构和I/O协定,并且在他的RCXInternals网站上发表了许多文件。另一个知名的玩家是DavidBaum,他开发了一种类似C语言的程序,称为NQC(NotQuiteC),让程序玩家摆脱视觉开发工具的束缚。虽然NQC并不是RCX上的第一个「非官方」程序语言,但大概是最被广泛采用的一种。NQC本身采用文字接口操作,若想要使用图形接口式的整合开发环境(IDE),可以安装BricxCC(Windows版)或MacNQC(Mac版),甚至NQCforWinCE(适用于PocketPCPDA)。
 
    此外,乐高的RCXCode视觉工具程序只有Windows版本,在Mac和Linux系统上只能使用非官方的程序工具。并不是所有玩家仅仅喜爱或熟悉C语言,JoseSolorzano就开发了一个称为「LegoJava作业系统」,简称leJOS的Java虚拟机(JavaVirtualMachine,简称JVM,是执行Java程序所需的软体环境),可以让RCX执行Java程序。RalphHempel开发的pbForth(programmablebrickForth,可程序积木Forth语言的简称),也深受某些玩家的喜爱。Forth语言的第一个实作专案是用来控制天文台的大型望远镜(请参阅这个网页的介绍),它的语法和其他常见的电脑语言最大的不同,在于它采用所谓的「反相波兰式记法(reversePolishnotation,简称RPN)」,例如,运算式3*(4+7)要写成:347+*另外还有一个由MarkusNoga所开发,让程序设计师采用C或C++语言控制RCX的固件,称为legOS。legOS可以让程序设计师彻底发挥RCX硬体的效能,但是不像NQC,使用者必须熟悉C语言,而且它的开发工具安装不易,所以使用者也比较少。

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