評測 【星球大戰】新角色——BB-8

（來自值友：New_Horizons）

在最新一集的星球大戰電影《原力覺醒》中，機器人自然是不可或缺的角色。以前的C-3PO與R2-D2已經年近不惑，這次增加了一位新的機器人角色BB-8。據說是因為上下兩個球疊加的造型很像數字8，因此取名為Ball-Bot-8。

電影中不是3D特效，而是用實體拍攝。與前代相比，這個造型充分反映了技術進步的成果。即使在縮小版的模型玩具中，為原汁原味地實現BB-8的功能，也用到了很多「黑科技」。

計劃分成工作原理介紹、標準軟體應用、進階編程應用、電影中的機器人形象這幾個部分說明。

從電影的宣傳視頻中，可以看到BB-8奔跑的一段場景。

球身快速滾動，頭部穩定在球頂位置，隨著顛簸甚至還小幅離開球身，讓觀眾覺得很是神奇。估計電影道具球身的工作原理類似這種倉鼠跑球。

當倉鼠跑動時，球體也會朝同一方向滾動。向前滾動時還能做扭頭動作判斷，BB-8頭部的工作方式很像這種懸浮燈，燈口處有永磁鐵和傳感器。

在底座中安裝一圈電磁鐵，通過PID算法即時調整電磁場強弱，當燈泡向某方向傾倒時，增加該方向電磁鐵的電流，靠電磁場把燈泡推回原位以保持穩定。

類似方案用在BB-8上面，不僅可以保持運動中頭部位置，還可以主動控制頭部移動，做出各種憨態可掬的動作表情。上述原理均屬推測，實際擬通過拆解來驗證一下。

產品的包裝非常結實，盒子上有BB-8的定妝照和主要功能介紹。

打開後，看到有機器人、充電底座、充電線、快速使用說明。

還專門有一張鋰電池安全使用須知，對兒童用戶的安全考慮得很周到。與電影中半人高的BB-8不同，玩具的尺寸較小，先來做個體檢吧。

如果不算天線，BB-8高約99mm，腰圍約230mm，體重約200克，單手剛好握住。相對體型而言，算是有點分量的。這個體檢不是走走形式，後面還要用來計算浮力的。

本想接著來一個拆解，給值友們看一下內部構造，但其球身是兩半聚碳酸酯殼粘合或超聲波焊接在一體的，不能做到無損拆解。只好在網際網路上找現成的資料，看到Cnet上有大神用電磨把球殼切開講解的視頻，在此引用部分圖文並致以謝意。

Cnet介紹「BB-8的主板採用意法半導體的STM32 F3作為MCU（72MHz主頻的32位ARM Cortex-M4核心）、CSR 1010藍牙晶片、意法半導體的M24512-R（512Kbit串行EEPROM）作為存儲器、華泰HT6292電池充電管理晶片、陀螺儀和加速度傳感器」，可以看出硬體配置還是較高的。

機芯中部有兩個三色發光二極體，通過調整RGB色彩的比例，能夠發出255*255*255，合計約一千六百萬種色彩的光，不僅顯示工作狀態，還可以自行定義，增加娛樂功能。

這類球形機器人最大的優點是具有靜穩定性，只要算好配重，內部的機芯會自然而然地垂直立在球體裡面，不像平衡車那樣還需要陀螺儀與算法輔助。內部的陀螺儀和加速度傳感器用於檢測碰撞等觸發事件，能夠提高機器人的智能感知能力，設計更多玩法。

機芯上部有兩塊磁鐵，可以隔著球殼吸住BB-8的頭部，並作為確定一條直線的兩個點，約束頭部的朝向。玩具的頭部比較簡單，是單純造型設計，依靠內部的兩塊磁鐵吸附在機芯磁鐵上，依靠滾輪在球身上來回移動。

這種設計比電影道具簡單得多，但用在小型玩具上，仍然可以模擬出大部分電影中的動作。

新機器使用前最好先把電池充滿，從拆解就可以看出自己很難更換電池，儘量淺充淺放，延長壽命吧。

充電時最大電流約為0.5A，對充電頭沒有特殊要求。雖然電流不大，但球殼底部發熱明顯，可能是無線充電初次級間隙偏大，效率較低導致。最好放到底座前搖晃幾下，確保充電線圈處在最低位置。

充電時正好在手機上下載StarWars Sphero BB-8控制軟體，首次啟動需要更新固件，輸入用戶年齡，之後熟悉的星戰背景音樂響起，藍牙配對很快完成，可以在手機上控制BB-8開始星際探險了。

關於信息投影功能，筆者認為需要具體說明一下，以免潛在用戶產生誤解。看宣傳資料圖片時，以為BB-8的頭部能夠發出3D投影圖像，向用戶傳遞信息，心想這玩意有多少黑科技啊。收到商品後，看到頭部僅僅是外觀設計，不可能具備投影功能，這項技術完全是在手機屏幕上實現的。

除了APP中預設的幾種圖案，也可以自行錄製一段視頻，顯示在BB-8的屏幕映像周圍。例如先錄製一個發現天宮空間站的信息，然後把圖像顯示在屏幕上的機器人前方，好像BB-8在報告新偵查到的情報。

如果希望測試一下BB-8的智能水平，可以使用巡邏模式，讓他自動尋找前進路徑。由於其主板上裝有陀螺儀、加速度傳感器，可以判斷機器人的姿態，測量XYZ軸加速度。這樣，一次碰撞就可以觸發其改變前進方向。

巡邏中各項傳感器的參數，走過的距離，路線形狀等都可以顯示在手機屏幕上，在學習編程前熟悉一下能夠更好地了解BB-8豐富的傳感器資源。

在分析工作原理時，筆者發現BB-8的機芯與同一公司的產品Sphero2非常相似，雖然京東的網頁上明確說「其他Sphero的APP不可以用於此產品。」但看過美亞Sphero2商品介紹的一段視頻後，對其留下非常深刻的印象。

如果BB-8還能兼容Sphero的軟體，哪怕一部分，也能極大程度地擴展其功能，增加很多新的玩法。為此，筆者把App Store上該公司的軟體全部測試了一遍，找出能夠有效支持BB-8的逐一介紹一下。

按圖滾球——算是一個入門編程工具，所謂編程就是在色盤上選好sphero的顯示顏色，然後畫出一個圖形或線段，機器人就可以把設定的形狀作為規劃路線，自動走一遍。

劃方走圓自然沒問題，稍複雜的8字，五星也能完成。並且可以調整滾動速度，走得慢一點精度就會高一點。

說到這裡，還有一個關於按圖滾球的故事。筆者是周末收到的BB-8，很快就學會了這個APP的用法。

周日早晨喜降瑞雪，望著窗外潔白的世界，忽然想作詩言志，思索良久，苦吟出以下詩句：當蜘蛛網無情地查封了我的錢包，當灰燼的餘煙嘆息著信用卡的悲哀，我依然固執地設定好滾球路線，在美麗的雪花上寫下：相信什麼值得買。

其中最重要的創意就是用BB-8在雪地上壓出SMZDM五個字母，拍下照片作為向張大媽的表白。

頂著凍手的寒風，按下執行按鈕，誰知這個不爭氣的機器球在雪地上不停打滑，做出各種花式扭動，就是一個字不寫。想到錯過與張大媽進一步發展的機會， 直接眾測差評！後來在寫報告過程中，發現可能冤枉了BB-8。Sphero還有橡膠防滑套作為選裝附件，可以增大摩擦，提高越野能力，像下圖這樣。

上面的膠粒不但有助于越障，甚至還能划水。

在水中Sphero處於漂浮狀態，球身旋轉時，浸在水中的膠粒象明輪葉片那樣，起到向後撥水的作用，在反作用力推動下，小球就能夠向前航行。

MacroLab——類似Word，Excel中的宏命令，把一串控制語句排列在一起，讓BB-8執行批處理程序。點擊每條指令都會彈出子菜單，具體設置色彩，延時，速度，方向等參數。使用很方便，但可用的語句較少，適合初級編程練手。開始藍牙連接時，如果BB-8沒有反應，搖晃一下就可以喚醒並配對了。

Lightning Lab——這是類似scratch的積木化編程工具，具有明顯的球形設計風格。各種功能非常多，可以作為主要編程工具使用。雖然沒有教材，但APP中提供了很多範例，研究一會兒就能上手。

其中碰撞檢測可能是調用中斷的方式實現，寫在主程序外的末尾。從兩張圖的底部菜單可以看出，機器人的各種功能語句、邏輯控制項還是相當完整的，足以支持編寫更加複雜的程序。

電影衍生品包含了影視角色、情節，甚至價值觀在商品中的投射，能夠隨時隨地喚出對劇情的記憶，可以說是不會落幕的電影，其市場價值超過票房自然順理成章。

有數據稱：《星球大戰》三部曲（也不知指哪三部）的全部票房收入為18億美元，而其衍生品的收入卻超過了45億美元。

在迪斯尼收購盧卡斯影業並獲得《星球大戰》品牌後，從米老鼠時代就深喑衍生品授權之道的迪斯尼，在新片檔期主推千元級的智慧機器人而不是普通靜態模型，看來是非常自信BB-8能夠得到觀眾的喜愛與認可。

電影中常見的機器人從外形上大致可以分為三類：擬人親和型，擬物功能型，二者兼備的變形金剛。星球大戰初代的C-3PO與R2-D2正好是前兩類的代表。

分別進化到近期的電影，《機械姬》中輕易通過圖靈測試的Ava和《星際穿越》中忠實的CASE走向了各自的極致。

如果設計電影衍生品，前者不太容易做出來，而且Alicia Vikander算不算機器人也很難說；後者還不如自己拿鐵絲串四根積木做一個。

過於擬人化或功能主義的外形都不理想，變形更會被笑話為抄襲孩之寶——夢工廠的Transformers，看來只剩部分擬人、部分擬物這條路了，而且其代表作Wall-E曾獲得空前的成功。

Wall-E的底盤是完全擬物的卡特皮勒三角履帶加垃圾箱，上部卻是擬人化的手臂和萌萌的大眼睛，加上迪斯尼賦予的好奇、純真、執著的性格，看值得買上關於樂高版Wall-E的評論，不難得出其形象深入人心的結論。

有了前面的經驗基礎，再設計一個功能主義大輪子加善解人意大眼睛的組合方案，一個高越障能力偵查機器人的形象就躍然紙上了。

再結合orbotix在球形機器人方面的黑科技，更有未來風的BB-8就誕生了。

雖然還沒有看過劇情，但以迪斯尼所遵循的樂觀（Optimism）、正直（Decency）的主流價值觀判斷，相信BB-8的電影角色與衍生玩具會成為科技、商業與藝術完美結合的精品。

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