製作機器人的步驟詳解

今天我們來聊聊怎麼製作屬於自己機器人。這一次主要針對的對象，是希望能親手製作出一隻機器人的朋友。

建立基本概念

在開始著手設計及製作機器人之前，首先要建立三個基本觀念：

一、強大的內在動機

如同許多成功學大師告訴我們的：「強大的內在動機，是驅使我們去克服萬難達成目標的關鍵。」為什麼呢？我們常說能夠從機器人學習到太多的知識，換個角度來看，其實這也是告訴我們，機器人涵蓋了眾多知識領域。完成一個機器人，至少需具備下列幾項知識和技能：機械、電子、電機、資訊工程、仿生學等等。

更進一步，甚至連工業設計、動物行為學和人類心理學都需要涉略。也就是因為包含了這麼多的技術及知識領域，在製作機器人的過程中，欠缺任何一項技能，都可能造成過程的瓶頸，而無法完成機器人的製作，甚至終結了對機器人的興趣。所以唯有強大熱愛機器人的內在動機，才可能持續維持這項興趣，並有恆心毅力來不斷學習，以便克服一切障礙。

二、簡單明確的設計

正如同許多玩家前輩所建議的，另一個重要的心法就是遵循KISS法則（Keep It Simple and Stupid）: 保持簡單明確！無論在任何階段，這都是非常睿智的建議。

三、把錢準備好

老實說，玩機器人可以是很花錢的興趣，無論玩的是機器人套件，還是DIY自行製作機器人。對剛投入這個領域的玩家來說尤其如此。因為投入這個領域的初期，首先還沒有足夠的經驗去挑選零件，很可能會投資一些冤枉錢在不需要或錯誤的零件上；同時，手邊也還沒有累積足夠的零件和工具來使用；另外就是因為經驗不足，在組裝測試過程中也常有機會搞壞部分零件或工具，而必須重新購買。因此在全心投入機器人組裝之前，需要先做些功課，並規劃好預算。

要確定自己做出來的東西可以稱為機器人，首先我們再回顧一下機器人的定義：「人類製造的機械裝置，能對周邊環境做出適當的響應、自主判斷並達成特定任務。」也就是說，機器人必須具備感知環境、做出判斷，並產生行動的能力。以機器人踢球為例，首先它要看得到球（感知環境），接著需判斷要將球踢到哪裡去（做出判斷），最後產生踢球的動作，將球踢出去（產生行動）。這一系列的過程，跟人類足球員踢球的過程是很類似的。

機器人動作三階段 開始製作機器人

有了基本觀念後，接下來讓我們開始製作機器人。一共包含了四個步驟：機器人概念設計、零件選用、機器人組裝、和程控。

一、機器人概念設計

製作機器人的第一步，並不是直接拿起木板到鋸床上切割。而是拿出白紙，先將想做的機器人雛型規劃出來。這階段，主要需定義機器人的功能、決定機器人的載具和移動方式，以及確認預定採用的機器人的控制方式。

蜘蛛機器人設計圖（來源：Regis [雷基士]）

1.定義機器人的功能：

第一隻機器人的功能建議不要太過困難或複雜，最好以進行簡單的任務為目標（記得KISS法則嗎？）。在這個階段，我們希望可透過設計和組裝的過程，來學習和機器人相關的知識和技能，並藉此慢慢累積成就感和經驗。所以讓我們暫時將製作出鋼鐵人飛行裝的偉大計劃，推遲到之後幾個項目再來執行。

2.決定機器人的載具和移動方式：

機器人的載具可能是機械手臂、八腳蜘蛛、或是輪車等等。同時也須思考機器人該要如何移動，用雙腳、四肢、八爪或是用輪子。

3.確認機器人的控制方式：

要使用有線控制（電線、網絡線）？無線控制（紅外線、藍芽、WIFI、GPRS、無線射頻）？還是自主控制？