2018年5月25日 星期五

實作風力仿生獸及電機改造

        在這篇文章中,老師將向大家介紹國際有名的「風力仿生獸」,並且組裝它的縮小版,更進一步改造它成為電機設備,結合目前世界上當紅正夯的BBC Micro:bit,成為一部可程式控制的仿生獸。
        仿生獸這個話題起源於荷蘭藝術家楊森(Theo Jansen)利用簡單材料創作的無生命物體──仿生獸(Strandbeast),可藉由風力的推動和力學的原理,做出走路等一些仿生物的動作,甚至可以自行躲避障礙物。
圖片取自Theo Jansen臉書
        泰奧.揚森被歐洲媒體譽為「現代達文西」的荷蘭籍動力藝術家,1990年,他在幫荷蘭報紙寫專欄的時候想到一個主意,他想打造一個用風能走路的機器,可以邊走邊清掃沙子,把沙子堆放到灘台,藉此保護荷蘭免於遭受海平面上升的危害。這幾年,他都遵守當年立下的承諾:他會花一年的時間致力於仿生獸。泰奧.揚森並不藏私,他將他的這項發明設計公諸於世,讓大家共享,從那時候開始,全世界各地的Maker改造、模仿仿生獸的設計,這個計畫漸漸開始展現成各種型態。
※關於他的詳細介紹,你可以自行google就能找到很多的相關資料。
大人的科學第30期附贈了小型的仿生獸模型可以實作
        仿生獸(Strandbeest)完全只靠風力所驅動。風力帶動中間的輪軸,再巧妙的使每一隻腳動起來。其構造看起來很簡單,但整體的設計卻非常巧妙,沒有多餘的複雜裝置,卻能變成如此驚人的作品。我們可以發揮一下Maker的精神,動手做一隻仿生獸來了解它的原理奧妙之處,為什麼單靠風力一吹便可以帶動整個機械如同動物一般行走?
※可以看一下https://life.tw/?app=view&no=606732這一篇的說明,就大約可以知道了,真是巧妙的設計。
零件包是設計好的

先做出可以轉動的12隻腳

開始組合
風扇帶動齒輪帶動中軸旋轉
        真的很神奇,小型的仿生獸就在眼前走了起來,感覺十分療癒~做好之後先在電風扇前測試,每隻腳被中軸帶動而像生物的腳在行走一般!
接下來就是讓它在平地上走,因為很輕,所以只要風力到達一定的強度,扇葉遊旋轉起來,機械就走動了
※這種設計只能向前走,因為動力來源只有一個,風反方向吹就倒著走…這時動了一個想法:如果把它改造成機械的,不靠風力而靠電力,也是一種樂趣!
有了這樣的想法之後就準備材料:我打算用Micro:bit來控制它,需要一塊擴充板來驅動馬達電機,就使用kittenbot的robot:bit吧!
Micro:bit+Robot:bit(圖取自小喵科技)

買二顆便宜的TT馬達來做為動力
        我打算把原來的仿生獸設計拆成二邊,讓控制板固定在中間,驅動馬達來帶動中心軸旋轉,仿生獸自然就會動了。為了不讓機械走得太快,我還刻意在中軸上黏了大小齒輪來減速,這樣才有Fu
利用大小齒輪組合來減速
        其實仿生獸行走的原理並沒有改變,這項改造只是要好好固定電子零件的位置才能順利地運作,還好我的手工藝算是及格…
組好囉
        因為我使用Micro:bit來當控制主板,接下來便是撰寫Micro:bit的程式來操緃馬達的運轉,最好的程式編輯環境是Makecode,這是微軟新推出的一種程式設計環境,它像Scratch一樣,是一種圖形化程式設計語言。網址:https://makecode.microbit.org/
透過拖放式介面來堆疊指令,寫出應用程式
        在未來的世代裡,程式設計毫無疑問是現在世界上最重要的技能之一,生活的周遭隨處都是科技,而程式設計的能力讓你能駕馭它們。學習寫程式已經不像以前那麼艱難而複雜,沒有基礎的人也可以嘗試。用BBC micro:bit加上MakeCode來練習可說是天作之合…
以這個例子來說,要寫二個程式,一個給固定在仿生獸那塊,另一個寫給拿在手上控制的這塊,以下就來說明一下程式,你會發現是蠻容易的!
仿生獸端的程式

控制端的程式
        依照micro:bit寫程式的方法把程式下載,micro:bit板用usb線接上電腦變成隨身碟,把程式複製進去就可以了!以下是這二段程式的效果。
有趣又不難吧!有興趣的人可以試試…

2018年5月16日 星期三

知識:新型的隨身碟病毒

        「唉呀!我的隨身碟的檔案怎麼都不見了,只剩一個捷徑~」最近好像聽到有人中了這個,所以搜集了相關說明及解決辦法,首先:若發現自己的隨身碟插進電腦有這種情形,第一時間別緊張,不要雙按那個捷徑!否則你就中計了!
        這是前一陣子開始蔓延一種特殊的病毒,學校許多老師、學生的隨身碟都中毒,症狀大概如下:
  1. 隨身碟裡面的資料夾都變成捷徑 (有的人還不知道那是捷徑)
  2. 每次要退出隨身碟都說「無法立即停止」
  3. 有的資料夾消失
※很多防毒程式是不會擋它的!因為它只是搬移了檔案而已,並沒有做什麼破壞性的行為,而它運用的wscript.exe本身是windows系統裡的內建程式並不是病毒程式~
        雖說是「中毒」但是卻沒你想像的嚴重,其實真正的資料夾只是被隱藏起來了,只要顯示隱藏檔、系統檔, 就可以看到原本的資料夾了:
上圖是win10的檔案總管

其實檔案都還在
        它並沒有損害原來的檔案,只是把它們藏起來了,有點像是惡作劇,但也足夠困擾許多人了,只要把原來的檔案複製出來,把隨身碟Format一次再使用,應該就可以了,麻煩的是有人很緊張,一開始就雙按了那個捷徑:那這部電腦可能就中標了,以後插進來的隨身碟都會變成那樣,必須解決一下~
1.先到工作管理員的處理程序、詳細資料、啟動、開機等位置找找有沒有wscript.exe正在執行,先停止它。
找找有沒有

2.到啟動資料匣看看有沒有名為helper.vbs或變種改名的xxx.vbs,把它刪除
※win7比較好找啟動,win10不知藏哪兒?只要在執行列輸入shell:startup,Enter後就會跑出來了…


3.找到C:\Users\用戶名\AppData\Roaming\windowsservices\這個目錄,找找裡頭的三個.vbs檔案,把它們刪了!
我這台電腦沒中毒所以找不到windowsservices目錄
4.當然要記得把隨身碟裡的那個捷徑給刪了,或乾脆Format一下再用…

※就這樣便可解決!大家學電腦要有一個觀念:遇到突發的情形,別慌張!先搞清楚狀況再行動!(上網搜尋是一個好方法),要有研究的精神,很多問題都能找到解決的方法的。

2018年5月9日 星期三

電腦作業系統的認識及觀念

        這二天,五年級的資訊小組的小朋友都親自動手安裝了windows 10到電腦裡,雖然老師知道有許多同學對於手上在做的事情一頭霧水,不過別擔心,透過多次的練習及講解,大家就會對於電腦的運行越來越清楚了…

大部份的人對於電腦的概念都在看得見的硬體(Hardware),但是電腦與其他電器用品最大的不同在於它有強大的軟體(Software)系統來操緃硬體,想要把電腦學好,非得軟硬都懂不可!
硬體工業不停的進步,幾乎每天都有新的產品問市,而軟體種類也十分繁多,更是人類的集體智慧總合,小朋友要知道,電腦是需要硬體和軟體都搭配得好才能運作的…
我們身為電腦的主人,最重要的事就是「下命令」給電腦,及知道它的「執行狀況」,所以我們發展了一個特殊的軟體「作業系統」,來擔任人與電腦硬體之間的橋樑。
電腦安裝好作業系統之後,它才能「開機」,我們透過作業系統提供的「介面」(文字式或圖形式)便可以「下命令」給電腦,我們也可以安裝其他特殊功用的軟體來完成其他我們需要做的事,比如我們安裝了「Chrome」瀏覽器來上網;安裝了「PhotoImpact」來處理照片,製作圖片…
※單一功能的應用程式必須安裝在作業系統之上,所以作業系統是它們的底層根基,重要性可見一斑。
再看一下這張圖是不是更了解了

雖然在學校裡,老師讓各位練習安裝的是美國微軟公司的windows,但它並不是唯一的一種作業系統,事實上還有許多不同的作業系統,像是Ubuntu、OSX、Red Hat…以後若有機會,老師會讓各位都能嘗試安裝不同的作業系統試試,你會發現Windows不僅不是唯一,也可能不是最好用的,但是Windows絕對是要花錢購買的,而且隨著Windows系統的改版,對硬體的要求也越來越高…
也就是說,大家為了使用Windows必須花更多的錢去買電腦硬體來搭配它!下面我就舉一個不是Windows的例子:
這是一部很普通的主機(雙核心CPU+1G的RAM和320G的硬碟)
上圖的電腦硬體可比不是各位小朋友現在在電腦教室使用的主機(Intel i3的CPU+4G記憶體+1T硬碟),而且是使用了八年的舊電腦了,老師在這電腦裡安裝了Linux系列的作業系統,就這樣一直開著24小時服務,運行了8年…到現在都還是頭好壯壯,好用得很!

這種作業系統對電腦硬體的要求比Windows低得多,而且兼具個人電腦及伺服器的雙重角色,也就是說:安裝了這個系統,你可以當成個人電腦般地使用它,同時可以把它拿來當作伺服器放在網路上24小時服務,讓很多人共用它,像是把網頁放上去供人欣賞…
最最重要的是:它完全免費,相較於Windows系統,個人電腦及伺服器程式分開都要收費,而且不便宜,你還認為電腦就是Windows嗎?
※老師過去就把許多網站都放在「小企鵝」裡頭,24小時全年無休地在網路上服務著,要是使用Windows系統,早就當掉掛掉了…


※希望大家能認真一點學習,把各項基礎打好,我們就可以來試試不同口味的系統!