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…