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【兒童節】小學生自製機械人要學埋編程 參賽體驗過程最重要

蘋果日報 2019/04/04 00:05

stem機械人

「機械人」是很多男孩的兒時夢想,製作和控制機械人更是男人的浪漫,美國和日本都有人製造出可駕駛的機械人,也流行機械人競賽。外地的機械人文化好像比香港更盛行,其實,香港也有大型機械人比賽的。例如早排已圓滿結束的Robotfest,是專為學生而設的比賽,已經舉辦了多年,勝出的學生更有機會晉身美國決賽。其實,香港現在的小學生已經懂得製造及編程機械人,有很多都報名參加Robotfest,香港的STEM教育和機械人文化其實一年比一年進步了。
Robotfest包含多個比賽,其中一項是機械人巡遊比賽。記者透過香港機械人學院認識了兩位參賽的小朋友,追蹤他們上堂、籌備至比賽的情況,大家見識一下現在的小學生製作機械人的能力。
兩位小朋友都是8歲,分別是學習了3年機械人編程的羅日希和正式學習了約3個月的陳昇憲,他們將組成隊伍,參加機械人巡遊比賽。兩位小朋友都很喜歡機械人,羅日希表示很喜歡《變形金剛》,覺得很有型、很先進;陳昇憲則覺得可以利用電腦程式令機械人跟着指示行動非常有趣。別看他倆年紀輕輕,原來已經懂得為機械人編程,能夠參加今年的Robotfest的機械人巡遊比賽。
機械人巡遊比賽就像一個迷你版機械花車巡遊,每年都會有一個主題。今年的主題是「環保智能城市」,參賽者要在細小的機械車身上,表達出自己構想的環保智能城市概念。兩位小朋友創作的是史達大樓,大樓外形像一隻鐵甲奇俠的手,利用太陽能運行各種先進設備。機械花車除了要有概念外,比賽的最基本要求是要讓機械人跟着黑線行駛,要達到這點,需要的技術原來也不容易,至少記者親自試過,最後失敗收場。
據機械人學院的導師Leo解釋,要讓機械人跟着黑線行駛,要應用到不同零件來編程,「除了運用摩打外,亦會用到一個顏色感應器和超聲波感應器,學生要掌握這三個電子零件的操作,然後編寫控制程式。比賽中,他們要做出某些成果,例如與前車要保持一段適當距離,不能與前車追撞,能依着黑線行駛等。」聽起來好像很複雜,但Leo表示,學生一般可以於一個月內學會。「我們的機械人學習課程,最初由零件的簡單應用或結構性的製作開始,太約三至四堂後,學生們已能初步掌握了技巧。之後,就會教編程,最基本是操控摩打和不同的感應器,大概學一個月就已能學懂指示機械人跟黑線走。」記者跟小朋友上了一堂,自恃是大人兼有電腦基礎,以為可以很容易讓機械人跟黑線走,結果失敗了,原來小朋友的編程也不容易。
這次機械人巡遊比賽分初級組和高級組,羅日希和陳昇憲屬於初級組,要和四十多支隊伍競爭。在上堂時,他們的巡遊機械人還未準備得好好,但到三星期過後的比賽當日,他們的史達大樓已經變得美輪美奐。他們亦對自己的作品很有信心,可惜出了一點問題:原來比賽當日,恰好碰上陳昇憲劍擊比賽,陳昇憲只好先去劍擊比賽。拍檔羅日希表示,如果他劍擊輸了,就可以立即過來;如果打贏就會入決賽,未必趕得及過來。今次機械人巡遊比賽,須要二人上台向評判介紹作品,現在只有羅日希一個,除了增加難度與壓力外,還會被扣分數。還好,羅日希很豁達,不介意扣分,當日順利地上台完成了介紹。
幸好,於比賽正式開始前,陳昇憲總算趕及回來了。他們的作品放在跑道前,在眾多初級組作品中也算突出,於是二人很有信心,覺得有機會獲獎。比賽不是只計外觀和上台介紹的分數,還有機械人是否能穩定走完10分鐘路程,而他們的信心,是來自實力的表現。因為史達大樓順利完成這10分鐘路程,其間沒有任何意外。最後能留下來的,只有幾個,而史達大樓正是其中一個。
可惜未能獲獎,但他們沒有失落,亦得二人的媽媽大力支持。羅日希媽媽表示很開心:「其實我很驚喜,因為原本他和拍檔一同上台做介紹,但拍檔因事來不到,只有日希一個。我最初擔心他一個人處理不了一大段講稿,後來,我發現原來他能夠做得到的。」陳昇憲媽媽亦對兒子的表現感滿意。「有些事情很困難,從來沒有面對過的,但只要他有興趣,我都會讓他嘗試。就像今日同時間撞正兩個比賽,很難同時完成,這事教曉他,很多事都要堅持到底,不能輕易放棄。」兩位小朋友表示之後都會再來參賽,因為想去美國參加決賽,而他們表示會一起繼續努力,明天再戰!
其實Robotfest還有幾個有趣的比賽項目,包括鬥快將對方推出場外的機械人相撲,還有稱為UMC(Unkown Mission Challenge)的項目,玩法是於比賽當日才公佈題目,參賽學生要於限時內,製作機械人和即時編程去解題,這是很大的挑戰。因為這能考驗學生臨場的應變、技巧和技術的累積以及編程能力。總括而言,現在的香港的家長已越來越重視STEM教育,而學生在這方面的能力亦越來越強,未來,說不定會有港產載人機械人面世呢。
記者:馬子聰
攝影:鄧鴻欣、張志孟、伍永健
編輯:鄒仲安
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