未來之光 ─機器人之探討

未來之光─機器人之探討 六年一班陳泰里

壹、目錄 • 摘要................................................3 • 研究動機及目的..............................4 • 研究設備與器材..............................6 • 研究結果.........................................7 • 結論..............................................23 • 參考資料及其他............................24

貳、摘要 大家好！歡迎閱讀我製作的專題報告，在這篇報告裡，我將會為您介紹「機器人」。這篇報告著重於四個重點，機器人的種類、比賽以及結構穩固因素和摩擦力等研究。為了讓讀者能明白報告的內容，我也在報告裡附上一些圖片來加以說明，希望各位讀者能學到很多知識！

參、研究動機及目的 一、研究動機：這一次的專題報告是我在國小階段的最後一篇。我在讀四年級時，學校就有很多堂的動力機械課，我覺得這堂課很有趣，我也參加了一些刺激的比賽，並了解機器人是未來的趨勢。所以這次我想進一步探討機器人，揭開機器人神秘的面紗。

二、研究目的： (一)探討常見的機器人種類 (二)影響機器人結構穩固因素探討 (三)探討樂高機器人的輪子及輪子的摩擦力 (四)探討機器人的比賽項目

肆、研究設備與器材 ‧LEGO(樂高)：我們在學校用的機器人材料是樂高的產品，分為教學版及玩具版。創造是樂高的理念，以此為基準設計配件，產生各種材料來合乎年齡、性別的需求。樂高有兩款，一種是舊的RCX，一種是新的NXT。我的實驗也想用樂高的材料來製作。

伍、研究結果 ㄧ、探討常見的機器人種類： (一)這是舊一代的樂高機器人，它的構造特殊、顏色鮮豔，運用了 RCX使這個機器人「起床」。它不僅可以用原子筆畫出規律的線條，還可迅速的偵測自己所在的位置，酷吧！

(二)這是新一代的樂高機器人，它利用 NXT使機器人可以動起來，比舊式的樂高機器人更好控制與操作。機器人上方還有一酷似眼睛的儀器即是超音波感應器，及下方「橘、白相間」的東西為伺服馬達。 (三)它們是可愛的愛寶三代機器人，提供大家娛樂的功能，能幫忙監控家裡的角落，以策安全。愛寶機器人很像狗玩具，所以是目前最流行的玩具，老少咸宜。

(四)這臺機器人是我赴中國南寧比賽時的機器人，用簡單的科學原理，乒乓球即能「暢行無阻」被打出。這臺陌生的機器人利用了偏心輪、差速齒輪以及角度對應等原理。(四)這臺機器人是我赴中國南寧比賽時的機器人，用簡單的科學原理，乒乓球即能「暢行無阻」被打出。這臺陌生的機器人利用了偏心輪、差速齒輪以及角度對應等原理。 ※適當靈活的運用機器人，可以減少人類因疲勞所引發的疏失，讓做事情有效率，還能娛樂大眾！

二、影響機器人結構穩固因素探討： (一) 機器人重量分配機器人的重量須是左右等重、上輕下重。若機器人左右不等重，會東倒西歪。若機器人上重下輕，會因無法承受上面重量而「倒塌」。如圖所示：磚塊上重下輕，用手推一下容易向旁邊倒。推一下

磚塊上輕下重，推一下不容易向兩旁倒塌。 推一下磚塊左右不等重時，將會東倒西歪。

(二)結構的層層重疊與交叉重疊： 我的實驗：層層重疊與交叉重疊對結構堅固的影響 1.步驟： (1)準備些磚塊，分兩部份。 (2)一邊用層層重疊的方法組，一邊用交叉重疊的方式拼，算底面積。 (3)用相同重量的東西(600公克)壓在兩種結構上。

2.結果： 操縱的變因：重疊方式保持不變的變因：磚塊數量、顏色及體積等應變的變因：結構的堅固(倒塌與否) ※實驗結果：

3.發現： 磚塊、梁柱等材料，疊合時，須交叉重疊才堅固。若是層層重疊結合，與其他結構疊合的面積較交叉重疊小，故強度沒交叉重疊強。

三、探討樂高機器人的輪子及輪子的摩擦力 (一)一般的輪子：我的實驗：物體有無輪子對摩擦力大小的影響 1.步驟： (1)準備無輪子及有輪子的盒子，並分兩部份。 (2)裡面各放入20公克的重物。 (3)用彈簧秤拉20公分量數值。

2.結果： 操縱變因：輪子的有無保持不變變因：彈簧秤的品牌、重物的重量等應變變因：輪子的摩擦力 ※實驗結果： 3.發現：有輪子盒子的摩擦力比無輪子的磨擦力還要小，證明輪子可使物體的磨擦力變小。

(二)齒輪： 不只一般輪子才稱「輪」，齒輪也屬於輪子，可以帶動零件，也可以當作傳動的「媒介」，是機器人結構中不可或缺的一員。如圖所示：正齒輪斜齒輪冠狀齒輪差速齒輪

四、探討機器人的比賽項目 (一)國際奧林匹克機器人大賽(WRO)：這個比賽以亞太為主，有常規賽和創意賽，提供學生一個科學訓練、發揮創意及爭取榮譽的機會。我想將我製作的機器人介紹給大家認識。 1.這是比賽部份規則： (1)比賽時間為90秒。 (2)不限機器人攜帶的球數，但機器人射完後須返回起始區才可裝填。在隊員的操縱下，可繼續射球。 (3)機器人須沿黑色跑道線前進，若機器人投影離開跑道線，或機器人的輪胎全在跑道線的一邊，將被裁判定為任務失敗。

這是我比賽的機器人： 這臺機器人結構複雜，結合許多原理，任務是要將乒乓球射進球門裡即可得分。 2.歷年來的國際比賽地點： 2000年南韓首爾、2001年中國香港、2002年中國北京、2003年南韓大田、2004年新加坡、2005年泰國曼谷、2006年中國南寧、2007年臺灣臺北、2008年日本橫濱。

如圖所示，這是我比賽的程式：

(二)第一樂高聯盟機器人大賽(FLL)： 以歐美地區為主，每年會有一個新興主題，機器人表現(25％)，專題報告(75％)，希望學生藉比賽，思考解決策略、學習合作及蒐集資料等，達成國際交流。 1.2007年的國際比賽地點在美國的亞特蘭大，主題為「奈米科技」。如圖所示：

(三)世界盃機器人足球大賽(RobocupJunior)： 這種比賽是世界性的競賽，和FLL的目的差不多。它每年比賽的主題都一樣，為了讓學生藉比賽，充分思考、團隊合作等，希望達到國際交流的目標，近年來相當受到矚目。 1.歷年來的地主國： 1997年日本、1998年法國、1999年瑞典、2000年澳大利亞、2001年美國、2002年英國、2003年義大利、2004年葡萄牙、2005年日本、2006年德國、2007年美國。

陸、結論 做完了這份在國小的階段最後一篇「精采」的專題研究報告後，我學到了很多的知識，也了解到機器人有許多種類、很多奇怪的輪子、還有一些雖困難但刺激的比賽項目值得我們去參與。最後，我要感謝在製作這篇專題研究報告中的教導我的黎家雲老師，她耐心指導我許多需要注意的小細節，還批改我的專題研究報告。在此同時，我要向老師說一聲：「您辛苦了！」

柒、參考資料及其他 一、網站： (一)http://www.robot119.com/fischer/p1.htm 德國慧魚機器人產品展示中心 (二)http://www.semia.com/class 中國西覓亞科技有限公司 (三)http://www.erobot.com.tw/index1.htm 機器人學苑 (四)http://www.wroboto.org 國際奧林匹克機器人組織網站首頁

(五)http://www.firstLEGOleague.org/ 第一樂高聯盟網站首頁二、書籍： (一)機器人程式手冊(ROBOLAB 2.5.2) (二)機器人實驗室

謝謝觀賞，請多指教！

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