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玩转乐高EV3:搭建和编程AI机器人 PDF下载

编辑推荐

乐高官方头脑风暴社区合作伙伴倾力创作,乐高头脑风暴社区重点推荐。青少年人工智能(AI)入门的好方法。6个从初级到高级的EV3项目学习掌握搭建AI机器人(防卫坦克、欧姆尼陆地车、蒂米顿鲨鱼、格兰特魔兽、猎鹰遥控赛车、GPS自主导航车),配有完整搭建过程和程序图。

人工智能(AI)是未来的大势所趋,对于青少年AI教育、STEAM教育来说,乐高EV3机器人是一个对青少年和成年人都充满强烈吸引力,并且有趣、好玩又培养创造力和动手能力的高效教育手段。玩转乐高EV3:搭建和编程AI机器人通过从初级到高级的6个EV3项目,讲解智能机器人的搭建和编程知识,并以实际生活中的AI机器人应用与之相对应。帮助读者全面深入掌握EV3技能与了解AI应用,开发制作出自己的智能机器人。 ;

内容简介

人工智能(AI)是未来的大势所趋,对于青少年AI教育、STEAM教育来说,乐高EV3机器人是一个对青少年和成年人都充满强烈吸引力,并且有趣、好玩又培养创造力和动手能力的高效教育手段。玩转乐高EV3:搭建和编程AI机器人通过从初级到高级的6个EV3项目,讲解智能机器人的搭建和编程知识,并以实际生活中的AI机器人应用与之相对应。帮助读者全面深入掌握EV3技能与了解AI应用,开发制作出自己的智能机器人。学习创造是一种乐趣,玩转乐高EV3:搭建和编程AI机器人适合任何对机器人感兴趣、想学习搭建和编程的读者,无论你是青少年还是成年人,都可以获得创造的乐趣。

作者简介

关于作者Kyle Markland是一位年轻的机器人爱好者和有抱负的工程师,一直致力于帮助他人学习技术。他首次介绍机器人是在他加入FLL团队的时候,2015年起,他每周在自己的YouTube频道Builderdude35上推出一期机器人课程,向大家讲授有关工程和编程的概念,如PID巡线、齿形离合器和气动装置等。为了表彰他在机器人教育方面的努力,乐高公司于2017年8月授予Kyle Markland头脑风暴社区合作伙伴(MINDSTORMS Community Partner, MCP)称号。

关于审稿人Marc-André Bazergui已经在IBM工作了20多年,他目前是Power Systems团队的技术方案经理。他的业余时间用于创建乐高机器人,并与全世界分享他对头脑风暴的热情。自2009年以来,他一直是头脑风暴社区合作伙伴(MCP)计划的成员,2011年参与过EV3的开发工作,设计了EV3家庭版套装的12个官方例子之一——KRAZ3机器人。你可以在网上搜索他的昵称“bazmarc”,来了解更多他的作品。

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目录

原书序原书前言第1章 智能机器人简介 ;什么使机器人变得智能 ;现实世界智能机器人的例子 ;扫地机器人自动驾驶汽车 ;EV3与智能机器人 ;本书内容 ;总结 ;

第2章 防卫坦克——目标追踪机器人技术要求机械设计 ;传动系统 ;炮塔 ;尖刺滚筒 ;传感器编写程序 ;程序设置 ;信标检查 ;信标跟随 ;炮塔瞄准 ;开火 ;让信标留在坦克的视野范围内 ;完成程序 ;总结 ;
第3 章 欧姆尼陆地车——超级全地形车 ;技术要求 ;机械设计 ;驱动系统——再次使用履带 ;攀爬机构 ;接近传感器 ;编写程序 ;遥控程序 ;自主模式 ;完成程序 ;总结 ;
第4 章 蒂米顿鲨鱼——交互式机器人 ;技术要求 ;机械设计 ;传动系统 ;外观装饰 ;下颚和尾部的动作 ;传感器编写程序 ;GUI ;操作模式 ;完成程序 ;总结 ;
第5 章 格兰特魔兽——的双足机器人 ;技术要求 ;机械设计 ;步行机构 ;外观设计 ;动作功能 ;传感器 ;编写程序 ;设置一个简单的AI为各操作模式编写代码 ;完成程序 ;总结 ;
第6 章 猎鹰——遥控赛车 ;技术要求 ;机械设计 ;传动系统 ;传感器 ;编写程序控制方案 ;我的模块 ;组合程序 ;完成程序 ;总结 ;
第7 章 GPS车——自主EV3导航 ;技术要求 ;硬件 ;Dexter Industries dGPS传感器 ;HiTechnic指南针传感器 ;修改猎鹰遥控车 ;软件 ;模块导入 ;GPS测试程序 ;自主导航 ;总结 ;

前沿

原书前言本书展示了从初级到高级共6个EV3项目,每一章用示例讲解一个项目的搭建和编程概念,并以实际生活中的智能机器人应用与之相对应。每章的内容都以前一章的知识为基础, 让你逐步掌握EV3的相关知识,并在最后一章完成最难的项目。当你读完本书时,将完全掌握EV3的技能,能开发制作出你自己的智能机器人了。乐高头脑风暴EV3是一款适合各年龄段和各层次技能水平爱好者的机器人平台,自RCX 以来,乐高头脑风暴机器人成为整整一代人的机器人,EV3是第三代头脑风暴产品,许多年轻的爱好者用它开始了机器人的学习之旅,用乐高科技系列零件搭建机器人结构,使用传感器让机器人能够响应环境,最后在计算机上用独特的图形化软件编写程序并下载到EV3程序块上,让机器人焕发活力。EV3已经成为学校、家庭以及FLL机器人比赛中的主角,全球的教育工作者都充分认识到了它的教育价值,它不仅是良好的学习工具,同时也为你带来了乐高的乐趣。本书适合对象本书适合任何对机器人感兴趣、想学习搭建和编程的读者,阅读本书之前,应先熟悉有关EV3图形化编程和乐高科技系列搭建的基本知识。本书涵盖内容第1章,智能机器人简介。解释了机器人必须具备哪些素质才会被认为是智能的,讨论了现实世界中两个智能机器人的例子。本章还介绍了乐高头脑风暴机器人平台和本书中包含的6个机器人项目。第2章,防卫坦克——目标追踪机器人。介绍坦克式驱动的工作原理,以及传动比、转台、凸轮、EV3红外传感器等概念和组件,探讨了在智能机器人中使用比例逻辑的优势,并简要介绍了应用比例逻辑的信标跟随程序。第3章,欧姆尼陆地车——超级全地形车。再次使用坦克履带,搭建能适应崎岖地形的越野车辆,介绍了蜗轮、齿轮齿条和离合器等高级结构,讲解里如何为坦克式机器人编写遥控程序,并解释了如何使用接近传感器编写自动防撞程序。第4章,蒂米顿鲨鱼——交互式机器人。结构紧凑,创新的自定义GUI(图形用户界面)将多个程序合并为一体。使用了颜色传感器,大量程序功能让这条“鲨鱼” 拥有了生命。第5章,格兰特魔兽——古怪的双足机器人。这是一个用EV3构建的简单步行机器人,本章展示了如何用机器人的外观设计展示其个性,描述了嵌套切换模块如何使机器人做出决策,并列出了如何用程序功能为兽人提供丰富交互特性。第6章,猎鹰——遥控赛车。本章解释了如何构建现实世界中的汽车传动系统和转向系统,演示了如何用编程的方式让汽车转向系统自动回中,介绍了汽车式机器人的遥控程序,并讲解了“我的模块”基础知识。第7章,GPS车——自主EV3导航。本章介绍了两种导航传感器(GPS 传感器和指南针传感器),并讲解了它们的基础知识。描述了如何在猎鹰的基础上添加这些传感器,讲解了如何编写程序让机器人使用传感器自主导航到用户定义的GPS坐标处。如何充分利用这本书● 在你计算机上安装EV3家庭版软件(版本1.22或更高)。● 花些时间熟悉EV3。它是图形化编程软件,将代码模块连接在一起的方式编写程序。你应该知道模块的名称,以及可以在哪个选项卡中找到它。你还应该熟悉如何拖拽模块,把它放入程序中,知道如何更改模块的模式,并基本了解各个模块的功能。● 熟悉EV3程序块并了解使用它的基础知识。了解如何打开和关闭电源、通过USB线缆从计算机下载程序、浏览菜单以选择要运行的程序,并在必要时更换电池。● 你应该拥有使用乐高科技零件进行搭建的经验。本书中的所有机器人都是使用科技零件制作的。● 你可以选择在计算机上安装LDD。是一个乐高CAD程序,可以用来构建和查看乐高数字模型,它还能为数字模型生成搭建说明书。LDD 软件会为你学习本书中的项目提供指导,你可以从中文乐高论坛上的本书专版中下载每个项目的LDD 文件,并使用LDD软件打开它们。● 除了EV3家庭版套装(31313)之外,你还需要为本书中包含的项目准备额外的乐高科技零件(唯一的例外是蒂米顿鲨鱼项目,其只用EV3家庭版套装中的零件即可完成)。你可以使用LDD生成零件清单,这能帮助你了解需要多少其他科技零件。在“第7章 GPS车——自主EV3导航”中,你还需要准备Dexter Industries和HiTechnic的第三方传感器。● 在开始编程之前,请将EV3程序块上的固件更新为1.09H或更新版本。下载本书中项目的内容在中文乐高论坛为本书设立了专版,你可以在此下载本书各个项目的搭建说明(LDD文件)、程序(.EV3)和运行视频。你还可以在此发表本书的学习和使用心得、提出问题或留下评论。与阅读本书的读者共同分享。

原书序

20年前,世界上出现了一种并不完全由塑料制成的黄色乐高砖块,由6节AA电池供电、有3路输入和3路输出的RCX诞生了,由此乐高公司推出了将机器人和乐高平台结合在一起的新品牌———乐高头脑风暴系列.这个编程与搭建相结合的产物对我的职业生涯产生了莫大的影响,对数百万孩子也是如此。

现在乐高头脑风暴EV3机器人依然在激发孩子们的创造力。但是,如同所有的新技术一样,EV3的入门学习可能很困难。Kyle是头脑风暴社区的基石,多年来一直通过自己的YouTube频道向孩子和成年人介绍乐高头脑风暴。在本书中,Kyle编写了优秀的课程内容,帮助新手和高级用户进行学习。本书内容从介绍读取真实世界数据的传感器到基于GPS的导航编程,为想成为机器人专家的人们提供了一套独特的EV3项目。

除了基础内容之外,Kyle还展示了他自己创建的标志性机器人———“鲨鱼” 和“魔兽”,通过这两种机器人介绍人机交互,以及如何让机器人更引人注目、如何为机器人赋予性格特征。本书是Kyle与社区分享智慧的另一例证,你必定会从中发现一些新的东西,把头脑风暴的魔法分享给他人吧!

Andy Milluzzi

乐高头脑风暴社区合作伙伴(LMCP)

原书序

20年前,世界上出现了一种并不完全由塑料制成的黄色乐高砖块,由6节AA电池供电、有3路输入和3路输出的RCX诞生了,由此乐高公司推出了将机器人和乐高平台结合在一起的新品牌———乐高头脑风暴系列.这个编程与搭建相结合的产物对我的职业生涯产生了莫大的影响,对数百万孩子也是如此。

现在乐高头脑风暴EV3机器人依然在激发孩子们的创造力。但是,如同所有的新技术一样,EV3的入门学习可能很困难。Kyle是头脑风暴社区的基石,多年来一直通过自己的YouTube频道向孩子和成年人介绍乐高头脑风暴。在本书中,Kyle编写了优秀的课程内容,帮助新手和高级用户进行学习。本书内容从介绍读取真实世界数据的传感器到基于GPS的导航编程,为想成为机器人专家的人们提供了一套独特的EV3项目。

除了基础内容之外,Kyle还展示了他自己创建的标志性机器人———“鲨鱼” 和“魔兽”,通过这两种机器人介绍人机交互,以及如何让机器人更引人注目、如何为机器人赋予性格特征。本书是Kyle与社区分享智慧的另一例证,你必定会从中发现一些新的东西,把头脑风暴的魔法分享给他人吧!

Andy Milluzzi

乐高头脑风暴社区合作伙伴(LMCP)

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