全國自走車競賽：競賽篇

    上次參加比賽，是高三時候的事了。真的是好久好久的記憶了。上次，獨自來台北比賽，這次，則是全家出動，到台南。

    這次，我是家長，同時，也是選手。帶著興奮的心，和大家一較高下。

    

搭上第一班往台南的高鐵，再轉計程車前往首府大學。參加「2019全國自走車競速暨機器人創意大賽」。至於參加這個比賽的起心動念，請看「全國自走車競賽：親子篇」

• 關於比賽

    這比賽由勞動部勞動力發展署雲嘉南分署承辦，雲林科大協辦。共分成ABCD，四大組。其中，A組，創意自走車，和C組，機械手臂車，不再分組，這兩組的困難度是真的比較高，約莫都30組報名。

    B組，自走車避障賽，則再分成2個小組，大專社會組，和青少年組。分別有116和208組報名。我自己就報名這個比賽。這比賽簡單說，就是讓一部自走車，走過10公尺，並且避過地上的保特瓶，也不能撞牆。 佈置如下圖。

    D組，輪型機器人走創意軌道比賽。則分為3小組，社會組，大專組，青少年組。分別有55，48，327隊報名。我們家小朋友，就報名了爆團的青少年組。看一下影片，認識一下這個比賽吧。

    這比賽也不是這麼容易過喔，看一下失敗的例子。

• 關於會場

    比賽地點在台南首府大學圖資大樓多功能室內體育館舉行，應該大家都沒料到，這次的參賽隊伍會這樣爆炸多。因此，在一面籃球場裏，要排出比賽的空間；比賽車的展示空間；剩下就是人擠人的走道了。

•  來看車吧

    下圖，是D組創意軌道車的停車場。偌大的停車場，被2大類的車子給佔據了，看到藍色車體的，是mBot。說來也奇怪，明明這組機器人，還有粉紅色，卻一台都沒出現。另一大類，則是LEGO。

    比賽時，聽到旁邊的一位學校教練，在分析這兩部車的差異，分享給大家。據他說，LEGO的組合與變化較多，但是就速度來說，mBot比LEGO快多了。嗯嗯嗯~ 參考看看。是說看輪子大小，也可猜得一二。不過，事後比對一下D3組，前3名，確實都是mBot的車子。(4~6名，因為沒拍到車子，不敢確定，不過，跟第三名是同一個指導老師。這意思很清楚了吧!)

   我們家的車子(紅色圓圈)，完全的矮人一截。啊啊啊~ 其實，我是沒很懂，遁跡不就是要趴著嗎? 留大大的兩個超音波頭，是怕機械獸撞傷路人嗎? 呵~

    再來看B組，避障車的停車場。

    這邊的車就豐富一些，有樂高的紅眼睛，也有人排出如同章魚腳般的超音波陣列。磐石高中的一排排黃色火炮，也令人印象深刻。

    路竹高中推出的粉紅色小眼睛，則是有吸引到我。仔細看，真的是自己併起來的，連焊接的板子，都還看得清楚。(高中生了，是應該脫離圖形化程式；拿拿烙鐵做些事，也才能脫離製造商給的框架嘛~ 加分加分~ )

    至於整個停車場，要選台心中的愛車，就非這台莫屬了~ 呵呵~

• 關於比賽結果 

    直接用看的吧~

• 關於感想

    個人一直認為，過程比結果更重要。因為有這個比賽，我們才會去發想，去造車，去把整個比賽的必備條件完成。這個過程，讓我們的學到很多。希望有機會可以再分享這一段。

• 後話

    Q1: 為什麼覺得尋跡車沒有作用?

    A1: 尋跡車是偵測紅外光在不同物質的反射，數值不同來判別是不是在軌道上。影響反射值的因素很多，不只是顏色、材質、表面特性都會影響數值，造成辨識失誤。其實，與會前我們就擔心這個問題，解決方法，就工程師而言，就是再寫一段適當的校正程式，盡量去適應不同的軌道。不過，小女不是工程師。我們半個月前問了主辦單位，回答很直接：「請當天問裁判。」於是，在上場時，小女問了裁判，練習的時間，可以改程式嗎? 回答也很直接：「不行。」後來，我們才知道，車子登錄後，就不能再改程式了~

    總是要吃一次虧，才會學到嘛。

    Q2: 為什麼毛豆的車子，要去面壁?

    A2: 車子停下來時，裁判還說：「沒碰到壁~ 怎麼不退後一些再走呀。」看倌們，這車子的避障功能是從比賽前一天晚上9點開始寫的，寫到凌晨3點。能夠避開前幾個瓶子，已經自覺不可思議了。停止的動作，也是刻意做的，避免真的撞到牆。

    Q3: 為什麼毛爸比孩子還認真玩，連車子都自造?

    A3: 我深信，「言教不如身教」。只有自己相信這事是對的，願意花時間，花精神去做，才能真正的感染孩子。其實，我好想跟他們說，你們要不要也自己做一台自己的車呀? 做一台自己愛的車子，會是這次最大的收獲喔。而且，當這車真的完成時，超有成就感的啦~ 不過，這話也只放在心裏。逼出來的孩子，只會做表面功夫的。期待下次孩子們的表現吧。

全國自走車競賽：親子篇

  自走車競賽，其實，全家動員，自己和自己的比賽。

• 起心

  從今年4月起就在思考，怎麼讓孩子在暑假的過程中，可以有「真正的專案」做。自己帶著孩子一起做，應該可以讓孩子對現代的工程師工作，有更多的清楚。不過，專案難求，倒是有機械人或自走車比賽是可以和孩子一起共同開發創作的。從專案轉成競賽的念頭雖然在5月就有了，到7月才看到可以執行的機會。

• 動念

    心中認為適合的競賽，希望有幾個條件，首先，時間不能太趕；時間太趕，常常會為了結果，而走捷徑。學到的只有把工作丟給其他人，比如說，父母或是老師。再來，希望不只是孩子可以比，也有給成人的。最後，希望是難度不太高的，這樣努力，才有機會取得成果。

    7月底看到全國自走車大賽，完全滿足這樣的期待。比賽時間在10月中旬，輪形機器人創意軌道賽，也就是基本的尋跡，難度不算高。於是，打定主意，全家來動員參加啦。

• 開門

    為了引起孩子的成就動機，直接加碼獎金。得獎，獎金我們加倍；沒得獎沒關係，只要比賽時能跑完，我們就給完成獎金。

    不只能得獎金，毛爸也會帶你們學Arduino，就算沒有得獎金，也學到寫程式呀~

    於是，開啟了8月份的Arduino學習。結果，其實還令人跌破眼鏡。小女兒很快的玩了LED燈，和蜂鳴器，就卡關了。大女兒，則在8月完成了螢幕距離管家。

• 見山

    8月下旬，毛爸從倉庫裏挖出許久前買的自走車，想不到，竟然還可以動。於是，就提供出來給孩子們玩。想不到，自走車就停在那邊2週。

    有時候幫孩子開了門，站在門口的孩子，只會徬徨的看一下門外。還是需要適時的引導，才會讓他們看到遠方的山。

    不過，如果只是動動嘴，顯然是無效的，因為早就講到嘴破啦~ 只好來套用福哥教的，從第一階段，「我說給你聽」，進到第二階段，「我做給你看」。

    9月上旬，毛爸寫了3個範例程式，一個是偵測按鍵的(在做的過程中，才確知這部車的按鍵設計，是3個按鍵串一起，透過不同電壓分壓來偵測不同按鍵。所以，對初學者也是有點負擔的。)，第二個程式，按A鍵，可以讓車子可以直走，按B鍵可以右轉；車子會走，信心就來了!! (其實，程式上讓車子走跟讓LED燈亮，是一樣的。) 第三個程式，是把尋跡用的5個紅外光，數值讀出來顯示。看到這5個數值，照在白色紙，跟黑色紙，會有很大的數值差異。感覺得到，好像已經快要做完，車子可以沿著白線走了~

    「是不是，只要判斷一下數值，再讓車子直走，或是左右轉，醬就完成了呀?」請君入甕

    其實，看到山，還離山很遠。寫三個範例程式，就點起了那把火。

• 逢山開路

    暑假已過，只能用下課或是週末時間，來玩自走車了。大女兒一行一行的看我寫的程式，然後，慢慢的改成他想要的程式樣子，不時抱怨我取的變數名稱，很難看懂；改著改著，不時又改到程式有問題，請毛爸幫忙抓蟲。直到車子可以跟著直線往前走了，彷彿是看到天光一般。

    車子可以延著白色線直走，其實，並不是這麼筆直的順暢。過程中，會遇到對於自我想像跟實際結果的差異；會遇到自己搞錯，而找不到問題的問題；會遇到結果不如預期，把問題推給軌道沒做好，等等的合作問題。不管問題是心理性的、技術性的、還是團隊合作性的，都是很令人期待的問題。終究，孩子的問題，進到自己的眼裏，是可以慢慢的疏導開；孩子的問題，直接落在現實生活中，不知道要付出什麼樣的代價。合作開發的過程，姐姐妹妹是有不少爭執，另外再來寫~

    學習是一件很耗神的事。如果，在學習的過程中，存在「正迴饋」，對於學習的會是很好的動力。經過一段時間的學習與嘗試，終於讓自走車可以真的沿著白線走，其實，就是一件讓結果肯定自己的正迴饋過程。

• 車隨路轉

    雙十節四天聯假，家裏沒安排任何的活動。就在家趕工自走車比賽。

    妹妹因為被嫌軌道沒做好，媽媽只好跟著出動，跟妹妹一起來做軌道。姐姐也開始做車子轉彎的部份。

    自走車轉彎的困難度，其實，比直走難上好幾倍，因為轉彎涉及到，怎麼設計迴轉輻度，以我們用的車子(DFRobot)而言，雖說是四驅車，不過，其實前後輪是一起控制的，也就是說，左邊兩個輪子，是由同一組驅動器在驅動，右邊也是。右轉的方法，是右邊輪轉慢一點，左邊輪轉快一點。這樣確實是轉得動，但是，車子是方型的，左邊2輪相等的高速，配上右邊2輪相等的低速，其實，是畫不出旋轉圓心的。這樣的耗損，顯示出來的，是車子有時轉不動，加大力氣，又會爆衝；車子有時轉得過去，有時，又不知道轉到哪裏去。

    經過一番折磨，姐姐又來尋求幫忙。這時，拿出雙十節才剛到的萬向輪，貼在後輪的位置(嘿嘿……為什麼是後輪?)。沒多久，姐姐就拿著轉彎的軌道，衝進來說：「爸拔，你看已經可以轉彎了。」看著車子搖晃著屁股，晃呀晃的，停在轉彎處。然後第二次，又停。第三次，終於被他晃過了彎，繼續直走。愛裝酷的毛爸，可以感受到姐姐的興奮，淡淡的說：「很棒~」然後，衝出書房，去展示給媽媽看。 

上圖：自走車的肚子，左邊前輪有5顆方型，是紅外線偵測器。右邊，後輪透過萬向輪墊高。

• 模擬比賽    

    經過一番程式的調整，車子可以很順利的轉彎，妹妹的工作也開始重要了。很快的，我們把8片比賽規定的板子做好。然後，試著用比賽規則，去抽籤，然後，姐妹兩合作去移動軌道，還蠻令我驚訝的，他們真的可以讓車子從起點，走到終點。(我以為也需要花不少力氣)

• 比賽開始

    再5天，就要比賽了。這次報名這個項目青少年組的有3、4百隊……(怎麼跑到台南比，還這麼多人呀?) 不知道他們有多想贏得比賽，但對我而言，這個過程就值得了~