駭客老爸本來要做3D 印表機，為了女兒改造成桌上曲棍球機器人

丸の小羽

Jose Julio 是一名駭客，同時作為機器械愛好者，本來他想做一部屬於自己的 3D 印表機，

但當買來一切所需的零件後，卻有東西讓他改變主意了。因為她女兒很喜歡那種遊樂園裡面的桌上曲棍球遊戲，

為滿足女兒心願的 Julio 直接把零件改裝成桌上曲棍球機器人。


Jose Julio 是一名駭客，同時作為機器械愛好者，他也有過一些機器人項目的經驗。

話說有一次 Julio 想做一部屬於自己的 3D 印表機，但當他從 3D 印表機愛好者論壇 RepRap 買來一切所需的零件後，卻有東西讓他改變主意了。

原因是 Julio 的愛女很喜歡那種遊樂園裡面的桌上曲棍球遊戲，為滿足女兒心願的 Julio 靈機一動：

步進馬達、驅動器、軸承、控制機械部件運作的電路板、甚至是運送噴頭的傳送帶都已經集齊了，

以上這些原本為 3D 列印而設的組件，也是桌上曲棍球機器人的基本材料啊！




於是這位有愛的駭客爸爸就開始動工了。和 3D 印表機最大的不同是，桌上曲棍球需要一張桌子，

Julio 買來了便宜的木板做成了一張 100 x 60 cm 的木桌。然後為了解決桌上曲棍球上氣流問題，

經過一輪實驗，他發現有一個方法又簡單而成本夠低：只需要兩隻二手 PC 風扇，

另外他在這塊木板上鑽下均勻的小孔，這樣整個表面就成為一個有氣流浮動的桌面曲棍球桌了。

不過整個專案最大的挑戰仍然是機器人部分，Julio 採用的是三馬達設計（兩個負責 Y 軸移動，另外一個負責 X 移動），

負責打球的機器人則安裝在本來是為 3D 印表機而設的傳送帶上。為了讓整條傳送帶足夠耐用以及讓機器人身手足夠快捷，

Julio 在材料上作了一些改動，比如他將運送帶上的金屬支架，換成從風箏上取下來的碳纖管，這樣做能大大減低機器人的重量。





至於軟體方面，Julio 就不能使用 RepRap 提供的驅動程式了。因為曲棍球機器人和 3D 列印噴頭的行動特點最大的不同是，

前者需要不停地調整自己的位置，根據曲棍球的軌跡接受新的加速度和路標命令，而後者僅僅是一個均勻的點對點運動。

所以 Julio 用精簡的 Arduino 語言驅動步進馬達，以保證機器人能夠以極高速度的情況下靈活運作。

感測器方面，Julio 找來一塊型號為 CMUCAM5 的 Pixy 感測器，這種感測器價格低廉而且能與 Arduino 完美運行，

在這裡，它負責透過顏色鎖定曲棍球的位置。而至於機器人的「眼睛」，則由一架在 PS3 上玩動作感應遊戲所用的攝影機 PS EYE 負責。




整部曲棍球機器人的工作大致可以實現了：遊戲用的曲棍球被塗上特定的顏色用於感測器識別，

高達刷新幀率 60Hz 的 PS EYE 則負責捕捉曲棍球的軌跡，之後透過電腦計算後驅動機器人撞擊曲棍球。

而且 Julio 提到這對攝像機的畸變要求很高，所幸這部 PS EYE 雖然解析度非常低（320 x 240），但幾乎沒有畸變。

對於一部合格的曲棍球機器人來說，需要透過攝影機拍下兩個特定幀數內曲棍球的位移，從而計算出曲棍球的軌跡，

而且對於桌上曲棍球來說，還需要考慮到球撞擊到牆後的運動軌跡，所以這花了這位駭客爸爸的一些功夫。