金门地区第54届中小学科学展览会作品说明书-金门科学展览管理.pdf

金門地區第 54 屆中小學科學展覽會 作品說明書 科 別：電子電機及資訊科 組 別：高職組 作品名稱：不會迷路的機器鼠 關 鍵 詞：機器人 、迷宮、程式語言（最多 3個） 編 號： 製作說明： 1.說明書封面僅寫科別、組別、作品名稱及關鍵詞。 2.編號由本縣科學展覽會承辦單位統一編列。 3.封面編排由參展作者自行設計。 1 不會迷路的機器鼠 摘要 這次的作品，使用的是以Arduino系統為基礎，組裝而成的機器人套件，系統處理晶片 為Atmel廠牌處理器ATmega328，電路板上搭配七個紅外線感測器 ，可以判斷地板上的白線， 機器鼠可以行走於以白線架構而成的線迷宮。 機器鼠主要的功能有兩項，第一個是尋著白色軌跡行走，此功能是藉由讀取到紅外線感 測值判斷白線的位置行進。第二個是判斷迷宮路徑，由於迷宮線路擁有多個分叉路，機器鼠 必須記憶每次叉路以及探索過的路徑，藉由一次次的嘗試最終必定可以尋找到走出終點的方 法。終點的組成為一個圓形白色區塊，機器鼠行走至終點會自動停止。 機器鼠記憶路徑後，如果將它從終點取回起點重新跑，則機器鼠不會再度探索路徑，而 會使用已經記憶的路徑直接往終點行走，由於已經不用探索各種路徑，此時行走速度也會加 快，可以迅速達到終點。 壹、研究動機 機器人的運用現在已經越來越發展，我們從一開始的接觸到人形機器人走動、藍芽控制、 循跡行走機器車，這些操作雖然精采有趣，但是我們想要讓手中發展出來的機器人更為智慧 化，有能力可以獨立做一些事情，甚至人類無法輕易做到的事情，跳脫一個指令一個動作的 思維。在既有的尋跡行走基礎下，我們思考到，如果將線軌跡從單純的循環狀改成有各種分 岔的迷宮路徑，是否能夠以程式碼的邏輯來達到記憶並找出出口的方法。 貳、研究目的 這次研究的目的，在以黑色背景與白色行進線條構成的，最多三叉路口地圖中，能夠以 遞迴的方式探索各條路徑，探索過的路徑能夠記憶不再度行走，最終能夠行走至終點，地圖 中我們將終點以白色圓形區域圍成讓機器鼠能夠辨別。同樣的地圖如果再行走第二次，則能 夠不用重新探索的情況下，正確的以最快路徑從起點走到終點，由於不用再度經歷探索的過 程，第二次行走的速度會快得多。機器鼠本身可以設定不同移動速度，當可以順利進行全部 線路後，進一步設定不同速度參數，取得能夠完成線路的前提下最高速度參數。 2 參、研究設備及器材 設備 數量 規格 備註 個人電腦 1部 Core 2 duo 2.4GHZ 3PI機器人 1台 Atmel Atmega328P 電工膠帶 1卷 寬度2公分 木板 1塊 1.8 * 2.3 公尺 AVR studio 軟體 1套 使用C語言 矽膠 1瓶 肆、研究過程或方法 一、機器人架構與線路 (一)機器人硬體架構