機(jī)器人的種類十分多元，舉凡家用、工業(yè)自動(dòng)化、救災(zāi)與軍事等，都可以見其蹤跡，但在教育方面，在臺(tái)灣，雖然能看到許多相關(guān)比賽，但未見針對(duì)該領(lǐng)域有較為具體的討論。

手作精神實(shí)現(xiàn) 不侷限任何形式

談到機(jī)器人在臺(tái)灣國(guó)民教育的發(fā)展，行動(dòng)創(chuàng)客學(xué)院執(zhí)行長(zhǎng)連宏城可說(shuō)是重要的推手之一，他本人已在臺(tái)灣的偏遠(yuǎn)地區(qū)的國(guó)中小學(xué)，先後舉辦了約有四十場(chǎng)的免費(fèi)機(jī)器手臂組裝的教學(xué)工作坊。這類的工作坊十分受到學(xué)生、家長(zhǎng)與學(xué)校老師們的歡迎。

連宏城出身於交大資工，擅長(zhǎng)程式撰寫，過(guò)去不僅在臺(tái)灣IT領(lǐng)域服務(wù)，也曾經(jīng)代理過(guò)線上遊戲在臺(tái)灣的販?zhǔn)?，後?lái)才在去年，以開放硬體的方式?jīng)Q定投入機(jī)器人教育市場(chǎng)，目標(biāo)對(duì)象就是臺(tái)灣的國(guó)中與國(guó)小學(xué)生。他坦言，雖然開放硬體擁有相當(dāng)豐富的資源，但正因?yàn)橘Y源太多，所以摸索約有半年的時(shí)間，才對(duì)開放硬體有較為深入的認(rèn)識(shí)。

連宏城直言，當(dāng)初選擇投入該市場(chǎng)時(shí)，就認(rèn)為機(jī)器人組裝對(duì)於小朋友有相當(dāng)高的吸引力，但在投入初期就發(fā)現(xiàn)了所需要的成本過(guò)於高昂，一臺(tái)雙足機(jī)器人的成本約莫就要上萬(wàn)臺(tái)幣起跳。不過(guò)，若改以機(jī)器手臂的組裝教學(xué)，可以大幅降低成本，但還是有一定的吸睛能力，同時(shí)也能讓小朋友享受組裝的樂趣。他也談到，在推廣初期，他就發(fā)現(xiàn)了臺(tái)灣各地的國(guó)中小學(xué)，對(duì)於機(jī)器人或是機(jī)器手臂組裝擁有相當(dāng)高的接受度與興趣。原因在於每個(gè)人本來(lái)就有天生的「手作基因」，透過(guò)動(dòng)手組裝的過(guò)程中，來(lái)獲得成就成，若再加上在組裝的過(guò)程中，賦予教育意義，也能提升家長(zhǎng)的接受度，進(jìn)而促使學(xué)校願(yuàn)意動(dòng)用內(nèi)部資源，讓學(xué)生可以參與並體驗(yàn)這樣的手作教育。

圖1 : 在連宏城的努力下，以開放硬體為架構(gòu)的機(jī)器人在國(guó)小教育領(lǐng)域已經(jīng)有初步的進(jìn)展。（Source：行動(dòng)創(chuàng)客學(xué)院執(zhí)行長(zhǎng)連宏城）

連宏城觀察，國(guó)民教育的機(jī)器人市場(chǎng)大多由樂高所壟斷，而連宏城所提供的機(jī)器手臂組裝，則是源自於開放硬體的資源。開放硬體的好處在於，軟硬體資源可以彼此分享，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)Maker（創(chuàng)客）們的創(chuàng)意。他談到，其實(shí)政府相當(dāng)支持開放硬體的發(fā)展，所以也十分樂見國(guó)中小學(xué)的學(xué)生接觸這類領(lǐng)域，不過(guò)即便政府單位傾向支持態(tài)度，但若要政府提供經(jīng)費(fèi)，還是得由學(xué)校本身提出教學(xué)計(jì)畫，再向政府申請(qǐng)是目前可行的作法。而每間學(xué)校內(nèi)部的教學(xué)資源又不甚相同，所以學(xué)校若有意將開放硬體的資源引進(jìn)，就必須仔細(xì)審視師資等相關(guān)資源的狀況，以提交符合自身現(xiàn)況的計(jì)畫。

圖2 : 樂高機(jī)器人在臺(tái)灣國(guó)小教育領(lǐng)域擁有相當(dāng)高的能見度。（Source：臺(tái)灣玉山機(jī)器人協(xié)會(huì)）

目前就國(guó)小接觸開放硬體機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r，也有不錯(cuò)的發(fā)展，像是臺(tái)北市的日新國(guó)小的徐臺(tái)屏老師所指導(dǎo)的隊(duì)伍就曾在臺(tái)北市校際機(jī)器人比賽獲得亞軍殊榮、再興國(guó)小的黃輝聲老師成立了Maker社團(tuán)，北投義方國(guó)小的謝琪文老師亦投入這方面的教育工作。

社團(tuán)法人臺(tái)灣玉山機(jī)器人協(xié)會(huì)祕(mì)書長(zhǎng)鄭瑞瑩也指出，就過(guò)去WRO（World Robot Olympiad；國(guó)際奧林匹克機(jī)器人大賽）的賽事會(huì)議上，其實(shí)也觀察到投入機(jī)器人的形式已經(jīng)變得相當(dāng)多元，儘管樂高積木算是國(guó)際賽事的主流，但重點(diǎn)在於如何實(shí)現(xiàn)「手作」精神，所以原則上不侷限任何一種方式來(lái)呈現(xiàn)機(jī)器人的創(chuàng)意與完成競(jìng)賽。

不論是臺(tái)北市或是偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的小學(xué)，對(duì)於機(jī)器人教育的接受度非常高，

但另一方面，一旦到國(guó)外競(jìng)賽就會(huì)面臨到經(jīng)費(fèi)不足的問題。

而開放硬體深入國(guó)小教育也需要Maker們的協(xié)助，

才能有進(jìn)一步的發(fā)展。

至於在臺(tái)灣教育市場(chǎng)上，以她的了解，國(guó)中與國(guó)小對(duì)於樂高的接受還是相對(duì)較高，開放硬體則較適合高中生。

但她也同意連宏城的說(shuō)法，政府對(duì)於機(jī)器人教育的推廣的確相當(dāng)?shù)闹匾?。在?guó)小教育領(lǐng)域，家長(zhǎng)的確是機(jī)器人教育推動(dòng)的重要關(guān)鍵，若家長(zhǎng)願(yuàn)意讓小朋友接受這方面的教育課程，學(xué)校方面就有機(jī)會(huì)成立社團(tuán)或是課輔班，提供這方面的課程。國(guó)中的話，就是可能會(huì)將這類課程納入我們過(guò)去所熟悉的工藝課程內(nèi)，在高中方面，技職教育較有機(jī)會(huì)接觸到，若是一般高中可能就比較沒有機(jī)會(huì)接觸機(jī)器人教育課程，但鄭瑞瑩也強(qiáng)調(diào)，這也是要看高中老師們的意願(yuàn)，事實(shí)上在高中教育體系還是有機(jī)會(huì)能看到這類課程。

因應(yīng)國(guó)際賽 語(yǔ)言能力需多加留意

至於臺(tái)灣機(jī)器人教育的發(fā)展，鄭瑞瑩觀察，臺(tái)灣在國(guó)際機(jī)器人競(jìng)賽往年都有不錯(cuò)的成績(jī)，以臺(tái)灣玉山機(jī)器人協(xié)會(huì)所協(xié)辦的WRO（World Robot Olympiad；國(guó)際奧林匹克機(jī)器人大賽）為例，該賽事共有50個(gè)左右的會(huì)員國(guó)，臺(tái)灣亦是主要會(huì)員之一，每年協(xié)會(huì)都會(huì)送24隊(duì)參賽隊(duì)伍共150左右的人次到國(guó)外參賽。即便是在國(guó)內(nèi)賽，2014年的參賽隊(duì)伍總隊(duì)數(shù)就高達(dá)1600多隊(duì)，可見機(jī)器人教育在臺(tái)灣擁有相當(dāng)高的影響力。另一方面，畢竟是國(guó)際賽的關(guān)係，用英文能力表達(dá)機(jī)器人設(shè)計(jì)理念，是相當(dāng)重要的環(huán)結(jié)，近年來(lái)，鄭瑞瑩也看到許多亞洲國(guó)家的參賽隊(duì)伍在英文口說(shuō)表達(dá)上的表現(xiàn)相當(dāng)出色，這也是臺(tái)灣隊(duì)伍需要特別注意的地方。

圖3 : 雖然臺(tái)灣在國(guó)際機(jī)器人競(jìng)賽的表現(xiàn)不俗，但在語(yǔ)言能力方面，卻也面臨了其他亞洲國(guó)家的急起直追。（Source：臺(tái)灣玉山機(jī)器人協(xié)會(huì)）

觸角多元 NI以單一平臺(tái)連結(jié)所有面向

眾所皆知，NI（國(guó)家儀器）除了在量測(cè)自動(dòng)化與無(wú)線網(wǎng)通技術(shù)等多種應(yīng)用領(lǐng)域皆有相當(dāng)多的著墨外，在機(jī)器人市場(chǎng)上其實(shí)也投入了相當(dāng)多的心力。在這當(dāng)中，為產(chǎn)業(yè)界所熟知的，就是NI與樂高在機(jī)器人教育領(lǐng)域合作了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

NI學(xué)術(shù)應(yīng)用工程師姜長(zhǎng)青開宗明義就指出，NI的願(yuàn)景就是提供簡(jiǎn)單易用的軟硬體產(chǎn)品供業(yè)界使用，在看到了樂高對(duì)於機(jī)器人教育有相當(dāng)?shù)钠髨D心之後，再結(jié)合美國(guó)Tufts大學(xué)Chris Rogers教授等人的協(xié)助，形成三方合作，樂高提供機(jī)構(gòu)方案、NI貢獻(xiàn)拿手的圖形化設(shè)計(jì)工具、以Chris Rogers為首的教授群則提供教學(xué)等專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，約莫在1998年左右，便推出了第一款以嵌入式電腦為主體架構(gòu)的RCX，搭配MindStorms開發(fā)軟體，能讓國(guó)小三年級(jí)以上的學(xué)童來(lái)實(shí)際完成機(jī)器人。而MindStorms背後的核心，正是NI所提供的LabVIEW。而隨著時(shí)間推移， 到了2006年，開發(fā)軟體也已經(jīng)提供了更多較為複雜的功能，適合國(guó)高中生使用的LabVIEW-Lego，嵌入式電腦則進(jìn)化到了第二代的NXT。而最近一次的重大演進(jìn)，則是在2014年，嵌入式電腦出現(xiàn)了第三代的EV3。

圖4 : NI在機(jī)器人教育的觸角相當(dāng)廣泛，其中與樂高的合作更是行之有年。（Source：NI）

不過(guò)，事實(shí)上，NI雖然與樂高有相當(dāng)深入的合作，但放眼整體的機(jī)器人教育市場(chǎng)，NI的重心還是以高中生以上一路延伸的研究所，以便與產(chǎn)業(yè)界可以有更為深入的連結(jié)。姜長(zhǎng)青談到，NI十分重視「實(shí)作工程」（Do Engineering）的精神，提出這個(gè)概念約有七年之久，在這過(guò)程中，NI看到了相當(dāng)多傑出的研究與教育人員，而在臺(tái)灣，NI已經(jīng)接連舉辦了14屆的應(yīng)用徵文比賽，在三年前也新增了實(shí)作工程如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教育的項(xiàng)目。而樂高本身除了能被應(yīng)用國(guó)中小教育領(lǐng)域外，也能被應(yīng)用在大學(xué)課程中，姜長(zhǎng)青以交大機(jī)械系的宋開泰教授為例，他將樂高與NI的LabVIEW加以結(jié)合，以系統(tǒng)層級(jí)的思維，讓學(xué)生可以一次接觸系統(tǒng)所需要的重要元素，像是機(jī)構(gòu)、馬達(dá)控制與程式設(shè)計(jì)等，學(xué)生再將這些元素加以結(jié)合，以實(shí)作方式來(lái)完成心目中的創(chuàng)意。

至於Maker們?cè)谶@幾年開始採(cǎi)用開放硬體平臺(tái)來(lái)搭建出各種類型的機(jī)器人，對(duì)此，姜長(zhǎng)青認(rèn)為，NI對(duì)於機(jī)器人系統(tǒng)建置，會(huì)傾向單一平臺(tái)來(lái)延伸出整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)單一平臺(tái)就是NI旗下十分常見的RIO產(chǎn)品線，依據(jù)運(yùn)算能力與價(jià)格的不同，開發(fā)者同樣能打造想要的機(jī)器人的模樣，再加上NI的產(chǎn)品本身?yè)碛邢喈?dāng)高的穩(wěn)定度，未來(lái)也能與產(chǎn)業(yè)界有較為深度的連結(jié)，對(duì)於開發(fā)者有相當(dāng)大的幫助。

歸納來(lái)看，NI在機(jī)器人教育所投入的範(fàn)圍是相當(dāng)廣泛的，在國(guó)內(nèi)外的機(jī)器人賽事，也能不時(shí)看到NI的身影，像是美國(guó)FIRST（For Inspiration and Recognition of Science and Technology）的高中組FRC（First Robertics Competition）與臺(tái)灣的 IRHOCS （International Robot Hands on Competition & Symposium），NI大多會(huì)以是贊助形式或是自有的軟硬體方案來(lái)協(xié)助參賽隊(duì)伍。

機(jī)器人教育的未來(lái)挑戰(zhàn)

面對(duì)機(jī)器人教育未來(lái)發(fā)展所產(chǎn)生的挑戰(zhàn)，連宏城指出，從開放硬體衍生出的機(jī)器手臂教學(xué)的相關(guān)教材在臺(tái)灣還是相當(dāng)?shù)厝狈Γ蛟陟堕_放硬體的資源過(guò)多，老師們縱使想要付出時(shí)間教學(xué)，也必須花不少的時(shí)間熟悉，但老師們光是在教學(xué)、行政與品格教育等，就要付出龐大的心力與時(shí)間，所以若有教案與教材可以協(xié)助老師們快速上手，那麼在推廣機(jī)器人教育就會(huì)相對(duì)順利許多。

連宏城坦言，即使到了現(xiàn)在，在教材的編寫上，還是會(huì)參考許多老師們的建議，他舉例談到，他當(dāng)初在程式語(yǔ)言上，僅提供了兩種程式語(yǔ)言供學(xué)生練習(xí)，後來(lái)又新增了兩種，就是因?yàn)橛欣蠋熖岢鼋ㄗh的關(guān)係。即便他本人過(guò)去從未有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但也因?yàn)橛性S多學(xué)校老師們提出問題，連宏城便有了服務(wù)機(jī)會(huì)，這也讓他本人與這些老師們建立了相當(dāng)深厚的關(guān)係。他呼籲臺(tái)灣的Maker圈，大家一起共同打造進(jìn)入門檻更低的機(jī)器人套件，讓國(guó)中小學(xué)生可以享受動(dòng)手實(shí)作並享受Maker精神。連宏城目前已經(jīng)找了四位志同道合的朋友，打算打造雙足機(jī)器人的套件，以5000元臺(tái)幣為目標(biāo)，就是希望能降低成本上的進(jìn)入門檻。

鄭瑞瑩則是直言，即便在WRO臺(tái)灣區(qū)比賽獲勝代表臺(tái)灣到國(guó)外參賽，但旅費(fèi)還是得由參賽隊(duì)伍自籌，一般來(lái)說(shuō)還是由該校協(xié)助籌措資金，或是透過(guò)企業(yè)贊助的幫忙，另外一種作法，則是帶隊(duì)老師也會(huì)協(xié)助學(xué)生，盡可能以機(jī)器人表演或是義賣方式，來(lái)賺取旅費(fèi)。

圖5 : 社團(tuán)法人臺(tái)灣玉山機(jī)器人協(xié)會(huì)祕(mì)書長(zhǎng)鄭瑞瑩（攝影：姚嘉洋）

結(jié)論

總體來(lái)看，臺(tái)灣機(jī)器人教育的發(fā)展雖然十分蓬勃，但在某些環(huán)結(jié)上仍然還是面臨了教材編寫不易、國(guó)際賽經(jīng)費(fèi)不足與開放硬體進(jìn)入門檻偏高的問題，但長(zhǎng)期來(lái)看，這些問題還是可以慢慢地獲得解決或是改善。由此可見，手作精神在臺(tái)灣教育領(lǐng)域還是有不低的認(rèn)同度，未來(lái)臺(tái)灣機(jī)器人教育將會(huì)如何發(fā)展，值得期待。

刊頭圖片（Source：臺(tái)灣玉山機(jī)器人協(xié)會(huì)）