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为什么选择乐高？

乐高已成为一种流行的机器人资源，主要作为教育工具，但也作为快速简便原型制作的构建材料。乐高专门为易用性而设计，具有卡扣式零件和预置孔。这使得它们非常适合在需要重新配置的项目中使用。使用一组基本零件，可以轻松创建、测试、修改、拆卸和重新创建许多不同的机器人机器和机制，而不会损坏构建材料。这些零件也经过标准化，因此设计可以轻松记录和重建。由于乐高的普及，还有大量第三方资源可用 - 硬件、软件、教学材料和挑战。

历史

乐高 Mindstorms 机器人套件的起源可以追溯到西摩尔·佩珀特的书籍《思维风暴：儿童、计算机和强有力的想法》，佩珀特在书中提出，与其使用计算机为儿童提供练习 - “计算机编程儿童”，不如反过来，让儿童掌控 - “儿童编程计算机”。佩珀特认为，通过这种方式，儿童将在回应可识别的个人目的时，在构建自己的知识方面发挥更积极的作用，而不仅仅是听取解释。在共同创办麻省理工学院人工智能实验室后，佩珀特开发了编程语言“Logo” 作为一种工具，使儿童能够使用简单的指令来控制机器人的“乌龟”。

在 1980 年代中期，在麻省理工学院媒体实验室工作期间，米切尔·雷斯尼克和史蒂夫·奥科创建了一个控制盒，将 Logo 与乐高 Technic 元素以及电机灯和传感器连接。这款设置被命名为“LEGO TC Logo”，成为一种流行的教育工具，标志着乐高与麻省理工学院 Logo 研究人员之间合作的开始。第二版于 1993 年发布，名为“Control Lab”

在 1990 年代中期，麻省理工学院媒体实验室研究员弗雷德·马丁开发了麻省理工学院可编程积木。这款积木使用基于 Logo 的软件进行编程，但无需通过电线连接到计算机，因此能够更灵活地移动。这种设计是乐高 RCX 积木的基础，乐高 RCX 积木于 1998 年发布。乐高 RCX 是乐高 Mindstorms 产品中的第一款，以佩珀特书籍命名。Mindstorms 机器人套件很快成为一种非常流行的教育资源，被用于世界各地的机器人课程和竞赛。

2006 年，NXT 成为 RCX 的继任者。NXT 拥有额外的传感器端口和蓝牙通信，基本套件还增加了超声波传感器以及所有电机上的内置旋转传感器。

标准组件

RCX 套件配有以下标准组件以及各种构建零件

• 2 个电机
• 1 个光传感器
• 2 个灯
• 内置红外线通信

以下乐高配件可用于 RCX

• 旋转传感器
• 温度传感器
• 声音传感器

NXT 套件配有以下标准组件以及各种构建零件

• 3 个伺服电机（带内置旋转传感器）
• 1 个光传感器
• 1 个触碰传感器
• 1 个超声波传感器
• 1 个声音传感器
• 内置蓝牙通信

NXT 套件还配有适配器，允许使用 NXT 使用任何 RCX 组件。

编程选项

有许多选项可用于编程 Mindstorms 积木。标准 NXT 套件可以与 NXT-G 或 Robolab 编程软件一起购买。两者都是基于 LabVIEW 的可视化编程语言 - Robolab 允许更高级的编程，而 NXT-G 更适合初学者。还有许多其他编程语言可用。

NXT-G

NXT-G（Windows、Mac）

• 优点
  • 易于快速创建简单的程序
  • 编程流程一目了然
  • 包含在标准套件中
• 缺点
  • 功能 somewhat limited
  • 仅限整数 - 不支持浮点数
  • 每个基本数学运算（加法、减法、乘法、除法）都需要一个单独的模块
  • 执行速度相对较慢
  • 内存使用率高。

Robolab

Robolab（Windows、Mac）

• 优点
  • 使用起来相当简单
  • 可以进行相当高级的编程
  • 与 LabVIEW 环境非常相似
  • 包含在标准教育套件中
• 缺点
  • 模块连接可能会让人困惑
  • 没有很好的方法来创建模块集函数以供重复使用

RobotC

RobotC(Windows)

• 优点
  • 快速执行
  • 高级编程
• 缺点
  • 基于文本的语言对于初学者来说更难
  • 必须单独从套件中购买。

LabVIEW 工具包

LabVIEW 工具包（Windows、Mac）

• 优点
  • 免费（有限制）
  • 可以创建模块以供 NXT-G 编程使用
  • 高级数据分析
  • 常见的行业编程环境
• 缺点
  • 对于初学者来说 somewhat harder
  • 高级编程比基于文本的语言 more limited

BricxCC

BricxCC（Windows）

• 支持多种编程语言的免费 Windows IDE
  • NQC（用于 RCX 的基于 C 的语言）
  • NXC/NBC（用于 NXT 的基于 C 的语言和汇编代码）
  • C/C++
  • Pascal
  • pbForth
  • leJOS（Java）

第三方配件

HiTechnic

HiTechnic 配件包装在标准乐高 NXT 传感器外壳中，可以通过乐高购买

• 3 轴加速度计
• 陀螺仪传感器
• 颜色传感器
• 指南针传感器
• RFID 传感器
• IRLink 传感器
• IRSeeker 传感器
• 光电接近传感器
• 触碰传感器多路复用器
• 原型板

Vernier

任何Vernier传感器都可以通过适配器线缆连接到乐高Mindstorms。

• 25 克加速度计
• 气压计
• 充电传感器
• 比色计
• 电导率探头
• 电流探头
• 差分电压探头
• 溶解氧探头
• 双量程力传感器探头
• 电极放大器
• 超长温度探头
• 流量传感器
• 力板
• 气压传感器
• 手持测力计
• 仪表放大器
• 光传感器
• 低加速度计
• 磁场传感器
• 氧气传感器
• 氧化还原电位传感器
• pH传感器
• 相对湿度传感器
• 盐度传感器
• 土壤水分传感器
• 声级计
• 不锈钢温度探头
• 表面温度传感器
• 热电偶
• 浊度传感器
• UVA传感器
• UVB传感器

Mind Sensors

Mind Sensors 提供以下附件

• 索尼PS2控制器接口
• 视觉子系统
• 8通道伺服控制器
• 多灵敏度加速度传感器
• 双红外障碍物探测器
• 高/低量程红外距离传感器
• 实时时钟
• 气动压力传感器
• 磁罗盘
• RCX电机多路复用器
• RCX传感器多路复用器

嗨

乐高机器人活动、挑战和成就

第一乐高联盟[1] 为中学生举办区域比赛。每年都会创建一个新的比赛场地，其中包含机器人要在设定时间内完成的主题任务。学生还被要求研究与所选主题相关的现实世界问题。

机器人世界杯青少年组[2] 是一项机器人足球比赛。乐高Mindstorms最初是大多数队伍使用的主要搭建套件。队伍的使用范围不限于乐高，因此更高级的队伍也会使用更先进的技术。

Botball[3] 比赛使用乐高积木作为搭建材料，但使用更高级的控制器和传感器。乐高RCX在比赛的早期阶段是主要的控制器。

为了纪念乐高Mindstorms诞生十周年，高空乐高盛会 发送了9个由NXT控制的实验，高度超过99,500英尺。其中一个NXT被释放，使其成为有记录以来最长的NXT自由落体，持续了80秒，然后才释放降落伞。