2025年12月19日 星期五

Forward Education：以目標為導向的 STEAM 教育

網站： https://forwardedu.com/
以下文章是透過Notebooklm整理出來的：

此資源來自「Forward Education - Purpose-driven STEAM Education」網站，著重於推動以目標為導向的 STEAM 教育，目標是培養學生成為富有創造力的問題解決者。該網站提供全面的教育解決方案，包括程式設計與機器人套件（如氣候行動套件和智慧水培套件）、創客空間工具（例如 3D 列印機和雷射切割機），以及人工智慧的實作學習。內容亦涵蓋針對不同學習環境的課程，包括課堂、擴展學習和職業技術教育（CTE）實驗室，並提供教育者專業發展課程和豐富的教學資源，例如學習平台上的課程庫和教程。網站設計考量到全球受眾，提供多國貨幣和地區選項，顯示其產品和服務具有廣泛的國際影響力。


氣候行動教學連結：

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2025年12月12日 星期五

會跳舞機器人奧托雙足(Otto Biped)

前一篇：OTTO 忍者機器人
奧托雙足：Otto DIY build your own robot

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<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-TW">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Otto Web BLE Controller</title>
<style>
body { font-family: Arial, sans-serif; text-align:center; background:#f9f9f9; }
button{
    width:140px; height:60px; margin:10px; font-size:16px;
    border:none; border-radius:10px; background:#4CAF50; color:white;
}
button.red{ background:#d9534f; }
button.blue{ background:#0275d8;}
.container{ margin-top:30px; }
</style>
</head>
<body>

<h2>OTTO BLE 遙控器</h2>
<button id="connectBle">連線 / Connect</button>
<button id="disconnectBle" disabled>中斷連線 / Disconnect</button>
<p id="status">尚未連線</p>

<div class="container">
    <button onclick="sendMove('forward')">⬆ 前進 / Forward (forward)</button><br>
    <button onclick="sendMove('left')">⬅ 左轉 / Left (left)</button>
    <button onclick="sendMove('stop')" class="red">⏹ 停止 / Stop (stop)</button>
    <button onclick="sendMove('right')">➡ 右轉 / Right (right)</button><br>
    <button onclick="sendMove('backward')">⬇ 後退 / Backward (backward)</button>
</div>

<h3>表情與動作 / Emotions & Gestures</h3>
<!-- 第一列 -->
<button onclick="sendGesture('happy')">開心 / Happy (happy)</button>
<button onclick="sendGesture('superhappy')">超開心 / Super Happy (superhappy)</button>
<button onclick="sendGesture('sad')">難過 / Sad (sad)</button>
<button onclick="sendGesture('sleeping')">睡覺 / Sleeping (sleeping)</button><br>
<!-- 第二列 -->
<button onclick="sendGesture('confused')">困惑 / Confused (confused)</button>
<button onclick="sendGesture('fretful')">煩躁 / Fretful (fretful)</button>
<button onclick="sendGesture('love')">愛心 / Love (love)</button>
<button onclick="sendGesture('angry')">生氣 / Angry (angry)</button><br>
<!-- 第三列 -->
<button onclick="sendGesture('magic')">魔法 / Magic (magic)</button>
<button onclick="sendGesture('wave')">揮手 / Wave (wave)</button>
<button onclick="sendGesture('victory')">勝利 / Victory (victory)</button>
<button onclick="sendGesture('fail')">失敗 / Fail (fail)</button><br>
<!-- 第四列 -->
<button onclick="sendGesture('fart')">放屁 / Fart (fart)</button>
<br/>
<img src="2_01.png">
<script>
let device, server, uartService, tx;

// 速度索引 0~5，先固定 2，如果要加 slider 再改這裡
let speedIndex = 2;

const connectBtn    = document.getElementById("connectBle");
const disconnectBtn = document.getElementById("disconnectBle");
const statusEl      = document.getElementById("status");

connectBtn.onclick = async () => {
    try{
        device = await navigator.bluetooth.requestDevice({
            filters:[
                { namePrefix: "Otto" },
                { services: ["0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb"] }
            ]
        });

        device.addEventListener("gattserverdisconnected", onDisconnected);

        server = await device.gatt.connect();
        uartService = await server.getPrimaryService("0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
        tx = await uartService.getCharacteristic("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb");

        statusEl.innerHTML = "已連線: " + device.name;
        connectBtn.disabled = true;
        disconnectBtn.disabled = false;
    }catch(e){
        alert("連線失敗: " + e);
    }
};

disconnectBtn.onclick = () => {
    disconnect();
};

function disconnect(){
    if (device && device.gatt && device.gatt.connected){
        device.gatt.disconnect();
    } else {
        onDisconnected();
    }
}

function onDisconnected(){
    tx = null;
    uartService = null;
    server = null;
    statusEl.innerHTML = "尚未連線";
    connectBtn.disabled = false;
    disconnectBtn.disabled = true;
    console.log("藍牙已斷線");
}

function sendRaw(str){
    if(!tx) { 
        alert("請先連線 BLE"); 
        return; 
    }
    const data = new TextEncoder().encode(str);
    tx.writeValue(data);
    console.log(">>> Sent:", JSON.stringify(str));
}

// 移動 / 模式：指令 + 速度數字 + 換行
function sendMove(cmd){
    const line = cmd + String(speedIndex) + "\n";
    sendRaw(line);
}

// 表情：指令 + "0" + 換行，讓 Arduino 那邊 n 會被設成 0（合法索引）
function sendGesture(cmd){
    const line = cmd + "0\n";
    sendRaw(line);
}
</script>

</body>
</html>

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/*  
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*    ______________      ____                                _____    _  _     _
*   |   __     __  |    / __ \ _________ _________   ____   |  __ \  | | \\   //  
*   |  |__|   |__| |   | |  | |___   ___ ___   ___  / __ \  | |  | | | |  \\ //  
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*
*    This Sketch was created to control Otto Starter with the Offical Web Bluetooth Controller for Otto DIY Robots.
*    For any question about this script you can contact us at education@ottodiy.com
*    By: Iván R. Artiles
*/

#include <Otto.h>
#include <EEPROM.h>

#define LEFTLEG 2
#define RIGHTLEG 3
#define LEFTFOOT 4
#define RIGHTFOOT 5
#define TRIG 8
#define ECHO 9
#define BLE_TX 11
#define BLE_RX 12
#define BUZZER 13


#if defined(ARDUINO_ARCH_ESP32)
  #include "BluetoothSerial.h"
  String device_name = "Otto BT Esp32 A21";
  BluetoothSerial bluetooth;
#else
  #include <SoftwareSerial.h>
  String device_name = "NFU-OSSR-A21";
  SoftwareSerial bluetooth(BLE_TX, BLE_RX);
#endif

int move_speed[] = {3000, 2000, 1000, 750, 500, 250};
int n = 2;
int ultrasound_threeshold = 15;
String command = "";

int v;
int ch;
int i;
int positions[] = {90, 90, 90, 90};
int8_t trims[4] = {0,0,0,0};
unsigned long sync_time = 0;

bool calibration = false;

int isavailable = 1;
  
Otto Ottobot;

long ultrasound_distance() {
   long duration, distance;
   digitalWrite(TRIG,LOW);
   delayMicroseconds(2);
   digitalWrite(TRIG, HIGH);
   delayMicroseconds(10);
   digitalWrite(TRIG, LOW);
   duration = pulseIn(ECHO, HIGH);
   distance = duration/58;
   return distance;
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Ottobot.init(LEFTLEG, RIGHTLEG, LEFTFOOT, RIGHTFOOT, true, BUZZER);
  pinMode(TRIG, OUTPUT); 
  pinMode(ECHO, INPUT);

#if defined(ARDUINO_ARCH_ESP32)
  Serial.print("ESP32");
  bluetooth.begin(device_name);
  //bluetooth.deleteAllBondedDevices(); // Uncomment this to delete paired devices; Must be called after begin
#else
  Serial.print("No ESP32");
  Serial.print(device_name);
  bluetooth.begin(9600);
  bluetooth.print("AT+NAME" + device_name+ "\r\n");
#endif
  
  Ottobot.home();
  v = 0;
}

void loop() {
  checkBluetooth();//if something is coming at us
    if (Serial.available() > 0) {
    command = Serial.readStringUntil('\n');
    command.trim(); // 去掉換行與空白
    Serial.print("Received: ");
    Serial.println(command);
  }
  if (command == "forward") {
    Forward();
  }
  else if (command == "backward") {
    Backward();
  }
  else if (command == "right") {
    Right();
  }
  else if (command == "left") {
    Left();
  }
  else if (command == "avoidance") {
    Avoidance();
  }
  else if (command == "force") {
    UseForce();
  }
}
void checkBluetooth() {
  char charBuffer[20]; // 最多讀 19 字元 + 結尾 0
  
  if (bluetooth.available() > 0) {
    isavailable = 1;

    int numberOfBytesReceived = bluetooth.readBytesUntil('\n', charBuffer, 19);
    if (numberOfBytesReceived <= 0) return;

    charBuffer[numberOfBytesReceived] = '\0'; // C 字串結尾
    Serial.print("Received by BLE: ");
    Serial.println(charBuffer);

    // 最後一個字元當作速度 index（0~9），避免不是數字時出錯可稍微檢查
    char last = charBuffer[numberOfBytesReceived - 1];
    if (last >= '0' && last <= '9') {
      n = last - '0';
      if (n < 0) n = 0;
      if (n > 5) n = 5;  // 限制在 0~5
    }

    // 前面幾個字元當作指令名稱
    if (strstr(charBuffer, "forward") == &charBuffer[0]) {
      command = "forward";
    }   
    else if (strstr(charBuffer, "backward") == &charBuffer[0]) {
      command = "backward";
    }
    else if (strstr(charBuffer, "right") == &charBuffer[0]) {
      command = "right";
    }
    else if (strstr(charBuffer, "left") == &charBuffer[0]) {
      command = "left";
    }
    else if (strstr(charBuffer, "stop") == &charBuffer[0]) {
      command = "stop";
      Stop();
    }
    else if (strstr(charBuffer, "ultrasound") == &charBuffer[0]) {
      Stop();
      bluetooth.print(ultrasound_distance());
    }
    else if (strstr(charBuffer, "avoidance") == &charBuffer[0]) {
      command = "avoidance";
    }
    else if (strstr(charBuffer, "force") == &charBuffer[0]) {
      command = "force";
    }

    // ===== 表情 / 手勢指令區 =====
    else if (strstr(charBuffer, "happy") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoHappy);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "superhappy") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoSuperHappy);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "sad") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoSad);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "sleeping") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoSleeping);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "confused") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoConfused);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "fretful") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoFretful);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "love") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoLove);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "angry") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoAngry);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "magic") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoMagic);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "wave") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoWave);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "victory") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoVictory);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "fail") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoFail);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "fart") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.playGesture(OttoFart);
    }

    // 校正與測試
    else if (strstr(charBuffer, "C") == &charBuffer[0]) {
      if (calibration == false) {
        Ottobot._moveServos(10, positions);
        calibration = true;
        delay(50);
      } 
      command = "calibration";
      Calibration(String(charBuffer));
    }
    else if (strstr(charBuffer, "walk_test") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      Ottobot.walk(3, 1000, FORWARD);
    }
    else if (strstr(charBuffer, "save_calibration") == &charBuffer[0]) {
      command = "";
      readChar('s');
    }
  }
  else {
    if (isavailable == 1) {
      Serial.println("No Bluetooth is available.");
      isavailable = 0;
    }
  }
}

void Forward() {
  Ottobot.walk(1, move_speed[n], FORWARD);
}

void Backward() {
  Ottobot.walk(1, move_speed[n], BACKWARD);
}

void Right() {
  Ottobot.walk(1, move_speed[n], RIGHT);
}

void Left() {
  Ottobot.walk(1, move_speed[n], LEFT);
}

void Stop() {
  Ottobot.home();
}

void Avoidance() {
  if (ultrasound_distance() <= ultrasound_threeshold) {
    Ottobot.playGesture(OttoConfused);
    for (int count=0 ; count<2 ; count++) {
      Ottobot.walk(1,move_speed[n],-1); // BACKWARD
    }
    for (int count=0 ; count<4 ; count++) {
      Ottobot.turn(1,move_speed[n],1); // LEFT
    }
  }
  Ottobot.walk(1,move_speed[n],1); // FORWARD
}

void UseForce() {
  if (ultrasound_distance() <= ultrasound_threeshold) {
      Ottobot.walk(1,move_speed[n],-1); // BACKWARD
    }
    if ((ultrasound_distance() > 10) && ( ultrasound_distance() < 15)) {
      Ottobot.home();
    }
    if ((ultrasound_distance() > 15) && ( ultrasound_distance() < 30)) {
      Ottobot.walk(1,move_speed[n],1); // FORWARD
    }
    if (ultrasound_distance() > 30) {
      Ottobot.home();
    }  
}

void Settings(String ts_ultrasound) {
  ultrasound_threeshold = ts_ultrasound.toInt();
}

void Calibration(String c) {
  if (sync_time < millis()) {
      sync_time = millis() + 50;
      for (int k = 1; k < c.length(); k++) {
        readChar((c[k]));
      }
  } 
}

void readChar(char ch) {
  switch (ch) {
  case '0'...'9':
    v = (v * 10 + ch) - 48;
    break;
   case 'a':
    trims[0] = v-90;
    setTrims();
    v = 0;
    break;
   case 'b':
    trims[1] = v-90;
    setTrims();
    v = 0;
    break;
   case 'c':
    trims[2] = v-90;
    setTrims();
    v = 0;
    break;
   case 'd':
    trims[3] = v-90;
    setTrims();
    v = 0;
    break;
   case 's':
    for (i=0 ; i<=3 ; i=i+1) {
      EEPROM.write(i,trims[i]);
    }
    delay(500);
    Ottobot.sing(S_superHappy);
    Ottobot.crusaito(1, 1000, 25, -1);
    Ottobot.crusaito(1, 1000, 25, 1);
    Ottobot.sing(S_happy_short);
    break;
  }
}

void setTrims() {
  Ottobot.setTrims(trims[0],trims[1],trims[2],trims[3]);
  Ottobot._moveServos(10, positions); 
}
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2025年12月11日 星期四

OTTO 忍者機器人

 


忍者機器人：Otto Ninja Starter robot
操作介面：RemoteXY
開源程式：OttoNinja


以下文章是由Grok AI生成，提示詞：https://remotexy.com/ 設計理念和創新商模


RemoteXY 的設計理念與創新商業模式

RemoteXY 是一個專門用於微控制器（如 Arduino、ESP8266、ESP32 等）開發的遠端控制平台，允許使用者透過 Android 或 iOS 行動裝置建立圖形化使用者介面（GUI），輕鬆控制硬體裝置。它支援藍牙、Wi-Fi、以太網、USB OTG 及雲端伺服器等多種連接方式，主要針對 IoT（物聯網）、機器人及智慧家居等應用設計。以下根據官方網站、應用程式描述及相關開發資源，分析其設計理念與創新商業模式。

設計理念（Design Philosophy）

RemoteXY 的核心設計理念強調簡單化（Simplicity）、快速原型開發（Rapid Prototyping）與使用者導向的圖形化控制（Graphical User-Centric Control），旨在降低 IoT 開發門檻，讓非專業程式設計師也能輕鬆建立互動介面。其哲學可歸納為以下幾點：

  • 無程式碼圖形化介面建置（No-Code GUI Builder）：使用者透過網站編輯器（https://remotexy.com）拖拉元件（如按鈕、滑桿、圖表、聲音播放器等）來設計自訂 GUI，系統自動生成 Arduino IDE 相容的原始碼模板。這體現「民主化開發」（Democratization of Development）的理念，讓初學者或硬體工程師專注於邏輯而非介面程式碼。官方描述：「使用圖形介面編輯器，你可以製作自己的獨特 GUI 並上傳到板子上。」
  • 跨平台與多連接支援（Cross-Platform & Multi-Connectivity）：支援多種硬體板卡（如 Arduino UNO/MEGA、STM32、nRF）及通訊模組（如 HC-05 藍牙、W5100 以太網），並整合雲端伺服器實現「全球隨處控制」（Internet from Anywhere）。這反映出「無縫整合」（Seamless Integration）的原則，強調裝置的靈活性與可擴展性，避免傳統開發的複雜佈線與相容性問題。創新點包括「雲端連接測試」，允許裝置從世界任何角落透過網際網路管理。
  • 創新功能導向使用者體驗（Innovative Features for Enhanced UX）：如新增「線上圖表」（Online Graph）顯示即時變數變化、「聲音效果播放」（Sound Element）及滑桿自動居中等，這些設計源自使用者反饋，體現迭代式開發（Iterative Design）的理念。平台與 Arduino IDE、FLProg 等工具無縫整合，促進「快速測試與部署」（Rapid Testing & Deployment）。相較競爭對手如 MIT App Inventor，RemoteXY 更專注於硬體控制的即時性與低延遲。

總體而言，RemoteXY 的設計哲學受開源精神啟發（如 Arduino 社群），但更注重「行動端原生控制」（Mobile-Native Control），讓 IoT 從原型到產品化的流程更直觀，適合教育、DIY 愛好者及小型開發團隊。

創新商業模式（Innovative Business Model）

RemoteXY 採用Freemium 模式（免費增值）結合開源生態系統（Open-Source Ecosystem），這是其商業創新的核心，借鏡 Arduino 的「一切免費分享」哲學，但透過專業工具及雲端服務創造付費價值。該模式不僅降低進入障礙，還透過社群貢獻驅動成長。

  • Freemium 結構：
    • 免費版（RemoteXY: Arduino control）：基本功能免費，包括 GUI 編輯器、行動 App 下載及標準連接（如藍牙、Wi-Fi）。這吸引大量初學者與社群使用者，建立使用者基數。App 在 Google Play 上免費提供，強調「安裝 App 並遵循裝置開發者指示連接」。
    • 付費版（RemoteXY: Arduino control PRO）：進階功能需付費購買 App（如 Google Play 上售價約數美元），解鎖雲端伺服器無限連接、更多元件庫及專業支援。這形成「基本免費、進階付費」的漏斗模式，轉換率依賴免費版的黏著度。
  • 開源與社群驅動（Open-Source & Community-Driven）：平台提供完整程式庫（Library）給 Arduino IDE 使用，鼓勵開發者分享專案（如機器人控制、智慧家居範例）。這類似 Arduino 的商業模式：「團隊建立了一個基於免費分享的公司，發布所有設計檔案。」 創新在於與 Kickstarter 等眾籌平台合作（如 AirBoard 專案），將 RemoteXY PRO 作為 IoT 開發套件的一部分，透過後援者融資擴大曝光。
  • 擴展收入來源（Revenue Diversification）：除了 App 銷售，潛在包括雲端訂閱（無限裝置管理）及合作授權（如與硬體廠商整合）。目標用戶為 DIY 發燒友、教育機構及小型 IoT 企業，模式強調「可擴展性」（Scalability），隨著使用者成長而產生網絡效應（Network Effects）。

此商業模式的創新之處在於低成本獲客 + 高價值轉換：免費工具吸引全球社群，付費解鎖專業功能，預估轉換率高於純開源模式。相較傳統軟體銷售，它更像「SaaS for Hardware」，結合雲端與行動生態。

總結與建議

RemoteXY 的設計理念以「簡單即創新」為本，商業模式則透過 Freemium 實現可持續成長，完美契合 IoT 市場的快速迭代需求。若欲深入應用，建議從官方編輯器起步，建置一個簡單的 LED 控制專案。若有特定功能需求（如整合特定硬體），可參考其部落格更新。 這不僅降低了開發成本，還開啟了無限創意可能。

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