LEGO Mindstorms NXT Power Programming pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hansen, John C.

出品人:

页数:543

译者:

出版时间:2009-9

价格:$ 33.84

装帧:

isbn号码:9780973864977

丛书系列:

图书标签:

• LEGO Mindstorms
• NXT
• 机器人
• 编程
• 教育
• STEM
• 青少年
• 积木
• 科技
• 动手实践
• 机器人编程

《机械智慧：乐高机器人编程进阶指南》 探索驱动未来的无限可能 在飞速发展的科技时代，掌握编程能力已不再是少数人的专属技能，而是开启未来无限可能的关键钥匙。本书《机械智慧：乐高机器人编程进阶指南》将带您踏上一段激动人心的创造之旅，以乐高积木为载体，以强大的编程指令为驱动，点燃您对工程、逻辑和创新的热情。 本书专为那些已初步接触过乐高机器人，渴望进一步提升编程技巧，创造更复杂、更智能的机器人作品的爱好者设计。无论您是学生、教师，还是热爱钻研的科技发烧友，都能在这里找到激发灵感、深化理解的宝贵内容。我们将从基础概念出发，逐步深入，为您揭示如何构建能够执行精密任务、感知周围环境并做出智能响应的机器人。 核心内容概览： 高级传感器应用： 超声波传感器： 深入理解其工作原理，学习如何利用它进行精确测距，实现避障、跟随、甚至是简单的“听见”周围物体并做出反应。我们将演示如何校准传感器，处理数据噪声，并将其集成到复杂的导航算法中。 颜色传感器： 不再局限于识别基本颜色，我们将探索如何利用颜色传感器进行更精细的识别，例如识别特定图案、检测光线强度变化、甚至区分不同材质的表面。您将学会如何编写代码，让机器人能够根据识别到的颜色执行不同的动作，例如沿着彩色线条行走，或对不同颜色的障碍物做出不同反应。 声音传感器： 探索如何让您的机器人“听见”并做出回应。我们将讲解如何捕捉声音的响度和频率，并利用这些信息来触发预设的动作。例如，您可以设计一个能对拍手声做出反应的机器人，或者一个能根据环境噪音水平调整自身行为的智能装置。 触摸传感器（升级玩法）： 超越简单的触碰触发，我们将探讨如何利用触摸传感器实现更高级的功能，例如模拟按键操作、检测碰撞的力度，甚至将其作为一种简单的输入设备来控制机器人。 精妙的电机控制与协调： PID 控制简介与实践： 告别简单的开/停指令，我们将引入比例-积分-微分（PID）控制算法。您将学习PID控制的基本原理，并学会如何在乐高机器人上实现它，以实现电机速度的平稳控制、位置的精确保持，甚至复杂的关节运动。这将是构建更流畅、更精确机械臂或行走机构的关键。 多电机协同运动： 学习如何让多个电机协同工作，完成复杂的运动协调。例如，如何精确控制履带式机器人在不同速度和方向上平稳移动，或者如何协调多个伺服电机来模拟生物的行走方式。 编码器在运动反馈中的应用： 深入理解编码器（如NXT内置的编码器）的作用，学习如何利用它来精确测量电机转动角度和速度，从而实现闭环控制，确保机器人按照预设的轨迹精确运动，即使在遇到外部阻力时也能保持稳定。 构建智能决策系统： 状态机设计： 学习如何运用状态机（State Machine）的概念来组织和管理机器人的行为。我们将通过实例演示，如何将复杂的任务分解为一系列明确的状态和状态之间的转换条件，从而让机器人能够有序地执行任务，并对环境变化做出灵活的响应。 条件判断与逻辑流程： 深入掌握 if-else、switch-case 等逻辑控制语句，学习如何根据传感器读数、内部状态或用户输入来做出决策，构建具有一定“智能”的机器人行为。 循环与嵌套： 熟练运用各种循环结构（for, while）来重复执行特定动作或处理大量数据，并学习如何将它们嵌套使用，以实现更复杂的控制逻辑。 数据处理与可视化： 传感器数据采集与分析： 学习如何有效地采集、存储和初步分析来自各种传感器的数据。您将了解如何将原始数据转化为有用的信息，例如计算平均值、检测峰值，或识别趋势。 简单的绘图与数据可视化： 探讨如何将收集到的数据进行可视化展示，例如通过简单的图表来观察传感器读数随时间的变化。这将有助于您更直观地理解机器人的行为，并优化程序设计。 进阶项目实例： 自主导航机器人： 结合超声波传感器和电机控制，构建一个能够自主探索环境、避开障碍并找到目标位置的机器人。 智能拾取与分类系统： 利用颜色传感器和机械臂，设计一个能识别、拾取并根据颜色对物体进行分类的机器人。 音乐互动机器人： 尝试让机器人对声音信号做出响应，例如根据音乐的节奏做出动作，或者演奏简单的旋律。 本书的独特价值： 实操性强： 每一个概念都辅以清晰的步骤和详细的编程示例，鼓励读者亲手实践，在动手过程中掌握知识。 循序渐进： 内容由浅入深，确保即使是初学者也能逐步建立起扎实的编程基础，并逐渐挑战更复杂的课题。 思维训练： 不仅教授编程技巧，更注重培养读者的逻辑思维、问题解决能力和创新精神。 面向未来： 强调编程在STEM教育中的重要性，为读者未来的学习和职业发展奠定坚实基础。 《机械智慧：乐高机器人编程进阶指南》将是您在乐高机器人编程领域深度探索的最佳伙伴。准备好迎接挑战，用您的双手和智慧，创造出令人惊叹的机械生命吧！

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这本书，说实话，拿到手的时候我就有点犹豫。封面设计得挺亮眼，毕竟是关于NXT平台的，那些机械结构和编程的组合总是让人充满期待。我原本的设想是，这本书会深入探讨一些底层逻辑或者高级的算法实现，毕竟“Power Programming”这个标题听起来就不是那种入门级别的玩具指南。结果呢，我花了整整一个下午仔细翻阅了前几章的内容，感触颇深，但不是那种惊喜的发现。它更像是一本详尽的“操作手册升级版”，对于那些已经通过官方教程摸索出基本搭建和简单模块编程的人来说，它提供的“新知”实在有限。比如，关于传感器校准的章节，讲得非常细致，每一步都有图示，但这对于一个有经验的爱好者来说，简直是把时间浪费在了已知信息的重复确认上。我更期待看到的是如何优化代码结构，如何用更优雅的方式处理多线程任务，或者至少是关于如何设计更复杂、更鲁棒的机器人系统的架构思路。这本书的语言风格偏向于教科书式的严谨，缺乏一些实战中遇到的“坑”和“妙招”的分享，读起来就像是在看一份非常规范化的技术文档，而非一本激发创意的编程指南。总而言之，它更像是一个坚实的基础巩固工具，而不是通往“高手”之路的快捷方式。

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我尝试着用这本书里介绍的几种编程范式去重构我正在开发的一个避障程序，结果发现效果……差强人意。这本书对“面向对象”的理念在NXT-G环境下的应用探讨得非常保守，更多地停留在概念层面，而非具体的代码实现技巧上。你知道，在NXT-G这种图形化编程环境中，真正做到结构化和模块化是非常考验功力的。我期待的是一些关于如何封装自定义模块，如何通过继承（或者类比继承）来管理不同机器人的功能集的高级技巧。然而，这本书似乎更专注于确保你理解“循环”和“判断”的组合应用，这对于一个已经玩了NXT两三年的玩家来说，简直就像是有人耐心地教你如何系鞋带一样。它的结构安排似乎是为完全没有编程经验的新手设计的，每一个例子都像剥洋葱一样，一层一层地展示，直到最核心的部分。这种详尽的分解固然保证了零基础读者的跟进，但也极大地稀释了其作为“Power Programming”指导书的价值。我翻遍了关于“数据结构”的部分，失望地发现，它几乎没有提及如何高效地管理列表或数组，这在处理复杂传感器数据采集时是至关重要的。

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我花了很长时间寻找书中关于“自定义硬件接口”或者“通过蓝牙/Wi-Fi实现实时数据流控制”的内容，毕竟NXT平台的扩展潜力很大一部分在于其开放性。这本书在这方面显得异常保守和传统。它所有的例子都围绕着NXT自带的传感器和标准马达展开，对于任何需要与外部设备（比如Arduino或者树莓派进行通信）的进阶应用，几乎是只字未提。这让我觉得，这本书的定位似乎被严格限制在了“官方NXT套件+官方编程软件”的小圈子里，完全没有触及到当代创客社区中更前沿的交叉应用。例如，当涉及到数值计算和矩阵运算时，它提供的解决方案是基于NXT-G极其笨拙的变量交换机制，这在处理哪怕是简单的PID控制参数优化时都会显得力不从心。我期望看到的是如何利用NXT的硬件能力，结合更强大的外部计算平台进行协同工作，或者至少是关于如何编写更高效的自定义“模块”来弥补官方环境的不足。这本书更像是一本“官方教程的官方注解版”，安全、可靠，但完全没有探索精神。

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最让我感到挫败的是这本书在“项目案例”设计上的平庸。它提供了几个所谓的“进阶项目”，比如一个简单的循迹小车和一个机械臂的简单抓取演示。然而，这些项目本身的设计复杂度非常低，而且在实现过程中，所使用的编程技巧几乎都是前几章已经学过的基础组合，并没有引入任何新的、需要深入思考的算法或工程优化点。例如，那个循迹小车，它只是简单地在黑白线上来回修正方向，完全没有考虑到光照变化、地面材质差异带来的精度问题，也没有引入模糊逻辑或更精细的比例控制。对于一个渴望通过阅读来提升项目设计能力的读者来说，这本书提供的案例更像是“你可以做到的”，而不是“你应该学习如何做得更好”的范例。这本书的作者似乎更专注于确保每一个读者都能成功完成一个“能动”的项目，而非专注于如何设计一个“高效能”或“创新性强”的项目。总而言之，它在培养读者的工程思维和创新能力方面，提供的助力微乎其微，更像是一本验证了NXT基本功能的“操作演示集锦”。

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这本书的排版和视觉呈现给我留下了极其深刻的印象，但这种印象更多是基于其在“用户体验”上的失败。是的，插图非常多，清晰度也够高，但正是这些插图占据了大量的篇幅，使得真正的核心内容被稀释得非常厉害。每一页纸上，视觉元素和文字描述的比例严重失衡，感觉像是为了凑页数而刻意拉伸的教程。举个例子，它用整整一页的篇幅来展示如何将一个马达连接到端口A，然后紧接着用另一页来展示如何在编程块中拖动“A端口马达”的图标。这种重复性劳动在全书范围内蔓延，让人不禁怀疑，编辑的初衷到底是帮助读者学习，还是仅仅为了增加书的厚度。如果把这些纯粹的“点击哪里”的指导性图片全部移除，这本书的实际有效信息量可能缩水到原来的三分之一。更令人抓狂的是，对于一些关键的调试技巧，比如如何通过监视窗口快速定位逻辑错误，它只是轻描淡写地提了一句，没有提供任何截图或实例演示，这完全颠倒了重点——把简单的物理连接说得天花乱坠，却对复杂的软件调试避而不谈。

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