导读

制作机器人是一项非常有意义的活动，其中涉及机械、电子、计算机软硬件等多个不同的学科领域。目前，市面上常见的制作机器人的器材基本以拼装类或搭建类为主，把加工好的现成零部件直接拼装或者搭建起来就能完成机器人的制作。这其中常见的主要有两类，一类是套件拼装类机器人，另一类是积木搭建类机器人。

套件拼装类机器人，是由厂商提供设计好的某一特定造型和功能的机器人的整套零部件，爱好者根据图纸就能把整个机器人组装起来。这就和拼装模型类似，只不过拼装对象由车、船换成了机器人。

积木搭建类机器人，是由厂商提供各种不同的通用机器人零部件，爱好者可以按照自己的创意搭建出各种不同造型和功能的机器人。

从制作的角度来说，积木搭建类机器人的优点非常明显，一方面可以降低制作机器人的难度，另一方面也有利于个人的创造发挥。

不过，由于积木搭建类机器人的零部件都是要重复使用的，为了制作新的机器人，要么只能把原来辛苦组装好的机器人拆掉，要么只能忍痛再花钱买新的零部件。无法保留当时的作品，对很多机器人爱好者和学习者总是一种遗憾。

在本课程中，我们引入一种称为BEAM的机器人，介绍如何用PVC线槽来制作BEAM机器人。那么，到底什么是BEAM机器人呢？

在国外机器人网站，我们经常可以看到“BEAM Robotic”这样一个名词，翻译过来就是BEAM机器人。所谓BEAM机器人，主要是指由最简单电路驱动的，模仿自然界某种生物的某一项基本行为的机器人。大多数BEAM机器人都比较简单，使用尽可能精简的电路，制作成本较低，一个普通的制作者能在几个小时内就完成一个新机器人的制作，因此BEAM机器人很适合作为一种学习电子知识和机器人技术的入门项目。

BEAM取自“Biology、Electronics、Aesthetics、Machines”（生物学、电子学、美学、机械学）这几个英文单词的首字母，言下之意是指BEAM机器人需同时包含生物、电子、美学、机械等多个元素，也可以理解为用电子和机械的技术手段，同时兼顾艺术美学的效果，来模仿生物的特定行为。

BEAM机器人的概念最初是由著名的机器人专家马克·特尔顿（Mark Tilden）博士提出的，马克博士曾为美国宇航局（NASA）工作，后来加入著名的WowWee玩具制造公司，并设计了曾经享誉全球的人形玩具机器人——罗本史宾（Robosapien）。BEAM机器人最基本的想法来自于构建像生物一样具有简单条件反射机能的机器，区别于实验室里追求的高、精、尖的人工智能的机器人技术，马克博士主张从最基本的模仿自然生物某一功能的简单机器人做起，类似自然界生物进化一样，从简单到复杂，逐步实现机器人的“进化”。

国内外很多机器人爱好者制作的BEAM机器人一般都没有专门的外壳，其肢体和骨架大都是利用电子元器件的引脚以及金属线互相焊接在一起，直接搭建起来的，有着强烈的机械金属感。不过，这种制作方式对动手能力的要求还是比较高的，除了要确保电路的正确连接之外，还要兼顾外形框架的构造，这对于初学者有着较大难度。另外，这种制作方式虽然在具体制作上非常灵活，不拘泥于形式，可以任意发挥，但要作为教程，却不利于形成固定可以遵循的标准化流程。为此，用PVC材料来制作BEAM机器人在设计上倡导一定的规范：机械结构和电子电路相对独立，机械部件和外形结构基本都用PVC材料来制作，控制电路则主要借助标准的电路板来焊接，并尽可能放置在PVC材料制成的外壳之下，同时强调鲜明、有趣的造型效果，不仅适合青少年遵循一定的方法完成制作，更可以引导他们发挥想象力并施展创意。