乐高机器人EV3设计指南：创造者的搭建逻辑

本书围绕乐高EV3机器人，以图文相辅的方式对机器人的结构设计、搭建技巧进行完美展示，全书分为4个部分：第1部分介绍乐高机器人EV3入门基础知识，包括基本组件以及编程指南；第2部分和第3部分分别为机械任务系列和仿生任务系列，从搭建步骤、难点解析、注意事项及设计理念等角度展示了16个极具创意的乐高机器人搭建作品，每个作品还可扫码观看演示视频；第4部分为挑战任务，分析了3个难度较大的乐高作品的搭建逻辑，以期读者能够深刻领会乐高机器人结构设计和搭建的精髓。

本书适合任何对乐高机器人EV3感兴趣的读者，无论是少年还是成年人，都可以从中获得创造的快乐。

刘大海 乐高机器人金牌教练、大海乐高机器人教育创始人、华北电力大学机器人导师、“凯叔讲故事”乐高课程导师、原北京人大附中机器人比赛顾问、原上地101中学机器人比赛顾问，从事机器人科技教育十余年，先后参加30余次国内外机器人比赛学术交流，获奖无数，带领团队拿过全国WRO世界机器人奥利匹克竞赛冠、亚、季军，FLL世界机器人工程挑战赛全国亚军，绿色城市挑战赛全国冠军等。大海老师善于辩证国内外敏感和备受关注的教育话题，言语犀利，被业内评为机器人教育届的“亚里士多德”。

前言

关于EV3

这一段话是写给第一次接触EV3的读者的，如果你早已了解并熟识它，大可以跳过这一段，如果你是第一次接触它，那么，欢迎你来到这个新世界！

EV3是乐高旗下Mindstorms系列的一份子，这个系列诞生于1986年，迄今已经经历了三个版本，EV3是最新的第三版，它的原理和普通的乐高玩具相似，凭借凹和凸之间的结合达到固定的效果，但是，EV3舍弃了较为鲜艳的涂装，融合了电动的模块，使其拥有了电机、传感器等多个部件，并开发出了整合信息、传达命令的主机，使得一个可以完全按照作者心意创造的乐高系列横空出世。

相较于其他的乐高系列，EV3就如同一张白纸，因为其本身没有任何色彩，才使得创造者们的思维所给予它的颜色更加绚丽夺目，这是一个等待我们去创造的世界。

关于本书

这是一本关于乐高EV3搭建和编程案例的书籍，在书中，你可以看到不同年龄段的创造者们用乐高EV3模仿天上翱翔而过的雄鹰，水中横行霸道的螃蟹，也可以看到小时候那些承载美好回忆的秋千、木马，甚至还可以在这个由积木和思维串联而成的世界中，品味花开的宁静美好，领略来自想象中的生物。

当然，在这本书中，你可以看到创造者们是如何发现生活中的平凡事物，又是怎样去探究它们背后的原理，你也可以看到创造者们是怎样给自己提出难题，又是怎样一步一步地解决它们，在这本书中，平常那些被我们忽略的过程和思维的轨迹，都将呈现在你的眼前。

关于创造者

这本书最不同寻常的一点，大概就是它的创造者们了，他们的平均年龄绝对令你感到惊讶—不超过十五岁，最大的也才二十出头，最小的还只是天真稚嫩的小学生，在一个听起来离写书著作尚且遥远无期的年龄，他们完成了这本书并置于你的面前。

或许他们当中有的文笔语言十分青涩，有的充满青春期鲜明的印记，远远达不到老练而富有技巧的程度，但是也正是这样的年纪，才有了书中天马行空的想象，无拘无束的做法，同时，你也可以从不同年龄的创造者身上，看到在乐高学习中同学们的成长，从小学时的跳脱机敏，但是有些丢三落四，再到中学时的逻辑缜密，多出的几分稳重，最后是大学毕业后的截然不同的成熟，文字间再没有懵懂的气息，取而代之的是专注和极强的目的性。

这本书就像一个横切面，将一个人学习乐高的不同时期铺陈开来，让你清晰地看到他的变化，也让你有了认识乐高的不同角度，每个年龄都是一块滤镜，从此，EV3在你的眼里就有了十几种不同的色彩。

关于作品

正如之前所说，这些作品都蕴含着创造者个人的思维，同时它们本身也将带给你惊奇的视觉享受，你或许会惊讶于乐高还能搭建出如此多的形态，之前那些关于机器人的刻板印象都将一扫而空。

可以说，在这一方面，EV3搭建是一种艺术，因为它是源于生活而高于生活的，它模仿生活中的事物，但同时又在模仿的基础上表现出创造者个人的想法和认识，正如同十个人描写一个场景，每个人都会有不同的关注点，有的人会移情于场景，有的人则会跳出场景思考其背后的成因，有的人则是认认真真地描写每一个细节……同样的，在EV3的搭建过程中，同样是搭建一个物品，却没有两个完全一样的作品，那是因为它们都或多或少的带有个人色彩，你亦可以说，它们是创造者写的一首诗，不过是将纸笔换做了零件和电流。

这些作品，真的像诗一样，它们描写你所熟识的，幻想你所不知的，以电机转动的声音做韵脚，以梁销相碰的声音做标点，用朴素的零件颜色留白，用奇妙的逻辑思维抹上颜色。

关于创作背景

创作这本书的想法源于2017年暑假时的APRC机器人比赛，七分得奖后的热血澎湃，三分想要表达些什么的冲动，促成了这本书。

获奖的经历大家都有过，那是抑制不住上扬的嘴角，高速跳动的心脏，和一番畅快淋漓的爽意。

但是那几分钟的时间究竟短暂，我们希望能有一些能够长久保存的，关于EV3的记忆，最终，我们选择了将情绪和认知沉淀到文字中，让更多的人分享我们的快乐和忧伤，分享我们对于EV3与众不同的

看法。

关于搭建逻辑

前言的最后一个部分，是关于这个有些拗口的

书名。

在对它做出解释前，请先允许我说一个小故事。

在2017年暑假举行的机器人比赛中，我们机构参加了机器人投篮的项目，所运用的投篮方式类似于古代的投石机，以杠杆原理达到稳定和高效，不出意外，我们斩获了小学组的冠亚季军和中学组的冠亚军。

在比赛的过程中，观察其他队伍的解决方案，我发现许多队伍都选择了橡皮筋—一种难以掌握，并且拥有很大不可预测性的零件，后来询问老师才得知是因为在组委会给出的参考方案中，就使用了橡皮筋进行弹射以达到投篮的目的。

我不清楚有多少队伍是直接不假思索地使用组委会给出的方案，又有多少队伍在经过一番冥思苦想之后却依旧毫无头绪才向现成的答案屈服，但是无一例外的，在比赛的高强度对抗下，橡皮筋的不稳定性使这些队伍都发挥平平。

可以说，当我们选用杠杆时，我们就已经领先了大半。

那么我们是如何想到使用它的呢？我想，那就是从看到组委会给出的答案后，依然询问自己有没有其他方法时开始的。

EV3的搭建是一个很需要耐力的过程，因为你总是要不停地去问自己，有没有其他更好的方案，并且不停地去尝试这些新的想法，但是这些想法在大多数情况下并不会比原来的更好，甚至有的时候更差。

这同样也是一种很幼稚的过程，因为你始终要坚信总还有一个更好的方法，即使有的时候连自己都开始怀疑，但是只有这样锲而不舍地对自己方案的怀疑，才会让你看到一个个新的问题，而和老师学习EV3的过程，不过是为你的答案找到实践的方法。

所以，这本书向你展示的只是千万个想法中的一个，它不是最好的答案，也不存在什么所谓的标准答案，甚至让这些创造者们在一个月后重新制作，他们也会给出一个完全不同的作品。

在我看来，如果EV3有什么简单易懂的逻辑，那就是不断地发现问题，然后解决，仅此而已。

它是问题本身，也是解决的办法。

那么，前言到此结束了，接下来，就请你翻开下一页，去领略这片世界的无穷魅力吧。

李华晴