二哈2“标签编程师”：给孩子一台无屏幕编程机器人

【项目背景】
让编程看得见、摸得着

      在数字时代，编程已成为一种基础素养。然而，让孩子过早面对闪烁的屏幕和抽象的代码，不仅影响视力，更可能扼杀兴趣。我们想创造一种截然不同的启蒙方式——用双手“搭积木”的方式学习编程逻辑。

      “标签编程师”四足蜘蛛机器人就此诞生。它是一套完全脱离屏幕的实体编程系统，孩子们通过排列真实的激光切割标签来指挥机器人行动，在物理世界中直观地理解“序列”、“循环”和“条件”等核心编程概念。

【系统设计】

      1.为孩子的双手和好奇心而造1. 交互设计：像玩桌游一样编程

• 实体指令卡：10个激光切割的木质/亚克力标签，每个代表一个清晰的动作或数字
• 编程板：将标签按序排列在识别区，构成“程序流程图”
• 声音反馈：二哈传感器用不同音效确认识别成功，给予即时正向反馈
  
  

      2. 安全设计：把危险隔离开

• 无线分离控制：孩子操作的识别端与运动的机器人完全无线分离
• 圆角结构：所有亚克力件经过打磨，无锐利边角
• 慢速运动：机器人动作经过调校，平稳且速度适中
  
  

      3. 认知设计：符合孩子思维习惯

• 简易指令集：：只用“前进”、“左转”、“右转”、“招手”四个动作标签，加入“1次”、“3次”、“5次”等循环概念
  
  

【标签制作】
      使用激光切割制作标签，标签为5*5cm。

【材料清单】

机器人主体：
- 亚克力板（3mm）
- 12个舵机（MG90S）
- Arduino Nano及扩展板
- 锂电池
- APC220无线模块

编程终端：
- Arduino Uno
- 二哈2视觉传感器
- 激光切割标签套件
复制代码

【四足机器人】
      遥控功能测试

【二哈2编程机】

【技术实现】
      复杂技术，简单呈现

# 这不是孩子要看的代码，而是系统背后工作的原理
当 孩子放上“5次”标签时：
    系统记录 → “c5”
当 接着放上“前进”标签时：
    系统组合 → “c5,2”
当 放上“结束”标签时：
    无线发送 → 机器人开始执行5次前进动作
复制代码

【程序】

      1.Arduino UNO主控——连接二哈2视觉传感器

      这段程序运行在连接二哈2视觉传感器的Arduino UNO上，它首先初始化传感器为标签识别模式并建立两个指令列表（动作指令和次数指令），然后持续检测摄像头前的标签：当识别到“开始”标签时系统进入录制状态，随后识别的动作标签（如前进、左转）会记录到指令队列并映射为数字编码，次数标签（如3次、5次）则转换为“cX”格式，每次成功识别都有声音反馈；当识别到“结束”标签时，程序将记录的指令序列组装成标准编码字符串（如“c5,2,c3,4”）并通过串口发送给APC220无线模块，完成整个“视觉编程-指令编码-无线传输”的流程，实现了无需屏幕的实体编程交互系统。

2.Arduino nano主控——四足机器人程序

       这段Arduino程序是四足蜘蛛机器人的核心控制系统，它通过无线串口接收编码指令，解析并执行相应的动作序列。程序首先初始化12个舵机到初始站立姿势，然后在主循环中持续监听串口指令；当收到以换行符结尾的编码字符串（如“c5,2,c3,4”）时，调用指令解析函数将字符串拆解为单个指令单元，识别出“cX”格式的循环次数和动作编码（2前进/3左转/4右转/5招手），并按指定次数循环执行相应动作；机器人通过精心设计的步态函数实现前进、转向等协调运动，每个动作都包含多个分解步骤以确保四足移动的稳定性，所有舵机角度和时间参数均可调节，使机器人动作既流畅又具备良好的可扩展性。
【演示视频】

【技术应该为成长服务】

      “标签编程师”不是要培养小程序员，而是要保护孩子对世界的好奇，给他们一双发现规律的眼睛，一副敢于创造的大脑，和一段不被屏幕绑架的童年。

当孩子蹲在地上，小心翼翼地调整最后一个标签的位置，然后屏住呼吸看着蜘蛛机器人完美执行他设计的“舞蹈”时——我们知道，编程的种子，已经以最健康的方式种下了。