17、机器人编程与古墓探险：从编程挑战到探寻国王墓穴

机器人编程与古墓探险：从编程挑战到探寻国王墓穴

在机器人编程领域，并行处理是一个重要的概念。并行处理指的是让机器人同时执行多个编程命令（即程序块）。例如，可以编程让机器人通过“Move Steering”块使电机 B 和 C 驱动机器人在房间里随机移动且不停歇，同时让电机 A 带动声音传感器来回转动以接收声音输入。以往的机器人编程通常一次只运行一个程序块，一个程序块完成后才开始下一个。

为了让机器人同时执行两项任务，需要创建另一个路径来放置可同时运行的编程块。在操作时，首先假设机器人已经固定好卷轴，接下来让机器人向后移动并返回隧道尽头。这可以通过为电机 B 和 C 添加“MOVE TANK”块来实现，并且将速度设置为较慢的 40，避免机器人返回过快。

要让机器人抓取卷轴，需要添加并行处理。在 EV3 编程语言中，可通过创建一个与主路径分离的新执行路径来实现。具体操作步骤如下：
1. 定位要连接的目标中型电机块，此时该块会部分可见（或“变暗”），表示尚未正确连接到任何编程路径。
2. 点击放大图中心所示的起始点，起始点被选中时会变为蓝色，然后从这里向下拖动，会看到一条新路径开始。
3. 按住鼠标拖动到目标点，在本例中是中型电机 A 块的左侧边缘。路径建立后会变为灰色，目标块也会从变暗状态变为正常状态。此时就有了两条并行执行路径，即电机 B 和 C 会与中型电机 A 同时运行。

在编程过程中，还需要进行测试和修改。当程序运行到抓取卷轴阶段时，发现了四个问题：
|问题|解决方案|
| ---- | ---- |
|电机 A 旋转 90 度不足以固定卷轴|将旋转角度改为时间控制，设置为 2 秒，或使用橡皮筋锁扣固定卷轴以节省电量|
|需要增加额外动力来抬起卷轴|将动力设置从 10 增加到 40|
|设置电机 B 和 C 返回为“ON”不起作用|将“MOTOR STEERING”块放入循环或设置足够的旋转圈数以确保返回，若总距离为 8 英尺（96 英寸），每旋转一圈移动 3.9 英寸，则约需 25 圈|
|电机 A 抬起卷轴和电机 B、C 驱动机器人返回同时进行，导致问题|添加一个 5 秒的“WAIT”块，让机器人有时间抓取并固定卷轴后再返回|

此外，还添加了一个 10 秒的“WAIT”块，让机器人在抓取操作前暂停，以便决定是否用绳子将其拉回。经过多次测试，机器人最终成功完成任务：
1. 按下启动按钮（触摸传感器）。
2. 机器人向前移动约 5 英尺靠近卷轴并停止，不触碰隧道两侧。
3. 机器人向前移动 0.975 英寸，红外传感器尝试检测卷轴，若失败则再向前移动 0.975 英寸。
4. 重复步骤 3 约 6 次，直到红外传感器被触发。
5. 电机 A 旋转，抓取爪抬起卷轴并将其固定在机器人的后壁上。
6. 几秒后，机器人开始向后移动并将卷轴带回。

在现实探险场景中，地点位于危地马拉西南部，天气条件为华氏 89 度，湿度 52%，降雨概率 25%。第 5 天上午 10 点 12 分，Evan 的叔叔戴上手套小心地展开小卷轴，Max 拍摄完卷轴上的玛雅文字后，叔叔将卷轴交给 Grace 翻译。两小时后，Evan 和叔叔、Max 在帐篷里等待 Grace 完成对卷轴内容的初步审查。

Max 利用这段时间清点拍摄墓穴挖掘和探索所用的胶卷，他已经拍摄了超过 1000 张照片，预计在团队前往佛罗里达之前还会再拍 300 多张。叔叔则在笔记本电脑上撰写向危地马拉政府提交的进一步挖掘和研究的提案，Evan 惊讶于叔叔为申请在该地点多停留一段时间所需提交的大量文件。而 Evan 则利用这段时间拆解了他的抓取机器人。

当 Grace 拿着卷轴、一叠纸张和一块大海报板进入帐篷并将它们放在桌子上时，大家的等待有了结果。Grace 表示卷轴不仅告诉了他们如何进入国王 Ixtua 的墓室，还透露了很多关于墓室本身的信息。根据卷轴内容，打开墓室需要有人坐在王座上触发压力板，然后拉动绳索，之后基座会下降，就可以进入墓室。

叔叔决定先去打开墓室看看情况。他坐在王座上，让其他人站在门外以防万一。拉动绳索后，团队听到了研磨声，看到基座开始下降，上面的大花瓶消失在一个大方形洞中。几分钟后，声音停止，大家进入墓室。

在墓室里，他们听到了流水声，Grace 解释说如果触发了之前的陷阱，墓室会被设计成洪水泛滥。手电筒的光照到了穿过房间的大水流，水流后面是一个巨大的石棺。叔叔让 Grace 查看并验证墓室与卷轴描述是否相符，让 Max 拍照，在讨论计划之前任何人不得进入。

之后，大家回到帐篷。Max 和 Grace 回来后开始吃叔叔准备的午餐。叔叔询问 Max 是否拍了足够的照片，Max 表示已经拍了很多，但等有更好的照明后还会再拍。Grace 确认墓室与卷轴描述完全相符，包括尺寸。

Grace 展示了墓室的绘图，里面有四个小雕像。第一个是 U’laka，他是国王 Ixtua 最勇敢的战士；第二个是 Raxu，是国王最聪明的朋友；第三个是 Ba’rii，是 Ixtua 最忠诚的军事领袖。每个雕像上都刻有不同的玛雅文字——勇敢、智慧和荣誉。还有一个是国王 Ixtua 的雕像。此外，墓室里还有一个挑战，如果触发了陷阱，房间会被淹没，基座周围的地板是一个大压力板。接下来，团队将面临这个最后的挑战，后续会如何发展，让我们拭目以待。

graph LR
    A[按下启动按钮] --> B[机器人向前移动约 5 英尺靠近卷轴并停止]
    B --> C[机器人每次移动 0.975 英寸，红外传感器检测卷轴]
    C -->|未检测到| C
    C -->|检测到| D[电机 A 旋转，抓取爪抬起卷轴并固定]
    D --> E[机器人向后移动并带回卷轴]

机器人编程与古墓探险：从编程挑战到探寻国王墓穴

在了解了墓室的基本情况后，团队围绕着这个充满挑战的墓室展开了进一步的讨论。

Evan 希望能再次梳理整个情况，确保自己完全理解。Grace 也十分配合，准备分阶段详细讲解。

这个墓室的挑战十分独特。从布局来看，墓室中有水流经过，且基座周围的地板是一个大压力板，一旦触发陷阱，整个墓室就会被洪水淹没。而墓室中的四个小雕像，分别代表着勇敢、智慧和荣誉，似乎暗示着要解开这个谜题，需要具备这些品质。

接下来，我们可以用表格来清晰地梳理一下墓室中的关键元素和相关信息：
|元素|描述|
| ---- | ---- |
|U’laka 雕像|国王 Ixtua 最勇敢的战士，刻有“勇敢”的玛雅文字|
|Raxu 雕像|国王最聪明的朋友，刻有“智慧”的玛雅文字|
|Ba’rii 雕像|Ixtua 最忠诚的军事领袖，刻有“荣誉”的玛雅文字|
|国王 Ixtua 雕像|代表国王本人|
|水流|在特定的坡道下流动，触发陷阱会导致墓室被淹|
|压力板|基座周围的地板是一个大压力板，触发会引发洪水|

面对这样复杂的情况，团队需要制定一个周全的计划。他们首先要考虑如何在不触发压力板的情况下接近雕像，同时还要应对可能出现的陷阱。

叔叔拍了拍 Evan 的背，提到之前提到的 Tupaxu 关于使用猴子的说法，还庆幸 Tupaxu 不知道有机器人的存在。这也让大家意识到，Evan 的机器人或许能在这个挑战中发挥重要作用。

graph LR
    A[了解墓室情况] --> B[分析关键元素]
    B --> C[制定接近雕像的计划]
    C --> D[考虑应对陷阱的方法]
    D --> E[利用机器人辅助挑战]

在制定计划的过程中，大家各抒己见。Max 认为可以先利用更好的照明设备，将墓室照亮，这样能更清楚地观察陷阱和雕像的位置。Grace 则强调要严格按照卷轴的描述来行动，确保每一步都符合要求。

而 Evan 则在思考如何让他的机器人在这个环境中发挥作用。他想到之前机器人编程时的并行处理和测试调整的经验，或许可以对机器人进行一些改进，让它能够在墓室中执行特定的任务，比如检测压力板或者移动雕像。

经过一番激烈的讨论，团队初步制定了一个计划：
1. 先改善墓室的照明条件，让 Max 拍摄更多清晰的照片，以便更准确地分析情况。
2. Evan 对机器人进行改进，使其具备在墓室中移动和执行任务的能力。
3. 大家一起研究如何在不触发压力板的情况下接近雕像，可能需要借助一些工具或者特殊的移动方式。
4. 按照卷轴的指示，尝试与雕像进行互动，解开谜题。

接下来，团队开始按照计划行动。Max 带着照明设备再次进入墓室，拍摄了更多详细的照片。Evan 则回到帐篷，对机器人进行改造。他增加了一些传感器，让机器人能够检测压力板和周围的环境变化，同时调整了机器人的动力和移动方式，使其能够在复杂的墓室地面上稳定移动。

经过几天的努力，一切准备就绪。团队再次来到墓室，开始了这场充满挑战的冒险。

他们小心翼翼地进入墓室，Evan 操控着机器人在前面探路。机器人的传感器不断反馈着周围的信息，大家根据这些信息谨慎地移动。

当接近雕像时，他们发现每个雕像似乎都有一个特定的位置和角度。Grace 仔细对照卷轴上的描述，指挥大家进行调整。

在这个过程中，他们时刻警惕着压力板的变化。每一次移动都像是在走钢丝，稍有不慎就可能触发陷阱。

终于，在大家的共同努力下，他们成功地将雕像调整到了合适的位置。就在这时，墓室中传来了一阵低沉的轰鸣声，大家的心都提到了嗓子眼。

随着轰鸣声的停止，他们惊喜地发现，墓室中的一个隐藏通道缓缓打开。原来，解开雕像的谜题就是打开这个通道的关键。

团队兴奋地进入通道，里面是一个更加神秘的空间。他们知道，这里很可能隐藏着关于国王 Ixtua 的更多秘密。

这次古墓探险的经历，不仅让大家深刻体会到了勇敢、智慧和荣誉的重要性，也让他们在面对困难时学会了团结协作、不断创新。无论是机器人编程时的挑战，还是古墓探险中的谜题，都让他们成长了许多。未来，他们还将继续探索未知，揭开更多神秘的面纱。