规划一次自主任务

自主与遥控

机器人干活有两种方式。遥控的时候，是人实时操控它，每一个动作都由人来决定。自主的时候，机器人跑自己的程序，靠传感器自己作决定，没有人在操控。

需求、约束和评判标准

动手之前先规划。需求是机器人「必须」做到的事：「把方块送到蓝色区域」。约束是你必须在里面施展的限制：「30 秒之内」「只能用一个传感器」「不能比一个鞋盒大」。评判标准是你判断成败的方式：「停在区域之内」以及「一次也没撞到墙」。

取舍与工程设计流程

好处几乎不可能一次全占。取舍就是放弃一点这个，去换更多的那个。跑得快的机器人可能来不及读传感器就撞上；把它放慢，就是用速度换可靠性。往往没有唯一「正确」的答案：你要挑一个最贴合自己需求和约束的取舍。

流程图：先把程序画出来，再动手写

流程图就是把你程序的步骤画成一张图。动作写在矩形里（「向前走」「停」）。判断写在菱形里，提一个是或否的问题（「前面有墙吗？」），「是」和「否」各引出一条箭头。箭头把各个方框连起来，你就能顺着看出机器人要走的路。

安全停车与负责任的机器人技术

自主机器人是自己作决定的，所以它需要一种安全停下来的办法：一段编好的行为，在任务完成或者有东西（或有人）挡路时把它停住。没有安全停车，自主机器人可能会一直往墙上或人身上撞。

现实世界里的自主机器人

自主机器人已经在干实实在在的活儿了，而且几乎都是枯燥、脏累或危险的活儿，也几乎都有人在旁边监督。看看真实的例子，有助于你规划自己的任务：每一个都在感知世界、用程序作决定、然后行动，而且都有一种安全停下来的办法。

写一份任务方案

目标：把一件小小的自主任务变成一份方案：需求、约束、成功标准，以及你不得不权衡的一处取舍。

1. 挑一件小的自主任务，比如「开到区域里停下」或者「一直找到目标为止」。把它写在「任务规划书」的最上面。
2. 填写规划书：需求（它「必须」做到什么）、约束（时间、尺寸、只有一个传感器之类的限制）和评判标准（你要怎样判断成败）。然后点明一处你不得不权衡的取舍，比如速度与可靠性。

写下发生了什么：

画出任务流程图

目标：把任务方案变成一张流程图，其中要有动作方框、至少一个判断菱形、一个查看传感器的循环，以及一次安全停车。

1. 在流程图页上，从一个「开始」方框出发，到一个「安全停车」方框结束。动作放进矩形里，每一次是或否的判断放进菱形里，并配上一条「是」箭头和一条「否」箭头。
2. 你的自主流程图必须不停地查看传感器（也就是一个循环），而且必须终结于一次安全停车：任务完成时或者有东西挡路时，机器人就停下来。

写下发生了什么：

引导式自主练习任务

目标：跑一次简短的自主任务（开到一个区域、对一个障碍物作出反应、然后安全停下），为下周的结业项目做预演。

1. 直接照着你的流程图把程序搭出来：一段行驶的顺序指令、一个不停查看传感器的循环、一个对障碍物作出反应的条件，以及机器人到达区域或碰到障碍物时的安全停车。
2. 跑一遍，对照你的成功标准看结果，并记下一处你想改进的地方；那个「改进」的步骤就是一次迭代，也正是你下周要大量去做的事。

写下发生了什么：

跑之前先预测：你的练习任务会一次就满足所有成功标准吗？哪一条标准最可能不达标？

练习任务与它的标准对照

每次都从同一个起点跑这次引导式练习任务。每跑一遍，都记下发生了什么，并对照规划书上的成功标准检查一遍。

记录：每一条成功标准是否达成，以及结业项目里该改什么

为你的任务写需求、约束还是评判标准最难？为什么？

描述你方案里的一处取舍。你放弃了什么，又换来了什么？

负责任的机器人技术：说出一件自主机器人确实帮得上大忙的活儿，以及一种应该由人继续掌控的情形。说说你的理由。