歷經歲月的復古計算機：我們的樂高機器人由一臺蘋果IIe計算機和一個由樂高制成的外部接口控制（左上圖）。然而我們不得不自制了一張替代適配插件（左圖）。我們的Capsela機器人（右圖）由插入Commodore64（右上圖）的第三方硬件接口控制。

     古計算機學會（Vintage Computer Federation）是歷史上最為著名的、世界上最大的計算機系統收集者和修復者組織。除了學會自己組織的復古計算機節活動以外，會員活動還包括在全美形形色色以科技為主題的集會上進行的動手展覽。在2016年10月于紐約舉辦的世界創客大會上，復古計算機學會大西洋分會的兩名70后會員，決定展示利用60年代編程語言開發的80年代的計算機和機器人工具包。他們帶來的成果是查理（Charlie）和阿迪（Artie）。

      查理使用Capsela結構體系構建。該系統最先由日本的三菱鉛筆株式會社于1975年開始出售，隨后其他國家的玩具制造商也得到銷售許可（現在可以在易貝上買到）。Capsela的設計圍繞著具有不同功能且相互咬合的塑料球體，一個球體可能裝有馬達，另一個球體可能配有一套齒輪。

      查理使用三臺馬達：第一臺負責推動兩個輪子前進和后退，第二臺引導輪子左右轉向，第三臺負責使裝飾性推進器轉動。我們采用會降低速度卻能增加扭矩的Capsela齒輪組和渦輪來實現不同驅動軸的90度轉彎。我們還增加了一個紅外探測器。

      查理的驅動系統使用Commodore64（C64）計算機的BASIC程式語言。自1982年面世以來，全世界已賣出數百萬臺由6502版本處理器驅動的C64計算機，它或許稱得上是8位機時代最成功的家用計算機。C64計算機與查理的連接通過MultiboticsRobotic Workshop實現。Multibotics Robotic Workshop是1987年推出的Capsela套件，帶有可插入C64用戶端口的接口。該接口需要6節5號電池，有6條輸出線路外加一個紅外發射器和接收器。

      MultiboticsRobotic Workshop還包含一個機器人操作系統（ROS），這個程序可以通過附加命令對C64的標準BASIC程式進行擴展：“MOTR 2，15”意味著以速度15激活2號馬達（全速的數值為30，負數表示馬達向相反方向移動）；“JOY”表示無須再訪問內存地址來確定操縱桿狀態，簡化了預先存在的CommodoreBASIC操縱桿使用方式。這些以及其他ROS命令都旨在為孩子們簡化機器人構建程序。

      我們從Multibotics文檔描述的50個樣本項目中選出一個，作為打造查理的基礎，并在多次迭代中對其進行了修改，其中包括一個齒輪壞掉時需要采取的緊急變通方式，這在世界創客大會現場也出現了。可以通過一個簡單的BASIC程序來操作雙軸Epyx500XJ操縱桿，以實現對查理的控制：左右撥動進行控制機器轉向，前后撥動設定速度和方向，按住操縱桿的按鈕則停止所有運動。

      阿迪是一款在蘋果IIe電腦上用Logo語言編程的樂高機器人。它以1987年僅面向學校出售的工具包DactaTC Logo為基礎。樂高提供了一張適配蘋果II的擴展卡。這張卡通過帶狀電纜連接至一個外部接口，該接口上有馬達等部件的控制端口。（樂高還推出了適用于IBM個人電腦的擴展卡，但我們沒有采用，因為端口存在無法正確響應的問題。我們認為這是計時引起的問題，因為我們的測試臺是一臺運行速度為20兆赫的康柏便攜式386一體機，而針對IBM個人電腦的擴展卡運行速度是20世紀80年代初常用的4.7兆赫。）

      遺憾的是，雖然我們有外部接口，我們的工具包卻遺失了接口卡。幸運的是，我們得到了一份原理圖副本，我們的同事喬納森?查普曼（JonathanChapman）用自制的蘋果樣機插件做了一個復制品。

      外部接口是一個自帶電源的盒子，上面有0～7號8個端口。其中0～5號接口用于控制馬達和照明。每個端口都只能使馬達向一個方向轉動，但由0和1號組成的端口A、由2和3號組成的端口B以及由4和5號組成的端口C能分別使馬達進行雙向轉動。6和7號端口被用于讀取紅外和接觸傳感器。此外還有一個端口（無編號標記）負責為阿迪的前燈和尾燈提供不間斷電源。

      Dacta TCLogo工具箱配有一個自定義版本的Logo語言，一些常用指令可以移動屏幕上的“海龜”圖案，例如FD（前進）、RT（右轉）、LT（左轉）、PD（落筆）和PU（抬筆），還有一些指令可以通過控制外部接口來控制實體部分。比如，“IFBUT-TON? 0 [TTO‘B’ONFOR 20]”命令行意味著，當按下0號手動遙控桿的按鈕時， B端口的馬達會啟動20毫秒。

      與Multibotics一樣，樂高DactaTC工具包提供了大量樣本項目來教授工程概念。同查理一樣，我們先從一個樣本項目開始，對其進行高度自定義以便同時響應兩根手動遙控桿，一根用于控制轉向，另一根使機器人前進和后退。

      查理和阿迪在世界創客大會上大放異彩。為能有穩固平坦的地面，我們原先申請了一個室內展位，但分給我們的卻是一個鋪設在停車場上的室外展位。這對兩個工具包里小馬達的連貫一致操作來說是個挑戰，因此我們臨時做了變更，將一張大紙板鋪在地上作為演示平面。

      面對數千名好奇的成年人和孩子——以及一些碰撞，這兩臺機器人沒有辜負我們的期望。兩臺計算機在整個周末運行完美。我們告訴每一位愿意傾聽的孩子和大人，計算機化機器人玩具并不是當代的新發明。許多參觀者對20世紀80年代的計算機和Capsela/樂高玩具都非常著迷，更別提把它們結合起來做成可編程機器人了。許多人主動提出向我們捐贈Capsela零部件，更有許多人說他們都想不起來樂高“頭腦風暴”工具包里有這些部件了，我們解釋說，這些部件比“頭腦風暴”早了整整10年。一些參觀者對我們的解釋感到震驚，而他們的反應使我們為復古系統付出的努力變得更有價值。

作者：Jeffrey Brace，Evan Koblentz