产品背景

部分具备教育属性的硬件产品会遇到这样的问题：

• 一次性的购买之后，学习者难以针对同一款硬件持久地产生兴趣；
• 部分硬件具备十分开放、创新性的用法，但学生使用硬件完成复杂课题需要的时间和精力明显和软件世界是不同的。

例如针对一款EV3小车进行40个小时以上的编程以完成某特定的机器人动作，和Minecraft花同样的时间搭出一座大房子，哪一个给学生的体验门槛更低、反馈成就感更高？ minecraft 中的大型建筑

一些重要的问题，成为了写这个内容的灵感：

• 很多教育支出都是连续性付费的，为什么硬件不能？

以Amazon、 沃尔玛为首的零售商和国内的鲨鱼公园正在尝试将STEM Toy这一品类按月订阅

• 软件编译报错和实体的机器人调试不成功，哪个更让人痛苦？明显是后者，因为在制作机器人的过程中例如接线、电池电量等物理原因也可能造成大量的时间损耗。

Robocup Cospace 机器人项目实现了虚拟结合现实的机器人比赛物理世界中的教学有没有可能再有趣一点？ Cospace 机器人项目

随着AR技术在移动端设备的更多应用，让学习者借助AR设计物理世界中的游戏，也许是一个不错的想法。

产品目标

1. 具备基本的机器人运动和感知能力（超声、视觉、麦克风、姿态、速度）。
2. 可以调用iPad的摄像头并且实现基于AR的交互，实现虚拟环境和现实硬件结合的游戏设计。
3. 机器人在结构形态、交互使用方面的能力通过拓展包来实现，以订阅快递的形式送到用户手中。
4. 可以在无硬件的环境下预览产品在经过编程之后的状态。
5. 家庭场景也能使用，力求简洁让学习者可以上手更多的任务。

关键功能描述

制作一款虚拟环境+真实机器人交互的游戏

例如将「吃豆人」的地图打印铺到地面上，被编程机器人扮演吃豆人的角色，小鬼怪则由学生在软件环境下按照编程的代码运作。通过iPad屏幕运行程序，则可以看到「吃豆人」是否躲过了「鬼怪」的追踪。该游戏可让两名学生各自编写关卡和机器人程序，比拼算法效果。

基础形态：机器人小车+可以被摄像头AR功能识别的地面。

功能上机器人需要能够识别自己的位置（可用向下的视觉传感器）并反馈至iPad端。 DJI 使用面向下方的视觉传感器实现无人机悬停功能

还可以用同样的方式模拟其他二维游戏例如：坦克大战、超级玛丽、太空侵略者……最终目标是学生可以基于现有的硬件，使用软件的形式按照虚拟世界的规则进行交互，同样也可以将机器人的动作在软件环境中呈现出来。

例如摄像头将地面上的一个矿泉水瓶在软件界面中识别为「防守塔」，会降低机器人的得分，则真实运行的机器人可以按照「超声波传感器识别到此物体距离低于10cm时不再前进」的逻辑进行编程。反之，如果机器人触碰到了此物体，则可以降低机器人在游戏中的「血量」。 基于 Makeblock 的 mBot 产品开发 AR 应用的案例

可订阅的扩展包

除了基础的版本之外，用户通过XXX元/月的形式获得产品拓展包，凭借这部分资料包上手新的课程和内容。

此功能要求能够机器人底盘上具备通用性的电子接口和一定的结构接口（例如乐高系列的8mm孔距）。可以通过RJ25等接口标准，连接主控和传感器。

软件界面：具备教学模式

使用纯虚拟编程+部分硬件编程的形式完成教学。在教学模式界面中，学生通过下拉菜单列表选择想要进行的学习或挑战。

除顶部标题栏之外，整个界面按照从左到右、从上到下分别有这些部分：

• 舞台区域：当进入一个新任务/挑战时，此区域播放引入的教学视频；一旦学生开始进行编程，此区域的界面显示完成教学任务/挑战的界面。
• 提示区：呈现完成此任务需要的核心代码，逻辑，进行提示。
• 功能按钮区：虚拟预览（在纯软件环境中预览程序）、实景预览（调用相机使用AR预览程序）、保存按钮、上传。

自由编程项目的图形界面：当进行自由程序创作的时候，左下角的提示区域转变为传感器数值显示。但用户针对某一传感器的语句块进行编程时，此处显示相应的数值。

用户故事和需求

用户故事1：满足基本教育需求的机器人底盘，可以运动和具备一定感知能力；体积、质量和结构方便后续拓展。

结构：长宽控制在10*10cm范围之内；具备至少2个及以上的光滑表面；具备兼容8mm孔距以乐高为代表的结构件接口；

电子：可调用包括超声波、麦克风、速度、电子罗盘在内的传感器，具备Wifi和蓝牙模块；

软件：常见可针对硬件进行编程的图形化编程界面；

工业设计：超声波位于正前方或面向前方。

用户故事2：机器人在地面上行进时遇到特定的道具或者地点能够反馈给软件，用于在软件环境中产生虚拟与现实结合的交互效果。

此功能要求机器人可以实时反馈自己在地图中的位置或通过摄像头视觉模式识别机器人的位置。第一个方案显得更可选。因此需要针对地图进行一定的设计。 Parrot Bebop 无人机使用地面色块实现定位

结构与工业设计：参考Parrot Bebop无人机的定点无人机定位方案，可以色块拼接组合或类似Sony Toio的地垫上具有刻度的形式实现机器人定位功能。调用的摄像头本身也需要针对地图的边界具备识别功能。

用户故事3：通过虚拟的世界完成机器人的模拟调试和走向预览

当用户在机器人上编辑出一个程序之后，可以在编写结束程序之后直接点击「预览」功能，从iPad端可以显示一个基本的小车运行路线，同时匹配正在运行的代码进行高亮闪烁处理。若预览时直接启动了某传感器，则表盘显示传感器的数值。

该功能不适用于预览所有的代码逻辑，只适用于了解程序启动时传感器的数值和此时运转的代码。

产品市场

C端：适用于有意识进行STEAM教育投入的家庭。

• 面对C端的核心SKU是按照主题分类的基础地盘+若干拓展包
• 按月/季度付费，寄送最新单个拓展包和课程更新，仅在自有运营的直销渠道实现。

B端：适用于配合课程面向培训机构进行打包售卖。
生命周期关键点：按月/季度进行课程、软件、硬件拓展包的研发与更新。

该文档匹配软件交互使用墨刀进行制作，交互原型链接，密码：hxk

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