林正道："我造的不是机械，是鱼"

前阵子z编（编者注：z编为PanSci网站编辑的自称）在科教馆办理的“科学玩意节”看到海洋乐教室展示的机械鱼，非常惊讶，无论是看起来、摸起来都像真的鱼一样，而且游起来还栩栩如生，可说是以假乱真。

展示各种机械海洋生物作品，如果搭配碎冰堆，就很像海产店了。图片来源：圆方创意

z编决定前往访问制作出这些机械海洋生物的高手——来自日本的林正道老师。走进工作室，长桌上摆着各式已经完成的海洋生物，令z编有种走进鱼市场的错觉。穿着短裤T恤、一身黝黑、留着一头伶俐短发、非常有朝气的林正道老师放下手边工作，和读者朋友分享制作机械鱼的心路历程。

皮肤黝黑，朝气十足的林正道老师。图片来源：圆方创意

z：从制作机械鱼的灵感出现后，到真正制作出第一份作品隔了多久？中间遇到哪些困难？

林：这个点子会出现，是因为有一次我和几位小朋友在海边看到很多垃圾，其中有个小朋友就说：“要是这些垃圾可以游泳就好了！”我就想到可以用这些垃圾搭配机械零件制作出机械鱼。一开始我拜访了一些研究单位、大学老师、汽车公司、还有本田二足机器人的研究团队，可是他们只有一叠一叠的研究报告，对我的点子只说：“不可能。”过了很久，我才明白：“我要作的是海洋生物，而不是机械”，念头改变之后我才有办法做出很真实的机械鱼，第一份作品出来的时候已经过了四年半了。

z：制作过程有哪些困难的点需要克服？

林：困难的点很多，随着一个问题解决之后，又会出现新的问题。一开始我想到用伺服马达表现鱼的动作，第一个要克服的就是怎么让死板的二维机械运动，变成像鱼一样优雅地摆动；像我们的肌肉（林老师一边指着自己的二头肌说明）可以牵动手在一个平面上动作，如果两个以上的肌肉就能做立体的动作（林老师边说还边大幅度摆动整只手臂，肌肉爆炸！），所以我用了很多组马达让机械鱼的动作比较丰富。还有另一个问题是“骨骼”，我找了很多材料，最后决定用铝来做机械鱼的骨骼。

克服了“肌肉”和“骨骼”，第二个问题是“关节”。你会发现我们的肌肉（二头肌）虽然只能让手在平面摆动，可是其实手稍微也能弯向平面的两边；如果我把马达（肌肉）用螺丝锁在铝条（骨骼）上，动作就会很死板。我就想到应该要像动物一样有软骨，所以我就在铝条还有马达之间垫海绵或是橡胶，再缠上胶带固定。

再来是动物的脂肪（林老师说着，就顺手掐了自己的小腹）。我试了很多种材料要作机械鱼的“脂肪”都不满意，像是硅氧树脂、海绵……最后我才用了棉花。不过会使用棉花也是意外，那是有一天我家前面被丢弃了一张别人不要的棉被，我就想说：“耶？也许可以试试看”，才找到适合的材料。

机械鱼的表皮也试了很久，有一次捡到坏掉的潜水衣，是我尝试过最适合当皮肤的材料。后来我就去潜水衣工厂要那些剪裁剩下来的布料，才知道原来那些多余的布料不能焚烧，因为会产生毒气，所以都掩埋处理。“表皮”间的黏合我是用天然胶，因为我们带这些鱼去医院表演、关怀病童的时候，有些病童会把鱼放到嘴巴里咬，而且我也不希望这些机械鱼在水中表演的时候会释出有毒物质，所以才特别找了天然胶。不同的鱼种我还会制作不同质地的表皮：像是鲸豚就比较光滑、鲨鱼就比较粗糙、鱼类还有层层上漆表现出鳞片的触感。

最重要的就是机械鱼的重量。刚刚提到的这些材料都很轻，组合之后不可能沉到水里游泳，而且更重要的是生物自己的重心；万一重心不对，就不能灵活运动。我目前做过最难抓重心的生物就是海龟，万一重心没做好，海龟游泳的时候就会倾一边，看起来很不自然。

z：在制作之前都会研究生物在自然情况下的行为吗？

林：我看过很多海洋生物，还有很多解剖的经验——连腔棘鱼都剖过，你现在看到（老师往工作长桌一指）的这只长颈龙除外：没有人知道他在自然情况下怎样动作。

z：也许可以去尼斯湖看看？

林（很认真地）：有呀，我还有参考各地博物馆的化石，从有限的讯息推敲它的行为，像是它的尾巴很短，所以可能主要是靠桨状的四肢摆动前进。有人认为长颈龙在游泳的时候会伸长脖子潜水，但是其实这样水阻很大，所以我认为它多半时候是将脖子伸在水面以上行动，这样就可以俯瞰四周的猎物，再伸出脖子去捕食；而且他牙齿的化石看起来也像捕蝇草那样，很符合这样的捕食还有游泳行为。

z：对海洋生物这么了解，是因为之前就读相关科系吗？

3.该系列单片机以强大的功能和设计灵活性，帮助使用者快速开发，并降低系统成本，适合包括工控、消费类、汽车、触摸感应和物联网等在内的广泛应用。

林：我之前在东海大学（日本）念海洋学（惊！z编马上表示自己也是东海大学毕业…不过是在台湾，哈哈），后来还念了研究所。其实我父亲是渔夫，在我六岁的时候就教我浮潜。（林老师忍不住兴奋地说）也因为这样，我对海洋生物的认识已经超越大学老师，在大学四年都是第一名，而且是“优待生”，学费全免，后来还得到了“总长赏”。

“总长赏”是很大的奖，得到这个奖的学生可以很容易进到心目中属意的学校、研究单位或者公司。但是我决定自己开设学校——也就是海洋乐研究所，希望传授学生如何认识海洋生物、如何跟海洋生物相处。毕业的学生很多就到水族馆、保育机构任职。不过后来我得了癌症，没办法下水，就离开学校去古宫岛休养。也是因为在那边遇到来自世界各国的海洋垃圾，才有机会引起我开始制作机械鱼。

z：最满意的作品是什么？

林：（思考了一下……）应该是海豚吧，因为最多小孩喜欢这份作品。我第一份作品就是海豚，后来也成为制作机械鱼的标准。海豚比鱼还难做，因为海豚的动作比鱼还多样，而且重心也不在底部。对机械来说，重心在底部就比较容易制作。一开始我制作海豚有用宝特瓶做“肋骨”，而且海豚全长就差不多是宝特瓶的长度。后来的设计就没有做“肋骨”，但还是多制作这样大小的机械海豚。

z：有想做但还做不出来的海洋生物吗？

林：没有。（老师超级有信心的！）要说的话……我想目前还做不出来会游泳的“机械林正道”吧。

z：会不会想制作一只超大机械鱼来吞海洋垃圾？

林：有做过呀，还有三只喔！（惊！z编突发奇想的点子还真的有咧？！）其实那是一场收集海洋垃圾的机器人大赛（堀川生态机器人大赛），我们团队就作了一只豆腐鲨（鲸鲨）、一只魟鱼、还有一只海龟，鲸鲨跟海龟是可以让人在上面驾驶的！魟鱼是用“吸”的来收集垃圾。比起吞垃圾的机械鱼，其实我最希望的是藉由机械鱼唤起人们重视海洋垃圾问题。

参加收集垃圾比赛的三种机械生物，左起：鲸鲨、魟鱼、海龟。

驾驶机械鲸鲨收集垃圾

z：回日本之后，台湾这边的机械鱼计划会继续进行吗？

林：圆方创意会让这个计划继续在台湾发展。这群台湾学生（北科大机器人社）的机械制作技术非常厉害，没多久就能做出我设计的机械海洋生物，不过他们对海洋生物不熟，还没办法设计出很自然的动作，或者模拟出很像的外观，所以需要多和海洋生物专家交流。

我希望这群学生和海洋专家，可以将我的理念在台湾萌芽，而且再散布到世界各地。我会用我的余生推广机械鱼制作，不只是为了唤起大家对海洋生态、垃圾问题的重视，更希望那些因为生病而无法玩水的小孩，会因为机械鱼而受到鼓舞，期许能赶快康复，去接触真正的海洋生物。我认为科学家该做的就是利用科学去传达对自然、对世界的爱，而不是只产出一叠叠的研究报告。

听完林正道老师的分享，z编也访问了北科大机器人社的同学，这次和林正道老师合作，对他们也是一种新体验，陈科任同学说：“以前我们制作的机器人就很单纯，只是电子元件跟结构，不太重视外观。可是机械鱼不只是动作要很生动，外观也要很像真的鱼，所以对我们来说是新的挑战。”在工作桌旁边的大萤幕中，就正播着海洋生态纪录片，同学们希望初期可以借此多观察鱼的外表还有行为，之后再亲自接触到这些海洋生物。

圆方创意的首席执行官吴昆儒说：“这次邀请林正道老师来台，第一阶段就是要在台湾埋下种子，于是找了一群同学来和林老师学习。第二阶段要找一个固定的据点，还有想办法带着这些机械鱼到医院巡回展出。这一阶段很辛苦，得赖于各方的帮忙才行。第三阶段就是希望这些机械鱼能够更精致，像是会发出声音，或者彼此协同动作……不过这还太遥远，现在就只是个梦想。”

9月7号，那只传说中的机械长颈龙在台北青年公园的游泳池首度下水了！这是林正道老师回日本前留给台湾的一项大作品，也希望能借着机会唤起更多科学家用科学呈现对大自然的爱。

林正道老师搭上机械海龟，一秒变浦岛太郎？图片来源：圆方创意

原文发表于PanSci，转载时部分文字有修改。

> > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > >

通过本课程的学习，使学生全面掌握51系列单片机的结构、原理、软件编程技术，掌握51单片机系统扩展的各种方法，掌握微型计算机接口的一些基本原理与应用。理解和掌握接口设计与分析的一些基本方法与步骤，理解和掌握一些常用的典型接口电路的软硬件设计方法，掌握一些常用接口芯片的技术参数与使用方法。熟悉单片机应用系统的基本的开发步骤，学习一些应用开发实例。