機連通，在實作上，他們使用Arduino與電腦連通來完成設計原型。在這課程當 中，電子電路原型製作的複雜度太高，需與智慧型載具結合，讓設計背景的學生
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小朋友。目的也有所差異，有針對電子電路的技術磨練的，有些針對原理以及知 識的，或是只著重操作到電子電路感知環境的，而產生各種設計方式的差異。部 分工具也為不同電子電路創作工具的加強套件，相輔相成。以下介紹分析十五款 電子電路創作工具的案例：
圖 9 Arduino 一系列的電子電路開發版
Arduino 是開放原始碼的微控制板加上整合開發環境(Integrated development environment)共同組成的工具套件，是由義大利的互動設計職業學校「Interaction Design Institute Ivrea」所率先開發的套件，除了可以控制開關、感測器、LED、
步進馬達或其他輸出裝置等，另一個優勢是Arduino 也可以獨立運作，快速成為 可跟互動軟體溝通的介面，例如 Adobe Flash, Processing, Max/MSP, PureData, VVVV 等等。(小林茂著，許郁文譯，2012)
製作團隊也採用創用CC 許可。創用 CC 是為保護開放版權行為而出現的一 種許可（license）。在創用 CC 許可下，任何人都被允許生產電路板的複製品，
還能重新設計，甚至銷售原設計的複製品，讓對於Arduino 有開發興趣的專家，
也可以繼續發展更多相關的產品。
Arduino 所針對的族群，比較偏向精緻化的設計原型，或是互動展示裝置與 科技藝術作品，複雜度雖然比過去電子電路低，但為了創作的自由度，Arduino
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仍須使用它所提供的程式語言Arduino 來撰寫，並且焊接與電路設計的部分也沒 有因此減少，使Arduino 的教學課程比較常出現在大學教育當中。（Banzi , Cuartielles , Igoe , Martino , Mellis , &Zambetti,2005）網站
圖 10 Phidgets 電路開發套件
Phidgets 是一種電子電路的互動模組，從 2001 年就開始發展，Phidgets 將線 路插槽模組化，很簡易的將各種電子元件與主版連接，再透過USB 與電腦軟體 溝通，使用者可利用官方所提供的API 進行硬體與軟體互動的開發，可以支援 相當多不同類型的語言， C/C++, C#, Cocoa, Delphi, Flash AS3, Flex AS3, Java, LabVIEW, MATLAB, Max/MSP 等等，成為 Phidgets 的最大特色。讓許多擁有程 式基礎的使用者，可以很容易的進入到感知現實環境與互動的世界。(Greenberg &
Fitchett, 2001)
圖 11 GROVE - Starter Kit
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Grove 系統是一種外加模組，可與Arduino電子電路開發版結合，整合新手 入門所會使用到的感測元件以及輸出元件，並將所有插槽模組化，使創作者可安 全且簡單的操作，減少線路焊接，正負電接反的問題，讓使用者專注在程式語言 的撰寫上。(Seeed Studio,2010)
圖 12 Microsoft .NET 所開發的 Gadgeteer 開發模組以及.NET Micro Framework 的程式撰寫畫面
.NET Gadgeteer 是 Microsoft 所開發的開放原碼的工具，他結合了上述 Grove 系統的特性，適合用來建構小型電子電路設計原型，擁有基本的按鈕、LED 燈 模組以外，還有LCD 觸控螢幕以及攝影機，電路連接全部都已插槽模組化，不 用自己焊接線路，簡化了電路連接上的困難度，程式撰寫使用C#語言，在編寫 程式的過程當中IDE 可以搭配模組面板的圖示操作。(Villar, Scott, Hodges, Hammil, & Miller, 2012)
圖 13 LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0 主機與各種感測器
LEGO Mindstorms NXT，是由樂高教育事業部門與麻省理工學院於 1998 年
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共同研發的樂高可程式化機器人套件，針對10 至 14 歲的兒童所設計。這套積木 結合了各種物理、機械原理與電腦程式設計，使組裝出的機器自動完成目標工作。
除了一般積木以外，還有動力零件，包括各種長度的傳動軸、齒輪與滑輪，可配 合馬達使用，以及電子零件，包含了外形很像iPod 的樂高 NXT 主機、馬達之外，
還有各式各樣的感應器，像碰觸、光線、聲音、超音波、角度、色彩、陀螺儀、
磁力、向量、加速度、溫度、甚至是攝影鏡頭。主要的圖形化編輯軟體有LEGO MINDESTORMS Education NXT Software，圖形化編輯軟體以圖形為主要編輯介 面，只要選擇所要的程式圖形並組合起來，NXT 機器人就會依照順序進行程式。
整體系統的封裝程度很高，即使擁有很強大的功能搭配上圖型化的程式語言，仍 對設計原型製作有所限制，且主機以及各零件的價格與原型設計工具比起，價格 相對高了許多。(Lego, 2006)
圖 14 roBlocks 基本的建構組成
roBlocks 利用組合工具(construction kit)的重要性來論述其作品的發展脈絡，
當時許多研究證實當小孩子透過construction kit 的訓練像是 LEGO、Erector Sets、
Lincoln Logs 等等，會提昇他們的創造力。知名的美國建築學家 Frank Lloyd Wright 也讚揚由 Friedrich Froebeln 所設計的幾何物件玩具 Froebels-gifts，對他未 來的職業有深遠的影響。許多的研究者也不斷發展類似案例，並且在商業市場上
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縮減，作者認為construction kit 應該有更新的發展方向，給年輕的發明家們。而 當時現存的LEGO Mindstorms、VEX Robotics 兩個系統產品，雖然都擁有豐富 的功能可以完成小孩的創意，但仍然需要一定程度的數學、電子電路以及程式設 計的知識，於是roBlocks 就期望來支撐這樣的基礎知識。
roBlocks 將目標族群設定為兩類，一種是九歲的小孩子，他們可操作 roBlocks 元件來做基本的工具建構以及拼接互動，另一種是本科系的大學生，因為當時的 大學教育缺乏建構操作的課程，透過roBlocks 可以更引起他們學習基礎控原理 的動力，進而透過程式的方式來改寫roBlocks。整個 construction kits 包含了工具 以及軟體兩部分，硬體部分為多個獨立嵌入磁鐵的40mm 的塑膠立體方形，彼此 間可以擁有物理以及電力訊號上的連結，每個物件也包含一個微處理器以及點對 點的傳輸，一共有十九的種類的block，被分為 Sensors, Actuators, Logic, and Utility blocks。(Schweikardt & Gross, 2006)
也有研究者同樣以組合工具的觀點出發，去設計跟電子電路相關的設備，研 究名稱為TOPAOKO，作者認為早在二十年前，行為組合工具(behavior
construction kits)的出現，像是樂高的積木，就已經能夠讓小朋友自己組裝機器，
學習建構的概念，並且開始擴展到他們的世界觀，這些組合工具不只用在工藝類 型的教育當中來培養小孩的創造力，也是一個可以支持工程以及設計內含的工 具。
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圖 15 TOPAOKO 互動組合工具的各種組件以及厚紙板材料
所以他針對高中生以及大學新鮮人為目標族群，設計了一個新時代的互動組 合工具「TOPAOKO」，因為在這個年齡層當中，他們是擁有創造力以及足夠的 經驗去創造一些物品。學生可以在操作TOPAOKO 的過程中學習電子電路，建 構一個機器，甚至創造自己的工具。TOPAOKO 每個組合都是由 3mm 厚度的後 紙板所拼裝而成，學生可以利用雷射切割機用紙板或是塑膠板為材料，來製造自 己的組合工具。
圖 16 TOPAOKO 中「力」的內部構造，包含馬達、三色LED 以及可塑性金屬
TOPAOKO 的每個組合元件都以中文名稱來命名，利用中文字的意涵來帶出 每個元件的功能，像是元件「心」是代表可以控制邏輯的微處理器，也是最重要 的核心，利用「氣」這個字代表由人體內散發出能量，來代表組合工具的電力來
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源，電池。利用「力」這個字所隱含的各種外顯行為表徵，來代表輸出元件，像 是馬達、三色LED 燈以及可塑型金屬。最後利用「光」這個意象，代表光的亮 暗與距離，利用光敏電阻，以及紅外線距離感測器。而每個組合元件之間的電力 以及訊號流通，都是利用貼在厚紙板上的銅薄片來溝通，在配上每個接觸面裡所 隱藏的磁鐵，讓組合時更加穩固，且擁有磁力拼接的回饋。最後研究人員將 TOPAOKO 設計出各種結合運作的方式，並且在各高中以及大學進行測試、訪談。
(Wu & Gross, 2010)
圖 17 INTERACTIVE DESIGN TOOLKIT 的可變電阻元件
互動建築設計中，利用空間隱藏各種不同的動態控制元件，是實作動態空間 所需的元素，而互動建築設計師為了設計出更符合人真正需求的環境，也必須實 地試驗與感受。但互動設計的過程中，去實作動態空間並實作出模擬用的動態實 體模型，設計者必須要擁有程式語言以及電子電路的知識背景，使得智慧空間與 互動建築的設計充滿了技術門檻，為了解決這樣的需求，INTERACTIVE DESIGN TOOLKIT 因應而生，它的設計由各互動建築案例以及設計師的需求當中去規劃 應該擁有的互動元件與特性，將它們單元模組化，並且利用立體耳機線為資料傳 輸媒介來簡化過去需要接正電、負電、與訊號線路連接的繁雜過程。在操作過程 中，也結合了光的視覺回饋，提高設計師操作的直覺性，並且省略了程式撰寫，
利用邏輯物件來替代，降低操作門檻，達到互動設計師的需求，使他們能專注於
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圖 18 Littlebits工具簡易操作
littleBits 是一個開放原碼的電子電路創作工具，目標是由簡單的元件，組成 複雜的電路，像是LEGOs 一般，讓各年齡層的創作者都可以使用，透過非常少 的工程知識，組成複雜電路結構。排除焊接、接線、寫程式等過程，每一個元件 都擁有一個簡單且唯一的功能，像是light 、sound、sensor…⋯等等，且利用顏色 來區分功能，綠色是輸出、藍色是電源、粉紅是輸入、橘色是連接線，假設藍接 到綠，就能夠成為一個燈，藍跟綠中間接一個紅色的旋扭，就可以控制燈的亮暗。
每個元件也如同roBlocks 般，擁有小型磁鐵讓物件間互相緊扣，使電子元件組 裝時產生瞬間回饋，當正負極接反時，也會有互斥的回饋。體積小、簡單、直覺 就是他們的最大特色，但相對也不能有太複雜的邏輯變化。(Bdeir & Rothman, 2012)
圖 19 Atoms 透過藍牙模組與 iphone 溝通的示意圖
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Atoms 的發展初衷與 littlebits 類似，提供能讓小孩子自由創作的電子電路工 具，無程式設計、電路設計、電路焊接的操作，結合如同INTERACTIVE DESIGN TOOLKIT 模組間的傳輸方式，使用立體耳機線。獨特之出處是，他們將各個電
Atoms 的發展初衷與 littlebits 類似，提供能讓小孩子自由創作的電子電路工 具，無程式設計、電路設計、電路焊接的操作，結合如同INTERACTIVE DESIGN TOOLKIT 模組間的傳輸方式，使用立體耳機線。獨特之出處是，他們將各個電