機械臂
五個串聯關節
伺服模式一次將一個關節驅動到絕對角度，由學習者推算角度。認證 Cutter Grid 練習是例外：固定世界座標移動會在執行前透過確定性逆向運動學編譯。
| Joint | Axis | Range | Initial | Speed |
|---|---|---|---|---|
| 底座偏航baseYaw | X | 30° … 150° | 90° | 60°/s |
| 肩部滾轉（僅模擬）shoulderRoll | — | -45° … 45° | 0° | 45°/s |
| 肩關節shoulder | Y | 30° … 150° | 90° | 45°/s |
| 肘關節elbow | Z | 17.5° … 162.5° | 90° | 60°/s |
| 腕關節wrist | B | 0° … 180° | 90° | 75°/s |
X、Y、Z、B 軸與停放的刀具軸 E 都從韌體的 Home 值 90° 開始。Shoulder Roll 僅存在於模擬器中，初始值為 0°。幾何偏移會把該硬體狀態映射為一個安全的顯示姿態，不存在隱藏的第二個初始姿態。
積木塊
三種伺服積木，加上認證 Cutter Grid 移動
伺服模式使用角度、等待與重複積木。Cutter Grid 練習增加六個固定世界方向與整數距離。Blockly 輸出經驗證的 Program IR，而非 JavaScript；規劃器會在重播前凍結確定性關節軌跡。
set <joint> to <angle>°
將一個關節移動到絕對角度。可用關節由挑戰定義，超出範圍的角度會在執行前被拒絕。
wait <ms>
保持目前姿態，可設定 0 至 5000 毫秒。
repeat <n> times
將內部積木重複 1 至 20 次。迴圈只計一個積木，而不是 n 個，因此能顯著提高效率分數。
頭部安全間距
拒絕危險動作，而不是等待碰撞
頭部並非由體素構成，也不能被切割。模擬器執行命令前，會連續掃掠工具路徑並與頭部幾何體檢測。此約束以幾何計算為基礎，因此快速移動也無法穿透容差。
若掃掠偵測到接觸，執行會停在最後一個安全姿態，並標示觸發問題的積木；模擬器隨後進入可復原的錯誤狀態。渲染器不會掩蓋修正：機械臂一旦停止，介面會明確指出相關積木。
日誌顯示內容
12:04:31 開始執行 · 挑戰 neat-short-haircut
12:04:31 shoulderRoll → 15°
12:04:32 shoulder → 72°
12:04:33 手肘關節 → 10° 遭拒絕 · 頭部淨空不足 · 保持最後的安全姿態
12:04:33 狀態 → 錯誤（可復原）· 積木 3
評分
分數的組成
三個子分數均限制在 0–100，再按固定權重合併。介面顯示一位小數，內部計算保留完整精度。
完成度
×0.60|Target ∩ Result| / |Target ∪ Result| × 100
以目標髮型計算體素 IoU。剪多與剪少的扣分完全相同。
效率
×0.25min(100, ReferenceProgramCost / ProgramCost × 100)
程式成本為來源積木數，再加上每條已執行指令 0.25。使用迴圈比逐一寫出相同動作更省。
時間
×0.15min(100, ReferenceTimeMs / EstimatedDurationMs × 100)
時間依關節行程與速度估算，不取自瀏覽器實測。電腦較慢不會讓你失分。
最終分數
0.60 × Completion + 0.25 × Efficiency + 0.15 × Time
若提供者給出的權重總和不等於 1，模擬器會明確回報錯誤，而不會暗中將其標準化。
校準基準：俐落短髮
起始程式完成任務可得至少 80 分，同時刻意保留改進空間。達到它的水準並不是上限。
控制
執行程式
- 執行
- 從挑戰的初始狀態開始執行。
- 暫停／繼續
- 暫停並重新啟動計時，機械臂姿態保持不變。
- 單步
- 在閒置或暫停狀態下，只執行一條原子命令。
- 停止
- 結束執行但不記錄分數。面板只顯示暫時完成度。
- 重設
- 恢復模擬初始狀態，同時保留程式。
- 測試
- 使用同一引擎在背景評估程式，幾毫秒內得到相同結果。
如實說明
尚未實作的功能
現在明確列出這些限制，總比課堂上才發現更好。
- 帳號與工作區儲存
- 認證 Cutter Grid 規劃器以外的通用執行期逆向運動學
- 剪刀驅動或物理引擎
- 真實髮絲（模擬器使用體素）
- 機器人自碰撞
- 專用行動版
- 應用程式內 MQTT 傳輸（已有規格，尚未接入）
- 登入與經驗證的玩家身分
問題
常見問題
- 需要購買機器人嗎？
- 不需要。模擬器本身就是產品，可直接在瀏覽器執行。實體機械臂確實存在，韌體也已開源，但教學過程不依賴實體設備。
- 支援哪些裝置？
- 請在桌上型電腦使用 Chrome 或 Edge，建議解析度不低於 1280×720。3D 工作台需要鍵盤和指標裝置，目前沒有專用行動版。
- 學生能竄改分數嗎？
- 對戰回合會在伺服器上重播程式，並以伺服器評分為準。瀏覽器回報的結果不會被直接信任；執行時間依關節行程計算，而非實際量測，因此裝置效能不會影響分數。
- 機器人會撞到頭部嗎？
- 不會。頭部安全間距由連續掃掠幾何檢測保證，不依賴帶容差的物理模擬。偵測到接觸時，機械臂會停在最後的安全姿態並進入可復原錯誤狀態。
- 需要帳號嗎？
- 單人練習無需帳號。帳號和工作區儲存尚未實作；下方列出其他待完成功能。
- 專案完成了嗎？
- 公開網頁客戶端與 Rust API 已部署。伺服流程、Cutter Grid 練習與課程、單人及對戰模式均可使用，並通過 Chrome 與 Edge 驗收。帳號、儲存工作區、應用程式端 MQTT 與專用行動裝置支援尚未實作。