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前言

距离 CodeLab Adapter 3.0 发布过去了 3 周有余，期间收到许多用户的邮件反馈，大家热心给出了改进建议和 bug 报告。

这段期间，根据大家的反馈迭代了若干个小版本，也为一些用户单独构建了一些版本，以服务于他们独特的用途。

3.2 是一个大版本，汇集了我们这段时间来的所有改进。

今后，每当发布大版本，我们会在博客里发一篇文章说明重大变更。(沿袭 Open edX 社区类似的做法。)

至于常规版本的迭代日志，可参考changelog。

先睹为快

CodeLab Adapter 3.2 的改进，主要围绕以下方面:

• 新增扩展
• 让连接无处不在
• 提升 Windows 平台的使用体验
• 增强自省能力
• 完善插件体系

以下逐条陈述。

新增扩展

CodeLab Adapter v3 是一个高度可扩展的开放系统。将一个新的体系接入 CodeLab Adapter， 有时只需几分钟时间！

在 3.2 中，新增了以下扩展:

• Stage
• RaspberryPi GPIO
• Minecraft
• Sonic Pi
• MQTT Broker
• MQTT Adapter
• Calypso

其中 RaspberryPi，Minecraft，Sonic Pi 拥有巨大生态，用户社区从千万到百万级别不等。

Stage

Stage 指 Scratch 的舞台区。

Adapter/Scratch Stage 插件允许将 Scratch 舞台区的图像（舞台或者摄像头图像）以 base64 的格式发往 Adapter。如此一来，你就可以构建 Adapter node/extension ，用作自定义图像处理程序！可以使用 神经网络 / OpenCV … 来处理舞台区的内容，一切都由你决定，识别的结果将返回给 Scratch。

其他的用例，包括构建一个自动保存舞台状态的插件；或者构建自拍/美颜插件：）

需要配合 Scratch 图像识别 插件中的积木一起使用。

RaspberryPi GPIO

树莓派是全球最流行的开源硬件之一，在疫情期间，更是被广泛使用，哥伦比亚将其用于制作呼吸机，有些硬件黑客则使用树莓派 DIY 口罩制作机，将自动生产的口罩赠送给附近医院。

树莓派通过 GPIO 引脚驱动物理/电器设备，所以 DIY 经常会用到 GPIO 。操作树莓派 GPIO 的工具里，gpiozero尤为出色，因其具有很好的可理解性（图形化未必意味着更好的可理解性），Python 之父也是 gpiozero 的粉丝。

为了充分利用 gpiozero，我们只对它做一层薄薄的包装(REPL), 使其在 Scratch 中可用，更多的自由度则留给了你。

树莓派高度灵活，难以积木化它的所有特性，那样并不会提高可理解性。 我们希望用户灵活使用 Python 去增强 Scratch ，更好的扩展模式可以参考Python eval kernel。

当然， 一些功能是可以积木化的，期待你来提交 PR。

Minecraft

Minecraft（我的世界）是一款开放世界沙盒游戏，拥有惊人的自由度，它是有史以来最畅销的电子游戏，在儿童中尤其流行。

由于 COVID-19，提前结束这个学期后，MIT 学生在 Minecraft 上重建了 MIT 整个校园。校方还报道了这事。

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Minecraft 插件将 Minecraft 接入 Adapter ，使游戏中的世界可以与现实世界随意互动！ 可以将 Scratch、乐高、 AI、 实物，以及任何你喜欢的东西都接入到游戏中，与游戏角色互动。

我们制作了一个入门 Demo:Scratch-mcTurtle， 你可以从这里起步。它是一个运行在 Minecraft 世界里的 Turtle，将出现在主角周围， 推荐你飞到空中(空格)去看它的运行轨迹。

如果你想做更多有趣的事，建议阅读minecraft, 我们鼓励你去修改插件源码，去支持更多的对象。欢迎把你的修改结果提交到 CodeLab 源码仓库，分享给社区里的其他人用。

MQTT Broker

@云天 在 国内最大的 maker 社区 – dfrobot 社区里分享了十来篇采用 CodeLab Adapter 构建项目的案例, 一些有趣的案例如:

将 OpenCV 接入 CodeLab Adapter，与家居互动，挥手时显示运动区域的光晕，颇有钢铁侠的味道。

使用 CodeLab Adapter 连接 Google Teachable Machine 和 Microbit，训练了一个口哨汤勺开关

他在 懒人系列之视控灯 项目里写道:

CodeLab Scratch3+CodeLab Adapter+Python 完美搭配。以前我要实现类似功能，要通过一个中间者 MQTT，比如本地的像 Siot。

CodeLab Adapter 的典型用途之一确实是 构建复杂连接的项目时，部分替代 MQTT。

但 MQTT 有其独特的价值，所以在 Adapter 3.2 中，有两个插件围绕 MQTT 。

MQTT Broker 插件允许你在本地轻松启动一个轻量级 MQTT Broker，这是一颗强劲的心脏。 轻量级，却高性能，采用 Adapter 内置的 hbmqtt， 基于协程的并发能力，足以让你在树莓派上支撑起整个学校的物联网。

一个典型的使用场景是将各类支持 mqtt client 的硬件，接入 Adapter（你需要写一个 extension, 不过我们已经构建了一个:MQTT_adapter ），方便你将 esp32、esp8266、掌控板等设备接入 Adapter 。

MQTT Adapter

MQTT Adapter 插件负责桥接 mqtt 与 Scratch/Adapter， 它展示我们在易用性上所做的努力。

原理很简单，它将来自 mqtt 的消息(mqtt topic:to_scratch)，转发到 eim 中，将 eim 中的消息转发到 mqtt(mqtt topic:from_scratch)。

Calypso

Calypso 是 CMU 大学七年来对儿童如何学习基于规则的机器人编程的研究成果。由David S. Touretzky博士构建，他是 CMU 计算机科学和神经认知基础中心的研究教授。此外，Touretzky 一直活跃在互联网，主张言论自由。

Calypso目前用于为 Cozmo 编程。被广泛用于 AI 教育项目.

当 Cozmo 看到我表情悲伤时，将帮我升起窗帘: “Give you some sunshine”。

Cozmo 说 oh you are sad ，give you some sunshine。《Give Me Some Sunshine》是《三傻大闹宝莱坞》里的插曲。

这个例子很好展示了 设备与环境的互动。这种与环境的连接能力，允许大量有想象力且有温度的事情发生。更多理念，参考CodeLab 可编程空间 背后的理念与设计原则。

让连接无处不在

Adapter 3.0 拥有强大的连接能力。

v3.2 在连接方面的主要工作是使其高度易用。

Adapter Node 虽然能够将整个 Python 生态 接入到 Adapter 中， 但对于许多入门者，却可能缺乏 Python 相关的技能。

v3.2 使连接开箱可用，对于入门者，Ta 可以快速将自己感兴趣的系统，接入 Adapter 中；对于高阶用户，推荐使用Adapter Node，几乎拥有无限的自由。

让简单的事情保持简单，让困难的事情变得可能 – Alan Kay

v3.2 中 Adapter 默认接收 EIM 消息请求，请求地址为:

https://codelab-adapter.codelab.club:12358/api/message/eim?message=hi

它只是简单 HTTP 请求，可以从任何地方发起！拥有和 web 生态一样的简单性。这个简单的接口带来了类似 IFTTT 的简单和灵活。你可以将任何 event 通知给 Adapter。

前边有两个案例，是基于这个接口做的：

Calypso 以及 Kano 魔杖。以下是 Kano 魔杖的案例：

更有想象力的事情是，使用 Ngrok 之类的工具，将该接口暴露到公共互联网，如此一来，我们甚至可以在教学直播中，让远方的学生与演播厅的整个可编程空间互动，可以是多人！

前边的场景不过也是一种连接罢了，虽然可能跨越半个地球。

Adapter 专注在连接，并使其简易。

尤其值得一提的是，我们充分考虑了安全性，即便暴露到公共网络，它也是安全的！

提升 Windows 平台的使用体验

由于许多用户在使用 Windows 平台，而我自己则主要在用 MacOS 和 Linux，之前忽视了 Windows 平台下的使用体验。

@Hanson 同学在使用 CodeLab Adapter 过程中，不只在班级博客中写了推荐文章:使用 Codelab-Adapter 扩展 Scratch（文章中对 Adapter 架构的理解非常精确），还给出了许多反馈和建议, 这些改进建议，多数在 3.2 中付诸实施。

其中最大的一项改进是:

HCI 运行时启动的 python 命令行程序可以改为.pyw 的隐藏程序

将 Node 作为隐藏程序，不只是 @Hanson 同学提出，其他用户也多次提出，在 3.2 中，这项工作已完成。

容我吐槽下 Windows，忍无可忍，在源码注释中竖了中指 🖕️，不准备删除：） Windows 拙劣得惊人。 在其中编程，仿若在泥塘与巨兽搏斗。推荐大家使用 Ubuntu系统，Ubuntu 是免费的，不需要重新购买计算机，直接安装 Ubuntu 即可使用。

增加自省能力

我们在发布 CodeLab Adapter 3.0 讨论自省时说到

自省的意思是说事物理解它自身的状态，当我们说一个事物 智能 的时候，很多时候和它的自省能力有关。

3.2 进一步增强 Adapter 的自省能力，于是我们可以做到一些智能的行为，诸如在程序启动时，自动更新最新的 Adapter Client，这样使用 Adapter Node 时，无需再操心环境依赖问题。

这也是 3.2 对易用性的最大改进之一。

导致这项改进的背景是，Cozmo 社区的许多用户，是没有技术背景的奶爸，他们使用 CodeLab Adapter 来驱动孩子们喜欢的 Cozmo，让他们在 Scratch 里同时驱动 Cozmo 和 Vector:

但他们经常会对文档中一些我们(工程师们)认为非常基础的概念产生疑惑，诸如 pip 是什么，命令行怎么打开，他们给我发邮件，他们感到困惑的地方，让我有点惊讶。

但我们要承认，对创造感兴趣的并非都是工程师，如何让非技术背景的用户更加易于使用，是我们不断增强 Adapter 自省能力的原因。通过增加自省能力，来自动化完成一些需要手动操作的技术活。

完善插件体系

3.2 中，对插件体系有 2 大改进：

插件市场

插件市场现在同时支持 Node 和 Extension，用户可以将自己创建的插件，分享给社区用户。而且我们允许 Node 托管在互联网的任何区域！

可扩展的插件 Meta 信息

3.2 中，我们使用静态分析(ast) 从 Node/Extension 中动态提取 meta 信息。这些信息用于为插件排序，以及为 UI 提供插件附属信息。其中关于添加图标和描述信息的想法，来自Longan团队的产品经理@yuchen，目前3.2中已经实现。

此外， 第三方公司在构建自己的扩展时，可以随意自定义信息给自定义的前端 UI 使用，这样一来具有极高的灵活度。

这是我第一次写静态分析相关的代码。把代码当数据来操控的想法实在太有意思了！它给人一种无所不能的快乐。

把代码当数据来操控的想法在 LISP 社区很盛行，但在学习 LISP 的时候（《SICP》和《The Little Schemer》）围绕这个话题读了不少资料，却总有一种隔阂感，后来 Seymour 和蒙台梭利关于“实践”的论点打动我，便习惯了 learning by doing。由于近期希望在代码运行之前提取 Meta 信息，如此一来对代码的静态分析，就成为眼前事，那些能够方便解析和操控静态代码的工具和语言(hylang)，像 ast，之前觉得复杂而冗长，这两天却呈现出前所未有的趣味。

ast 模块的 api 惊人地优美。这些 api 在我之前看来，是一堆与我无关的结构，只能凭借记忆和无聊的练习去反复适应它。当我最近试着手动处理代码结构，处处碰壁，再次看到 ast，惊为天人。这时，理解只是轻松的副产物。或许可以作为 seymour 关于“建构主义”所做讨论的案例注脚。

其他改进

其他的改进，如:

• 日志滚动存放 30 天，逾期清除，避免占用太多计算机存储空间
• Adapter退出时，UI 弹出(alert)提醒，而不是显示断开加载中(之前有几位用户对此感到困惑)
• 软件启动时，使用线程自动检查环境信息，并提取到全局
• 将一些辅助函数移往 adapter client，使得构建 Node 更为容易。
• …

不在此一一列出，我们近期将一起更新到changelog里。