ตัวอย่างการเขียนโปรแกรมโดรน Hula 5 ระดับ

โครงสร้างพื้นฐานที่สุดของทุกโปรแกรมใน Hula ประกอบด้วยแค่ 2 หมวด: Events (จุดเริ่ม) และ Flight order (การบิน) กฎเหล็ก 2 ข้อที่ต้องจำขึ้นใจ: (1) ต้องมี Take off ก่อนคำสั่งบินอื่นเสมอ และ (2) ต้องปิดท้ายด้วย Landing เสมอ — ถ้าลืม Landing โดรนจะค้างลอยอยู่กลางอากาศจนกว่าจะสั่งลงจอดเองผ่านแอป ที่ความเร็ว 50% (คิดเป็น 0.5 m/s) กับระยะ 100 ซม. โดรนจะใช้เวลาบินประมาณ 2 วินาที เหมาะเป็นโปรแกรมทดสอบตัวแรกเพื่อเช็คว่าเชื่อมต่อโดรนและรันบล็อกได้ถูกต้อง ก่อนไปเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนขึ้น

ต่อยอดจากตัวอย่างที่ 1 ด้วยการแนะนำหมวด Control เป็นครั้งแรก — บล็อก Repeat [n] times แทนที่จะต่อบล็อก Fly + Turn ด้วยมือ 4 ชุด (รวม 8 บล็อก) เราใช้ลูปแทน เหลือแค่ 2 บล็อกข้างในลูป ข้อดีคือถ้าจะเปลี่ยนขนาดสี่เหลี่ยม แก้แค่ตัวเลขในบล็อก Fly ตัวเดียว ไม่ต้องไล่แก้ทีละบล็อก หลักคณิตศาสตร์ที่ใช้: มุมรวมที่ต้องเลี้ยวให้ครบวงคือ 360° เสมอ (สำหรับรูปหลายเหลี่ยมนูนทั่วไป) หารด้วยจำนวนด้าน n จึงได้มุมเลี้ยวต่อจุด — สี่เหลี่ยม 4 ด้าน → 360/4 = 90° นี่คือฐานความเข้าใจที่ใช้ต่อยอดไปคำนวณรูปดาวในตัวอย่างถัดไป

ต่อยอดจากตัวอย่างที่ 2 ด้วยโจทย์ที่ซับซ้อนขึ้น: รูปดาว 5 แฉกไขว้กลาง (pentagram) มุมเลี้ยวไม่ใช่ 360/5 = 72° แบบห้าเหลี่ยมธรรมดา แต่ต้องเป็น 144° เพราะเส้นบินไขว้ตัวเอง (self-intersecting) ทำให้มุมเลี้ยวสะสมทั้งหมดต้องครบ 720° ไม่ใช่ 360° จุดที่ต่างจากตัวอย่างก่อนหน้าคือการฝังบล็อกไฟไว้ในกล่องขาวท้ายบล็อก Take off และ Fly to Front — ไฟไม่ได้เป็นบล็อกแยกอิสระ แต่เป็นพารามิเตอร์เสริมที่ผูกกับช่วงเวลาของบล็อกบินนั้นโดยตรง ทำให้เห็นทิศทางการบินชัดเจนขึ้นเมื่อบินในที่แสงน้อย นี่คือตัวอย่างที่แสดงว่าหมวด Flight order กับ Multimedia (แสง) ไม่ได้แยกจากกันเสมอไป บางบล็อกก็ผสานเข้าด้วยกันในตัวเดียว

ตัวอย่างแรกที่ผสาน 5 หมวดเข้าด้วยกันอย่างจริงจัง: Sensor (ตรวจจับสิ่งกีดขวาง), Variables (นับจำนวนครั้งสะสม), Control (if ซ้อน if และ repeat until), Laser (ยิงเตือนเมื่อครบเกณฑ์) และ Flight order (การเคลื่อนที่) จุดสำคัญที่ต่างจาก Repeat n times: เราไม่รู้ล่วงหน้าว่าจะเจอสิ่งกีดขวางกี่ครั้งกว่าจะครบ 3 ครั้ง จึงต้องใช้ repeat until [เงื่อนไข] แทนการกำหนดจำนวนรอบตายตัว สังเกตการซ้อน if ภายใน if: if แรกเช็คว่าเจอสิ่งกีดขวางหรือไม่ (ถ้าเจอ ให้เลี้ยวหลบและนับเพิ่ม) if ที่สองซ้อนอยู่ข้างในเช็คว่าค่าตัวแปรถึง 3 หรือยัง (ถ้าถึง ค่อยยิงเลเซอร์เตือน) — ถ้าไม่ซ้อนแบบนี้ เลเซอร์จะยิงทุกครั้งที่เจอสิ่งกีดขวางแทนที่จะยิงเฉพาะครั้งที่ครบเกณฑ์ ข้อควรระวัง: กฎ "ห้ามใช้ = เทียบค่าพิกัดขณะบินแบบเรียลไทม์" จากหมวด Sensor ใช้กับค่าจากเซนเซอร์โดยตรงเท่านั้น (เช่น current coordinate) ส่วนตัวแปรที่เราควบคุมค่าเองผ่าน Set/change แบบในตัวอย่างนี้ เทียบด้วย = ได้ตามปกติ เพราะค่าเปลี่ยนเฉพาะตอนที่โปรแกรมสั่งเปลี่ยนเท่านั้น ไม่ใช่ค่าที่ไหลมาจากฮาร์ดแวร์แบบต่อเนื่อง

นี่คือตัวอย่างระดับสูงสุดที่รวมเกือบทุกหมวดเข้าด้วยกัน และเป็นตัวอย่างเดียวที่ใช้ 2 สคริปต์ทำงาน "ขนานกัน" (parallel threads) แทนที่จะเป็นลำดับเดียวยาวๆ ทำไมต้องแยก 2 สคริปต์: การบินสำรวจ (movement) กับการค้นหา QR code (recognition) เป็นงานที่ต้องเกิดขึ้นพร้อมกัน ไม่ใช่ทำสลับกันทีละขั้น ถ้าใส่ในสคริปต์เดียวเรียงลำดับ โดรนจะต้องหยุดนิ่งรอผลการจดจำทุกครั้งก่อนบินต่อ ทำให้ค้นหาช้ามากและไม่สมจริง กลไกที่ทำให้ 2 สคริปต์เริ่มพร้อมกัน: broadcast [เริ่มภารกิจ] ในสคริปต์ที่ 1 จุดชนวนให้ when I receive [เริ่มภารกิจ] ในสคริปต์ที่ 2 เริ่มทำงานทันที เป็นกลไกเดียวใน Hula ที่ทำหน้าที่คล้าย multi-threading เบื้องต้น ตัวแปรร่วม (shared variable): [เป้าหมายที่ยิงแล้ว] ถูกอ่าน/เขียนโดยทั้ง 2 สคริปต์พร้อมกัน สคริปต์ 2 เพิ่มค่าทุกครั้งที่ยิงโดนเป้าหมาย ส่วนสคริปต์ 1 คอยเช็คค่านี้เพื่อรู้ว่าเมื่อไหร่ภารกิจเสร็จแล้วค่อยลงจอด — เป็นวิธีเดียวที่ 2 เธรดสื่อสารสถานะระหว่างกันได้ในแอปนี้ ข้อจำกัดฮาร์ดแวร์ที่ต้องระวัง: กฎ mutual exclusion ของหมวด AI-Recognition ระบุว่าห้ามมีบล็อกจดจำมากกว่า 1 ตัวทำงานพร้อมกัน ดังนั้นสคริปต์ค้นหาจึงใช้บล็อกจดจำ QR code เพียงตัวเดียวต่อรอบลูป ไม่ใส่บล็อกจดจำซ้อนกันหลายตัว stop [all scripts] ท้ายสคริปต์ที่ 1: เป็น safety pattern ป้องกันเธรดค้าง (dangling thread) เผื่อกรณีสคริปต์ 2 ยังทำงานช้ากว่าที่คาดไว้ตอนที่ภารกิจควรจบแล้ว — เป็นแนวคิดระดับวิศวกรรมซอฟต์แวร์ ไม่ใช่แค่การต่อบล็อกบินทั่วไป เหตุผลที่จัดเป็นระดับสูงสุด: ต้องคิดพร้อมกันทั้งเรื่อง concurrency (การทำงานคู่ขนาน) การแชร์สถานะข้ามเธรด ข้อจำกัดของฮาร์ดแวร์กล้อง และการจัดการกรณีขอบ (edge case) ซึ่งเกินกว่าการต่อบล็อกบินทั่วไปมาก