şəkil - roboconstructor.ru
Tanınmış bir məsəldə deyilir ki, qucağında uşağı olan bir gənc ana müdrikə üz tutdu və nəslini neçə yaşından böyütməyə başlamalı olduğunu soruşduqda, qoca cavab verdi ki, uşaq artıq neçə il gecikdi. . Gələcək peşə seçimi ilə bağlı vəziyyət olduqca oxşardır. Körpədən meylləri və maraqları haqqında məlumat tələb etmək çətindir, lakin artıq orta məktəbdə hər cür ixtisaslar başlayır və bu vaxta qədər böyüyən uşağı hansı istiqamətdə hərəkət etdirəcəyini bilmək yaxşı olardı. Ancaq bir şeyi artıq dəqiq bilirik ki, yaxın onilliklərdə peşələrin 30-dan 80%-ə qədəri tam avtomatlaşdırılacaq.
Robototexnika, kibernetika və alqoritmləri başa düşmək çox güman ki, insanın belə qeyri-müəyyən perspektivlərlə üzləşməyəcəyi bacarıqlar toplusudur. Təbii ki, çox güman ki, işçi qüvvəsinin robotlarla əvəzlənməsi ilə paralel olaraq qeyd-şərtsiz əsas gəlir anlayışı da inkişaf edəcək, lakin uşağınız üçün belə bir gələcək istəməyiniz çətin deyil.
İndi gənc və maraqlı auditoriyaya proqramlaşdırma və robot texnikasının əsaslarını tez bir zamanda göstərməyin bir çox yolu var. Onların hamısı ucuzdur, öyrənmək olduqca asandır və bir neçə saat ərzində alqoritmlərin əsaslarını və kibernetik cihazların anlayışlarını başa düşməyi təmin edir. Lakin sinif otaqlarında bu platformaların çatışmazlıqları ilə rastlaşmaq asandır - çörək lövhələrinin məhdud aşınma müqaviməti (və etiraf edək ki, “axmaq müqavimət” də), 11-12 yaşlı uşaqlar üçün çox da uyğun olmayan proqram interfeysləri və nisbətən kiçik "oyun" elementi.
Ən məşhur təhsil dəstləri istehsalçısı LEGO Education iyirmi ildən artıqdır ki, bütün bu çatışmazlıqlarla mübarizə aparır. Söhbət, əlbəttə ki, MINDSTORMS Education EV3 platformasından gedir. 90-cı illərin əvvəllərində istehsal olunan Mindstorms RCX-dən tutmuş ən müasir MINDSTORMS Education EV3 kompleksinə qədər platformanın formalaşma prinsipi dəyişməz olaraq qalır. O, "ağıllı kərpic"ə, bütün digər komponentlərin qoşulduğu ekrana və I/O portlarına malik mikrokompüterə əsaslanır. Hər hansı bir robot sistemində olduğu kimi, periferik qurğular da sensorlara və effektorlara bölünür. Sensorların köməyi ilə robot ətraf aləmi dərk edir və effektorlar sayəsində ona proqramlaşdırılmış proqrama uyğun reaksiya verir. Platformanın komponentləri lehimsiz sadə kabellərlə birləşdirilir və mexaniki strukturlar yalnız plastik hissələrin gücü və dizaynerlərin təxəyyülü ilə məhdudlaşır.
Biz ümumiyyətlə bu cür həllərin imkanlarını nəzərdən keçirdik, lakin indi LEGO MINDSTORMS Education EV3 üzərində daha ətraflı dayanmaq istəyirik.
EV3
LEGO MINDSTORMS Education EV3 Lego Technic hissələri ilə uyğunlaşdırılıb. Bu o deməkdir ki, platforma sadə “avtomobillər” və “robotik əllər”dən mürəkkəb konveyerlərə və ya hətta “Rubik kub həlledicilərinə” qədər müxtəlif və hətta inanılmaz dizaynlar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Faktiki olaraq istənilən Lego Technic dəsti layihələr üçün hissələrin mənbəyi kimi istifadə edilə bilər və zədələnmiş ehtiyat hissələrinin dəyişdirilməsi ilə bağlı heç bir problem olmayacaq. Bəli, onlar köhnə Sovet alüminium konstruksiya dəsti kimi qəddar görünmürlər, amma praktikada metal məmulatlardan daha güclü olurlar. Ən azından 1993-cü ildə başlayan kolleksiyamda hələ bir dənə də olsun qırıq hissə aşkarlanmayıb.
MINDSTORMS Education EV3 Basic Educational Set 541 Lego Technic parçası ilə gəlir. kimi ixtisaslaşdırılmış resurs dəsti kimi alına bilər (yaxud NXT üçün istehsal edilmiş köhnə 9648) və ya sadəcə böyük tipli konstruktor (2800 hissə) və ya (demək olar ki, 4000 hissə) və əsas modellə kifayət qədər oynadıqdan sonra onu kibernetik təcrübələr üçün "kərpic" kimi istifadə edin. Bir parça baxımından Lego burada digər dəstlərdən çox irəlidədir - hər bir parça üçün cəmi 3-5 rubl.
Yaxşı, əgər kiminsə on minlərlə hissədən ibarət köhnə kolleksiyası varsa, o zaman resurs haqqında ümumiyyətlə narahat olmayacaqsınız.
Brickset xidmətindən skrinşot (müxtəlif statistik məlumatları toplamağa imkan verən Lego tikinti dəstlərinin sahibləri üçün interaktiv verilənlər bazası) müəllif tərəfindən
Bununla belə, bu, yalnız şüalar, təkərlər və ya birləşdirici sancaqlar kimi "passiv" elementlərə aiddir. Sensorlar və effektorlar, əlbəttə ki, daha bahalıdır, lakin əsas dəstdə onlardan kifayət qədər çoxdur. Mindstorms EV3 üç mühərrik (iki böyük və daha güclü və bir kompakt servo), bir cüt toxunma sensoru (bir növ “ağıllı” düymələr), ultrasəs, giroskopik və rəng sensorları (işıq sensoru rejimində də işləyə bilər) ilə tamamlanır. . Üstəlik, Lego Education robotlarının əvvəlki nəsil Mindstorms NXT-dən olan sensorlarla uyğunluq qorunur (buraya, məsələn, səs-küy səviyyəsi sensoru daxildir).
Ancaq sistemin ürəyi olan “ağıllı kərpicə” qayıdaq. Bu, həqiqətən, dəyişən arxa işıq rəngi olan 178x128 monoxrom LCD ekranla təchiz edilmiş olduqca ağır və həcmli bir "kərpicdir" (yalnız menyu göstərilir, həm də əməliyyat zamanı hər cür xüsusi şəkillər). Standart RJ-12 konnektoru olan naqillərdən istifadə edərək, ona sensorlar və effektorlar qoşulur (hər növdən dörd cihaza qədər), microSDHC üçün yuva və USB portu var.
Sonuncu həm proqramların özlərini yükləmək, həm də proqram təminatını yeniləmək üçün istifadə edilə bilər. Bununla belə, mikrokontroller simsiz interfeyslərdən məhrum deyil, istəsəniz, proqramları Wi-Fi (xarici modul tələb edir) və ya Bluetooth (daxili) vasitəsilə yükləyə bilərsiniz. Həmçinin, əgər biz uzaqdan idarə olunan robotu yığırıqsa, onu smartfon və ya planşetdən simsiz rabitə vasitəsilə “idarə edə” bilərik.
"Ağıllı kərpic"in içərisində 300 MHz ARM prosessoru, 16 meqabayt daimi yaddaş (və bu səbəbdən kart faydalıdır) və 64 meqabayt operativ yaddaş var. Bu rəqəmlər nə qədər təvazökar görünsə də, sizin və ya daha çox öyrənmə prosesində olan bir uşağın yaza biləcəyi ən geniş alqoritmləri yerinə yetirmək üçün kifayət qədər güc var. Və onu bu yaxınlarda on yaşı tamam olan əvvəlki nəsil NXT-nin 48 MHz prosessoru ilə müqayisə etsəniz, irəliləyiş olduqca nəzərə çarpır. Bununla belə, NXT-nin tipik problemlərin həlli prosesində nəzərəçarpacaq dərəcədə yavaşladığını söyləmək olmaz.
Üstəlik, mühərriklər üçün dördüncü port ortaya çıxdı ki, bu da təkmilləşdirməni əsaslandıran funksionallığın əhəmiyyətli dərəcədə genişlənməsidir.
USB portu indi host rejimini dəstəkləyir, bu, yalnız Wi-Fi adapterini qoşmağa deyil, həm də bir neçə EV3 blokunu bir mürəkkəb robota birləşdirməyə imkan verir. Düzdür, tapşırıqların səviyyəsi tamamilə "uşaqlıq deyil" olur.
Nəhayət, MINDSTORMS Education EV3 indi batareya dəstəyinə malikdir. Altı AA batareyası əvəzinə, daxil olan litium-ion batareyanı iki yarım amper saata quraşdıra bilərsiniz. Əlbəttə ki, heç kim eneloop tipli AA batareyalarının istifadəsini qadağan etmir, lakin onları doldurmaq üçün çıxarmaq ehtiyacı istifadəni orta səviyyədən aşağı edir. Və şarj cihazı ilə bir cüt eneloop dəstinin qiyməti markalı batareya ilə olduqca müqayisə olunur.
Bəli, böyük, yüksək səsli dinamik var ki, o, indi nəinki 8 bitlik dövrdən retro melodiyaları cızırdaya bilər, həm də daha xoş səslər səsləndirə bilər.
İndi əsas dəstdən effektorlara baxaq. Onlardan ikisi artıq NXT-də istifadə edilənlərə bənzər güclü mühərriklərdir, daxili reduktor sayəsində ciddi fırlanma momenti yaradan uzunsov cihazlardır.
Mühərrikin tıxanması halında, sürtünmə hesablanmışdan daha çox olduqda sürüşməyə başlayan mexaniki bir debriyaj təmin edilir, buna görə mühərriki yandırmaq olduqca çətindir.
Bir dərəcə qətnamə ilə fırlanma bucağı sensoru (mühərrik nəzarətçiyə oxunun hazırda hansı bucaqda fırlandığını bildirir) və bütün qoşulmuş mühərriklərin fırlanmasını dəqiq sinxronlaşdırmaq imkanı var.
Üçüncü, sözdə M-servo sürücüsü (orta ölçülü mühərrik) üç dəfə az fırlanma anı istehsal edir, lakin onun fırlanma sürəti demək olar ki, iki dəfə yüksəkdir.
Sensorlara gəlincə, həqiqətən LEGO Education tərəfindən təklif olunanlarla məhdudlaşmaq məcburiyyətində deyilsiniz (baxmayaraq ki, onlar hər hansı bir təhsil layihəsi üçün damdan keçir), bir sıra üçüncü tərəf şirkətləri uyğun və bəzən olduqca ekzotik sensorlar istehsal edir. Firmware mənbə kodu və hardware spesifikasiyası tam şəkildə .
Software
Aparat haqqında çox danışdıq, amma əslində robototexnika dərslərinin effektivliyini müəyyən edən tək şey bu deyil. Bu, çoxsaylı platformalarda (Mac, PC, mobil cihazlar) və həqiqətən intuitiv proqram təminatının mövcudluğudur. LEGO MINDSTORMS Education EV3-ü on yaşlı uşaqlar üçün xüsusilə ibtidai və orta məktəb arasında öyrənmə üçün seçim platformasına çevirir.
iPad-də tətbiqin salamlama ekranı
Doğma LEGO MINDSTORMS Education EV3 proqram təminatında alqoritmlərin vizuallaşdırılması sadəcə olaraq ən yüksək səviyyədədir - cəmi bir neçə dəqiqə ərzində məntiqi blokların əsas qarşılıqlı əlaqə növlərini (keçid şərtləri, döngə və s.) mənimsəmək kifayətdir və sonra tədricən proqramların mürəkkəbliyi. Təbii ki, onlarla müxtəlif model robotlar üçün hazır təhsil layihələri var və arzu edirsinizsə, onlayn icmalarda minlərlə maraqlı proqram tapa bilərsiniz.
IPad proqramında nümunə proqram
Qabaqcıl istifadəçilər LabVIEW və ya RobotC quraşdıra bilər - LEGO MINDSTORMS Education EV3-ün “beyinləri” bu paketlərə tam uyğundur. Təəssüf ki, əlavə çevrilmə olmadan köhnə layihələri NXT üçün ixrac etmək mümkün olmayacaq.
Təhsil baxımından bu, daha çox maraq doğurur . Bu, tələbələr üçün elektron dəftərlər saxlamağa imkan verir, bunun sayəsində müəllim müəyyən bir tələbənin uğurunu proqramın öz versiyasından qiymətləndirə və onun gedişatını izləyə bilər. Üstəlik, siz yalnız proqram təminatında mövcud olan tədris materiallarından istifadə edə bilməzsiniz (bunların çoxu var), həm də daxili məzmun redaktorundan istifadə edərək özünüz yarada bilərsiniz.
EV3 Məzmun Redaktoru dərslik videoları
İş masası versiyasında həmçinin həddi dəyərlərdən asılı olaraq qrafik sahələrini proqramlaşdırmaq imkanı olan məlumatların qeydiyyatı proqramı var. Yəni, indi müəllim, məsələn, ağıllı ev daxilində müasir texnologiyaların işləməsini asanlıqla nümayiş etdirə bilər.
EV3 mikrokompüteri real vaxt rejimində sensorlardan məlumatları toplayacaq və temperatur fonundan asılı olaraq bu və ya digər model proqramı işə salacaq. Temperatur yüksək olduqda, fan açılır, temperatur aşağı olduqda isə qızdırıcı işə düşür. Və tələbələr modeli yekunlaşdıraraq məlumatları qeyd edə və təhlil edə biləcəklər.
Data Logging
Ağıllı kərpic proqram təminatının açıqlığı artıq öz rolunu oynamışdır: ən populyar proqramlaşdırma dillərini dəstəkləyən alternativ variantlar var (onlardan onlarla). Ümumiyyətlə, EV3-dən istifadə proqramlaşdırma ilə bağlı hər hansı bir təhsil layihəsinə “bağlana bilər”, çünki bir neçə şey öz alqoritmlərinin işini “aparatda” görmək fürsəti qədər xoşdur.
Çoxları bu hekayədəki büdrəmənin qiymət ola biləcəyini gözləyir. Həqiqətən, Əsas dəst üçün 29 rubl, üstəlik şarj üçün başqa 900 ödəməli olacaqsınız. Bununla belə, bu məbləğə iki tələbənin rahat işləməsi üçün hissələr və elektronika, eləcə də 2 hazır dərsdən ibarət (500-cı ilin yanvarından həm fiziki şəxslər, həm də təşkilatlar üçün tamamilə pulsuzdur) tam hüquqlu əsas proqram təminatı daxildir. Əlbəttə ki, əlavə avadanlıq və missiya dəstləri dəyəri artıra bilər, lakin səbəb daxilində. Beləliklə, 48 tələbə üçün bir dəst, o cümlədən əsas və resurs dəstləri LME EV2016, şarj cihazları, proqram təminatı və , 174 başa gələcək. Məsələn, məktəbdə bir dairənin təchiz edilməsi üçün olduqca məqbuldur.
Bəli, sadə Arduino kimi platformalardan nəzərəçarpacaq dərəcədə bahadır. Amma imkanlar, eləcə də iştirak səviyyəsi daha yüksəkdir. EV3-ə əsaslanan kurikulum bütün orta məktəbdə və ondan kənarda təhlükəsiz şəkildə planlaşdırıla bilər. Bundan əlavə, LEGO MINDSTORMS Education EV3-dən adekvat istifadə edildikdə, mexaniki keyfiyyətlər, asanlıqla dəyişdirilə bilən və hissələrin mövcudluğu (mənim təcrübəmdə 12 il ərzində yalnız bir RJ-10 kabelinin dəyişdirilməsi tələb olunur) sayəsində bir neçə sadə dəsti “yaşayacaq”. köhnə NXT).
Nəticədə, belə bir vəziyyətdə tələb olunan bütün bonuslara malik nəhəng bir şirkət tərəfindən dəstəklənən demək olar ki, açıq mənbəli bir layihə görürük - uzun ömür dövrü, ehtiyat hissələri və genişləndirmələrin mövcudluğu, rəsmi və həvəskar bələdçilər, inkişaf etmiş bir cəmiyyət. Mindstorms uşaqlar üçün Qərb təhsil robototexnika dərslərində demək olar ki, standart halına gəldi və onun Rusiyada geniş şəkildə qəbul edildiyini görmək həqiqətən gözəl olardı.
Yol seçmək
Və indi əsas şeyə. WeDo 2.0 dəstlərindən fərqli olaraq, EV3 orta məktəbə, ona görə də gələcək peşəni seçmək məsələsi daha ciddi olan yaşlı uşaqlara yönəlib.
EV3-dən istifadə etməklə hər bir tələbə təbiəti, tərbiyəsi və tədris prosesi ilə ona xas olan qabiliyyətləri daha fəal şəkildə üzə çıxara biləcək.
Doğulan riyaziyyatçı sensorların telemetriyasını, robotun qət etdiyi məsafənin dəqiq necə qeydə alındığını, onun sapma bucağının necə qeydə alındığını və s.
Gələcək İT mütəxəssisi, əlbəttə ki, robotun proqramlaşdırılması, onun hərəkət etdiyi alqoritmləri təhlil etməklə məşğul olacaq. Və o, şübhəsiz ki, standart təlimatlarda nəzərdə tutulmayan özünü yaradacaqdır.
Fizikaya həvəsi olan uşaq robotun köməyi ilə vizual eksperimentlər apara biləcək, xoşbəxtlikdən uşağın təxəyyülündə problem olmadığı kimi dəstlərin sensorlarda problemi yoxdur.
Ümumilikdə, uşağınızın məktəbdəki maraqlarından və sevimli fənlərindən asılı olmayaraq, MINDSTORMS EV3 dəstləri ilə öyrənmək onlara daha aydın şəkildə vurğulanmağa və gələcəkdə onların inkişafına diqqət yetirməyə imkan verəcək.
Həyat
Hazırda şirkətin həlləri tələbələr tərəfindən həm müxtəlif müsabiqələr çərçivəsində, həm də ümumi inkişaf üçün maraqlı layihələr yaratmaq üçün artıq istifadə olunur. KİV bu il onlardan bir neçəsini yazıb.
Regional texnoparkda fəaliyyət göstərən Həştərxan məktəbliləri Ruslan Kazımov və Mixail Qladışev əl oynaqlarının bərpası üçün robot simulyator hazırlayıblar.
şəkil - rg.ru
Səkkizinci sinif şagirdləri simulyatorun hazırlanmasına iki aydan bir qədər az vaxt sərf ediblər. Onlar öz layihələrini Cənub Federal Dairəsində IX Ümumrusiya elmi və innovativ layihələr müsabiqəsinin regional mərhələsində təqdim etmiş və orada ikinci yeri tutmuşlar. Gələcəkdə onlar sənaye prototipi yaratmağı planlaşdırırlar - hələlik tərtibatçılar yalnız LEGO MINDSTORMS Education EV3 təhsil robot dəstindən hazırlanmış prototip təklif edirlər.
Cihaz həkim tərəfindən həyata keçirilən hərəkətləri təkrarlayır - oynaqlar işləməyə başlayır və bununla da təkcə onların deyil, həm də əzələ qruplarının hərəkətliliyini bərpa edir. Cihazlar Bluetooth vasitəsilə qoşulduqda, gələcəkdə İnternet və ya Wi-Fi vasitəsilə əlaqə quracaqlar.
Bazarda belə bir cihazın analoqları var, lakin Həştərxan cihazı çiyin, bilək və dirsək birləşmələri ilə eyni vaxtda işləyə bilər. Üstəlik, portativdir və batareya ilə işləyir. Uzaqdan idarəetmə imkanı da var, yəni xəstə evdən çıxmadan məşq edə bilər.
Ümumdünya Robototexnika Olimpiadasında 2015 (WRO 2015) Rusiyanın Sankt-Peterburqdan olan DRL komandası LEGO Education-dan yaradıcılığa görə xüsusi mükafata (LEGO EDUCATION CREATIVITY AWARD) layiq görülüb.
Rusiyanın DRL komandası CaveBot layihəsini təqdim etdi. Sankt-Peterburqlu uşaqlar məşqçi Sergey Filippovun rəhbərliyi altında mağaralarda araşdırılmamış əraziləri kəşf etmək üçün unikal robot-kəşfiyyatçı yaradıblar. Təkmilləşdirmə müxtəlif elmi sahələri əhatə edir, çünki unikal robot müxtəlif mürəkkəblikdəki tapşırıqları yerinə yetirməyə imkan verir.
Komanda sonrakı kəşfiyyat üçün obyektləri aşkar etmək üçün müxtəlif sensorlarla təchiz olunmuş dırmaşan robot hazırlayıb. Nəticədə alınan məlumatlar kompüterdə 3D modellərə çevrilə bilər.
Və 13 yaşlı Şubham Banerji yaratdı Məktəb elmi layihəsi üçün LEGO parçalarından hazırlanmış Brayl şrifti. Daha sonra onun ailəsinin iştirakı ilə ixtiranı işə salmaq üçün startap yaradılıb və ona Intel texnologiya korporasiyası maliyyə dəstəyi alıb.
(Foto: Marcio Jose Sanchez, AP)
Printer yaratmaq ideyası Şubhama internetdə Brayl şriftini araşdırdıqdan sonra gəlib. Toxunuşla çap edən printerlərin 2,000 dollar və daha yuxarı qiymətə başa gəldiyini anlayan tələbə daha ucuz versiya hazırlamaq qərarına gəldi.
İxtiradan qısa müddət sonra kor uşaqlar və onların valideynləri Şubhamla bir xahişlə - ucuz Brayl printeri düzəltmək üçün əlaqə yaratmağa başladılar və "onu rəfdən dərhal alacaqlarını" vəd etdilər.
Gördüyünüz kimi, təlim prosesində MINDSTORMS Education EV3-dən istifadə tələbələrə öz təxəyyüllərini maksimum dərəcədə istifadə etməyə imkan verir, getdikcə daha çox yeni mexanizmlər yaradır ki, onlar nəinki ideyaları həyata keçirməyə və ya hər hansı eksperimentləri əyani şəkildə həyata keçirməyə kömək edir, həm də bu barədə qərar verməyə başlayırlar. onların gələcək peşəsi.
Bu həllərin tədris prosesində istifadəsi (və ya məhsulların özləri haqqında) ilə bağlı suallarınız varsa, onları şərhlərdə yazın.
Mənbə: www.habr.com