LEGO MINDSTORMS Education EV3 + MicroPython: প্রাপ্তবয়স্কদের ভাষায় শিশুদের নির্মাণ সেট প্রোগ্রামিং

হ্যালো, হাবর! ইতিমধ্যে আমরা বলা LEGO MINDSTORMS Education EV3 প্ল্যাটফর্ম সম্পর্কে। এই প্ল্যাটফর্মের মূল উদ্দেশ্যগুলি হল বাস্তব উদাহরণের মাধ্যমে শেখা, স্টিম দক্ষতার বিকাশ এবং একটি প্রকৌশল মানসিকতা বিকাশ করা। এটি মেকানিক্স এবং গতিবিদ্যা অধ্যয়ন করার জন্য পরীক্ষাগার কাজের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। LEGO ইট থেকে তৈরি ল্যাবরেটরি বেঞ্চ এবং ডেটা রেকর্ডিং এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য ইউটিলিটিগুলি পরীক্ষাগুলিকে আরও আকর্ষণীয় এবং দৃশ্যমান করে তোলে এবং শিশুদেরকে পদার্থবিদ্যা আরও ভালভাবে বুঝতে সাহায্য করে৷ উদাহরণস্বরূপ, শিক্ষার্থীরা গলনাঙ্কের ডেটা সংগ্রহ করতে পারে এবং এটিকে সংগঠিত করতে এবং একটি গ্রাফে উপস্থাপন করতে অ্যাপটি ব্যবহার করতে পারে। কিন্তু এটি কেবল শুরু: আজ আমরা আপনাকে বলব কিভাবে এই সেটটিকে মাইক্রোপাইথন প্রোগ্রামিং পরিবেশের সাথে পরিপূরক করা যায় এবং এটিকে রোবোটিক্স শেখানোর জন্য ব্যবহার করা যায়।

EV3 ব্যবহার করে প্রোগ্রামিং শিখুন

আধুনিক স্কুলছাত্রীরা রঙিন ফলাফল দেখতে চায়। হ্যাঁ, তারা বিরক্ত হয় যদি প্রোগ্রামটি কনসোলে সংখ্যাগুলি প্রিন্ট করে, এবং তারা রঙিন গ্রাফ, ডায়াগ্রাম দেখতে চায় এবং বাস্তব রোবট তৈরি করতে চায় যা নড়াচড়া করে এবং কমান্ড অনুসরণ করে। নিয়মিত কোড শিশুদের জন্য খুব জটিল বলে মনে হয়, তাই সহজ কিছু দিয়ে শেখা শুরু করা ভাল।

মৌলিক EV3 প্রোগ্রামিং এনভায়রনমেন্ট LabVIEW গ্রাফিকাল ভাষার উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে এবং আপনাকে রোবটের জন্য দৃশ্যত অ্যালগরিদম নির্দিষ্ট করার অনুমতি দেয়: কমান্ডগুলি ব্লকের আকারে উপস্থাপিত হয় যা টেনে এনে সংযুক্ত করা যেতে পারে।

এই পদ্ধতিটি ভাল কাজ করে যখন আপনাকে দেখাতে হবে যে কীভাবে অ্যালগরিদম তৈরি করা হয়, তবে এটি প্রচুর সংখ্যক ব্লক সহ প্রোগ্রামগুলির জন্য উপযুক্ত নয়। পরিস্থিতিগুলি আরও জটিল হয়ে উঠলে, কোড সহ প্রোগ্রামিংয়ে যেতে হবে, কিন্তু শিশুদের জন্য এই পদক্ষেপ নেওয়া কঠিন। 

এখানে কয়েকটি কৌশল রয়েছে, যার মধ্যে একটি হল দেখানো যে কোডটি ব্লকের মতো একই কাজ করে। EV3 পরিবেশে, মাইক্রোপাইথন ইন্টিগ্রেশনের মাধ্যমে এটি সম্ভব, তাই বাচ্চারা মাইক্রোসফটের ভিজ্যুয়াল স্টুডিও কোডে মৌলিক ব্লক প্রোগ্রামিং পরিবেশ এবং পাইথন উভয় ক্ষেত্রেই একই প্রোগ্রাম তৈরি করতে পারে। তারা দেখতে পায় যে উভয় পদ্ধতি একই কাজ করে, কিন্তু কোড ব্যবহার করে জটিল সমস্যার সমাধান করা আরও সুবিধাজনক।

মাইক্রোপাইথনে স্যুইচ করা হচ্ছে

EV3 পরিবেশটি একটি ARM9 প্রসেসরে নির্মিত, এবং বিকাশকারীরা ইচ্ছাকৃতভাবে স্থাপত্যটি খোলা রেখেছিলেন। এই সমাধানটি বিকল্প ফার্মওয়্যার রোল আউট করা সম্ভব করেছে, যার মধ্যে একটি ছিল মাইক্রোপাইথনের সাথে কাজ করার জন্য একটি চিত্র। এটি আপনাকে আপনার EV3 প্রোগ্রাম করতে পাইথন ব্যবহার করতে দেয়, কিটটিকে বাস্তব জীবনের কাজগুলির আরও কাছাকাছি নিয়ে আসে। 

শুরু করতে, আপনাকে ডাউনলোড করতে হবে EV3 মাইক্রোপাইথন ছবি যেকোনো microSD কার্ডে, EV3 মাইক্রোকম্পিউটারে ইন্সটল করুন এবং চালু করুন। তারপরে আপনাকে ইনস্টল করতে হবে বিনামূল্যে এক্সটেনশন ভিজ্যুয়াল স্টুডিওর জন্য। এবং আপনি কাজ শুরু করতে পারেন। 

MycroPython এ প্রথম রোবট প্রোগ্রামিং

আমাদের উপর ওয়েবসাইট রোবোটিক্সের মৌলিক ধারণাগুলি আয়ত্ত করার জন্য বেশ কয়েকটি পাঠ রয়েছে। EV3 মডেলগুলি বাচ্চাদের সেই মৌলিক বিষয়গুলির সাথে পরিচয় করিয়ে দেয় যা স্ব-চালিত গাড়ি, কারখানার সমাবেশ রোবট এবং CNC মেশিনে ব্যবহৃত হয়। 

আমরা একটি ড্রয়িং মেশিনের উদাহরণ নেব, যা প্যাটার্ন এবং জ্যামিতিক আকার আঁকতে শেখানো যেতে পারে। এই কেসটি প্রাপ্তবয়স্ক ওয়েল্ডিং বা মিলিং রোবটের একটি সরলীকৃত সংস্করণ এবং দেখায় কিভাবে EV3-কে মাইক্রোপাইথনের সাথে একত্রে স্কুলের শিশুদের শেখানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এবং একটি ড্রয়িং মেশিন বাবার জন্য একটি মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডে গর্ত চিহ্নিত করতে পারে, তবে এটি আরেকটি স্তর যা গণিতের প্রয়োজন।

কাজের জন্য, আমাদের প্রয়োজন:

• LEGO MINDSTORMS Education EV3 কোর সেট; 
• চেকার্ড কাগজের বড় শীট;
• রঙিন চিহ্নিতকারী। 

রোবট নিজেই এর সমাবেশ নির্দেশাবলী, এবং আমরা একটি প্রোগ্রামিং উদাহরণ দেখব।

প্রথমে আমরা EV3 মডিউল লাইব্রেরি শুরু করি:

#!/usr/bin/env pybricks-micropython
from pybricks import ev3brick as brick
from pybricks.ev3devices import (Motor, TouchSensor, ColorSensor, GyroSensor)
from pybricks.parameters import Port, Stop, Direction, Color, ImageFile
from pybricks.tools import wait

আমরা একটি প্ল্যাটফর্ম সেট আপ করেছি যেটি পোর্ট বি-তে একটি মোটরের মতো হ্যান্ডেলটি ঘোরায়। আমরা যথাক্রমে 20-12-28 এর দাঁতের সংখ্যা সহ একটি দুই-পর্যায়ের গিয়ার ট্রেনের গিয়ার অনুপাত সেট করি।

turntable_motor = Motor(Port.B, Direction.CLOCKWISE, [20, 12, 28])

আমরা পোর্ট সি-তে একটি মোটর হিসাবে হ্যান্ডেলের জন্য উত্তোলন প্রক্রিয়াটি কনফিগার করি:

seesaw_motor = Motor(Port.C)

আমরা জাইরোস্কোপ কনফিগার করি, যা হ্যান্ডেলের প্রবণতার কোণ পরিমাপ করে, পোর্ট 2 এ:

gyro_sensor = GyroSensor(Port.S2)

আমরা পোর্ট 3 এ কালার সেন্সর কনফিগার করি। ড্রয়িং মেশিনের নিচে সাদা কাগজ সনাক্ত করতে সেন্সর ব্যবহার করা হয়:

color_sensor = ColorSensor(Port.S3)

আমরা পোর্ট 4 এ টাচ সেন্সর কনফিগার করি। সেন্সর চাপলে রোবট আঁকা শুরু করে:

touch_sensor = TouchSensor(Port.S4)

আমরা ফাংশনগুলিকে সংজ্ঞায়িত করি যা হ্যান্ডেল বাড়ায় এবং কম করে:

def pen_holder_raise():
  seesaw_motor.run_target(50, 25, Stop.HOLD)
  wait(1000)

def pen_holder_lower():
  seesaw_motor.run_target(50, 0, Stop.HOLD)
  wait(1000)

হ্যান্ডেলটিকে একটি নির্দিষ্ট কোণে বা একটি নির্দিষ্ট কোণে ঘোরানোর জন্য আমরা একটি ফাংশন সংজ্ঞায়িত করি:

def pen_holder_turn_to(target_angle):
  if target_angle > gyro_sensor.angle():

লক্ষ্য কোণ বর্তমান gyro সেন্সর কোণ থেকে বড় হলে, একটি ইতিবাচক গতির সাথে ঘড়ির কাঁটার দিকে চালিয়ে যান:

    turntable_motor.run(70)
	
while gyro_sensor.angle() < target_angle:
  	
pass
  elif target_angle < gyro_sensor.angle():

যদি লক্ষ্য কোণ বর্তমান gyro সেন্সর থেকে কম হয়, তাহলে ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে সরান:

    turntable_motor.run(-70)
	
while gyro_sensor.angle() > target_angle:
  	
pass

লক্ষ্য কোণে পৌঁছে গেলে ঘূর্ণায়মান প্ল্যাটফর্মটি বন্ধ করুন:

  turntable_motor.stop(Stop.BRAKE)

উপরের অবস্থানে হ্যান্ডেলের প্রাথমিক অবস্থান সেট করুন:

pen_holder_raise()

এখন প্রোগ্রামের প্রধান অংশ আসে - একটি অন্তহীন লুপ। EV3 প্রথমে একটি সাদা কাগজ বা নীল স্টার্ট স্কোয়ার সনাক্ত করার জন্য রঙ সেন্সর এবং স্পর্শ সেন্সর চাপার জন্য অপেক্ষা করে। তারপরে তিনি একটি প্যাটার্ন আঁকেন, প্রারম্ভিক অবস্থানে ফিরে আসেন এবং আবার সবকিছু পুনরাবৃত্তি করেন।

ডিভাইসটি প্রস্তুত না হলে, কন্ট্রোলারের LED গুলি লাল হয়ে যায় এবং LCD স্ক্রিনে একটি "থাম্বস ডাউন" চিত্র প্রদর্শিত হয়:

while True:
  brick.light(Color.RED)
  brick.display.image(ImageFile.THUMBS_DOWN)

আমরা অপেক্ষা করি যতক্ষণ না রঙ সেন্সরটি নীল বা সাদা গণনা করে, এলইডি রঙটি সবুজে সেট করে, এলসিডি স্ক্রিনে একটি "থাম্বস আপ" চিত্র প্রদর্শন করে এবং রিপোর্ট করি যে ডিভাইসটি ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত:

  while color_sensor.color() not in (Color.BLUE, Color.WHITE):
	
wait(10)
  brick.light(Color.GREEN)
  brick.display.image(ImageFile.THUMBS_UP)

আমরা টাচ সেন্সর চাপার জন্য অপেক্ষা করি, জাইরোস্কোপিক সেন্সরে কোণ মান 0 বরাদ্দ করি এবং অঙ্কন শুরু করি:

  while not touch_sensor.pressed():
	
wait(10)
  gyro_sensor.reset_angle(0)
  pen_holder_turn_to(15)
  pen_holder_lower()
  pen_holder_turn_to(30)
  pen_holder_raise()
  pen_holder_turn_to(45)
  pen_holder_lower()
  pen_holder_turn_to(60)

কলম ধারকটি তুলুন এবং এটিকে তার আসল অবস্থানে ফিরিয়ে দিন:

  pen_holder_raise()
  pen_holder_turn_to(0)</i>

এটি আমাদের তৈরি করা সহজ প্রোগ্রাম। এবং এখন আমরা এটি চালু করি এবং খসড়া তৈরির রোবটটি কর্মে তাকাই। 

এই ধরনের উদাহরণ কি প্রদান করে?

EV3 হল STEM কেরিয়ারের জন্য একটি ক্যারিয়ার গাইডেন্স টুল এবং ইঞ্জিনিয়ারিং ক্যারিয়ারে একটি এন্ট্রি পয়েন্ট। যেহেতু এটি ব্যবহারিক সমস্যা সমাধানের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, তাই শিশুরা প্রযুক্তিগত উন্নয়ন এবং শিল্প রোবট তৈরির অভিজ্ঞতা অর্জন করে, বাস্তব পরিস্থিতি অনুকরণ করতে শেখে, প্রোগ্রামগুলি বুঝতে এবং অ্যালগরিদমগুলি বিশ্লেষণ করে এবং মৌলিক প্রোগ্রামিং নির্মাণে মাস্টার্স করে।

মাইক্রোপাইথন সমর্থন EV3 প্ল্যাটফর্মকে উচ্চ বিদ্যালয়ে শিক্ষাদানের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। শিক্ষার্থীরা সবচেয়ে জনপ্রিয় আধুনিক ভাষার একটিতে প্রোগ্রামার হিসাবে নিজেদের চেষ্টা করতে পারে এবং প্রোগ্রামিং এবং ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইন সম্পর্কিত পেশাগুলির সাথে পরিচিত হতে পারে। EV3 কিটগুলি দেখায় যে কোডিং ভীতিকর নয়, আপনাকে গুরুতর ইঞ্জিনিয়ারিং চ্যালেঞ্জের জন্য প্রস্তুত করে এবং প্রযুক্তিগত দক্ষতা অর্জনের দিকে প্রথম পদক্ষেপ নিতে আপনাকে সহায়তা করে। আর যারা স্কুলে কাজ করে এবং শিক্ষার সাথে যুক্ত তাদের জন্য আমরা প্রস্তুতি নিয়েছি পাঠ প্রোগ্রাম এবং শিক্ষা উপকরণ। তারা বিশদভাবে বর্ণনা করে যে নির্দিষ্ট কাজগুলি সম্পাদন করার সময় কী কী দক্ষতা তৈরি হয় এবং কীভাবে অর্জিত দক্ষতা প্রশিক্ষণের মানগুলির সাথে সম্পর্কিত।

উত্স: www.habr.com