imahe - roboconstructor.ru
Usa ka ilado nga sambingay nag-ingon nga sa dihang ang usa ka batan-ong inahan nga nagkugos sa usa ka bata midangop sa maalamon ug nangutana kon unsang edad siya magsugod sa pagpadako sa iyang mga anak, ang tigulang mitubag nga siya ulahi na sa daghang mga tuig sama sa bata. . Ang sitwasyon sa pagpili sa umaabot nga bokasyon susama ra. Lisud ang pagpangayo sa kahibalo sa usa ka hilig ug interes gikan sa usa ka bata, apan na sa high school ang tanan nga mga matang sa mga espesyalisasyon nagsugod, ug niining panahona maayo nga mahibal-an na kung asa nga direksyon ibalhin ang hamtong nga bata. Apan usa ka butang nga nahibal-an na naton nga hapit sigurado mao nga sa sunod nga mga dekada, gikan sa 30 hangtod 80% sa mga propesyon ang hingpit nga awtomatiko.
Ang mga robotics, cybernetics, ug pagsabut sa mga algorithm usa ka hugpong sa mga kahanas diin, lagmit, ang usa ka tawo dili makaatubang sa ingon nga dili klaro nga mga palaabuton. Siyempre, lagmit, susama sa pag-ilis sa labor force sa mga robot, ang konsepto sa usa ka walay kondisyon nga batakang kita usab molambo, apan dili tingali nga gusto nimo ang ingon nga kaugmaon sa imong anak.
Karon adunay daghang mga paagi aron dali nga ipakita sa usa ka batan-on ug interesado nga mamiminaw ang sukaranan sa programming ug robotics. Ang tanan niini dili mahal, sayon nga makat-on, ug sulod sa pipila ka oras naghatag og pagsabot sa mga sukaranan sa mga algorithm ug mga konsepto sa cybernetic nga mga himan. Apan sa mga lawak-klasehanan sayon nga masugatan ang mga disbentaha niini nga mga plataporma - limitado nga pagsukol sa pagsul-ob (ug atong atubangon kini, "idiot resistance") sa mga breadboard, software interface nga dili kaayo mahigalaon alang sa mga bata nga nag-edad og 11-12, ug medyo gamay. "dula" nga elemento.
Ang labing inila nga tiggama sa mga set sa edukasyon, ang LEGO Education, nanlimbasug sa tanan niining mga kakulangan sulod sa kapin sa baynte ka tuig. Kami, siyempre, naghisgot bahin sa MINDSTORMS Education EV3 nga plataporma. Gikan sa Mindstorms RCX nga gihimo sa sayong bahin sa 90s hangtod sa labing modernong MINDSTORMS Education EV3 complex, ang prinsipyo sa pagporma sa plataporma nagpabilin nga pareho. Kini gibase sa usa ka "intelihenteng tisa", usa ka microcomputer nga adunay usa ka screen ug I / O nga mga pantalan diin ang tanan nga uban nga mga sangkap konektado. Sama sa bisan unsang robotic system, ang mga peripheral nga aparato gibahin sa mga sensor ug effector. Sa tabang sa mga sensor, nahibal-an sa robot ang kalibutan sa palibot niini, ug salamat sa mga epekto, kini nag-reaksyon niini subay sa giprograma nga programa. Ang mga sangkap sa plataporma konektado uban sa yano nga mga kable nga walay pagsolder, ug ang mekanikal nga mga istruktura limitado lamang sa kalig-on sa mga plastik nga bahin ug sa imahinasyon sa mga tigdesinyo.
Among gikonsiderar ang mga posibilidad sa maong mga solusyon sa kinatibuk-an, apan karon gusto namong magpuyo sa mas detalyado sa LEGO MINDSTORMS Education EV3.
EV3
Ang LEGO MINDSTORMS Education EV3 gihimo nga compatible sa mga parte sa Lego Technic. Kini nagpasabot nga ang plataporma mahimong magamit sa paghimo sa usa ka halapad nga matang sa ug bisan sa talagsaon nga mga disenyo, gikan sa yano nga "mga sakyanan" ug "mga robot nga kamot" ngadto sa komplikadong mga conveyor o bisan ang "Rubik's cube solvers." Halos bisan unsang set sa Lego Technic mahimong magamit ingon usa ka gigikanan sa mga piyesa alang sa mga proyekto, ug wala’y problema sa pag-ilis sa nadaot nga mga piyesa. Oo, dili sila ingon ka brutal sama sa karaang Soviet aluminum construction kit, apan sa praktis sila nahimong mas lig-on pa kay sa metal nga mga produkto. Sa labing gamay sa akong koleksyon, nga nagsugod kaniadtong 1993, wala’y bisan usa ka guba nga bahin nga nadiskobrehan.
Ang MINDSTORMS Education EV3 Basic Educational Set adunay 541 ka piraso sa Lego Technic. Mahimong mapalit ingon usa ka espesyal nga set nga kapanguhaan sama sa (o ang mas karaan nga 9648, nga gihimo para sa NXT), o usa lang ka dako nga tipo nga tigtukod (2800 ka bahin) o (halos 4000 ka bahin), ug, nga igo na ang pagdula sa panguna nga modelo, gamita kini ingon "mga tisa" alang sa mga eksperimento sa cybernetic. Sa mga termino sa usa ka piraso, ang Lego nag-una kaayo sa ubang mga set dinhi - 3-5 lamang nga mga rubles matag piraso.
Aw, kung ang usa ka tawo adunay daan nga koleksyon nga naglakip sa napulo ka libo nga mga bahin, nan dili ka kinahanglan mabalaka bahin sa mga kahinguhaan.
Screenshot gikan sa serbisyo sa Brickset (usa ka interactive nga database alang sa mga tag-iya sa Lego construction kits nga nagtugot kanimo sa pagkolekta sa lain-laing mga estadistika) sa tagsulat
Bisan pa, kini magamit lamang sa mga "passive" nga mga elemento sama sa mga sagbayan, mga ligid o nagkonektar nga mga pin. Ang mga sensor ug effector, siyempre, mas mahal, apan adunay labaw pa sa igo niini sa batakang kit. Ang Mindstorms EV3 kompleto sa tulo ka mga motor (duha ka mas dako ug mas gamhanan ug usa ka compact servo), usa ka pares sa touch sensors (usa ka matang sa "smart" buttons), ultrasonic, gyroscopic ug color sensors (kini mahimo usab nga magtrabaho sa light sensor mode) . Dugang pa, ang pagkaangay sa mga sensor gikan sa miaging henerasyon sa mga robot sa Lego Education, Mindstorms NXT, gipadayon (kini naglakip, pananglitan, usa ka sensor sa lebel sa kasaba).
Apan mobalik kita sa "smart brick", ang kasingkasing sa sistema. Kini sa tinuud usa ka bug-at ug dako nga "brick", nga adunay 178x128 monochrome LCD screen (dili lamang ang menu ang gipakita niini, apan usab ang tanan nga mga lahi sa naandan nga mga litrato sa panahon sa operasyon) nga adunay usa ka mausab nga kolor sa backlight. Gamit ang mga wire nga adunay standard RJ-12 connector, ang mga sensor ug effectors konektado niini (hangtod sa upat ka device sa matag matang), adunay slot para sa microSDHC ug USB port.
Ang ulahi mahimong magamit sa pag-download sa mga programa mismo ug sa pag-update sa firmware. Bisan pa, ang microcontroller wala gihikawan sa mga wireless interface; kung gusto, mahimo nimong i-download ang mga programa pinaagi sa Wi-Fi (nagkinahanglan usa ka eksternal nga module) o Bluetooth (built-in). Dugang pa, kon kita mag-assemble ug remote-controlled nga robot, mahimo natong "mamaneho" kini gamit ang wireless nga komunikasyon gikan sa usa ka smartphone o tablet.
Sa sulod sa "smart brick" nagpuyo ang usa ka 300 MHz ARM processor, 16 megabytes nga permanente nga memorya (ug kana ang hinungdan nga ang kard mapuslanon) ug 64 megabytes sa RAM. Bisan unsa pa ka kasarangan kini nga mga numero, adunay labaw pa sa igo nga gahum sa pagpatuman bisan ang labing halapad nga mga algorithm nga mahimo nimo, o labi pa nga usa ka bata sa proseso sa pagkat-on, mahimo nga isulat. Ug kung imong itandi kini sa 48 MHz processor sa miaging henerasyon nga NXT, nga bag-o lang nahimo nga napulo ka tuig, ang pag-uswag mamatikdan. Bisan pa, dili kini maingon nga ang NXT nagpahinay sa bisan unsang mamatikdan sa proseso sa pagsulbad sa kasagaran nga mga problema.
Dugang pa, usa ka ikaupat nga pantalan alang sa mga motor ang nagpakita, nga sa iyang kaugalingon usa ka hinungdanon nga pagpalapad sa pagpaandar nga nagpakamatarung sa pag-upgrade.
Ang USB port karon nagsuporta sa host mode, kini nagtugot kanimo dili lamang sa pagkonektar sa usa ka Wi-Fi adapter, apan usab sa pagkonektar sa pipila ka EV3 blocks ngadto sa usa ka komplikadong robot. Tinuod, ang lebel sa mga buluhaton mahimong hingpit nga "dili bata".
Sa katapusan, ang MINDSTORMS Education EV3 karon adunay suporta sa baterya. Imbes nga unom ka AA nga baterya, mahimo nimong i-install ang gilakip nga lithium-ion nga baterya sulod sa duha ug tunga nga ampere nga oras. Siyempre, walay usa nga nagdili sa paggamit sa mga eneloop-type nga AA nga mga baterya, apan ang panginahanglan sa pagtangtang niini alang sa pag-charge naghimo sa usability ubos sa kasagaran. Ug ang presyo sa usa ka pares nga eneloop kit nga adunay usa ka charger ikatandi sa usa ka branded nga baterya.
Oh oo, adunay usa ka dako, kusog nga mamumulong nga dili lamang makasinggit sa retro nga mga tuno gikan sa 8-bit nga panahon, apan makapatugtog usab sa labi ka nindot nga mga tunog.
Karon atong tan-awon ang mga effectors gikan sa batakang set. Ang duha niini kusgan nga mga motor nga susama sa gigamit na sa NXT, oblong nga mga aparato nga nagpalambo sa grabe nga torque salamat sa usa ka internal nga reduction gear.
Kung ang motor gibabagan, usa ka mekanikal nga clutch ang gihatag, nga magsugod sa pag-slip kung ang friction mas dako kaysa sa gikalkula, mao nga lisud ang pagsunog sa motor.
Adunay usa ka rotation angle sensor nga adunay resolusyon nga usa ka degree (ang motor nagsulti sa controller sa unsang anggulo ang axis niini karon gituyok) ug ang abilidad sa tukma nga pag-synchronize sa rotation sa tanang konektado nga mga motor.
Ang ikatulo, gitawag nga M-servo drive (medium-sized nga motor) nagpatunghag tulo ka beses nga mas gamay nga torque, apan ang tulin sa pagtuyok niini halos doble nga mas taas.
Sama sa alang sa mga sensor, dili nimo kinahanglan nga limitahan ang imong kaugalingon sa mga gitanyag sa LEGO Education (bisan kung naa sila sa atop alang sa bisan unsang proyekto sa edukasyon), daghang mga kompanya sa ikatulo nga partido ang naghimo nga magkatugma ug usahay medyo exotic nga mga sensor. Firmware source code ug hardware specifications sa bug-os .
Software
Daghan na kami nga nahisgutan bahin sa hardware, apan sa tinuud, dili lamang kini ang nagtino sa pagkaepektibo sa mga klase sa robotics. Kini ang presensya sa tinuud nga intuitive nga software sa daghang mga platform (Mac, PC, mobile device) ug naghimo sa LEGO MINDSTORMS Education EV3 nga plataporma sa pagpili sa pagkat-on, ilabina sa tunga-tunga sa elementarya ug sekondarya, alang sa mga bata nga nag-edad og diyes.
App welcome screen sa iPad
Ang pagtan-aw sa mga algorithm sa lumad nga LEGO MINDSTORMS Education EV3 nga software anaa lamang sa pinakataas nga lebel - sa pipila lang ka minuto igo na nga ma-master ang mga nag-unang matang sa interaksyon sa lohikal nga mga bloke (kondisyon sa transisyon, loop, ug uban pa) ug dayon anam-anam nga madugangan ang pagkakomplikado sa mga programa. Siyempre, adunay andam nga mga proyekto sa edukasyon alang sa daghang lainlaing mga modelo sa mga robot, ug kung gusto nimo, makit-an nimo ang libu-libo nga makapaikag nga mga programa sa mga online nga komunidad.
Pananglitan nga programa sa usa ka aplikasyon sa iPad
Mahimong i-install sa mga advanced nga tiggamit ang LabVIEW o RobotC - ang "utok" sa LEGO MINDSTORMS Education EV3 hingpit nga nahiuyon sa kini nga mga pakete. Ikasubo, dili mahimo ang pag-eksport sa mga daan nga proyekto para sa NXT nga wala’y dugang nga pagkakabig.
Gikan sa usa ka pang-edukasyon nga punto sa panglantaw, kini mas dako nga interes . Gitugotan ka nga magtipig sa mga electronic notebook alang sa mga estudyante, salamat nga mahimo’g masusi sa magtutudlo ang kalampusan sa usa ka partikular nga estudyante gikan sa iyang bersyon sa aplikasyon ug pag-monitor sa iyang pag-uswag. Dugang pa, mahimo nimong gamiton dili lamang ang mga materyal nga pang-edukasyon nga magamit sa software (nga adunay daghan), apan paghimo usab sa imong kaugalingon gamit ang built-in nga editor sa sulud.
EV3 Content Editor tutorial nga mga video
Ang desktop nga bersyon usab adunay usa ka data recording utility nga adunay katakus sa pagprograma sa mga lugar sa graph depende sa mga kantidad sa threshold. Sa ato pa, karon ang usa ka magtutudlo dali nga makapakita sa operasyon sa mga modernong teknolohiya sa sulod sa usa ka intelihente nga balay, pananglitan.
Ang EV3 microcomputer mangolekta og data gikan sa mga sensor sa tinuod nga panahon ug, depende sa background sa temperatura, maglunsad og usa o laing modelo nga programa. Kung ang temperatura taas, ang bentilador mo-on, ug kung ang temperatura moubos, ang heater mo-on. Ug ang mga estudyante makahimo sa pagrekord ug pag-analisar sa datos, pagtapos sa modelo.
Pag-log sa Data
Ang pagkabukas sa smart brick firmware nagdula na sa papel niini: adunay mga alternatibo nga mga kapilian nga nagsuporta sa labing popular nga mga programming language (dosena niini). Sa kinatibuk-an, ang paggamit sa EV3 mahimong "ma-screw" sa bisan unsang proyekto sa edukasyon nga may kalabutan sa pagprograma, tungod kay pipila ka mga butang ang makapahimuot sama sa oportunidad nga makita ang buhat sa kaugalingon nga mga algorithm "sa hardware."
Daghan ang nagdahom nga ang babag niini nga istorya mahimong ang bili. Sa tinuud, alang sa Basic set kinahanglan nimo nga bayran ang 29 nga mga rubles, dugang pa nga 900 alang sa pagsingil. Bisan pa, kini nga kantidad naglakip sa mga piyesa ug elektroniko alang sa komportable nga trabaho sa duha ka mga estudyante, ingon man ang bug-os nga batakang software nga adunay 2 nga andam nga mga leksyon (nga sukad sa Enero 500 hingpit nga libre alang sa mga indibidwal ug organisasyon). Siyempre, ang dugang nga mga kagamitan ug mga kit sa misyon mahimong makadugang sa gasto, apan sa katarungan. Busa usa ka kit alang sa 48 ka mga estudyante, lakip na ang sukaranan ug kahinguhaan nga mga set LME EV2016, mga charger, software ug , mokantidad ug 174. Dawaton kaayo alang sa pagsangkap, pananglitan, usa ka lingin sa eskuylahan.
Oo, kini labi ka mahal kaysa yano nga mga platform nga sama sa Arduino. Apan ang mga oportunidad, ingon man ang lebel sa pag-apil, mas taas. Ang EV3-based nga kurikulum mahimong luwas nga maplano sa tibuok high school ug sa unahan. Dugang pa, uban sa igong paggamit sa LEGO MINDSTORMS Education EV3 kini yano nga "mabuhi" ang pipila ka yano nga mga kit tungod sa mekanikal nga mga kalidad, sayon nga pag-ilis ug pagkaanaa sa mga piyesa (sa akong praktis, usa lamang ka RJ-12 cable ang gikinahanglan nga ilisan sa 10 ka tuig- daan nga NXT).
Ingon usa ka sangputanan, nakita namon ang usa ka hapit nga bukas nga gigikanan nga proyekto nga gisuportahan sa usa ka higante nga kompanya nga adunay tanan nga mga bonus nga gikinahanglan sa ingon nga kahimtang - usa ka taas nga siklo sa kinabuhi, pagkaanaa sa mga spare parts ug extension, opisyal ug amateur nga mga giya, usa ka naugmad nga komunidad. Ang Mindstorms nahimong halos usa ka sumbanan sa mga klase sa robotics sa edukasyon sa Kasadpan alang sa mga bata, ug nindot kaayo nga makita kini nga kaylap nga gisagop sa Russia.
Pagpili og dalan
Ug karon sa panguna nga butang. Dili sama sa WeDo 2.0 sets, ang EV3 gitumong sa high school, ug busa sa mas magulang nga mga bata, alang kang kinsa ang isyu sa pagpili sa umaabot nga propesyon mas seryoso.
Gamit ang EV3, ang matag estudyante makahimo sa mas aktibo nga pagpadayag sa mga abilidad nga naanaa kaniya sa kinaiyahan, pagpadako ug proseso sa edukasyon.
Ang usa ka natawo nga matematiko mag-monitor pag-ayo sa telemetry sa mga sensor, kung giunsa pagrekord ang gilay-on nga gibiyahe sa robot, kung giunsa ang pagrekord sa anggulo diin kini nagtipas, ug uban pa.
Ang umaabot nga espesyalista sa IT, siyempre, ipaunlod ang iyang kaugalingon sa pagprograma sa robot, pag-analisar sa mga algorithm diin kini molihok. Ug siya siguradong maghimo sa iyang kaugalingon, nga wala gihatag sa sukaranan nga mga panudlo.
Ang usa ka bata nga mahiligon sa pisika makahimo sa pagpahigayon sa biswal nga mga eksperimento sa tabang sa usa ka robot; maayo na lang, ang mga set walay mga problema sa mga sensor, sama nga ang bata walay mga problema sa imahinasyon.
Sa kinatibuk-an, bisan unsa pa ang mga interes ug paborito nga mga subject sa imong anak sa eskwelahan, ang pagkat-on gamit ang MINDSTORMS EV3 sets magtugot kanila nga mas klarong mapasiugda ug makatutok sa ilang pag-uswag sa umaabot.
Sa kinabuhi
Sa pagkakaron, ang mga solusyon sa kompanya gigamit na sa mga estudyante sa paghimo og makapaikag nga mga proyekto, isip kabahin sa nagkalain-laing kompetisyon ug alang sa kinatibuk-ang kalamboan. Ang media nagsulat mahitungod sa pipila niini karong tuiga.
Ang mga estudyante sa Astrakhan nga si Ruslan Kazimov ug Mikhail Gladyshev, nga nakabase sa parke sa teknolohiya sa rehiyon, nakamugna og robotic simulator alang sa rehabilitasyon sa mga lutahan sa kamot.
litrato - rg.ru
Ang ikawalo nga grader migugol ug gamay nga wala pay duha ka bulan sa pagpalambo sa simulator. Gipresentar nila ang ilang proyekto sa rehiyonal nga yugto sa IX All-Russian nga kompetisyon sa siyentipiko ug bag-ong mga proyekto sa Southern Federal District, diin sila mikuha sa ikaduhang dapit. Sa umaabot, sila nagplano sa paghimo sa usa ka industriyal nga prototype - sa pagkakaron, ang mga developers nagtanyag lamang sa usa ka prototype nga gihimo gikan sa LEGO MINDSTORMS Education EV3 educational robotic set.
Ang himan nagdoble sa mga lihok nga gihimo sa doktor - ang mga lutahan nagsugod sa pagtrabaho, sa ingon nagpasig-uli sa paglihok dili lamang kanila, kondili usab sa mga grupo sa kaunuran. Samtang ang mga device konektado pinaagi sa Bluetooth, sa umaabot sila makigkomunikar gamit ang Internet o Wi-Fi.
Adunay mga analogue sa ingon nga himan sa merkado, apan ang Astrakhan device mahimong dungan nga magtrabaho sa mga lutahan sa abaga, pulso ug siko. Dugang pa, kini madaladala ug gipadagan sa baterya. Adunay usab ang posibilidad sa remote control, nga mao, ang pasyente mahimong magbansay nga dili mobiya sa balay.
Sa World Robotics Olympiad 2015 (WRO 2015), ang Russian team DRL gikan sa St. Petersburg gihatagan og espesyal nga premyo alang sa pagkamamugnaon gikan sa LEGO Education (LEGO EDUCATION CREATIVITY AWARD).
Gipresentar sa grupo sa DRL sa Russia ang proyekto sa CaveBot. Ang mga lalaki gikan sa St. Petersburg, ubos sa paggiya ni coach Sergei Filippov, naghimo og usa ka talagsaon nga robotic explorer aron sa pagdiskobre sa wala pa masusi nga mga dapit sa mga langob. Ang pag-uswag naglangkob sa lainlaing mga natad sa siyensya, tungod kay ang talagsaon nga robot nagpaposible sa paghimo sa mga buluhaton nga lainlain ang pagkakomplikado.
Ang team nagtukod ug climbing robot nga nasangkapan sa lain-laing mga sensors aron makamatikod sa mga butang alang sa sunod nga eksplorasyon. Ang resulta nga datos mahimong himoong 3D nga mga modelo sa kompyuter.
Ug ang 13-anyos nga si Shubham Banerjee naghimo Braille nga hinimo gikan sa mga piraso sa LEGO alang sa proyekto sa siyensya sa eskuylahan. Sa ulahi, uban sa pag-apil sa iyang pamilya, ang usa ka startup gibuhat sa paglansad sa imbensyon, nga nakadawat pinansyal nga suporta gikan sa teknolohiya nga korporasyon Intel.
(Hulagway: Marcio Jose Sanchez, AP)
Ang ideya sa paghimo og tig-imprenta niabot kang Shubham human sa pagsiksik sa Braille sa Internet. Nakaamgo nga ang touch typing printer nagkantidad ug $2,000 ug pataas, ang estudyante nakahukom sa paghimo ug mas barato nga bersyon.
Sa wala madugay pagkahuman sa pag-imbento, ang buta nga mga bata ug ilang mga ginikanan nagsugod sa pagkontak kang Shubham sa usa ka hangyo - sa paghimo sa usa ka barato nga Braille nga tig-imprenta, nga nagsaad nga "mopalit niini gikan sa estante."
Sama sa imong makita, ang paggamit sa MINDSTORMS Education EV3 sa proseso sa pagkat-on nagtugot sa mga estudyante sa paggamit sa ilang imahinasyon ngadto sa maximum, paghimo sa dugang ug mas bag-ong mga mekanismo nga dili lamang makatabang sa pagkaamgo sa mga ideya o biswal nga pagpahigayon sa bisan unsa nga mga eksperimento, apan usab magsugod sa pagdesisyon sa ilang umaabot nga propesyon.
Kung adunay ka mga pangutana bahin sa paggamit niini nga mga solusyon sa proseso sa edukasyon (o bahin sa mga produkto mismo), isulat kini sa mga komento.
Source: www.habr.com