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Una parabola ben cunnisciuta dice chì quandu una ghjovana mamma cù un zitellu in i so braccia si vultò versu u saviu è li dumandò à quale età deve principià à crià a so discendenza, u vechju rispose chì era in ritarda di tanti anni quant'è u zitellu era digià. . A situazione cù a scelta di una vocazione futura hè abbastanza simile. Hè difficiuli di dumandà a cuscenza di l'inclinazioni è l'interessi di un zitellu, ma digià in u liceu tutti i tipi di specializazione cumincianu, è da questu tempu saria bellu di sapè chì direzzione move u zitellu adultu. Ma una cosa chì sapemu digià guasi sicuru hè chì in i prossimi decennii, da 30 à 80% di e professioni seranu cumplettamente automatizati.
A robotica, a cibernetica, a cunniscenza di l'algoritmi - l'inseme di cumpetenze cù quale, assai prubabilmente, tali prospettive vagi ùn minaccianu micca una persona. Di sicuru, assai prubabile, in parallelu cù a rimpiazzamentu di a forza di travagliu cù i robots, u cuncettu di un inguernu basicu incondizionatu hà da sviluppà ancu, ma ùn vulete micca un tali futuru per u vostru zitellu.
Ci hè parechje manere di mostrà rapidamente à un publicu ghjovanu è interessatu i principii di prugrammazione è robotica. Tutti sò di prezzu, abbastanza faciuli d'amparà, è in uni pochi d'ore danu una cunniscenza di i principii di l'algoritmi è i cuncetti di i dispositi cibernetici. Ma in aula, hè faciule di scuntrà i svantaghji di sti piattaforme - durabilità limitata (è per esse onestu - "resistenza idiota" ancu) di breadboards, interfacce di software chì ùn sò micca assai amichevuli per i zitelli 11-12 anni, un pocu pocu. elementu di u "ghjocu".
Tutti issi difetti sò stati cumbattiti per più di vint'anni in u più famosu fabricatore di set educativi, LEGO Education. Parlemu, sicuru, di a piattaforma MINDSTORMS Education EV3. Partendu da u Mindstorms RCX pruduciutu à l'iniziu di l'anni 90 è finiscinu cù u cumplessu MINDSTORMS Education EV3 più mudernu, u principiu di furmà una piattaforma ferma u listessu. Hè basatu annantu à un "mattone intelligente", un microcomputer cù una schermu è porti di input-output, à quale tutti l'altri cumpunenti sò cunnessi. Cum'è in ogni sistema roboticu, i dispositi periferichi sò spartuti in sensors è effectors. Cù l'aiutu di i sensori, u robot percive u mondu intornu à ellu, è grazia à l'effetti, reagisce à questu in cunfurmità cù u prugramma programatu. I cumpunenti di a piattaforma sò cunnessi cù cavi simplici senza saldatura, è e strutture meccaniche sò limitati solu da a forza di e parti plastiche è l'imaginazione di i diseggiani.
avemu cunsideratu e pussibulità di tali suluzioni in generale, ma avà vulemu stà nantu à LEGO MINDSTORMS Education EV3 in più detail.
EV3
LEGO MINDSTORMS Education EV3 hè cumpatibile cù e parti Lego Technic. Questu significa chì a piattaforma pò esse aduprata per creà una larga varietà di disinni ancu incredibili, da vitture simplici è braccia robotiche à trasportatori cumplessi o ancu solu solu di Rubik's Cube. In fatti, ogni set Lego Technic pò diventà una fonte di pezzi per i prughjetti, è ùn ci sarà micca prublema cù rimpiazzà i pezzi di ricambio dannighjati. Iè, ùn parenu micca brutali cum'è l'anzianu designer d'aluminiu sovieticu, ma in pratica sò ancu più forti di i prudutti di metalli. Almenu in a mo cullizzioni, chì hà cuminciatu in u 1993, ùn hè ancu scuperta una sola parte rotta.
U MINDSTORMS Education EV3 Basic Educational Set vene cun 541 pezzi Lego Technic. Pò esse acquistatu cum'è un settore di risorse specializate cum'è (o l'anzianu 9648, pruduttu per NXT), o solu un grande constructore di tipu (2800 parti) o (quasi 4000 parte), è, avè ghjucatu abbastanza cù u mudellu principale, mette nantu à i "bricks" per esperimenti cibernetici. In quantu à un pezzu, Lego supera l'altri setti quì assai - solu 3-5 rubles per pezzu.
Ebbè, se qualchissia hà una vechja cullizzioni chì include decine di millaie di detaglii, allora ùn avete micca da preoccupari di risorse in tuttu.
Screenshot da u serviziu Brickset (una basa di dati interattiva per i pruprietarii di costruttori Lego chì vi permette di cullà diverse statistiche) da l'autore
Tuttavia, questu hè solu appiicatu à elementi "passivi" cum'è travi, roti o pins di cunnessione. Sensors è effectors, sicuru, sò assai più caru, ma ci sò più cà abbastanza di elli in u kit di basa. Mindstorms EV3 vene cù trè mutori (dui più grande è più putente è un servo compactu), un paru di sensori tattili (un tipu di buttone "intelligenti"), sensori ultrasonici, giroscopi è di culore (pò ancu travaglià in modu di sensore di luce). In più, a cumpatibilità cù i sensori di a generazione precedente di robots Lego Education, Mindstorms NXT, hè stata cunservata (questi includenu, per esempiu, un sensoru di livellu di rumore).
Ma torna à u "mattone intelligente", u core di u sistema. Questu hè veramente un "brick" pesante è voluminoso, equipatu di un schermu LCD monocromu 178x128 (mostra micca solu u menu, ma ancu ogni tipu di ritratti persunalizati in u prucessu) cù un culore di retroilluminazione cambiante. Utilizendu fili cù un connettore RJ-12 standard, i sensori è l'effetti sò cunnessi à questu (finu à quattru dispositi di ogni tipu), ci hè un slot per microSDHC è un portu USB.
L'ultime pò esse usata sia per scaricà i prugrammi attuali sia per aghjurnà u firmware. In ogni casu, u microcontroller ùn hè micca privatu di interfacce wireless, se vulete, pudete scaricà prugrammi via Wi-Fi (un modulu esternu hè necessariu) o Bluetooth (custruitu). Inoltre, se assemblemu un robot cuntrullatu à distanza, pò esse "guidatu" cù a cumunicazione wireless da un smartphone o tableta.
Dentru u "mattone intelligente" campa un processore ARM di 300 MHz, 16 megabytes di memoria permanente (è per quessa chì a carta hè utile) è 64 megabytes di RAM. Ùn importa micca quantu modeste queste figure ponu parenu, ci hè più di abbastanza putere per eseguisce ancu l'algoritmi più ramificati chì voi o ancu un zitellu pudete scrive in u prucessu di apprendimentu. È se paragunate cù u processore 48-MHz di a generazione precedente NXT, chì recentemente hà fattu deci anni, u prugressu hè cumplettamente notu. Tuttavia, ùn si pò dì chì NXT hà rallentatu notevolmente in u prucessu di risolve i travaglii tipici.
In più, ci hè un quartu portu per i mutori, chì in sè stessu hè una espansione significativa di funziunalità chì ghjustificà l'aghjurnamentu.
U portu USB supporta avà u modu d'ospite, questu permette micca solu di cunnette un adattatore Wi-Fi, ma ancu di cunnette parechji blocchi EV3 in un robot cumplessu. True, u livellu di i travaglii diventa cumplettamente "micca zitellu".
Infine, MINDSTORMS Education EV3 hà un supportu per a bateria. Invece di sei batterie AA, pudete installà a bateria di lithium-ion inclusa per dui ampere-ora è mezzo. Di sicuru, nimu pruibisce l'usu di batterie eneloop finger-type, ma a necessità di sguassate per a carica rende l'usabilità sottu a media. È per u prezzu, un paru di setti eneloop cù un caricatore sò abbastanza paragunabili à una bateria di marca.
Oh, iè, ci hè un parlante grande è forte chì avà ùn pò micca solu sculacciate melodie retro da l'era di 8-bit, ma ancu ghjucà soni più piacevuli.
Avà fighjemu l'effetti di u settore di basa. Dui di elli sò mutori putenti, simili à quelli chì sò digià utilizati in l'NXT, i dispositi oblongi chì sviluppanu un torque seriu grazia à un riduzzione internu.
In casu chì u mutore hè bluccatu, hè furnitu un embrague meccanicu, chì cumencia à sdrughje se u attritu hè più grande di quellu calculatu, cusì hè abbastanza difficiule di brusgià u mutore.
Ci hè un sensoru di l'angolo di rotazione cù una risuluzione di un gradu (u mutore dice à u controller à quale angulu u so assi hè attualmente rotatu) è a capacità di sincronizà precisamente a rotazione di tutti i mutori cunnessi.
U terzu, cusì chjamatu M-servo (motore mediu) pruduce trè volte menu torque, ma a so velocità di rotazione hè quasi duie volte più alta.
In quantu à i sensori, ùn hè micca veramente necessariu esse limitatu à quelli offerti da LEGO Education (ancu si sò sopra à u tettu per qualsiasi prughjettu educativu), una quantità di cumpagnie di terzu pruduce sensori cumpatibili è à volte abbastanza esotici. Codice fonte di firmware cumpletu è specificazioni hardware .
Software
Avemu parlatu assai di hardware, ma in fattu, ùn hè micca solu ciò chì determina l'efficacità di e classi di robotica. Hè a prisenza di un software veramente intuitivu in parechje piattaforme (Mac, PC, dispositi mobile) è rende LEGO MINDSTORMS Education EV3 a piattaforma di scelta per l'apprendimentu, in particulare trà a scola primaria è secundaria, per i zitelli di deci anni.
Schermata di benvenuta di l'app in iPad
A visualizazione di l'algoritmi in u software nativu LEGO MINDSTORMS Education EV3 hè simplicemente à u più altu livellu - in pocu minuti hè abbastanza per ammaistrà i principali tipi di interazzione di blocchi lògichi (condizioni di transizione, loop, etc.) è poi aumentà gradualmente u cumplessità di prugrammi. Di sicuru, ci sò prughjetti educativi pronti per decine di mudelli diffirenti di robots, è se vulete, pudete truvà millaie di prugrammi interessanti in e cumunità online.
Esempiu di prugramma in una applicazione iPad
L'utilizatori avanzati ponu installà LabVIEW o RobotC - i "cervelli" di LEGO MINDSTORMS Education EV3 sò cumpletamente cumpatibili cù questi pacchetti. Quì, sfurtunatamenti, ùn hà micca travagliatu per esportà vechji prughjetti per NXT senza cunversione supplementu.
Da un puntu di vista educativu, hè assai più interessante . Permette di mantene i quaderni elettronichi di i studienti, grazie à quale u maestru pò valutà u prugressu di un studiente particulari è monitorà u so prugressu da a so versione di l'applicazione. In più, pudete aduprà micca solu i materiali di furmazione dispunibili à bordu di u software (di quale ci sò assai), ma ancu creà u vostru propiu cù l'editore di cuntenutu integratu.
Video tutorial di EV3 Content Editor
È in a versione desktop ci hè una utilità di registrazione di dati cù a capacità di programà e zoni di u graficu secondu i valori di soglia. Questu hè, avà un maestru pò facilmente dimustrà u travagliu di e tecnulugia muderne in una casa intelligente, per esempiu.
U microcomputer EV3 raccoglierà dati da i sensori in tempu reale è, secondu u fondu di a temperatura, lanciarà unu o un altru prugramma di mudellu. Quandu a temperatura hè alta, u fan s'accende, è quandu a temperatura hè bassa, u calefactore si accende. È i studienti puderanu arregistrà è analizà e dati, finalizendu u mudellu.
Logging di dati
L'apertura di u firmware "smart brick" hà digià ghjucatu u so rolu: ci sò opzioni alternative cù supportu per i linguaggi di prugrammazione più populari (decine di elli). In generale, l'utilizazione di EV3 pò esse "attaccata" à qualsiasi prughjettu educativu ligatu à a prugrammazione, postu chì ci hè pocu chì hè più satisfacente chì l'uppurtunità di vede u travagliu di i vostri algoritmi "in hardware".
Parechje aspittàvanu chì u stumbling block in sta storia pò esse u prezzu. Infatti, per u set Basic, vi tuccherà à pagà 29 900 rubles, più un altru 2 500 per pagà per a carica. Tuttavia, sta quantità include parti è l'elettronica per u travagliu còmode di dui studienti, è ancu un software di basa cumpletu cù 48 lezioni pronti (chì da ghjennaghju 2016 hè cumplettamente gratuitu per l'individui è l'urganisazione). Di sicuru, l'equipaggiu supplementu è i posti di travagliu ponu aumentà u costu, ma in ragiuni. Dunque un kit di 8 studenti chì include a basa di LME EV3 è i kit di risorse, caricatori, software è , Custarà 174 900. Hè abbastanza accettabile per equipà, per esempiu, un cercolu à a scola.
Iè, hè notevolmente più caru cà e plataformi simplici simili à Arduino. Ma l'opportunità, è ancu u livellu di participazione, sò assai più altu. Un curriculum basatu in EV3 pò esse facilmente pianificatu per tuttu u liceu è fora. Inoltre, cù l'usu adattatu, LEGO MINDSTORMS Education EV3 "sopravviverà" diversi kits simplici per via di qualità meccaniche, facilità di rimpiazzamentu è dispunibilità di pezzi (in a mo pratica, solu un cable RJ-12 hà bisognu di rimpiazzamentu in un zitellu di 10 anni). NXT).
In u risultatu, vedemu un prughjettu guasi open source sustinutu da una cumpagnia gigante cù tutti i bonus necessarii in una tale situazione - un ciculu di vita longu, a dispunibilità di pezzi di ricambio è estensioni, guide ufficiali è amatori, è una cumunità sviluppata. Mindstorms hè diventatu praticamente u standard per e classi d'educazione di robotica occidentali per i zitelli, è saria veramente cool per vede ancu largamente utilizatu in Russia.
Sceglie una strada
È avà à u principale. A cuntrariu di i set WeDo 2.0, EV3 hè focu annantu à u liceu, rispettivamente, in i zitelli più vechji, per quale a quistione di sceglie una futura professione hè digià più seria.
Aduprendu EV3, ognunu di i studienti serà capaci di revelà più attivamente e capacità chì sò state disposte in ellu da a natura, l'educazione è u prucessu di apprendimentu.
Un matimàticu natu monitorarà strettamente a telemetria di i sensori, cumu si registra a distanza percorsa da u robot, cumu si registra l'angolo da quale si devia, è cusì.
U futuru specialista in l'informatica, sicuru, si immerserà in a prugrammazione di u robot, analizendu l'algoritmi da quale si move. È certamente hà da creà u so propiu, micca previstu da l'istruzzioni standard.
Un zitellu chì hè appassiunatu di a fisica serà capaci di fà esperimenti visuali cù l'aiutu di un robot, postu chì i setti ùn anu micca prublemi cù sensori, cum'è un zitellu cù l'imaginazione.
In generale, ùn importa ciò chì l'interessi di i vostri figlioli è i sughjetti preferiti à a scola, l'apprendimentu cù i set MINDSTORMS EV3 li permetterà di esse più chjaramente evidenziati è cuncentrati nantu à u so sviluppu in u futuru.
In a vita
À u mumentu, e suluzioni di a cumpagnia sò digià aduprate da i studienti per creà prughjetti interessanti, sia in u quadru di diversi cuncorsi, sia per u sviluppu generale. Un numeru di elli sò stati cuparti in i media quist'annu.
I scolari di Astrakhan Ruslan Kazimov è Mikhail Gladyshev, basati in u parcu tecnologicu regiunale, anu sviluppatu un simulatore roboticu per a riabilitazione di e articulazioni di e mani.
foto - rg.ru
I studienti di l'ottanu anu passatu un pocu menu di dui mesi à sviluppà u simulatore. Hanu prisentatu u so prughjettu in u stadiu regiunale di a IX cumpetizione All-Russian di prughjetti scientifichi è innovatori in u Distrittu Federale Meridionale, induve anu pigliatu u sicondu postu. In u futuru, pensanu à creà un prototipu industriale - per avà, i sviluppatori offrenu solu un prototipu fattu da u set roboticu educativu LEGO MINDSTORMS Education EV3.
U dispusitivu duplica i muvimenti realizati da u duttore - i articuli cumincianu à travaglià, restaurà cusì a mobilità di micca solu elli, ma ancu di i gruppi musculari. Mentre i dispositi sò cunnessi via Bluetooth, in u futuru si cumunicanu cù Internet o Wi-Fi.
Ci sò analoghi di tali dispositi nantu à u mercatu, ma u dispusitivu Astrakhan pò travaglià simultaneamente cù l'articulazione di l'spalla, u polso è u coddu. Inoltre, hè portatile è operatu cù batterie. Ci hè ancu a pussibilità di cuntrollu remoto, vale à dì chì u paci pò furmà senza lascià a casa.
À l'Olimpiadi Mundiali di Robotica 2015 (WRO 2015), a squadra russa DRL da San Petruburgu hè stata premiata un premiu speciale per a creatività da LEGO Education (LEGO EDUCATION CREATIVITY AWARD).
A squadra di DRL russa hà prisentatu u prughjettu CaveBot. Ragazzi di San Petruburgu, sottu a guida di u coach Sergei Filippov, creanu un esploratore roboticu unicu per scopre zoni inesplorati in grotte. U sviluppu copre diversi campi scentifichi, postu chì u robot unicu permette di realizà compiti di cumplessità variata.
A squadra hà custruitu un robot arrampicante equipatu di diversi sensori per detectà l'uggetti per l'esplorazione successiva. I dati resultanti ponu esse trasfurmati in mudelli 3D in un computer.
È Shubham Banerjee di 13 anni hà creatu Braille da pezzi LEGO cum'è parte di un prughjettu di scienza di a scola. In seguitu, cù a participazione di a so famiglia, hè stata creata una startup per lancià l'invenzione, chì hà ricevutu supportu finanziariu da a corporazione tecnica Intel.
(Foto: Marcio Jose Sanchez, AP)
L'idea di creà una stampante hè ghjunta à Shubham dopu a ricerca in Braille in Internet. Dopu avè capitu chì e stampanti touch custanu $ 2,000 è più, u studiente hà decisu di fà una versione più economica.
Pocu dopu à l'invenzione, i zitelli cechi è i so genitori cuminciaru à cuntattà Shubham cù una sola dumanda - per fà una stampante braille di prezzu, prumessu di "cumprà direttamente da u scaffale".
Comu pudete vede, l'usu di MINDSTORMS Education EV3 in u prucessu di apprendimentu permette à i studienti di accende a so imaginazione à u massimu, creendu più è più novi miccanismi chì aiutanu micca solu à rializà idee o cunduce visualmente qualsiasi esperimenti, ma ancu cumincianu à decide. nantu à a so futura professione.
Sì avete dumande nantu à l'usu di sti suluzione in u prucessu educativu (o nantu à i prudutti stessi), scrivite in i cumenti.
Source: www.habr.com