bildo - roboconstructor.ru
Konata parabolo diras, ke kiam juna patrino kun infano en la brakoj turnis sin al la saĝulo kaj demandis, en kiu aĝo ŝi komencu kreskigi siajn idojn, la maljunulo respondis, ke ŝi malfruis tiom da jaroj kiom la infano jam estis. . La situacio pri elekto de estonta alvokiĝo estas sufiĉe simila. Estas malfacile postuli de bebo konscion pri siaj inklinoj kaj interesoj, sed jam en mezlernejo komenciĝas ĉiaj specialaĵoj, kaj ĉi-tempe estus bone scii, kiun direkton movi la plenkreskan infanon. Sed unu afero, kiun ni jam scias preskaŭ certe, estas, ke dum la venontaj jardekoj, de 30 ĝis 80% de profesioj estos plene aŭtomatigitaj.
Robotiko, cibernetiko kaj kompreno de algoritmoj estas aro da kapabloj, kun kiuj, plej verŝajne, homo ne alfrontos tiajn neklarajn perspektivojn. Kompreneble, plej verŝajne, paralele al la anstataŭigo de la laborforto per robotoj, disvolviĝos ankaŭ la koncepto de senkondiĉa baza enspezo, sed estas malprobable, ke vi volas tian estontecon por via infano.
Nun ekzistas multaj manieroj por rapide montri al juna kaj interesata publiko la bazojn de programado kaj robotiko. Ĉiuj ili estas malmultekostaj, sufiĉe facile lerneblaj, kaj ene de kelkaj horoj provizas komprenon de la bazoj de algoritmoj kaj konceptoj de cibernetikaj aparatoj. Sed en klasĉambroj estas facile renkonti la malavantaĝojn de ĉi tiuj platformoj - limigita eluziĝorezisto (kaj ni alfrontu ĝin, ankaŭ "idiota rezisto") de pantabuloj, softvarinterfacoj ne tre amikaj por infanoj de 11-12 jaroj, kaj relative malgranda. “ludo” elemento.
La plej fama fabrikanto de edukaj aroj, LEGO Education, luktas kun ĉiuj ĉi tiuj mankoj dum pli ol dudek jaroj. Ni, kompreneble, parolas pri la platformo MINDSTORMS Education EV3. De la Mindstorms RCX produktita en la fruaj 90-aj jaroj ĝis la plej moderna MINDSTORMS Education EV3-komplekso, la principo de platformformado restas la sama. Ĝi baziĝas sur "inteligenta briko", mikrokomputilo kun ekrano kaj I/O-havenoj al kiuj ĉiuj aliaj komponentoj estas konektitaj. Kiel en iu ajn robotsistemo, ekstercentraj aparatoj estas dividitaj en sensilojn kaj efektorojn. Helpe de sensiloj, la roboto perceptas la mondon ĉirkaŭ ĝi, kaj danke al efektiloj, ĝi reagas al ĝi laŭ la programita programo. La platformaj komponantoj estas kunligitaj per simplaj kabloj sen lutado, kaj la mekanikaj strukturoj estas limigitaj nur per la forto de la plastaj partoj kaj la imago de la projektistoj.
Ni konsideris la eblecojn de tiaj solvoj ĝenerale, sed nun ni volas pli detale pritrakti LEGO MINDSTORMS Education EV3.
EV3
LEGO MINDSTORMS Education EV3 estas kongrua kun partoj de Lego Technic. Ĉi tio signifas, ke la platformo povas esti uzata por krei ampleksan varion de kaj eĉ nekredeblaj dezajnoj, de simplaj "aŭtoj" kaj "robotaj manoj" ĝis kompleksaj transportiloj aŭ eĉ "kubaj solvantoj de Rubik". Preskaŭ ajna aro de Lego Technic povas esti uzata kiel fonto de partoj por projektoj, kaj ne estos problemo anstataŭigi difektitajn rezervajn partojn. Jes, ili ne aspektas tiel brutalaj kiel la malnova sovetia aluminia konstrukompleto, sed praktike ili rezultas eĉ pli fortaj ol metalaj produktoj. Almenaŭ en mia kolekto, kiu komenciĝis en 1993, eĉ eĉ ne unu rompita parto estis malkovrita.
La Baza Eduka Aro de MINDSTORMS Education EV3 venas kun 541 Lego Technic-pecoj. Povas esti aĉetita kiel speciala rimedo kiel (aŭ la pli malnova 9648, produktita por NXT), aŭ nur granda tipkonstrukciisto (2800 partoj) aŭ (preskaŭ 4000 partoj), kaj, sufiĉe ludinte kun la ĉefa modelo, uzu ĝin kiel "brikojn" por cibernetikaj eksperimentoj. Pri unu peco, Lego estas tre antaŭ aliaj aroj ĉi tie - nur 3-5 rubloj per peco.
Nu, se iu havas malnovan kolekton, kiu inkluzivas dekojn da miloj da partoj, tiam vi tute ne devos zorgi pri rimedoj.
Ekrankopio de la Brickset-servo (interaga datumbazo por posedantoj de Lego-konstruaj iloj, kiu permesas vin kolekti diversajn statistikojn) de la aŭtoro
Tamen, ĉi tio nur validas por "pasivaj" elementoj kiel traboj, radoj aŭ konektaj pingloj. Sensiloj kaj efektiloj, kompreneble, estas multe pli multekostaj, sed estas pli ol sufiĉe da ili en la baza ilaro. Mindstorms EV3 venas kompleta kun tri motoroj (du pli grandaj kaj pli potencaj kaj unu kompakta servo), paro da tuŝsensiloj (speco de "inteligentaj" butonoj), ultrasonaj, giroskopaj kaj kolorsensiloj (ĝi povas ankaŭ funkcii en lumsensila reĝimo) . Krome, kongruo kun sensiloj de la antaŭa generacio de Lego Education-robotoj, Mindstorms NXT, estas konservita (ĉi tio inkluzivas, ekzemple, brunivelan sensilon).
Sed ni revenu al la "inteligenta briko", la koro de la sistemo. Ĉi tio ja estas sufiĉe peza kaj volumena "briko", ekipita per 178x128 monokromata LCD-ekrano (ne nur la menuo estas montrata sur ĝi, sed ankaŭ ĉiaj kutimaj bildoj dum funkciado) kun ŝanĝebla retroluma koloro. Uzante dratojn kun norma RJ-12-konektilo, sensiloj kaj efektiloj estas konektitaj al ĝi (ĝis kvar aparatoj de ĉiu tipo), estas fendo por microSDHC kaj USB-haveno.
Ĉi-lasta povas esti uzata kaj por elŝuti la programojn mem kaj por ĝisdatigi la firmware. Tamen, la mikroregilo ne estas senigita de sendrataj interfacoj; se vi volas, vi povas elŝuti programojn per Wi-Fi (postulas eksteran modulon) aŭ Bluetooth (enkonstruita). Ankaŭ, se ni muntas teleregitan roboton, ni povas "stiri" ĝin uzante sendratan komunikadon de inteligenta telefono aŭ tablojdo.
Ene de la "inteligenta briko" loĝas 300 MHz ARM-procesoro, 16 megabajtoj da konstanta memoro (kaj tial la karto estas utila) kaj 64 megabajtoj da RAM. Kiom ajn modestaj ĉi tiuj nombroj ŝajnas, estas pli ol sufiĉa potenco por efektivigi eĉ la plej ampleksajn algoritmojn, kiujn vi, aŭ eĉ pli infano en la lernado, povas skribi. Kaj se vi komparas ĝin kun la 48 MHz-procesoro de la antaŭa generacio NXT, kiu lastatempe plenumis dek jarojn, la progreso estas sufiĉe videbla. Tamen oni ne povas diri, ke NXT malrapidiĝas rimarkeble en la procezo de solvado de tipaj problemoj.
Krome, aperis kvara haveno por motoroj, kio en si mem estas signifa ekspansio de funkcieco, kiu pravigas la ĝisdatigon.
La USB-haveno nun subtenas gastigan reĝimon, ĉi tio permesas vin ne nur konekti Wi-Fi-adaptilon, sed ankaŭ konekti plurajn EV3-blokojn en unu kompleksan roboton. Vere, la nivelo de taskoj fariĝas tute "ne infana".
Fine, MINDSTORMS Education EV3 nun havas baterian subtenon. Anstataŭ ses AA-kuirilaroj, vi povas instali la inkluzivitan litijonan kuirilaron dum du kaj duona amperhoroj. Kompreneble, neniu malpermesas la uzon de eneloop-tipo AA-kuirilaroj, sed la bezono forigi ilin por ŝargado faras uzeblon sub mezumo. Kaj la prezo de paro de eneloop-ilaroj kun ŝargilo estas sufiĉe komparebla al marka baterio.
Ho jes, ekzistas granda, laŭtparolilo, kiu nun povas ne nur krii retroajn melodiojn el la 8-bita epoko, sed ankaŭ ludi pli agrablajn sonojn.
Nun ni rigardu la efektorojn el la baza aro. Du el ili estas potencaj motoroj similaj al tiuj jam uzataj en NXT, oblongaj aparatoj, kiuj disvolvas seriozan tordmomanton danke al interna redukto.
Se la motoro estas blokita, estas provizita mekanika kluĉilo, kiu komencas gliti se la frotado estas pli granda ol la kalkulita, do estas sufiĉe malfacile bruligi la motoron.
Estas rotacia angula sensilo kun rezolucio de unu grado (la motoro rakontas al la regilo laŭ kiu angulo ĝia akso estas nuntempe turnita) kaj la kapablo precize sinkronigi la rotacion de ĉiuj ligitaj motoroj.
La tria, tiel nomata M-servomotoro (mezgranda motoro) produktas trioble malpli da tordmomanto, sed ĝia rotacia rapideco estas preskaŭ duoble pli alta.
Koncerne sensilojn, vi ne vere devas limigi vin al tiuj ofertitaj de LEGO Education (kvankam ili estas tra la tegmento por iu eduka projekto), kelkaj triaj kompanioj produktas kongruajn kaj foje sufiĉe ekzotikajn sensilojn. Firmware fontkodo kaj aparataro specifoj plene .
Programaro
Ni multe parolis pri aparataro, sed fakte, ĝi ne estas la sola afero, kiu determinas la efikecon de robotaj klasoj. Ĝi estas la ĉeesto de vere intuicia programaro sur pluraj platformoj (Mac, komputilo, porteblaj aparatoj) kaj igas LEGO MINDSTORMS Education EV3 la platformo elektita por lernado, precipe inter bazlernejo kaj mezlernejo, por infanoj de dek jaroj.
Bonvena ekrano de la aplikaĵo sur iPad
Vidigo de algoritmoj en la denaska programaro LEGO MINDSTORMS Education EV3 estas simple ĉe la plej alta nivelo - en nur kelkaj minutoj sufiĉas regi la ĉefajn specojn de interago de logikaj blokoj (transiraj kondiĉoj, buklo, ktp.) kaj poste iom post iom pliigi la komplekseco de programoj. Kompreneble, ekzistas pretaj edukaj projektoj por dekoj da diversaj modeloj de robotoj, kaj se vi deziras, vi povas trovi milojn da interesaj programoj en interretaj komunumoj.
Ekzempla programo en iPad-aplikaĵo
Altnivelaj uzantoj povas instali LabVIEW aŭ RobotC - la "cerboj" de LEGO MINDSTORMS Education EV3 estas plene kongruaj kun ĉi tiuj pakoj. Bedaŭrinde, ne eblos eksporti malnovajn projektojn por NXT sen plia konvertiĝo.
El eduka vidpunkto, ĝi multe pli interesas . Ĝi permesas vin konservi elektronikajn kajerojn por studentoj, danke al kiuj la instruisto povas taksi la sukceson de aparta studento de sia versio de la aplikaĵo kaj kontroli sian progreson. Krome, vi povas uzi ne nur la edukajn materialojn disponeblajn sur la programaro (el kiuj estas multaj), sed ankaŭ krei viajn proprajn per la enkonstruita enhavredaktilo.
EV3 Content Editor lernilaj videoj
La labortabla versio ankaŭ havas datumregistradservaĵon kun la kapablo programi grafeareojn depende de sojlaj valoroj. Tio estas, nun instruisto povas facile pruvi la funkciadon de modernaj teknologioj ene de inteligenta hejmo, ekzemple.
La mikrokomputilo EV3 kolektos datumojn de sensiloj en reala tempo kaj, depende de la temperatura fono, lanĉos unu aŭ alian modelprogramon. Kiam la temperaturo estas alta, la ventumilo ŝaltas, kaj kiam la temperaturo estas malalta, la hejtilo ŝaltas. Kaj studentoj povos registri kaj analizi datumojn, finante la modelon.
Datuma Registrado
La malfermo de la "inteligenta brika" firmvaro jam ludis sian rolon: ekzistas alternativaj opcioj, kiuj subtenas plej popularajn programlingvojn (dekoj da ili). Ĝenerale, la uzo de EV3 povas esti "ligita" al iu ajn eduka projekto rilata al programado, ĉar malmultaj aferoj estas tiel plaĉaj kiel la ŝanco vidi la laboron de propraj algoritmoj "en aparataro".
Multaj atendas, ke la falilo en ĉi tiu rakonto povas esti la prezo. Efektive, por la Baza aro vi devos pagi 29 rublojn, plus aliajn 900 por ŝargado. Tamen ĉi tiu kvanto inkluzivas partojn kaj elektronikon por la komforta laboro de du studentoj, kaj ankaŭ plenrajtan bazan programaron kun 2 pretaj lecionoj (kiu ekde januaro 500 estas tute senpaga kaj por individuoj kaj organizaĵoj). Kompreneble, pliaj ekipaĵoj kaj misiaj ilaroj povas pliigi la koston, sed en racio. Do ilaro por 48 studentoj, inkluzive de bazaj kaj rimedoj aroj LME EV2016, ŝargiloj, programaro kaj , kostos 174 900. Tute akceptebla por ekipi, ekzemple, rondon en la lernejo.
Jes, ĝi estas rimarkeble pli multekosta ol simplaj Arduino-similaj platformoj. Sed la ŝancoj, same kiel la nivelo de implikiĝo, estas multe pli altaj. La EV3-bazita instruplano povas esti sekure planita tra mezlernejo kaj pretere. Krome, kun adekvata uzo de LEGO MINDSTORMS Education EV3 ĝi simple "supervivos" plurajn simplajn ilarojn pro mekanikaj kvalitoj, facila anstataŭigebleco kaj havebleco de partoj (en mia praktiko, nur unu RJ-12-kablo postulis anstataŭigon en la 10-jara- malnova NXT).
Kiel rezulto, ni vidas preskaŭ malfermfontan projekton subtenata de giganta kompanio kun ĉiuj gratifikoj necesaj en tia situacio - longa vivociklo, havebleco de rezervaj partoj kaj etendaĵoj, oficialaj kaj amatoraj gvidiloj, evoluinta komunumo. Mindstorms fariĝis preskaŭ normo en okcidentaj edukaj robotaj klasoj por infanoj, kaj estus vere mojose vidi ĝin vaste adoptita en Rusio.
Elektante vojon
Kaj nun al la ĉefa afero. Male al WeDo 2.0-aroj, EV3 estas celita al mezlernejoj, kaj do al pli aĝaj infanoj, por kiuj la temo de elekto de estonta profesio estas pli serioza.
Uzante EV3, ĉiu studento povos pli aktive malkaŝi la kapablojn, kiuj estis enecaj en li laŭ naturo, edukado kaj la eduka procezo.
Denaska matematikisto atente kontrolos la telemetrion de la sensiloj, kiel precize la distanco vojaĝita de la roboto estas registrita, kiel la angulo laŭ kiu ĝi devias estas registrita, ktp.
La estonta IT-specialisto, kompreneble, mergos sin en programado de la roboto, analizante la algoritmojn per kiuj ĝi moviĝas. Kaj li certe kreos sian propran, ne antaŭviditan de la normaj instrukcioj.
Infano, kiu estas pasia pri fiziko, povos fari vidajn eksperimentojn helpe de roboto; feliĉe, la aroj ne havas problemojn kun sensiloj, same kiel la infano ne havas problemojn kun imago.
Ĝenerale, negrave kiaj la interesoj kaj plej ŝatataj temoj de via infano en la lernejo, lernado per MINDSTORMS EV3-aroj permesos al ili esti pli klare reliefigitaj kaj koncentritaj pri ilia evoluo estonte.
En vivo
Nuntempe, la solvoj de la kompanio jam estas uzataj de studentoj por krei interesajn projektojn, kaj kadre de diversaj konkursoj kaj por ĝenerala disvolviĝo. La amaskomunikiloj skribis pri kelkaj el ili ĉi-jare.
Astraĥanaj lernejinfanoj Ruslan Kazimov kaj Miĥail Gladyshev, bazitaj en la regiona teknologia parko, evoluigis robotan simulilon por la rehabilitado de manartikoj.
foto - rg.ru
Oka-klasanoj pasigis iom malpli ol du monatojn evoluigi la simulilon. Ili prezentis sian projekton en la regiona stadio de la IX Tutrusa konkurso de sciencaj kaj novigaj projektoj en la Suda Federacia Distrikto, kie ili prenis la duan lokon. En la estonteco, ili planas krei industrian prototipon - nuntempe, la programistoj nur ofertas prototipon faritan el la eduka robota aro LEGO MINDSTORMS Education EV3.
La aparato duobligas la movojn faritajn de la kuracisto - la artikoj komencas funkcii, tiel restarigante la moveblecon ne nur de ili, sed ankaŭ de muskolaj grupoj. Dum aparatoj estas konektitaj per Bluetooth, estonte ili komunikados per Interreto aŭ Wi-Fi.
Estas analogoj de tia aparato sur la merkato, sed la Astrakhan-aparato povas funkcii samtempe kun la ŝultro, pojno kaj kubutaj artikoj. Krome, ĝi estas portebla kaj kuirilaro. Ankaŭ ekzistas la ebleco de teleregado, tio estas, la paciento povas trejni sen eliri de hejmo.
En la Monda Robotika Olimpiko 2015 (WRO 2015), la rusa teamo DRL el Sankt-Peterburgo ricevis specialan premion por kreivo de LEGO Education (LEGO EDUCATION CREATIVITY AWARD).
La rusa DRL-teamo prezentis la projekton CaveBot. Uloj el Sankt-Peterburgo, sub la gvido de trejnisto Sergej Filippov, kreis unikan robotan esploriston por malkovri neesploritajn areojn en kavernoj. La evoluo kovras diversajn sciencajn kampojn, ĉar la unika roboto ebligas plenumi taskojn de diversa komplekseco.
La teamo konstruis grimpan roboton ekipitan per diversaj sensiloj por detekti objektojn por posta esplorado. La rezultaj datumoj povas esti igitaj 3D modeloj sur komputilo.
Kaj 13-jaraĝa Shubham Banerjee kreis Brajlo farita el LEGO-pecoj por lerneja scienca projekto. Poste, kun la partopreno de lia familio, noventrepreno estis kreita por lanĉi la inventon, kiu ricevis financan subtenon de la teknologia korporacio Intel.
(Foto: Marcio Jose Sanchez, AP)
La ideo krei presilon venis al Shubham post esplorado de Brajlo en la Interreto. Ekkomprenante, ke tuŝtajpaj presiloj kostas $2,000 kaj pli, la studento decidis fari pli malmultekostan version.
Baldaŭ post la invento, blindaj infanoj kaj iliaj gepatroj komencis kontakti Shubham kun ununura peto - fari nekostan Brajlan presilon, promesante "aĉeti ĝin tuj de la breto."
Kiel vi povas vidi, la uzo de MINDSTORMS Education EV3 en la lernado ebligas al studentoj uzi sian imagon al la maksimumo, kreante pli kaj pli novajn mekanismojn, kiuj ne nur helpas realigi ideojn aŭ vide fari iujn eksperimentojn, sed ankaŭ komenci decidi pri ilia estonta profesio.
Se vi havas demandojn pri la uzo de ĉi tiuj solvoj en la eduka procezo (aŭ pri la produktoj mem), skribu ilin en la komentoj.
fonto: www.habr.com