irudia – roboconstructor.ru
Parabola ezagun batek dio: ama gazte bat ume bat besoetan zuen jakintsuarengana jo eta zer adinetan hasi behar zen bere kumeak hazten galdetu zionean, agureak erantzun ziola beranduago zetorrela haurrak bezainbeste urte. . Etorkizuneko bokazioa aukeratzearen egoera nahiko antzekoa da. Zaila da haurrari norberaren joera eta interesen kontzientzia eskatzea, baina dagoeneko batxilergoan mota guztietako espezializazioak hasten dira, eta ordurako ondo legoke haur heldua zein norabide eraman behar duen jakitea. Baina dagoeneko ia ziur dakigun gauza bat da hurrengo hamarkadetan lanbideen % 30etik 80era guztiz automatizatuta egongo dela.
Robotika, zibernetika eta algoritmoen ulermena trebetasun-multzo bat dira, eta, ziurrenik, pertsona batek ez ditu aurreikuspen lausoak izango. Jakina, ziurrenik, lan-indarra robotekin ordezkatzearekin batera, baldintzarik gabeko oinarrizko errenta kontzeptua ere garatuko da, baina zaila da zure seme-alabarentzat halako etorkizunik nahi izatea.
Orain modu asko daude publiko gazte eta interesatu bati programazioaren eta robotikaren oinarriak azkar erakusteko. Guztiak merkeak dira, ikasteko nahiko errazak eta ordu gutxiren buruan gailu zibernetikoen algoritmoen eta kontzeptuen oinarriak ulertzen dituzte. Baina ikasgeletan erraza da plataforma hauen desabantailekin topatzea: ogi-taulen higadura-erresistentzia mugatua (eta aitor dezagun, "erresistentzia idiota" ere), 11-12 urte bitarteko haurrentzako oso atseginak ez diren software interfazeak eta nahiko txikia. “joko” elementua.
Hezkuntza-multzoen fabrikatzaile ospetsuenak, LEGO Education-ek, hogei urte baino gehiago daramatza gabezia horiekin guztiekin borrokan. MINDSTORMS Education EV3 plataformaz ari gara, noski. 90eko hamarkadaren hasieran ekoitzitako Mindstorms RCX-tik hasi eta MINDSTORMS Education EV3 konplexurik modernoenera, plataforma eratzeko printzipioak berdin jarraitzen du. "Adreilu adimendun" batean oinarritzen da, pantaila bat eta beste osagai guztiak konektatuta dauden I/O atakak dituen mikroordenagailua. Edozein robot sistematan bezala, gailu periferikoak sentsore eta efektoreetan banatzen dira. Sentsoreen laguntzaz, robotak bere inguruko mundua hautematen du, eta efektoreei esker, programatutako programaren arabera erreakzionatzen du. Plataformaren osagaiak soldadurarik gabeko kable sinpleekin konektatzen dira, eta egitura mekanikoak plastikozko piezen indarrak eta diseinatzaileen irudimenak soilik mugatzen ditu.
Horrelako irtenbideen aukerak aztertu genituen orokorrean, baina orain LEGO MINDSTORMS Education EV3-n sakondu nahi dugu.
EV3
LEGO MINDSTORMS Education EV3 Lego Technic piezekin bateragarria da. Horrek esan nahi du plataformak diseinu askotariko eta sinestezinak sortzeko erabil daitekeela, "auto" sinpleetatik eta "esku robotikoetatik" garraiatzaile konplexuetara edo baita "Rubik-en kubo konpontzaileak". Ia edozein Lego Technic multzo erabil daiteke proiektuetarako piezen iturri gisa, eta ez da arazorik izango kaltetutako ordezko piezak ordezkatzeko. Bai, ez dute sobietar aluminiozko eraikuntza kit zaharra bezain basatirik, baina praktikan metalezko produktuak baino are indartsuagoak izaten dira. Nire bilduman behintzat, 1993an hasi zena, oraindik ez da hautsitako pieza bakar bat aurkitu.
MINDSTORMS Education EV3 Oinarrizko Hezkuntza multzoa Lego Technic 541 piezarekin dator. Baliabide multzo espezializatu gisa eros daiteke (edo 9648 zaharragoa, NXTrako ekoitzitakoa), edo mota handiko eraikitzaile bat besterik ez (2800 zati) edo (ia 4000 zati), eta, eredu nagusiarekin nahikoa jokatuta, "adreilu" gisa erabili esperimentu zibernetikoetarako. Pieza bati dagokionez, Lego beste multzo batzuen aurretik dago hemen - 3-5 errublo bakarrik pieza bakoitzeko.
Beno, norbaitek dozenaka mila zati biltzen dituen bilduma zahar bat badu, orduan ez duzu baliabideez kezkatu beharko.
Brickset zerbitzuko pantaila-argazkia (Lego eraikuntza-kiten jabeentzako datu-base interaktiboa, hainbat estatistika biltzeko aukera ematen duena) egilearen eskutik
Hala ere, hau elementu "pasiboei" soilik aplikatzen zaie, hala nola habeak, gurpilak edo konektatzeko pinak. Sentsoreak eta efektoreak, noski, askoz garestiagoak dira, baina oinarrizko kitan nahikoa baino gehiago daude. Mindstorms EV3 hiru motorrekin (bi handiagoak eta indartsuagoak eta serbo trinko bat), ukipen-sentsore pare bat (botoi "adimentsu" moduko bat), ultrasoinu, giroskopiko eta kolore-sentsore ditu (argi sentsore moduan ere funtziona dezake) . Gainera, Mindstorms NXT Lego Education roboten aurreko belaunaldiko sentsoreekin bateragarritasuna mantentzen da (horren barne dago, adibidez, zarata maila sentsore bat).
Baina itzul gaitezen “adreilu adimendunera”, sistemaren bihotzera. Izan ere, "adreilu" pisutsu eta bolumentsua da, 178x128 LCD pantaila monokromo batekin hornitua (menua ez ezik, era guztietako irudi pertsonalizatuak ere erakusten dira funtzionamenduan zehar) atzeko argiaren kolore aldakorra duena. RJ-12 konektore estandarra duten hariak erabiliz, sentsoreak eta efektoreak konektatzen dira (mota bakoitzeko lau gailu gehienez), microSDHCrako zirrikitua eta USB ataka bat dago.
Azken hau bai programak beraiek deskargatzeko bai firmwarea eguneratzeko erabil daiteke. Dena den, mikrokontroladorea ez dago haririk gabeko interfazerik gabe; nahi izanez gero, programak deskarga ditzakezu Wi-Fi (kanpoko modulua behar du) edo Bluetooth bidez (integratua). Gainera, urrutiko kontrolatutako robot bat muntatzen ari bagara, smartphone edo tablet batetik haririk gabeko komunikazioa erabiliz "zuzendu" dezakegu.
“Adreilu adimendunaren” barruan 300 MHz ARM prozesadore bat bizi da, 16 megabyte memoria iraunkorra (eta horregatik da erabilgarria txartela) eta 64 megabyte RAM. Zenbaki hauek apala diruditen arren, zuek, edo are gehiago ikasketa prozesuan dagoen ume batek, idatz ditzakezun algoritmorik zabalenak exekutatzeko ahalmen nahikoa dago. Eta duela gutxi hamar urte bete dituen aurreko belaunaldiko NXT 48 MHz-eko prozesadorearekin alderatzen baduzu, aurrerapena nahiko nabaria da. Hala ere, ezin da esan NXT-k arazo tipikoak konpontzeko prozesuan nabarmen moteltzen duenik.
Gainera, motorrentzako laugarren ataka bat agertu da, berez bertsio berritzea justifikatzen duen funtzionalitatearen hedapen nabarmena dena.
USB atakak orain ostalari modua onartzen du, honek Wi-Fi egokitzaile bat konektatzeaz gain, EV3 bloke batzuk robot konplexu batean konektatzeko aukera ematen du. Egia da, zereginen maila guztiz "ez umea" bihurtzen da.
Azkenik, MINDSTORMS Education EV3-k bateriaren euskarria du orain. Sei AA bateriaren ordez, sartutako litio-ioi bateria instala dezakezu bi anpere ordu eta erdiz. Noski, inork ez du debekatzen eneloop motako AA bateriak erabiltzea, baina kargatzeko kendu beharrak batez bestekoaren azpitik egiten du erabilgarritasuna. Eta kargagailu batekin eneloop kit pare baten prezioa markako bateria baten parekoa da.
Bai, bada bozgorailu handi eta ozen bat, orain 8 biteko garaiko doinu retroak ez ezik, soinu atseginagoak ere jo ditzakeena.
Orain ikus ditzagun oinarrizko multzoko efektoreak. Horietako bi NXTn jada erabiltzen direnen antzeko motor indartsuak dira, barne-erredukzio bati esker momentu larria garatzen duten gailu luzangak.
Motorra blokeatuta dagoenean, enbrage mekaniko bat ematen da, marruskadura kalkulatua baino handiagoa bada irrist egiten hasten dena, beraz, nahiko zaila da motorra erretzea.
Gradu bateko bereizmena duen biraketa-angeluaren sentsore bat dago (motorrak kontrolatzaileari esaten dio zein angelutan biratzen den bere ardatza) eta konektatutako motor guztien biraketa zehatz-mehatz sinkronizatzeko gaitasuna.
Hirugarren, M-servo drive izenekoak (tamaina ertaineko motorra) hiru aldiz pare gutxiago sortzen du, baina bere biraketa-abiadura ia bi aldiz handiagoa da.
Sentsoreei dagokienez, ez duzu benetan LEGO Education-ek eskaintzen dituenetara mugatu behar (edozein hezkuntza-proiekturako teilatuta dauden arren), hirugarren enpresek sentsore bateragarriak eta batzuetan nahiko exotikoak ekoizten dituzte. Firmwarearen iturburu-kodea eta hardwarearen zehaztapenak osorik .
Software
Hardwareari buruz asko hitz egin dugu, baina egia esan, ez da robotika klaseen eraginkortasuna zehazten duen gauza bakarra. Plataforma anitzetan (Mac, PC, gailu mugikorretan) eta software benetan intuitiboaren presentzia da LEGO MINDSTORMS Education EV3 ikaskuntzarako aukeratutako plataforma bihurtzen du, batez ere lehen eta bigarren hezkuntzaren artean, hamar urteko haurrentzat.
Aplikazioaren ongietorri pantaila iPad-en
LEGO MINDSTORMS Education EV3 software jatorrizkoan algoritmoen bistaratzea maila gorenean dago - minutu gutxitan nahikoa da bloke logikoen interakzio-mota nagusiak menderatzea (trantsizio-baldintzak, begizta, etab.) eta gero pixkanaka handitzea. programen konplexutasuna. Jakina, hamaika robot modelo ezberdinentzako prest dauden hezkuntza-proiektuak daude, eta nahi izanez gero, sareko komunitateetan milaka programa interesgarri aurki ditzakezu.
Programa adibidea iPad aplikazio batean
Erabiltzaile aurreratuek LabVIEW edo RobotC instalatu ditzakete - LEGO MINDSTORMS Education EV3-ren "garunak" guztiz bateragarriak dira pakete hauekin. Zoritxarrez, ezin izango da NXTrako proiektu zaharrak esportatu bihurketa gehigarririk gabe.
Hezkuntzaren ikuspuntutik, askoz ere interes handiagoa du . Ikasleentzako koaderno elektronikoak gordetzeko aukera ematen du, eta horri esker irakasleak ikasle jakin baten arrakasta ebaluatu dezake aplikazioaren bertsiotik eta bere aurrerapena kontrolatu. Gainera, softwarean eskuragarri dauden hezkuntza-materialak ez ezik (asko daude), baita zurea sortu ere eduki-editore integratua erabiliz.
EV3 Content Editor tutorial bideoak
Mahaigaineko bertsioak datuak grabatzeko erabilgarritasun bat ere badu, atalasearen balioen arabera eremu grafikoak programatzeko gaitasuna duena. Hau da, orain irakasle batek erraz froga dezake teknologia modernoen funtzionamendua etxe adimendun baten barruan, adibidez.
EV3 mikroordenagailuak sentsoreen datuak bilduko ditu denbora errealean eta, tenperaturaren hondoaren arabera, programa eredu bat edo beste abiaraziko du. Tenperatura altua denean, haizagailua pizten da, eta tenperatura baxua denean, berogailua pizten da. Eta ikasleek datuak erregistratu eta aztertu ahal izango dituzte, eredua amaituz.
Datuen erregistroa
"Adreilu adimendunaren" firmwarearen irekierak bere eginkizuna bete du dagoeneko: programazio-lengoaia ezagunenak onartzen dituzten aukera alternatiboak daude (horietako dozenaka). Orokorrean, EV3 erabilera programazioarekin lotutako edozein hezkuntza proiekturi "erantsi" daiteke, gauza gutxi baitira norberaren algoritmoen lana "hardwarean" ikusteko aukera bezain atsegina.
Askok espero dute istorio honetako oztopoa prezioa izan daitekeela. Izan ere, Oinarrizko multzorako 29 errublo ordaindu beharko dituzu, gehi beste 900 kobratzeagatik. Dena den, kopuru horrek bi ikasleren lan erosoa egiteko piezak eta elektronika barne hartzen ditu, baita oinarrizko software osoa ere, prest egindako 2 ikasgai dituena (500ko urtarriletik guztiz doakoa dena bai norbanakoentzat bai erakundeentzat). Jakina, ekipamendu eta misio-kit osagarriek kostua handitu dezakete, baina arrazoiaren barruan. Beraz, 48 ikaslerentzako kit bat, oinarrizko eta baliabide multzoak barne LME EV2016, kargagailuak, softwarea eta , 174 balioko du. Nahiko onargarria, adibidez, eskolan zirkulu bat hornitzeko.
Bai, nabarmen garestiagoa da Arduino antzeko plataforma sinpleak baino. Baina aukerak, baita inplikazio maila ere, askoz handiagoak dira. EV3-n oinarritutako curriculuma segurtasunez planifikatu daiteke batxilergo osoan eta kanpoan. Horrez gain, LEGO MINDSTORMS Education EV3 behar bezala erabilita, hainbat kit sinple "gaindituko" dira, ezaugarri mekanikoengatik, erraz ordezkatzeko eta piezen erabilgarritasunengatik (nire praktikan, RJ-12 kable bakarra ordezkatu behar izan da 10 urteko epean). NXT zaharra).
Ondorioz, ia kode irekiko proiektu bat ikusten dugu enpresa erraldoi batek lagunduta, halako egoera batean beharrezkoak diren hobari guztiak dituena: bizi-ziklo luzea, ordezko piezen eta luzapenen erabilgarritasuna, gida ofizialak eta amateurrak, komunitate garatua. Mindstorms ia estandar bihurtu da haurrentzako Mendebaldeko hezkuntza-robotika klaseetan, eta oso polita litzateke Errusian oso onartua ikustea.
Bide bat aukeratzea
Eta orain gauza nagusira. WeDo 2.0 multzoak ez bezala, EV3 batxilergoari zuzenduta dago, eta, hortaz, haur nagusiei zuzenduta, etorkizuneko lanbide bat aukeratzeko arazoa larriagoa baita.
EV3 erabiliz, ikasle bakoitzak izaera, heziketa eta heziketa prozesuaren berezko gaitasunak modu aktiboagoan agerian utzi ahal izango ditu.
Jaiotako matematikari batek gertutik kontrolatuko du sentsoreen telemetria, robotak egindako distantzia nola erregistratzen den zehazki, nola desbideratzen den angelua eta abar.
Etorkizuneko IT espezialista, noski, robota programatzen murgilduko da, mugitzen dituen algoritmoak aztertuz. Eta, zalantzarik gabe, berea sortuko du, argibide estandarrek aurreikusi gabe.
Fisika zalea den umeak robot baten laguntzaz ikusizko esperimentuak egin ahal izango ditu; zorionez, multzoek ez dute arazorik sentsoreekin, haurrak irudimenarekin arazorik ez duen bezala.
Orokorrean, zure haurraren interesak eta eskolan gogoko dituen gaiak edozein izanda ere, MINDSTORMS EV3 multzoekin ikasteak aukera emango du etorkizunean garapenean argiago nabarmentzeko eta bideratzeko.
Bizitzan
Momentuz, enpresaren irtenbideak dagoeneko erabiltzen ari dira ikasleek proiektu interesgarriak sortzeko, bai lehiaketa ezberdinen barruan, bai garapen orokorrerako. Hedabideek aurten horietako batzuk idatzi dituzte.
Ruslan Kazimov eta Mikhail Gladyshev Astrakhango eskola-umeek, eskualdeko parke teknologikoan finkatuta, esku-giltzadurak birgaitzeko robot-simulatzaile bat garatu zuten.
argazkia - rg.ru
Zortzigarren mailako ikasleek bi hilabete baino apur bat gutxiago eman zituzten simulagailua garatzen. Hegoaldeko Barrutiko Federaleko proiektu zientifiko eta berritzaileen Errusiako IX lehiaketaren eskualdeko fasean aurkeztu zuten euren proiektua, non bigarren postua lortu zuten. Etorkizunean, prototipo industrial bat sortzeko asmoa dute; oraingoz, garatzaileek LEGO MINDSTORMS Education EV3 hezkuntza robotiko multzoarekin egindako prototipo bat baino ez dute eskaintzen.
Gailuak medikuak egindako mugimenduak bikoizten ditu - artikulazioak funtzionatzen hasten dira, eta, horrela, haien mugikortasuna ez ezik, muskulu-taldeak ere berreskuratzen ditu. Gailuak Bluetooth bidez konektatuta dauden bitartean, etorkizunean Internet edo Wi-Fi erabiliz komunikatuko dira.
Merkatuan horrelako gailu baten antzekoak daude, baina Astrakhan gailuak sorbalda, eskumuturraren eta ukondoen artikulazioekin aldi berean funtziona dezake. Gainera, eramangarria da eta bateriaz funtzionatzen du. Urruneko kontrola egiteko aukera ere badago, hau da, gaixoak etxetik atera gabe entrenatu dezake.
2015eko World Robotics Olympiad-en (WRO 2015), San Petersburgoko DRL errusiar taldeari LEGO Education-en sormenaren sari berezi bat eman zioten (LEGO EDUCATION CREATIVITY AWARD).
Errusiako DRL taldeak CaveBot proiektua aurkeztu zuen. San Petersburgoko mutilek, Sergei Filippov entrenatzailearen gidaritzapean, esploratzaile robotiko paregabea sortu zuten haitzuloetan esploratu gabeko eremuak ezagutzeko. Garapenak hainbat arlo zientifiko hartzen ditu, robot bereziak konplexutasun ezberdineko zereginak egiteko aukera ematen baitu.
Taldeak hainbat sentsorez hornitutako robot eskalada bat eraiki zuen, ondoren esploratzeko objektuak detektatzeko. Lortutako datuak 3D eredu bihur daitezke ordenagailu batean.
Eta 13 urteko Shubham Banerjee sortu zuen LEGO piezekin egindako braillea eskolako zientzia-proiektu baterako. Geroago, bere familiaren parte-hartzearekin, asmakizuna abiarazteko startup bat sortu zen, Intel korporazio teknologikoaren diru-laguntza jaso zuena.
(Argazkia: Marcio Jose Sanchez, AP)
Inprimagailu bat sortzeko ideia Braille Interneten ikertu ostean sortu zitzaion Shubhami. Ukipen-mekanografiako inprimagailuek 2,000 $ eta gehiago balio zutela konturatuta, ikasleak bertsio merkeago bat egitea erabaki zuen.
Asmakizunaren ondoren, ume itsuak eta haien gurasoak Shubhamekin harremanetan jartzen hasi ziren eskaera bakar batekin: Braille inprimagailu merke bat egiteko, "apalategitik berehala erostea" aginduz.
Ikus dezakezun bezala, MINDSTORMS Education EV3 ikaskuntza prozesuan erabiltzeari esker, ikasleek beren irudimena ahalik eta gehien erabiltzeko aukera ematen dute, gero eta mekanismo berri gehiago sortuz, ideiak gauzatzen edo bisualki edozein esperimentu egiten laguntzen ez ezik, erabakitzen hasten direnak. euren etorkizuneko lanbidea.
Hezkuntza-prozesuan irtenbide hauen erabilerari buruzko galderarik baduzu (edo produktuei buruz), idatzi iruzkinetan.
Iturria: www.habr.com