Robot Beasts, 수업 계획 및 새로운 세부 정보: LEGO Education SPIKE 프라임 세트 개요

로봇 공학은 가장 흥미롭고 혁신적인 학교 활동 중 하나입니다. 그녀는 알고리즘을 만드는 방법을 가르치고, 학습 과정을 게임화하고, 아이들에게 프로그래밍을 소개합니다. 일부 학교에서는 1 학년부터 컴퓨터 과학에 종사하고 로봇을 조립하고 순서도를 작성하는 방법을 배웁니다. 아이들이 로봇공학과 프로그래밍을 쉽게 이해하고 고등학교에서 수학과 물리학을 심화 학습할 수 있도록 새로운 레고 에듀케이션 스파이크 프라임 학습 세트를 출시했습니다. 이에 대한 자세한 내용은 이번 포스팅에서 알려드리겠습니다.

레고 에듀케이션 스파이크 프라임은 학교와 로봇 동아리에서 5-7학년 아이들을 가르치기 위해 고안되었습니다. 이 세트를 사용하면 순서도를 사용하여 알고리즘을 구축하고 화면의 그림이 움직임과 동작으로 어떻게 바뀌는지 감탄할 수 있습니다. 현대 초등학생들에게는 가시성과 WOW 효과가 중요하며, SPIKE Prime은 프로그래밍과 정확한 과학으로 아이들을 사로잡을 수 있는 루어입니다. 

세트 개요

이 세트는 최소한의 노란색과 흰색 플라스틱 상자에 들어 있습니다. 뚜껑 아래에는 시작 지침과 트레이의 부품 배치 다이어그램이 있는 판지 상자가 있습니다. 이 세트는 쉽게 작업을 시작할 수 있도록 설계되었으며 교사는 최소한의 추가 교육이 필요합니다.

부품 자체는 트레이의 셀 번호에 해당하는 번호가 있는 백에 포장됩니다. 

코어 세트에는 새로운 요소를 포함하여 500개가 넘는 LEGO 요소가 포함되어 있습니다.

• 프로토타이핑 시간을 줄이고 대형 모델을 만들 수 있게 해주는 몇 가지 새로운 프레임.
• Technic 차축 구멍이 있는 새로운 2x4 큐브. Technic과 LEGO System의 요소를 하나의 프로젝트에 결합할 수 있습니다.
• Technic 제품군의 베이스 플레이트를 업데이트했습니다.
• 정밀한 제어를 제공하고 모델의 기동성을 높이는 새로운 좁은 바퀴.
• 지지 롤러 형태의 새로운 회전 바퀴.
• 다양한 색상으로 제공되는 새로운 와이어 클립을 사용하면 케이블을 깔끔하게 고정할 수 있습니다.

부품 자체 외에도 내부에는 XNUMX개의 모터(대형 모터 XNUMX개, 중형 모터 XNUMX개)와 거리, 색상 및 힘의 센서 XNUMX개가 있습니다. 

모터는 허브에 직접 연결되며 정확도가 1도인 회전 센서가 있습니다. 이 기능은 모터가 동시에 일정한 속도로 움직일 수 있도록 모터의 동작을 동기화하기 위해 제공됩니다. 또한 센서를 사용하여 모델의 속도와 거리를 측정할 수도 있습니다.

컬러 센서는 최대 8가지 색상을 구분하며 광 센서로 사용할 수 있습니다. 예를 들어 빛의 반사를 읽을 수 있는 적외선 센서가 내장되어 있습니다.

터치 센서는 다음 상황을 인식합니다: 버튼 눌림, 해제, 강한 압력. 이 경우 센서는 압력을 뉴턴 또는 퍼센트 단위로 결정합니다.

IR 센서는 로봇에서 특정 지점까지의 거리를 결정하거나 충돌을 방지하는 데 사용됩니다. 백분율, 센티미터 및 인치로 거리를 측정할 수 있습니다.

603개의 파트로 구성된 리소스 세트를 사용하여 기본 세트의 기능을 확장할 수 있습니다. 여기에는 추가 대형 세트 및 광 센서, 대형 휠 XNUMX개, 대형 턴테이블을 만들 수 있는 대형 베벨 기어가 포함됩니다.

바퀴통

허브에는 방향, 기울기, 롤, 위에서 가장자리 감지, 허브 낙하 상태 등 공간에서 위치를 결정할 수 있는 내장 자이로스코프가 있습니다. 내장 메모리를 사용하면 최대 20개의 프로그램을 다운로드하고 저장할 수 있습니다. 프로그램 번호는 5x5 픽셀 화면에 표시되며 사용자 이미지와 허브 상태도 표시됩니다.

또한 허브에는 다음이 있습니다.

• 배터리 충전 또는 PC 연결용 MicroUSB 커넥터.
• 허브 프로그래밍을 위해 PC에 무선으로 연결할 수 있는 Bluetooth 동기화 버튼.
• 명령을 실행하거나 센서에서 정보를 수신하기 위한 6개의 포트(AF).
• XNUMX개의 허브 제어 버튼.
• 내장 스피커.

소프트웨어

LEGO Education SPIKE 소프트웨어는 Windows, Mac OS, Android, iOS 및 Chromebook에서 사용할 수 있으며 다운로드할 수 있습니다. 레고 에듀케이션 웹사이트에서. 소프트웨어 환경은 어린 이용 프로그래밍 언어 스크래치를 기반으로 합니다. 명령 세트로 구성되며 각 명령은 속도와 이동 거리, 회전 각도 등과 같이 수동으로 변경할 수 있는 매개변수가 있는 특정 모양과 색상의 그래픽 상자입니다. 

동시에 솔루션의 다양한 구성 요소(모터, 센서, 변수, 연산자 등)와 관련된 명령 세트가 다양한 색상으로 강조 표시되어 필요한 것을 프로그래밍하는 방법을 직관적으로 빠르게 이해할 수 있습니다.

응용 프로그램 자체에서도 많은 수업 계획과 모델 조립을 위한 약 30가지 지침이 수집됩니다.

첫 번째 단계

애플리케이션을 실행하고 언어를 선택하면 즉시 세 가지 시작 단계가 제공됩니다.
1) 웃는 얼굴이 화면에 표시되도록 허브를 프로그래밍합니다.
2) 모터와 센서의 작동에 익숙해지십시오.
3) Bloch 모델을 조립하고 이동하도록 프로그래밍합니다.

SPIKE Prime에 대한 지식은 연결 옵션(microUSB 또는 Bluetooth를 통한)에 대한 설명으로 시작하고 픽셀 화면으로 작업합니다.

먼저 프로그램이 시작된 후 실행되어야 하는 일련의 명령을 설정하고 허브 화면에서 점등될 특정 픽셀도 선택해야 합니다.

두 번째 단계는 센서의 다양한 신호에 대한 모터의 반응을 조립하고 프로그래밍하는 것입니다. 예를 들어 거리 센서 근처에 손이나 물체를 가져가면 모터가 회전을 시작하도록 프로그래밍할 수 있습니다.

이를 위해 일련의 명령을 생성합니다. 물체가 센서에 n 센티미터보다 가까우면 모터가 작동하기 시작합니다.

가장 흥미로운 세 번째 단계는 벼룩 로봇을 조립하고 명령에 따라 점프하도록 프로그래밍하는 것입니다. 이렇게하려면 먼저 부품과 두 개의 모터로 로봇 자체를 조립해야 합니다.

그런 다음 프로그래밍을 시작합니다. 이를 위해 다음 알고리즘을 설정합니다. 프로그램이 켜지면 "벼룩"이 앞으로 두 번 점프해야 하므로 두 개의 모터가 동시에 두 번 완전히 회전해야 합니다. 로봇이 너무 많이 뛰지 않도록 회전 속도를 50%로 설정합니다.

출력에는 프로그램이 시작될 때 앞으로 점프하는 작은 로봇이 있습니다. 아름다움! 

벼룩 로봇은 재빨리 앞으로 달려가 첫 희생자를 찾았지만 뭔가 잘못되었습니다.

그 후 교육이 끝나면 더 복잡한 프로젝트를 진행할 수 있습니다: 애플리케이션에는 세트의 다양한 부분(모터, 허브, 센서 등)에 대한 60개 이상의 블록 다이어그램이 있습니다. 매개변수를 사용하여 블록 다이어그램을 약간 변경할 수 있습니다. 또한 소프트웨어 내부에는 변수와 자신만의 블록 다이어그램을 생성할 수 있는 가능성이 있습니다.

교사용

세트에 부착 교재 교사를 위해. 여기에는 커리큘럼, 기성 솔루션이 있는 작업, 답이 없고 창의적으로 해결해야 하는 작업이 포함됩니다. 이를 통해 세트를 빠르게 시작하고 교육 프로그램을 구축할 수 있습니다. 

사이트에는 총 4개의 코스가 있습니다. Inventor Squad는 프로젝트 활동을 수행하는 과정에 대한 학생들의 이해를 강화하는 기술 수업 과정입니다. 두 개의 과정은 컴퓨터 과학과 관련이 있습니다. "창업"은 기본 프로그래밍 및 알고리즘 기술을 제공하고 "유용한 장치"는 사물 인터넷의 원리를 소개합니다. 네 번째 과정인 "대회 준비"는 대회 준비를 위해 고안되었으며 기본 및 리소스 세트가 모두 필요합니다.

각 과정에는 5~8개의 강의가 포함되어 있으며 여기에는 STEAM 역량을 통합하기 위해 교육 과정에서 구현할 수 있는 미리 만들어진 방법론적 솔루션이 포함됩니다. 

다른 세트와 비교

레고 에듀케이션 스파이크 프라임은 레고 에듀케이션 로보틱스 라인의 일부로 다양한 연령대의 어린이를 위한 세트가 포함되어 있습니다. 

• 유치원 교육을 위해 "젊은 프로그래머"를 표현하십시오.
• 초등학교용 WeDo 2.0.
• 고등학교용 레고 에듀케이션 스파이크 프라임.
• 고등학생 및 3학년 학생들을 위한 LEGO MINDSTORMS Education EVXNUMX.

SPIKE Prime 기능은 올해부터 Scratch를 지원하는 LEGO WeDo 2.0과 겹칩니다. 그러나 물리적 실험을 시뮬레이션할 수 있는 WeD0 2.0과 달리 SPIKE Prime은 로봇을 만드는 데 더 적합합니다. 5-7학년에서 로봇 공학 학습을 시작하도록 설계되었습니다.
 
이 솔루션의 도움으로 학생들은 장난스럽게 알고리즘화의 원리를 습득하고 문제 해결 기술을 개발하며 로봇 공학의 기본 사항에 익숙해질 수 있습니다. SPIKE Prime 이후에는 MycroPython과 함께 작동할 수 있고 보다 복잡한 로봇 공학 및 프로그래밍 개념을 학습하는 데 적합한 LEGO MINDSTORMS Education EV3로 이동할 수 있습니다. 

 추신 이 기사를 쓸 때 로봇 한 마리도 허스키 한 마리도 다치지 않았습니다.

출처 : habr.com