imazhi – roboconstructor.ru
Një shëmbëlltyrë e njohur thotë se kur një nënë e re me një fëmijë në krahë iu drejtua të urtit dhe e pyeti se në çfarë moshe duhej të fillonte të rriste pasardhësit e saj, plaku u përgjigj se ajo ishte vonë për aq vite sa fëmija ishte tashmë. . Situata me zgjedhjen e një profesioni të ardhshëm është mjaft e ngjashme. Është e vështirë të kërkosh ndërgjegjësimin për prirjet dhe interesat e dikujt nga një foshnjë, por tashmë në shkollë të mesme fillojnë të gjitha llojet e specializimeve dhe deri në këtë kohë do të ishte mirë të dije tashmë se në cilin drejtim të lëvizësh fëmijën e rritur. Por një gjë që tashmë e dimë pothuajse me siguri është se gjatë dekadave të ardhshme, nga 30 në 80% e profesioneve do të automatizohen plotësisht.
Robotika, kibernetika dhe të kuptuarit e algoritmeve janë një grup aftësish me të cilat, ka shumë të ngjarë, një person nuk do të përballet me perspektiva kaq të paqarta. Sigurisht, me shumë mundësi, paralelisht me zëvendësimin e fuqisë punëtore me robotë, do të zhvillohet edhe koncepti i të ardhurave bazë të pakushtëzuara, por nuk ka gjasa që ju të dëshironi një të ardhme të tillë për fëmijën tuaj.
Tani ka shumë mënyra për t'i treguar shpejt një auditori të ri dhe të interesuar bazat e programimit dhe robotikës. Të gjitha ato janë të lira, mjaft të lehta për t'u mësuar dhe brenda pak orësh ofrojnë një kuptim të bazave të algoritmeve dhe koncepteve të pajisjeve kibernetike. Por në klasa është e lehtë të hasësh disavantazhet e këtyre platformave - rezistencë e kufizuar ndaj konsumit (dhe le ta pranojmë, "rezistenca idiot" gjithashtu) e tabelave të bukës, ndërfaqet softuerike që nuk janë shumë miqësore për fëmijët e moshës 11-12 vjeç dhe një nivel relativisht i vogël. elementi "lojë".
Prodhuesi më i famshëm i kompleteve edukative, LEGO Education, ka luftuar me të gjitha këto mangësi për më shumë se njëzet vjet. Sigurisht, ne po flasim për platformën MINDSTORMS Education EV3. Nga Mindstorms RCX i prodhuar në fillim të viteve '90 deri te kompleksi më modern MINDSTORMS Education EV3, parimi i formimit të platformës mbetet i njëjtë. Ai bazohet në një "tullë inteligjente", një mikrokompjuter me një ekran dhe porta hyrëse/dalëse me të cilat janë lidhur të gjithë komponentët e tjerë. Si në çdo sistem robotik, pajisjet periferike ndahen në sensorë dhe efektorë. Me ndihmën e sensorëve, roboti percepton botën përreth tij, dhe falë efektorëve, ai reagon ndaj tij në përputhje me programin e programuar. Komponentët e platformës janë të lidhur së bashku me kabllo të thjeshta pa saldim, dhe strukturat mekanike kufizohen vetëm nga forca e pjesëve plastike dhe imagjinata e projektuesve.
Ne shqyrtuam mundësitë e zgjidhjeve të tilla në përgjithësi, por tani duam të ndalemi më në detaje në LEGO MINDSTORMS Education EV3.
EV3
LEGO MINDSTORMS Education EV3 është bërë në përputhje me pjesët Lego Technic. Kjo do të thotë se platforma mund të përdoret për të krijuar një shumëllojshmëri të gjerë dhe madje edhe dizajne të pabesueshme, nga "makinat" e thjeshta dhe "duart robotike" deri te transportuesit kompleksë apo edhe "zgjidhësit e kubit të Rubikut". Pothuajse çdo grup Lego Technic mund të përdoret si burim pjesësh për projekte dhe nuk do të ketë asnjë problem në zëvendësimin e pjesëve rezervë të dëmtuara. Po, ato nuk duken aq brutale sa kompleti i vjetër i konstruksionit të aluminit sovjetik, por në praktikë rezultojnë të jenë edhe më të fortë se produktet metalike. Të paktën në koleksionin tim, i cili filloi në vitin 1993, ende nuk është zbuluar asnjë pjesë e thyer.
Seti arsimor MINDSTORMS Education EV3 Basic vjen me 541 pjesë Lego Technic. Mund të blihet si një grup burimesh të specializuara si (ose 9648 më i vjetër, i prodhuar për NXT), ose thjesht një konstruktor i tipit të madh (2800 pjesë) ose (pothuajse 4000 pjesë), dhe, pasi të keni luajtur mjaftueshëm me modelin kryesor, përdorni atë si "tulla" për eksperimente kibernetike. Për sa i përket një pjese, Lego është shumë përpara grupeve të tjera këtu - vetëm 3-5 rubla për copë.
Epo, nëse dikush ka një koleksion të vjetër që përfshin dhjetëra mijëra pjesë, atëherë nuk do të duhet të shqetësoheni fare për burimet.
Pamja e ekranit nga shërbimi Brickset (një bazë të dhënash interaktive për pronarët e kompleteve të ndërtimit Lego që ju lejon të grumbulloni një sërë statistikash) nga autori
Megjithatë, kjo vlen vetëm për elementët "pasivë" të tillë si trarët, rrotat ose kunjat lidhëse. Sensorët dhe efektorët, natyrisht, janë shumë më të shtrenjtë, por ka më shumë se mjaftueshëm prej tyre në kompletin bazë. Mindstorms EV3 vjen i kompletuar me tre motorë (dy më të mëdhenj dhe më të fuqishëm dhe një servo kompakt), një palë sensorë me prekje (një lloj butonash "të zgjuar"), sensorë tejzanor, xhiroskopikë dhe me ngjyra (mund të funksionojë edhe në modalitetin e sensorit të dritës) . Plus, pajtueshmëria me sensorët nga gjenerata e mëparshme e robotëve Lego Education, Mindstorms NXT, ruhet (kjo përfshin, për shembull, një sensor të nivelit të zhurmës).
Por le të kthehemi te "tulla e zgjuar", zemra e sistemit. Kjo është me të vërtetë një "tullë" mjaft e rëndë dhe voluminoze, e pajisur me një ekran LCD monokrom 178x128 (në të shfaqet jo vetëm menyja, por edhe të gjitha llojet e fotografive të personalizuara gjatë funksionimit) me një ngjyrë të ndryshueshme të dritës së prapme. Duke përdorur tela me një lidhës standard RJ-12, sensorë dhe efektorë janë të lidhur me të (deri në katër pajisje të secilit lloj), ka një vend për microSDHC dhe një portë USB.
Kjo e fundit mund të përdoret si për të shkarkuar vetë programet ashtu edhe për të përditësuar firmware-in. Sidoqoftë, mikrokontrolluesi nuk është i privuar nga ndërfaqet me valë; nëse dëshironi, mund të shkarkoni programe përmes Wi-Fi (kërkon një modul të jashtëm) ose Bluetooth (të integruar). Gjithashtu, nëse po montojmë një robot të telekomanduar, mund ta "drejtojmë" atë duke përdorur komunikimin me valë nga një smartphone ose tablet.
Brenda "tullës së zgjuar" jeton një procesor ARM 300 MHz, 16 megabajt memorie të përhershme (dhe kjo është arsyeja pse karta është e dobishme) dhe 64 megabajt RAM. Pavarësisht se sa modeste mund të duken këta numra, ka më shumë se fuqi të mjaftueshme për të ekzekutuar edhe algoritmet më të gjera që ju, ose aq më tepër një fëmijë në procesin e të mësuarit, mund të shkruani. Dhe nëse e krahasoni me procesorin 48 MHz të gjeneratës së mëparshme NXT, i cili së fundmi mbushi dhjetë vjet, përparimi është mjaft i dukshëm. Sidoqoftë, nuk mund të thuhet se NXT ngadalësohet dukshëm në procesin e zgjidhjes së problemeve tipike.
Plus, është shfaqur një port i katërt për motorët, i cili në vetvete është një zgjerim i rëndësishëm i funksionalitetit që justifikon azhurnimin.
Porta USB tani mbështet modalitetin pritës, kjo ju lejon jo vetëm të lidhni një përshtatës Wi-Fi, por edhe të lidhni disa blloqe EV3 në një robot kompleks. Vërtetë, niveli i detyrave bëhet plotësisht "jo fëminor".
Më në fund, MINDSTORMS Education EV3 tani ka mbështetje për baterinë. Në vend të gjashtë baterive AA, mund ta instaloni baterinë litium-jon të përfshirë për dy amper orë e gjysmë. Sigurisht, askush nuk e ndalon përdorimin e baterive AA të tipit eneloop, por nevoja për t'i hequr ato për karikim e bën përdorshmërinë nën mesataren. Dhe çmimi i një palë komplete eneloop me një karikues është mjaft i krahasueshëm me një bateri të markës.
Oh po, ka një altoparlant të madh dhe me zë të lartë që tani jo vetëm që mund të bërtasë meloditë retro nga epoka 8-bit, por edhe të luajë tinguj më të këndshëm.
Tani le të shohim efektorët nga grupi bazë. Dy prej tyre janë motorë të fuqishëm të ngjashëm me ata të përdorur tashmë në NXT, pajisje të zgjatura që zhvillojnë çift rrotullues serioz falë një ingranazhi të brendshëm reduktues.
Në rast se motori është i bllokuar, sigurohet një tufë mekanike, e cila fillon të rrëshqasë nëse fërkimi është më i madh se ai i llogaritur, kështu që është mjaft e vështirë djegia e motorit.
Ekziston një sensor i këndit të rrotullimit me një rezolucion prej një shkalle (motori i tregon kontrolluesit në cilin kënd është rrotulluar aktualisht boshti i tij) dhe aftësinë për të sinkronizuar me saktësi rrotullimin e të gjithë motorëve të lidhur.
I treti, i ashtuquajturi M-servo drive (motor me madhësi të mesme) prodhon tri herë më pak çift rrotullues, por shpejtësia e rrotullimit të tij është pothuajse dy herë më e lartë.
Sa i përket sensorëve, nuk është e nevojshme të kufizoheni në ato të ofruara nga LEGO Education (edhe pse ata janë në krye të çdo projekti arsimor), një numër i kompanive të palëve të treta prodhojnë sensorë të pajtueshëm dhe ndonjëherë mjaft ekzotikë. Kodi burimor i firmuerit dhe specifikimet e harduerit në tërësi .
Программное обеспечение
Ne kemi folur shumë për harduerin, por në fakt, nuk është e vetmja gjë që përcakton efektivitetin e klasave të robotikës. Është prania e softuerit vërtet intuitiv në platforma të shumta (Mac, PC, pajisje celulare) dhe e bën LEGO MINDSTORMS Education EV3 platformën e zgjedhjes për të mësuar, veçanërisht midis shkollës fillore dhe të mesme, për fëmijët dhjetë vjeç.
Ekrani i mirëseardhjes së aplikacionit në iPad
Vizualizimi i algoritmeve në softuerin vendas LEGO MINDSTORMS Education EV3 është thjesht në nivelin më të lartë - në vetëm pak minuta mjafton të zotëroni llojet kryesore të ndërveprimit të blloqeve logjike (kushtet e tranzicionit, lak, etj.) dhe më pas të rritni gradualisht kompleksiteti i programeve. Sigurisht, ka projekte të gatshme edukative për dhjetëra modele të ndryshme robotësh dhe nëse dëshironi, mund të gjeni mijëra programe interesante në komunitetet online.
Shembull i programit në një aplikacion iPad
Përdoruesit e avancuar mund të instalojnë LabVIEW ose RobotC - "truri" i LEGO MINDSTORMS Education EV3 është plotësisht i pajtueshëm me këto paketa. Fatkeqësisht, nuk do të jetë e mundur të eksportohen projekte të vjetra për NXT pa konvertim shtesë.
Nga pikëpamja edukative, është me interes shumë më të madh . Kjo ju lejon të mbani fletore elektronike për studentët, falë të cilave mësuesi mund të vlerësojë suksesin e një studenti të caktuar nga versioni i tij i aplikacionit dhe të monitorojë përparimin e tij. Plus, mund të përdorni jo vetëm materialet edukative të disponueshme në bordin e softuerit (nga të cilat ka shumë), por edhe të krijoni tuajat duke përdorur redaktuesin e integruar të përmbajtjes.
Video tutoriale të EV3 Content Editor
Versioni i desktopit ka gjithashtu një mjet për regjistrimin e të dhënave me aftësinë për të programuar zonat e grafikut në varësi të vlerave të pragut. Kjo do të thotë, tani një mësues mund të demonstrojë lehtësisht funksionimin e teknologjive moderne brenda një shtëpie të zgjuar, për shembull.
Mikrokompjuteri EV3 do të mbledhë të dhëna nga sensorët në kohë reale dhe, në varësi të sfondit të temperaturës, do të nisë një ose një program tjetër model. Kur temperatura është e lartë, ventilatori ndizet, dhe kur temperatura është e ulët, ngrohësi ndizet. Dhe studentët do të jenë në gjendje të regjistrojnë dhe analizojnë të dhënat, duke finalizuar modelin.
Regjistrimi i të dhënave
Hapja e firmware "tullave të zgjuara" tashmë ka luajtur rolin e saj: ka opsione alternative që mbështesin gjuhët më të njohura të programimit (dhjetëra prej tyre). Në përgjithësi, përdorimi i EV3 mund të "bashkohet" me çdo projekt arsimor që lidhet me programimin, pasi pak gjëra janë aq të këndshme sa mundësia për të parë punën e algoritmeve të veta "në harduer".
Shumë presin që pengesa në këtë histori mund të jetë çmimi. Në të vërtetë, për grupin Bazë do të duhet të paguani 29 rubla, plus 900 të tjera për tarifim. Megjithatë, kjo shumë përfshin pjesë dhe pajisje elektronike për punën komode të dy studentëve, si dhe softuer bazë të plotë me 2 mësime të gatshme (i cili që nga janari 500 është plotësisht falas si për individë ashtu edhe për organizata). Sigurisht, pajisjet shtesë dhe kompletet e misionit mund të rrisin koston, por brenda arsyes. Pra, një komplet për 48 studentë, duke përfshirë grupe bazë dhe burime LME EV2016, karikues, softuer dhe , do të kushtojë 174 900. Mjaft e pranueshme për pajisjen p.sh. një rrethi në shkollë.
Po, është dukshëm më e shtrenjtë se platformat e thjeshta të ngjashme me Arduino. Por mundësitë, si dhe niveli i përfshirjes, janë shumë më të larta. Kurrikula e bazuar në EV3 mund të planifikohet në mënyrë të sigurt gjatë gjithë shkollës së mesme dhe më gjerë. Përveç kësaj, me përdorimin adekuat të LEGO MINDSTORMS Education EV3, ai thjesht do të "jetojë" disa komplete të thjeshta për shkak të cilësive mekanike, zëvendësueshmërisë së lehtë dhe disponueshmërisë së pjesëve (në praktikën time, vetëm një kabllo RJ-12 kërkoi zëvendësim në 10-vjeçarin- NXT e vjetër).
Si rezultat, ne shohim një projekt pothuajse me burim të hapur të mbështetur nga një kompani gjigante me të gjitha shpërblimet e kërkuara në një situatë të tillë - një cikël jetëgjatësie, disponueshmëri e pjesëve rezervë dhe shtesave, guida zyrtare dhe amatore, një komunitet i zhvilluar. Mindstorms është bërë pothuajse një standard në klasat perëndimore të robotikës arsimore për fëmijë, dhe do të ishte vërtet interesante ta shihje atë të miratuar gjerësisht në Rusi.
Zgjedhja e një rruge
Dhe tani tek gjëja kryesore. Ndryshe nga kompletet WeDo 2.0, EV3 synon shkollën e mesme, dhe për rrjedhojë fëmijët më të mëdhenj, për të cilët çështja e zgjedhjes së një profesioni të ardhshëm është më serioze.
Duke përdorur EV3, secili student do të jetë në gjendje të zbulojë në mënyrë më aktive aftësitë që ishin të natyrshme në të nga natyra, edukimi dhe procesi arsimor.
Një matematikan i lindur do të monitorojë nga afër telemetrinë e sensorëve, se si regjistrohet saktësisht distanca e përshkuar nga roboti, si regjistrohet këndi me të cilin ai devijon, etj.
Specialisti i ardhshëm i IT, natyrisht, do të zhytet në programimin e robotit, duke analizuar algoritmet me të cilat ai lëviz. Dhe ai me siguri do të krijojë të tijën, jo të parashikuar nga udhëzimet standarde.
Një fëmijë i apasionuar pas fizikës do të jetë në gjendje të kryejë eksperimente vizuale me ndihmën e një roboti, për fat të mirë, grupet nuk kanë probleme me sensorët, ashtu si fëmija nuk ka probleme me imagjinatën.
Në përgjithësi, pavarësisht nga interesat dhe lëndët e preferuara të fëmijës suaj në shkollë, të mësuarit me grupet MINDSTORMS EV3 do t'i lejojë ata të theksohen më qartë dhe të fokusohen në zhvillimin e tyre në të ardhmen.
Në jetë
Për momentin, zgjidhjet e kompanisë tashmë po përdoren nga studentët për të krijuar projekte interesante, si pjesë e konkurseve të ndryshme, ashtu edhe për zhvillimin e përgjithshëm. Mediat kanë shkruar për një numër prej tyre këtë vit.
Nxënësit e shkollës Astrakhan Ruslan Kazimov dhe Mikhail Gladyshev, me bazë në parkun rajonal të teknologjisë, zhvilluan një imitues robotik për rehabilitimin e nyjeve të duarve.
foto - rg.ru
Nxënësit e klasës së tetë shpenzuan pak më pak se dy muaj duke zhvilluar simulatorin. Ata prezantuan projektin e tyre në fazën rajonale të konkursit IX All-Rus të projekteve shkencore dhe inovative në Qarkun Federal Jugor, ku zunë vendin e dytë. Në të ardhmen, ata planifikojnë të krijojnë një prototip industrial - tani për tani, zhvilluesit po ofrojnë vetëm një prototip të bërë nga grupi robotik edukativ LEGO MINDSTORMS Education EV3.
Pajisja kopjon lëvizjet e kryera nga mjeku - nyjet fillojnë të punojnë, duke rivendosur kështu lëvizshmërinë jo vetëm të tyre, por edhe të grupeve të muskujve. Ndërsa pajisjet janë të lidhura me Bluetooth, në të ardhmen ato do të komunikojnë duke përdorur internetin ose Wi-Fi.
Ekzistojnë analoge të një pajisjeje të tillë në treg, por pajisja Astrakhan mund të funksionojë njëkohësisht me nyjet e shpatullave, dore dhe bërryl. Për më tepër, është i lëvizshëm dhe funksionon me bateri. Ekziston edhe mundësia e telekomandimit, pra pacienti mund të stërvitet pa dalë nga shtëpia.
Në Olimpiadën Botërore të Robotikës 2015 (WRO 2015), ekipit rus DRL nga Shën Petersburg iu dha një çmim special për kreativitet nga LEGO Education (LEGO EDUCATION CREATIVITY AWARD).
Ekipi rus DRL prezantoi projektin CaveBot. Djemtë nga Shën Petersburgu, nën drejtimin e trajnerit Sergei Filippov, krijuan një eksplorues unik robotik për të zbuluar zona të paeksploruara në shpella. Zhvillimi mbulon fusha të ndryshme shkencore, pasi roboti unik bën të mundur kryerjen e detyrave me kompleksitet të ndryshëm.
Ekipi ndërtoi një robot ngjitës të pajisur me sensorë të ndryshëm për të zbuluar objektet për eksplorim të mëvonshëm. Të dhënat që rezultojnë mund të shndërrohen në modele 3D në një kompjuter.
Dhe 13-vjeçari Shubham Banerjee krijoi Braille e bërë nga pjesë LEGO për një projekt shkencor shkollor. Më vonë, me pjesëmarrjen e familjes së tij, u krijua një startup për të nisur shpikjen, e cila mori mbështetje financiare nga korporata teknologjike Intel.
(Foto: Marcio Jose Sanchez, AP)
Ideja për të krijuar një printer erdhi tek Shubham pasi hulumtoi shkrimin Braille në internet. Duke kuptuar se printerët e shtypjes me prekje kushtojnë 2,000 dollarë e lart, studenti vendosi të bënte një version më të lirë.
Menjëherë pas shpikjes, fëmijët e verbër dhe prindërit e tyre filluan të kontaktojnë Shubham me një kërkesë të vetme - për të bërë një printer të lirë Braille, duke premtuar se "do ta blinte menjëherë nga rafti".
Siç mund ta shihni, përdorimi i MINDSTORMS Education EV3 në procesin e të mësuarit i lejon studentët të përdorin imagjinatën e tyre në maksimum, duke krijuar gjithnjë e më shumë mekanizma të rinj që jo vetëm ndihmojnë në realizimin e ideve ose kryerjen vizuale të ndonjë eksperimenti, por gjithashtu fillojnë të vendosin për profesionin e tyre të ardhshëm.
Nëse keni pyetje në lidhje me përdorimin e këtyre zgjidhjeve në procesin arsimor (ose për vetë produktet), shkruani ato në komente.
Burimi: www.habr.com