Ho na le lithuto tse ngata tse ntle haholo lefats'eng la thuto ea boenjiniere, empa hangata kharikhulamo e ahiloeng ho li potoloha e na le bofokoli bo le bong bo tebileng - khaello ea momahano e ntle lipakeng tsa lihlooho tse fapaneng. Motho a ka ’na a hana: see se ka etsahala joang?
Ha lenaneo la koetliso le ntse le thehoa, litlhoko le tatellano e hlakileng eo lithuto li lokelang ho ithutoa ka eona li bontšoa bakeng sa thupelo ka 'ngoe. Mohlala, molemong oa ho aha le ho hlophisa roboto ea khale ea selefouno, o hloka ho tseba mechini e nyane ho theha sebopeho sa eona sa 'mele; metheo ea motlakase boemong ba melao ea Ohm / Kirchhoff, boemeli ba lipontšo tsa digital le analog; ts'ebetso e nang le li-vectors le matrices e le ho hlalosa litsamaiso tse hokahanyang le metsamao ea roboto sebakeng; metheo ea lenaneo boemong ba tlhahiso ea data, li-algorithms tse bonolo le mekhoa ea phetisetso ea taolo, jj. ho hlalosa boitšoaro.
Na see sohle se akaretsoa lithutong tsa univesithi? Ehlile u entse joalo. Leha ho le joalo, ka melao ea Ohm/Kirchhoff re fumana thermodynamics le theory field; ntle le ts'ebetso ea matrices le li-vectors, motho o tlameha ho sebetsana le mefuta ea Jordane; lenaneong, ho ithuta polymorphism - lihlooho tse sa hlokeng kamehla ho rarolla bothata bo bonolo bo sebetsang.
Thuto ea univesithi e pharaletseng - seithuti se fetela pele 'me hangata ha se bone moelelo le bohlokoa bo sebetsang ba tsebo eo a e fumanang. Re ile ra etsa qeto ea ho fetola paradigm ea thuto ea univesithi ho STEM (ho tloha mantsoeng Science, Technology, Engineering, Math) le ho theha lenaneo le thehiloeng ho momahano oa tsebo, ho lumella ho eketseha ha botlalo nakong e tlang, ke hore, e bolela bokgoni bo matla ba dithuto.
Ho ithuta thuto e ncha ho ka bapisoa le ho hlahloba sebaka sa sebaka ka seng. Mona ho na le likhetho tse peli: ebang re na le 'mapa o qaqileng haholo o nang le lintlha tse ngata tse hlokang ho ithutoa ('me sena se nka nako e ngata) ho utloisisa hore na matšoao a mantlha a hokae le hore na a amana joang. ; kapa o ka sebelisa moralo oa khale, oo ho oona ho bontšitsoeng lintlha tsa sehlooho feela le maemo a bona a lekanyelitsoeng - 'mapa o joalo o lekane ho qala hang-hang ho tsamaea ka tsela e nepahetseng, ho hlakisa lintlha ha u ntse u tsamaea.
Re ile ra leka mokhoa o matla oa ho ithuta oa STEM sekolong sa mariha, seo re ileng ra se tšoara hammoho le liithuti tsa MIT ka tšehetso ea
Tokisetso ea lintho tse bonahalang
Karolo ea pele ea lenaneo la sekolo e ne e le beke ea lihlopha libakeng tse kholo, tse neng li kenyelletsa algebra, lipotoloho tsa motlakase, meralo ea k'homphieutha, lenaneo la Python le kenyelletso ea ROS (Robot Operating System).
Litaelo ha lia khethoa ka tsietsi: li tlatsana, li ne li lokela ho thusa baithuti ho bona kamano pakeng tsa lintho tse bonahalang li fapane qalong - lipalo, lisebelisoa tsa elektroniki le mananeo.
Ha e le hantle, sepheo se seholo e ne e se ho fana ka lipuo tse ngata, empa ho fa liithuti monyetla oa ho sebelisa tsebo e sa tsoa fumanoa ka bobona.
Karolong ea algebra, liithuti li ne li ka itloaetsa tšebetso ea matrix le ho rarolla litsamaiso tsa lipalo, tse neng li le molemo ho ithuteng lipotoloho tsa motlakase. Kaha ba ithutile ka sebopeho sa transistor le likarolo tse utloahalang tse hahiloeng motheong oa eona, liithuti li ne li ka bona tšebeliso ea tsona ka mochine oa motlakase, 'me ka mor'a ho ithuta lintho tsa motheo tsa puo ea Python, ngola lenaneo la roboto ea sebele ho eona.
Duckietown
E 'ngoe ea lipakane tsa sekolo e ne e le ho fokotsa mosebetsi oa ho etsa li-simulator moo ho khonehang. Ka hona, ho ile ha lokisoa sehlopha se seholo sa lipotoloho tsa elektronike, tseo liithuti li neng li lokela ho li bokella holim'a lebokose la bohobe ho tloha likarolong tsa sebele le ho li hlahloba ka ts'ebetso, 'me Duckietown e khethiloe e le motheo oa merero.
Duckietown ke projeke e bulehileng e kenyelletsang liroboto tse nyane tse ikemetseng tse bitsoang Duckiebots le marang-rang a litsela tseo li tsamaeang ho tsona. Duckiebot ke sethala sa mabili se nang le microcomputer ea Raspberry Pi le kh'amera e le 'ngoe.
Re ipapisitse le eona, re hlophisitse lethathamo la mesebetsi e ka khonehang, joalo ka ho aha 'mapa oa litsela, ho batla lintho le ho emisa haufi le tsona, le tse ling tse ngata. Baithuti ba ka boela ba hlahisa bothata ba bona mme ba se ke ba ngola feela lenaneo la ho bo rarolla, empa hape ba bo tsamaise hang-hang ho roboto ea 'nete.
Ho ruta
Nakong ea puo, matichere a ile a fana ka boitsebiso a sebelisa linehelano tse lokiselitsoeng esale pele. Litlelase tse ling li ile tsa rekotoa ka video e le hore liithuti li ka li shebella lapeng. Nakong ea lipuo, liithuti li ne li sebelisa thepa lik’homphieutheng tsa tsona, li botsa lipotso, ’me li rarolla mathata hammoho le ka boikemelo, ka linako tse ling li le letlapeng. Ho itšetlehile ka liphello tsa mosebetsi, tekanyo ea seithuti ka seng e ne e baloa ka thoko lithutong tse fapaneng.
A re hlahlobeng boitšoaro ba litlelase thutong ka 'ngoe ka botlalo. Taba ea pele e ne e le linear algebra. Baithuti ba qetile letsatsi le le leng ba ithuta li-vectors le matrices, litsamaiso tsa li-linear equations, joalo-joalo. Mesebetsi e sebetsang e ne e hlophisitsoe ka mokhoa o kopanetsoeng: mathata a hlahisitsoeng a ile a rarolloa ka bomong, 'me mosuoe le liithuti tse ling ba fana ka litlhaloso le malebela.
Taba ea bobeli ke motlakase le li-circuits tse bonolo. Liithuti li ithutile lintho tsa motheo tsa electrodynamics: motlakase, hona joale, ho hanyetsa, molao oa Ohm le melao ea Kirchhoff. Mesebetsi e sebetsang e ne e etsoa ka har'a simulator kapa e phethetsoe ka boto, empa nako e ngata e ile ea sebelisoa ho aha lipotoloho tsa 'nete tse kang lipotoloho tsa logic, li-circuits tse oscillating, jj.
Sehlooho se latelang ke Computer Architecture - ka tsela e itseng, borokho bo kopanyang fisiks le mananeo. Liithuti li ile tsa ithuta motheo oa motheo, oo bohlokoa ba oona e leng khopolo-taba ho feta ho sebetsa. Joalo ka tloaelo, baithuti ka boikemelo ba ile ba theha li-circuits tsa arithmetic le logic ho simulator mme ba fumana lintlha bakeng sa mesebetsi e phethiloeng.
Letsatsi la bone ke letsatsi la pele la lenaneo. Python 2 e khethiloe e le puo ea lenaneo hobane ke eona e sebelisoang lenaneong la ROS. Letsatsi lena le ne le hlophisitsoe ka tsela e latelang: matichere a ne a fana ka boitsebiso, a fana ka mehlala ea ho rarolla mathata, ha liithuti li ntse li li mamela, li lutse lik'homphieutheng tsa bona, 'me li pheta seo tichere e se ngotseng letlapeng kapa slide. Eaba liithuti li rarolla mathata a tšoanang ka bobona, ’me ka mor’a moo li ile tsa hlahlojoa ke matichere.
Letsatsi la bohlano le ne le neheloa ho ROS: bashanyana ba ithutile ka lenaneo la roboto. Letsatsi lohle la sekolo, liithuti li ne li lutse lik’homphieutheng tsa tsona, li tsamaisa khoutu ea lenaneo eo tichere e buileng ka eona. Ba ile ba khona ho tsamaisa likarolo tsa motheo tsa ROS ka bobona 'me ba boela ba tsebisoa morerong oa Duckietown. Qetellong ea letsatsi lena, liithuti li ne li loketse ho qala karolo ea morero oa sekolo - ho rarolla mathata a sebetsang.
Tlhaloso ea merero e khethiloeng
Baithuti ba ile ba kōptjoa ho theha lihlopha tsa batho ba bararo le ho khetha sehlooho sa morero. Ka lebaka leo, ho ile ha amoheloa merero e latelang:
1. Ho lekanya mebala. Duckiebot e hloka ho lekanya kh'amera ha maemo a mabone a fetoha, kahoo ho na le mosebetsi oa ho lekanya othomathike. Bothata ke hore mebala ea mebala e bonolo haholo ho khanya. Barupeluoa ba kentse ts'ebeliso e tla totobatsa mebala e hlokahalang foreiming (e khubelu, e tšoeu le e mosehla) le ho haha maralo bakeng sa 'mala o mong le o mong ka sebopeho sa HSV.
2. Letata Taxi. Mohopolo oa morero ona ke hore Duckiebot e ka ema haufi le ntho, ea e nka ebe e latela tsela e itseng. Ho ile ha khethoa letata le mosehla o khanyang e le ntho eo.
3. Khaho ea kerafo ea litsela. Ho na le mosebetsi oa ho etsa kerafo ea litsela le mateano a litsela. Sepheo sa morero ona ke ho haha graph ea litsela ntle le ho fana ka data ea bohlokoa ea tikoloho ho Duckiebot, ho itšetlehile feela ka data ea khamera.
4. Koloi ea patrol. Morero ona o qapiloe ke baithuti ka bo bona. Ba ile ba etsa tlhahiso ea ho ruta Duckiebot e ’ngoe, “sesole,” ho lelekisa e mong, “motlōli.” Bakeng sa morero ona, ho ile ha sebelisoa mochine oa ho lemoha sepheo o sebelisang letšoao la ArUco. Hang ha kananelo e phethiloe, letšoao le romelloa ho "mohlaseli" ho phetha mosebetsi.
Tlhaloso ea Mebala
Sepheo sa morero oa Colour Calibration e ne e le ho lokisa mefuta e mengata ea mebala ea ho tšoaea ho ea maemong a macha a mabone. Ntle le litokiso tse joalo, kananelo ea li- stop lines, li arola litsela le meeli ea litsela e ile ea fosahala. Barupeluoa ba hlahisitse tharollo e ipapisitseng le lipaterone tsa 'mala oa markup esale pele: bofubelu, bosehla le bosoeu.
E 'ngoe le e 'ngoe ea mebala ena e na le mefuta e seng mekae e behiloeng esale pele ea boleng ba HSV kapa RGB. Ho sebelisa sebaka sena, libaka tsohle tsa foreimi e nang le mebala e loketseng li fumanoa, 'me e kholo ka ho fetisisa e khethoa. Sebaka sena se nkoa e le 'mala o lokelang ho hopoloa. Mekhoa ea lipalo-palo joalo ka ho bala moelelo le ho kheloha ho tloaelehileng ho sebelisoa ho hakanya mefuta e mecha ea mebala.
Lethathamo lena le tlalehiloe ho lifaele tsa kh'amera ea Duckiebot mme li ka sebelisoa hamorao. Mokhoa o hlalositsoeng o ne o sebelisoa ho mebala eohle e meraro, qetellong e etsa mekhahlelo bakeng sa 'mala o mong le o mong oa markup.
Liteko li ile tsa bontša kananelo e batlang e le e phethahetseng ea mela e tšoaeang, ntle le maemong ao thepa ea ho tšoaea e neng e sebelisoa theipi e benyang, e bonahatsang mehloli ea leseli ka matla hoo ho tloha lehlakoreng la k’hamera la ho shebella matshwao a neng a bonahala a le masoeu, ho sa tsotellehe ’mala oa eona oa pele.
Tekesi ea Letata
Morero oa Taxi Taxi o kenyelelitse ho aha algorithm ea ho batla mopalami oa letata teropong, ebe o e isa moo ho hlokahalang. Barupeluoa ba arola bothata bona ka tse peli: ho lemoha le ho tsamaisa kerafo.
Baithuti ba ile ba lemoha matata ka ho etsa maikutlo a hore letata ke sebaka sefe kapa sefe se foreiming se ka bonoang e le sesehla, se nang le khutlotharo e khubelu (molomo) ho sona. Hang ha sebaka se joalo se fumanoa foreiming e latelang, roboto e lokela ho e atamela ebe e ema metsotsoana e seng mekae, e etsisa moeti ha a fihla.
Joale, ho ba le kerafo ea tsela ea duckietown eohle le boemo ba bot bo bolokiloeng mohopolong esale pele, hape ba amohela sebaka seo ba eang ho sona e le ho kenya letsoho, barupeluoa ba haha tsela ho tloha sebakeng sa ho tloha ho ea sebakeng sa ho fihla, ba sebelisa algorithm ea Dijkstra ho fumana litsela ho graph. . Sephetho se hlahisoa e le sehlopha sa litaelo - reteleha ho e 'ngoe le e 'ngoe ea mateano a latelang.
Kerafo ea Litsela
Sepheo sa morero ona e ne e le ho aha kerafo - marang-rang a litsela Duckietown. Li-node tsa graph e hlahisoang ke li-intersections, 'me li-arcs ke litsela. Ho etsa sena, Duckiebot e tlameha ho hlahloba toropo le ho sekaseka tsela ea eona.
Nakong ea mosebetsi oa morero, ho ne ho nahanoa khopolo ea ho etsa graph e boima, empa e lahliloe, moo litšenyehelo tsa moeli li khethoang ke sebaka (nako ea ho tsamaea) pakeng tsa litsela. Ho kengoa ts'ebetsong ha mohopolo ona ho ile ha bonahala e le mosebetsi o boima haholo, 'me ho ne ho se nako e lekaneng bakeng sa eona ka hare ho sekolo.
Ha Duckiebot e fihla mateanong a litsela tse latelang, e khetha tsela e tsoang mateanong eo e e-so e nke. Ha litsela tsohle tse mateanong a litsela tsohle li fetisitsoe, lethathamo le hlahisitsoeng la litsela tsa litsela le ntse le le mohopolong oa bot, o fetoloang setšoantšong ho sebelisoa laebrari ea Graphviz.
Algorithm e hlahisitsoeng ke barupeluoa e ne e sa tšoanelehe bakeng sa Duckietown e sa reroang, empa e ne e sebetsa hantle bakeng sa toropo e nyenyane ea litsela tse 'nè tse sebelisoang ka hare ho sekolo. Morero e ne e le ho kenya lesupa la ArUco mateanong ka 'ngoe a nang le sesupo sa mateano a litsela ho latela tatellano eo mateano a litsela a tsamaisitsoeng ka eona.
Setšoantšo sa algorithm se entsoeng ke barupeluoa se bontšoa setšoantšong.
Koloi ea Patrol
Sepheo sa projeke ena ke ho batla, ho lelekisa le ho ts'oara bot e tlolang teropo ea Duckietown. Bot ea patrol e tlameha ho tsamaea ka lehlakoreng le ka ntle la tsela ea toropo, e batlana le bot e tsebahalang ea intruder. Ka mor'a ho lemoha motho ea hlaselang, bot ea patrol e tlameha ho latela motho ea hlaselang 'me e mo qobelle ho emisa.
Mosebetsi o ile oa qala ka ho batla mohopolo oa ho lemoha bot foreiming le ho lemoha motho ea kenang ho eona. Sehlopha se khothalelitse ho hlomella bot e 'ngoe le e' ngoe toropong ka lets'oao le ikhethileng ka morao - joalo ka ha likoloi tsa 'nete li na le linomoro tsa ngoliso ea naha. Li-marker tsa ArUco li khethiloe molemong ona. Li 'nile tsa sebelisoa pele duckietown kaha ho bonolo ho sebetsa le tsona' me li u lumella ho tseba hore na lesupa le hokae sebakeng le sebaka sa eona.
Ka mor'a moo, ho ne ho hlokahala ho etsa bonnete ba hore bot ea patrol e tsamaea ka thata ka har'a selikalikoe se ka ntle ntle le ho ema mateanong a litsela. Ka mokhoa o ikhethileng, Duckiebot e tsamaea ka tsela 'me e ema moleng oa setopo. Joale, ka thuso ea matšoao a tsela, o etsa qeto ea hore na mateano a litsela a behiloe joang ebe o etsa khetho mabapi le tsela eo mateano a litsela a tsamaeang ka eona. Bakeng sa e 'ngoe le e' ngoe ea mekhahlelo e hlalositsoeng, e 'ngoe ea linaha tsa mochine o fokolang oa boemo ba roboto e ikarabella. E le ho tlosa ho emisa mateanong a litsela, sehlopha se ile sa fetola mochine oa mmuso e le hore ha o atamela moeli oa ho emisa, bot hang-hang e fetohele boemong ba ho khanna ka ho toba mateanong a litsela.
Mohato o latelang e ne e le ho rarolla bothata ba ho emisa bot ea intruder. Sehlopha se entse maikutlo a hore bot ea patrol e ka ba le monyetla oa ho fumana SSH ho e 'ngoe le e' ngoe ea bots motseng, ke hore, ho ba le boitsebiso bo mabapi le hore na ke boitsebiso bofe ba tumello le hore na bot ka 'ngoe e na le boitsebiso bofe. Ka hona, ka mor'a ho lemoha mohatelli, bot ea patrol e ile ea qala ho hokahana ka SSH ho bot ea intruder mme ea koala tsamaiso ea eona.
Kamora ho netefatsa hore taelo ea ho koala e phethiloe, bot ea patrol le eona e ile ea emisa.
Algorithm ea ts'ebetso ea roboto ea patrol e ka hlahisoa e le setšoantšo se latelang:
Ho sebetsa mererong
Mosebetsi o ne o hlophisitsoe ka mokhoa o tšoanang le oa Scrum: hoseng ho hong le ho hong liithuti li ne li rera mesebetsi bakeng sa letsatsi la hona joale, 'me mantsiboea li tlaleha mosebetsi o entsoeng.
Matsatsing a pele le a ho qetela, liithuti li ne li lokisetsa linehelano tse hlalosang mosebetsi le mokhoa oa ho o rarolla. E le ho thusa liithuti hore li latele merero eo li e khethileng, matichere a tsoang Russia le Amerika a ne a lula a le teng likamoreng tseo ho neng ho etsoa mosebetsi oa merero, a araba lipotso. Puisano e etsahetse haholo-holo ka Senyesemane.
Liphetho le lipontšo tsa tsona
Mosebetsi oa merero o ile oa nka beke e le 'ngoe, ka mor'a moo liithuti li fana ka liphello tsa tsona. E mong le e mong o ile a lokisetsa linehelano tseo ho tsona a neng a bua ka seo a ithutileng sona sekolong sena, hore na ke lithuto life tsa bohlokoa ka ho fetisisa tseo a ithutileng tsona, tseo a li ratang kapa tseo a sa li rateng. Ka mor'a moo, sehlopha ka seng se ile sa hlahisa morero oa sona. Lihlopha tsohle li phethile mesebetsi ea tsona.
Sehlopha se kenyang tšebetso ea ho lekanya mebala se phethile morero ona ka potlako ho feta ba bang, kahoo ba bile le nako ea ho lokisetsa litokomane tsa lenaneo la bona. 'Me sehlopha se sebetsanang le kerafo ea litsela, esita le letsatsing la ho qetela pele ho pontšo ea morero, se ile sa leka ho ntlafatsa le ho lokisa li-algorithms tsa bona.
fihlela qeto e
Kamora ho qeta sekolo, re ile ra kopa baithuti ho lekola mesebetsi e fetileng mme ba arabe lipotso mabapi le hore na sekolo se fihletse litebello tsa bona hantle hakae, ke litsebo life tseo ba li fumaneng, joalo-joalo. Baithuti bohle ba hlokometse hore ba ithutile ho sebetsa ka sehlopha, ho aba mesebetsi le ho rera nako ea bona.
Baithuti ba ile ba boela ba kōptjoa ho lekanya molemo le bothata ba lithuto tseo ba li nkileng. 'Me mona ho ile ha thehoa lihlopha tse peli tsa liteko: ho ba bang, lithuto ha lia ka tsa hlahisa mathata a mangata, ba bang ba li nka e le tse thata haholo.
Sena se bolela hore sekolo se nkile boemo bo nepahetseng ka ho lula se fumaneha ho ba qalang tšimong e itseng, empa hape se fana ka lisebelisoa bakeng sa ho pheta-pheta le ho kopanya ke liithuti tse nang le phihlelo. Hoa lokela ho hlokomeloa hore thupelo ea lenaneo (Python) e ile ea hlokomeloa ke hoo e batlang e le motho e mong le e mong e le e sa rarahanang empa e le molemo. Ho ea ka liithuti, thupelo e thata ka ho fetisisa e ne e le "Computer Architecture".
Ha liithuti li botsoa ka matla le mefokolo ea sekolo, ba bangata ba ile ba arabela ka hore ba rata mokhoa oa ho ruta o khethiloeng, oo ho oona matichere a neng a fana ka thuso e potlakileng le ea botho le ho araba lipotso.
Baithuti ba boetse ba hlokometse hore ba rata ho sebetsa ka mokhoa oa ho rera mesebetsi ea bona letsatsi le letsatsi le ho ipehela linako tsa bona. E le mefokolo, liithuti li hlokometse ho hloka tsebo e fanoeng, e neng e hlokahala ha u sebetsa le bot: ha u kopanya, ho utloisisa metheo le melao-motheo ea ts'ebetso ea eona.
Hoo e ka bang liithuti tsohle li ile tsa hlokomela hore sekolo se fetile seo ba neng ba se lebeletse, ’me sena se bontša tsela e nepahetseng ea ho hlophisa sekolo. Kahoo, melao-motheo e akaretsang e lokela ho bolokoa ha ho hlophisoa sekolo se latelang, ho nahaneloa ’me, haeba ho khoneha, ho tlosoe mefokolo e hlokometsoeng ke liithuti le matichere, mohlomong ho fetola lethathamo la lithuto kapa nako ea ho ruta ha tsona.
Bangoli ba sengoloa: sehlopha в
PS Blog ea rona ea khoebo e na le lebitso le lecha. Joale e tla neheloa mererong ea thuto ea JetBrains.
Source: www.habr.com