機器人技術是最有趣和最具突破性的學校活動之一。 她教授如何製作算法、將學習過程遊戲化、向孩子們介紹編程。 在一些學校，從一年級開始，他們就開始學習計算機科學，學習組裝機器人和繪製流程圖。 為了讓孩子們能夠輕鬆了解機器人和編程，並能夠在高中深入學習數學和物理，我們發布了全新的樂高教育 SPIKE Prime 學習套裝。 我們將在這篇文章中告訴您有關它的詳細信息。
樂高教育 SPIKE Prime 專為學校和機器人俱樂部中 5-7 年級的兒童而設計。 該套件允許您使用流程圖構建算法，並欣賞屏幕上的圖片如何轉變為動作和動作。 對於現代學童來說，可見性和驚嘆效果非常重要，而 SPIKE Prime 是一種可以通過編程和精確科學來吸引孩子們的誘惑。
設置概述
該套裝採用簡約的黃色和白色塑料盒包裝。 蓋子下面是一個紙板箱，裡面有入門說明和托盤中零件放置圖。 該套件的設計使其易於上手，並且教師只需要最少的額外培訓。
零件本身包裝在袋子中，袋子上的編號與托盤中的電池編號相對應。
核心套裝包含 500 多個樂高元素，其中包括新元素。
- 幾個新框架可減少原型製作時間並允許您創建大型模型。
- 帶 Technic 軸孔的新型 2x4 立方體。 它允許您將 Technic 和 LEGO System 的元素結合到一個項目中。
- 更新了 Technic 系列的底板。
- 新型窄輪可提供精確控制並提高模型的機動性。
- 支撐滾輪形式的新型旋轉輪。
- 新的線夾有多種顏色可供選擇，可讓您整齊地固定電纜。
除了部件本身之外，內部還有三個電機——一個大電機和兩個中型電機，以及三個傳感器：距離、顏色和力。
電機直接連接到輪轂，並具有精度為 1 度的旋轉傳感器。 提供此功能是為了同步電機的操作，以便它們能夠以恆定速度同時移動。 此外，傳感器還可以用來測量模型的速度和距離。
顏色傳感器最多可區分 8 種顏色，並可用作光傳感器。 它還具有內置紅外傳感器，可以讀取光的反射等信息。
觸摸傳感器可識別以下情況：按鈕按下、釋放、強力壓力。 在這種情況下，傳感器確定壓力（以牛頓或百分比為單位）。
紅外傳感器用於確定機器人到某一點的距離或避免碰撞。 能夠以百分比、厘米和英寸為單位測量距離。
您可以使用資源集擴展基本集的功能，該資源集由 603 個部分組成。 它包括：額外的大型套件和光傳感器、兩個大輪子、大型錐齒輪，可讓您構建大型轉盤。
中心
集線器具有內置陀螺儀，可以確定其在空間中的位置：方向、傾斜、滾動、上方邊緣檢測、集線器下落狀態等。內置存儲器允許您下載和存儲最多 20 個程序。 程序編號顯示在 5x5 像素的屏幕上，屏幕上還顯示用戶圖像和集線器的狀態。
中心上還有：
- MicroUSB 連接器用於電池充電或 PC 連接。
- 藍牙同步按鈕，允許您無線連接到 PC 進行集線器編程。
- 6 個端口 (AF)，用於執行命令或接收來自傳感器的信息。
- 三個集線器控制按鈕。
- 內置揚聲器。
Программноеобеспечение
樂高教育 SPIKE 軟件適用於 Windows、Mac OS、Android、iOS 和 Chromebook，並且可以下載 。 軟件環境基於兒童編程語言Scratch。 它由一組命令組成，每個命令都是一個具有一定形狀和顏色的圖形框，其參數可以手動更改，例如移動的速度和距離、旋轉角度等。
同時，與解決方案的各個組件（電機、傳感器、變量、操作器等）相關的命令集以不同的顏色突出顯示，這使您可以快速直觀地了解如何對您需要的內容進行編程。
即使在應用程序本身中，也收集了大量的課程計劃，以及大約 30 種不同的模型組裝說明。
第一步驟
啟動應用程序並選擇語言後，立即提供三個啟動步驟：
1) 對集線器進行編程，以便在屏幕上顯示笑臉；
2）熟悉電機和傳感器的操作；
3) 組裝 Bloch 模型並對其進行運動編程。
了解 SPIKE Prime 首先介紹連接選項（通過 microUSB 或藍牙）並使用像素屏幕。
首先，您需要設置在程序啟動後應執行的一系列命令，並選擇將在中心屏幕上點亮的特定像素。
第二步涉及對電機對來自傳感器的各種信號的響應進行組裝和編程。 例如，您可以對電機進行編程，使其在您的手或任何物體靠近距離傳感器時開始旋轉。
為此，我們創建了一系列命令：如果物體距離傳感器小於 n 厘米，則電機開始工作。
第三步也是最有趣的一步是組裝跳蚤機器人並對其進行編程以根據命令跳躍。 為此，您首先需要用零件和兩個電機組裝機器人本身。
然後我們開始編程。 為此，我們設置了以下算法：當程序打開時，“跳蚤”必須向前跳兩次，因此兩個電機必須同時旋轉兩圈。 將旋轉速度設置為 50%，這樣機器人就不會跳躍太多。
在輸出處，我們得到了一個小機器人，當程序啟動時它會向前跳躍。 美麗！
跳蚤機器人迅速向前衝去，找到了第一個受害者，但出了問題。
之後，培訓結束，您可以繼續進行更複雜的項目：在應用程序中，有超過 60 個針對集合各個部分（電機、輪轂、傳感器等）的框圖。同時，每個可以使用參數稍微改變框圖。 此外，在軟件內部還可以創建變量和您自己的框圖。
對於教師
附上套裝 對於教師來說。 它們包括課程、具有現成解決方案的任務，以及沒有答案且需要創造性解決的任務。 這使您可以快速開始設置並構建培訓計劃。
網站上共有 4 門課程。 發明家小隊是一門技術課程，旨在加強學生對開展項目活動過程的理解。 兩門課程與計算機科學相關。 “創業”提供基本的編程和算法技能，“有用的設備”介紹物聯網的原理。 第四門課程——“比賽準備”——旨在為比賽做準備，需要基礎和資源集。
每門課程有 5 到 8 節課，其中包括現成的方法解決方案，可以在教育過程中實施，以鞏固 STEAM 能力。
與其他套裝比較
樂高教育 SPIKE Prime 是樂高教育機器人系列的一部分，該系列包括適合不同年齡段兒童的套裝：
- 表達幼兒教育的“少兒程序員”。
- 面向小學的 WeDo 2.0。
- 適合高中的樂高教育 SPIKE Prime。
- 樂高 MINDSTORMS Education EV3 適合高中生和一年級學生。
SPIKE Prime 的功能與 LEGO WeDo 2.0 重疊，後者從今年開始支持 Scratch。 但與允許模擬物理實驗的 WeD0 2.0 不同，SPIKE Prime 更適合創建機器人。 它旨在讓 5-7 年級開始學習機器人技術。
借助該解決方案，學童將能夠以有趣的方式掌握算法原理，培養解決問題的能力，並熟悉機器人技術的基礎知識。 繼 SPIKE Prime 之後，您可以繼續使用 LEGO MINDSTORMS Education EV3，它能夠與 MycroPython 配合使用，適合學習更複雜的機器人和編程概念。
PS：在撰寫本文時，沒有一個機器人和哈士奇受到傷害。
來源： www.habr.com