Microsoft 

LEGO MINDSTORMS Izobraževanje EV3 pri karierni orientaciji. LEGO Mindstorms roboti - zabavna robotika LEGO robotika za otroke, ki temelji na mindstorms ev3

Lego Mindstorms EV3 je tretja generacija v seriji robotov iz Lega. Ta komplet se je pojavil na policah 1. septembra 2013. V tem članku predlagam, da se seznanite s tem kompletom in njegovimi zmogljivostmi.

Ta komplet Lego kock je preveč pomemben, da bi ga opisal v enem članku, zato bom v prihodnjih tednih dodal več kosov. Na začetku bomo predstavili, kaj je komplet in si ogledali prvega uvodnega robota - Track3r.

Majhno opozorilo: moja ocena bo subjektivna, saj moje ozadje v mikroelektroniki in profesionalnem IT delu pomeni, da obožujem robote. Združite to z mojo ljubeznijo do LEGO in na koncu boste dobili 100-odstotno pristransko oceno tega kompleta.

EV3 je na voljo za nakup na eBayu, LEGO ali Amazonu. In najverjetneje je na voljo v vaših lokalnih trgovinah (seznam trgovin na bricker.ru).

Uvod

Za tiste, ki nimajo izkušenj s serijo Mindstorms ali kakršnim koli programiranjem, bom v tem razdelku obravnaval osnovne pojme in načela robotike Lego.

Ključni del tega sklopa je programabilni modul (v nadaljevanju samo »modul«). Ta modul je pravzaprav računalnik, skupaj s procesorjem, pomnilnikom, vhodnimi in izhodnimi vrati. Kot vsak računalnik ga je mogoče programirati, da se na vnesene informacije odzove na kakršenkoli način, ki ga programer želi.

Na EV3 Brick na zgornji strani lahko priključite do štiri vhodne vire (npr. senzor bližine, senzor dotika itd.). Na izhode EV3 Brick na spodnji strani lahko priključite tudi do štiri naprave (npr. motorje). Obstajajo tudi priključki za povezavo z PC/Mac ali priključek za priključitev zunanje flash kartice (za razširitev notranjega pomnilnika modula).

Lego je vključil skupnost AFOL, da bi izboljšali ta komplet. In uspelo jim je :)

V kompletu so navodila in programi za pet robotov. LEGO je izbral tudi 12 modelov iz skupnosti, ki jih bodo vključili v svojo programsko opremo – skupaj z navodili in vzorčnimi programi. To so neobvezne komponente za prenos, ki jih lahko sami prenesete iz programa Mindstorms.

EV3 Home Edition vključuje:

  • Programabilni modul (podrobna specifikacija)
  • Vhodni senzorji: senzor za dotik, barvni senzor (7 barv + brez barv), IR sprejemnik + oddajnik (razdalja + smer)
  • Izhodni motorji: 2 velika servo motorja, srednji servo motor
  • 500+ različnih delov Technic
  • Tiskana navodila za sestavljanje robota Track3r
  • Programska oprema Mindstorms EV3

Infrardeči sprejemnik in oddajnik se lahko uporabljata na različne načine. Od preprostega senzorja bližine do daljinskega upravljalnika, sprejemnik pa lahko celo zazna smer do oddajnika. Zaradi tega je dober svetilnik za iskanje predmetov ali sledenje premikajočim se predmetom.

Programabilni modul lahko tudi predvaja zvoke, prikazuje slike ali besedilo na svojem LCD zaslonu (178 x 128 slikovnih pik). Programska oprema Mindstorms vključuje navodila za izdelavo za vsakega robota, pa tudi podrobne vadnice o tem, kako napisati programe za robote. Obstaja tudi kontekstno občutljiva pomoč, ki se odpre v brskalniku.

Uporabljeni kabli imajo konektorje, ki na prvi pogled izgledajo kot standardni telefonski konektorji RJ12, vendar je zgornji zapah pomaknjen v levo (standard DEC Modified Modular Jacks). Ti kabli so združljivi s prejšnjimi generacijami kompletov Mindstorms.

V kompletu vključeni roboti (več podrobnosti):

  1. Track3r je robot za pajke, ki ima več zamenljivih orodij, s katerimi lahko reže/strelja/podira ovire. To je najpreprostejši robot in odličen za začetek igranja s kompletom.
  2. Spik3r- robot s šestimi nogami (čeprav se za premikanje še vedno uporabljajo kolesa), gibljiv rep, ki lahko meče žoge, in sprednji oprijem, ki simulira kremplje.
  3. R3ptar je drseča kača, ki lahko rožlja, se trese in s svojimi zublji udarja po bližnjih ciljih. Izgleda malo srhljivo, a odličen in zanimiv robot.
  4. Gripp3r- še en robot na gosenicah, ki ima na sprednji strani veliko prijemalo, namenjeno dvigovanju in transportu predmetov.
  5. Ev3rstorm- osnovni dvonožni robot (vendar se dejansko premika zaradi gosenic na nogah). Vključuje vse senzorje in motorje in je najkompleksnejši robot od petih. Najbolj impresiven robot, razen njegove smešne kokošje pričeske!

Roboti iz skupnosti AFOL:

  1. Ev3game - avtor Ricardo Oliveira. Robot naključno premika skodelice in vi morate uganiti, katera skriva žogico. Vključuje tri misije.
  2. Plott3R - avtorji Ralf Hempel in Phillippe "Philo" Hurbain. 2D risalnik je robot, ki zna napisati ali narisati karkoli. Vključen je program za pisanje "LEGO EV3"!
  3. Bobb3e - avtor Kenneth Ravnshøj Madsen. Robot nakladalnik goseničar z daljinskim upravljanjem.
  4. Dinor3x - avtor Lasse Stenbæk Lauesen. Triceratops - hodi po štirih nogah in se izogiba oviram.
  5. El3ctric Guitar - avtor Daniele Benedettelli. To je samo kitara, kaj naj še dodam?
  6. Ev304 - avtor Vasilis Chryssanthakopoulos. To je robotski spremljevalec, ki ga lahko upravljate na daljavo ali vam sledi.
  7. Ev3meg - avtor Martyn Boogaarts. Robot, ki se lahko samostojno premika vzdolž črte ali ga upravljamo na daljavo.
  8. M-r.B3am - avtor Kenneth Ravnshøj Madsen. Določa velikost in barvo tehničnega žarka.
  9. Kraz3 - avtor Marc-Andre Bazergui. Sledi svojemu prijatelju spremljevalcu.
  10. Rac3 - avtor Laurens Valk. Kontroliran dirkalni tovornjak, ki vozi in se izogiba oviram.
  11. Robodoz3r - avtorji Mark Crosbie in Phillippe "Philo" Hurbain. Robotski buldožer, upravljan na daljavo ali se premika samostojno.
  12. Wack3m - avtor Martyn Boogaarts. Igra hitrosti reakcije.

Osebno me najbolj zanima Dinor3x, ker... to je dinozaver in dinozavri so kul. Več o teh robotih vam bom povedal kasneje.

Mindstorms - programska oprema

Po namestitvi programske opreme se boste takoj samodejno posodobili na najnovejšo različico (1.0.1), samodejno pa boste pozvani tudi k posodobitvi vdelane programske opreme na modulu 0 1.03H.

Vdelana programska oprema se posodobi enostavno in neboleče.

Za vsakega od 5 standardnih robotov obstaja 4-6 "misij", ki jih je priporočljivo opraviti. Te misije so pravzaprav zahteve za programe, ki jih morate napisati. Na primer – misija 1 za robota Track3r je napisati program, ki bo vašega robota naučil premikati naprej, s kremplji udariti ob tla in se nato vrniti v začetni položaj. Preprosta naloga, samo da se navadite na razvojno okolje in se naučite nekaj osnovnih tehnik kodiranja. Misije ponavadi postanejo težje naučiti se novih stvari in graditi na stvareh, ki ste se jih naučili v prejšnjih misijah. Vsaka misija vključuje: video, ki prikazuje, kaj mora robot narediti; navodila za sestavljanje in različne dodatne informacije, specifične za misijo, ter navodila po korakih za izdelavo programa. Če se vam zatakne, lahko vedno odprete pripravljene odgovore, vendar je bolje, da poskusite sami :)

Navodila za sestavljanje si lahko ogledate neposredno iz programske opreme Mindstorms ali prek zunanjega URL-ja. URL je uporaben za ogled iz druge naprave, ki nima nameščene programske opreme, kot je tablica.

Obstaja tudi koda QR, ki jo lahko optično preberete s tabličnim računalnikom in odprete URL, ne da bi ga morali ročno vnesti.

Da bi to preizkusil, sem s svojim iPadom skeniral kodo QR. Preusmerilo me je na spletno mesto, ki me je nato preusmerilo v trgovino z aplikacijami in mi ponudilo brezplačen prenos LEGO Mindstorms 3D Builder aplikacija. Upoštevajte, da ta aplikacija pravi, da za namestitev potrebuje 173 MB, vendar sem po namestitvi ugotovil, da uporablja 378 MB. Več kot vaša povprečna aplikacija!

Ta aplikacija vključuje navodila za sestavljanje za pet glavnih robotov in uporablja isto programsko opremo Autodesk, ki se uporablja na spletnem mestu za namizne računalnike. Omogoča vam, da korak za korakom sledite navodilom in spremenite perspektivo gledanja 3D modela. Zdi se mi, da je aplikacija veliko hitrejša od spletne strani in enostavnejša za uporabo pri gradnji zunaj računalnika.

Računalniška programska oprema ni popolna. Bilo je nekaj stvari, ki bi jih lahko povedali bolj jasno, in najbolj frustrirajoče je bilo, da je bila aplikacija včasih precej počasna. Moj prav nič star računalnik z operacijskim sistemom Windows 7 se je upočasnil na različnih mestih, včasih celo samo pri premikanju blokov.

Vendar sem prepričan, da se bo stanje sčasoma izboljšalo in programska oprema optimizirana. Tudi v različici 1.0 kaže, da je bilo v ustvarjanje tega intuitivnega in prijetnega vmesnika vloženega veliko dela. Mimogrede, vmesnik in vsa navodila so prevedena v ruščino.

Programiranje

Programska oprema Mindstorms nudi zmožnosti vizualnega programiranja (ukazni bloki povleci in spusti). Programiram zadnjih 26 let, tako da obstaja intuitivno razumevanje, kako bi morale stvari delovati, vendar se mi zdi dovolj enostavno, da ga vsakdo ugotovi. To lahko rečem, ker je moj šestletni sin napisal vse programe za robota Track3r razen enega!

Za pisanje programov je dovolj, da na diagramu postavite bloke funkcionalnosti. Vsak blok je mogoče konfigurirati glede na vrsto bloka. Na primer, "srednji motor" (prikazan spodaj) ima 5 načinov delovanja:

Možnosti, prikazane na preostalih ploščah, se bodo spremenile glede na izbrani način. Vse te možnosti naredijo servo motorje zelo prilagodljive glede tega, kaj lahko počnete z njimi.

Izbirate lahko med številnimi programskimi bloki, kot je prikazano spodaj, in so razvrščeni v šest kategorij: dejanje (zeleno), nadzor pretoka (oranžno), senzorji (rumeni), podatkovne operacije (rdeče), dodatno (modro), in Moji bloki (cianično).

Skupina Moji bloki vsebuje bloke po meri, ki jih lahko ustvarite sami. Vsebujejo lahko celotne programe. Če imate veliko število blokov, ki izvajajo funkcijo, ki jo boste večkrat potrebovali, je to dober način za poenostavitev vašega programa.

Peta robotska misija Track3r vam ponuja en tak blok, imenovan Time Trial, ki deluje kot štoparica, spremlja vaš rezultat in celo shrani datoteko z najboljšimi rezultati v modulu. Postopoma se uvajate v nove bloke, ko dokončate misije za vsakega robot.

nalaganje

Ko ustvarite program, ga morate kopirati v robota. Pravzaprav obstajajo trije različni načini, kako lahko programabilni modul povežete s programsko opremo Mindstorms:

  1. USB kabel – 2m kabel priložen kompletu
  2. Wi-Fi - kupiti morate dodatno USB napravo, ki se poveže z modulom EV3.
  3. Bluetooth - vaš PC/Mac mora podpirati Bluetooth

Večinoma delam na računalniku, ki nima podpore za Bluetooth, kar pomeni, da sem prisiljen uporabljati USB kabel.

Ko se povežete, lahko naložite svoj projekt v modul. Upoštevajte, da so vsi programi v vašem projektu kopirani. Lahko se odločite za preprost prenos ali prenos in takoj začnete izvajati trenutni program. To je zelo priročno za izvajanje hitrih testov vašega programa.

Aplikacije Mindstorms

Poleg aplikacije Lego Mindstorms 3D Builder za iOS obstaja še nekaj drugih

Prvi med njimi je Lego Mindstorms Robot Commander. Omogoča vam nadzor vaših robotov iz telefona. Vredno ogleda.

Program je vnaprej konfiguriran za pet standardnih robotov, poleg tega pa lahko ustvarite lastne ukaze iz aplikacije za druge robote. Najprej morate vklopiti Bluetooth na robotu in ga združiti s tablico ali telefonom. Ni zelo uporabno za Track3r, vendar mislim, da bi bilo zanimivo za druge robote.

Obstaja tudi zabavna igralna aplikacija za LEGO Mindstorms, imenovana Fix Factory. Dobiš priložnost, da nadzoruješ robota Ev3rstorm in nastaviš zaporedje korakov, da robot doseže svoj cilj. Na primer: pojdi naprej, zavij levo, pojdi dvakrat naprej, zavij desno itd. Odličen trener pred začetkom programiranja :)

TRACK3R

Prvi robot, ki bi ga morali zgraditi, je Track3r. To je edini robot z natisnjenimi navodili za sestavljanje, poleg tega pa ima na programabilnem modulu prednameščen demo program. Priložena je tudi igralna plošča. Štiri od petih misij za tega robota uporabljajo to polje za prikaz njegovih zmogljivosti. Poleg tega ga seveda lahko uporabite za kateri koli drug program/robot.

Dejansko sestavljanje robota je preprosto in traja le 10-15 minut. V glavnem vas seznani z nekaterimi načini namestitve motorjev in senzorjev, ki se mi zdijo veliko lepši od prejšnjih kompletov Mindstorms. Navodila vključujejo tudi napotke o tem, kako zagnati programe, shranjene v modulu, in celo, kako ustvariti program neposredno na samem modulu. Čeprav je to resnično uporabno samo za najosnovnejše programe, programska oprema Mindstorms PC pa je veliko enostavnejša za uporabo.

Ta robot ima pet nalog. Vsaka misija zahteva, da zgradite dodatek za orožje, ki se poveže s sredinskim motorjem.

Povzetek

Roboti + LEGO = kul!

Všeč mi je ta komplet. Moji otroci obožujejo ta komplet. Cena je 350 $ (približno 15.000 rubljev v Rusiji), vendar ni samo odlična igrača, je fantastično orodje za učenje otrok, kako računalniki v resnici delujejo. In mislim na prave računalnike, ne na tiste z jeznimi ptiči v njih.

  • Programiranje mikrokontrolerjev

    • slika - roboconstructor.ru

    Znana prispodoba pravi, da ko se je mlada mati z otrokom v naročju obrnila k modrecu in ga vprašala, pri kateri starosti naj začne vzgajati svoje potomce, je starec odgovoril, da zamuja toliko let, kolikor je otrok že star. . Precej podobna je situacija pri izbiri prihodnjega poklica. Od dojenčka je težko zahtevati zavedanje o svojih nagnjenjih in interesih, toda že v srednji šoli se začnejo vse vrste specializacij in v tem času bi bilo lepo že vedeti, v katero smer se premakniti odrasel otrok. Toda ena stvar, ki jo že skoraj zagotovo vemo, je, da bo v naslednjih desetletjih od 30 do 80 % poklicev popolnoma avtomatiziranih.

    Robotika, kibernetika in razumevanje algoritmov so nabor veščin, s katerimi se človek najverjetneje ne bo soočil s tako nejasnimi obeti. Seveda se bo najverjetneje vzporedno z nadomeščanjem delovne sile z roboti razvijal tudi koncept brezpogojnega temeljnega dohodka, vendar je malo verjetno, da si želite takšne prihodnosti za svojega otroka.

    Zdaj obstaja veliko načinov, kako mlademu in zainteresiranemu občinstvu hitro pokazati osnove programiranja in robotike. Vsi so poceni, preprosti za učenje in v nekaj urah zagotavljajo razumevanje osnov algoritmov in konceptov kibernetskih naprav. Toda v učilnicah je zlahka naleteti na slabosti teh platform – omejeno odpornost proti obrabi (in priznajmo si, tudi »odpornost na idiote«) testnih plošč, programske vmesnike, ki niso zelo prijazni za otroke, stare od 11 do 12 let, in razmeroma majhen element "igre".

    Z vsemi temi pomanjkljivostmi se že več kot dvajset let ubada najbolj znan proizvajalec izobraževalnih kompletov LEGO Education. Govorimo seveda o platformi MINDSTORMS Education EV3. Od Mindstorms RCX, proizvedenega v zgodnjih 90-ih, do najsodobnejšega kompleksa MINDSTORMS Education EV3, princip oblikovanja platforme ostaja enak. Temelji na »inteligentni opeki«, mikroračunalniku z zaslonom in I/O vrati, na katere so povezane vse ostale komponente. Kot v vsakem robotskem sistemu so periferne naprave razdeljene na senzorje in efektorje. S pomočjo senzorjev robot zaznava svet okoli sebe in zahvaljujoč efektorjem se nanj odziva v skladu s programiranim programom. Komponente platforme so povezane s preprostimi kabli brez spajkanja, mehanske strukture pa so omejene le s trdnostjo plastičnih delov in domišljijo oblikovalcev.

    Programska oprema

    Veliko smo govorili o strojni opremi, a dejansko ni edina stvar, ki določa učinkovitost pouka robotike. Prisotnost resnično intuitivne programske opreme na več platformah (Mac, PC, mobilne naprave) je tisto, zaradi česar je LEGO MINDSTORMS Education EV3 platforma izbire za učenje, zlasti na prelomu osnovne in srednje šole, za otroke, stare približno deset let.


    Pozdravni zaslon aplikacije na iPadu

    Vizualizacija algoritmov v izvorni programski opremi LEGO MINDSTORMS Education EV3 je preprosto na najvišji ravni - v samo nekaj minutah je dovolj, da obvladate glavne vrste interakcije logičnih blokov (pogoji prehoda, zanke itd.) In nato postopoma povečujete kompleksnost programov. Seveda obstajajo že pripravljeni izobraževalni projekti za več deset različnih modelov robotov, in če želite, lahko najdete na tisoče zanimivih programov v spletnih skupnostih.


    Primer programa v aplikaciji za iPad

    Napredni uporabniki lahko namestijo LabVIEW ali RobotC - "možgani" LEGO MINDSTORMS Education EV3 so popolnoma združljivi s temi paketi. Na žalost ne bo mogoče izvoziti starih projektov za NXT brez dodatne pretvorbe.

    Z izobraževalnega vidika je namizna različica programske opreme veliko bolj zanimiva. Omogoča vodenje elektronskih zvezkov za učence, zahvaljujoč katerim lahko učitelj iz svoje različice aplikacije oceni uspeh določenega učenca in spremlja njegov napredek. Poleg tega lahko uporabite ne samo izobraževalna gradiva, ki so na voljo v programski opremi (ki jih je veliko), ampak tudi ustvarite svoje z vgrajenim urejevalnikom vsebine.


    Vadnice urejevalnika vsebine EV3

    Namizna različica ima tudi pripomoček za snemanje podatkov z možnostjo programiranja območij grafa glede na mejne vrednosti. Se pravi, zdaj lahko učitelj brez težav demonstrira delovanje sodobnih tehnologij na primer v okviru pametnega doma.

    Mikroračunalnik EV3 bo zbiral podatke iz senzorjev v realnem času in glede na temperaturno ozadje zagnal enega ali drugega programa modela. Pri visokih temperaturah se vklopi ventilator, pri nizkih grelec. Študentje bodo lahko snemali in analizirali podatke ter dokončali model.


    Beleženje podatkov

    Odprtost vdelane programske opreme "pametne opeke" je že odigrala svojo vlogo: obstajajo alternativne možnosti, ki podpirajo večino priljubljenih programskih jezikov (na desetine njih). Na splošno lahko uporabo EV3 "priložimo" kateremu koli izobraževalnemu projektu, povezanemu s programiranjem, saj je malo stvari tako prijetnih kot možnost videti delo lastnih algoritmov "v strojni opremi".

    Mnogi pričakujejo, da bo kamen spotike v tej zgodbi morda cena. Dejansko boste za osnovni komplet morali plačati 29.900 rubljev in še 2.500 za polnjenje. Vendar ta znesek vključuje dele in elektroniko za udobno delo dveh učencev, pa tudi popolno osnovno programsko opremo z 48 že pripravljenimi lekcijami (ki je od januarja 2016 popolnoma brezplačna za posameznike in organizacije). Seveda lahko dodatna oprema in kompleti za naloge povečajo stroške, vendar v okviru razumnega. Tako bo komplet za 8 študentov, vključno z osnovnimi in viri LME EV3, polnilci, programsko opremo in, stal 174.900, kar je sprejemljivo za opremljanje, na primer, kluba v šoli.

    Da, opazno je dražji od preprostih platform, podobnih Arduinu. Toda priložnosti, pa tudi stopnja vključenosti, so veliko višje. Kurikulum, ki temelji na EV3, je mogoče varno načrtovati v srednji šoli in naprej. Poleg tega bo z ustrezno uporabo LEGO MINDSTORMS Education EV3 preprosto "preživel" več preprostih kompletov zaradi mehanskih lastnosti, enostavne zamenljivosti in razpoložljivosti delov (v moji praksi je bilo treba v 10-letnem obdobju zamenjati le en kabel RJ-12). stari NXT).

    Kot rezultat vidimo skoraj odprtokodni projekt, ki ga podpira velikansko podjetje z vsemi bonusi, ki jih zahteva takšna situacija - dolg življenjski cikel, razpoložljivost rezervnih delov in razširitev, uradni in amaterski vodniki, razvita skupnost. Mindstorms je postal skoraj standard v zahodnih izobraževalnih urah robotike za otroke in res bi bilo super, če bi ga na široko sprejeli v Rusiji.

    Izbira poti

    In zdaj k glavnemu. Za razliko od kompletov WeDo 2.0 je EV3 namenjen srednji šoli, torej starejšim otrokom, za katere je vprašanje izbire bodočega poklica resnejše.

    Z uporabo EV3 bo vsak študent lahko bolj aktivno razkril sposobnosti, ki so mu bile lastne po naravi, vzgoji in izobraževalnem procesu.

    Rojeni matematik bo pozorno spremljal telemetrijo senzorjev, kako natančno se beleži prepotovana razdalja robota, kako se beleži kot, za katerega odstopa ipd.

    Bodoči informatik se bo seveda poglobil v programiranje robota in analiziral algoritme, po katerih se premika. In zagotovo bo ustvaril svoje, ki ga standardna navodila ne predvidevajo.

    Otrok, ki ga navdušuje fizika, bo lahko izvajal vizualne poskuse s pomočjo robota, na srečo kompleti nimajo težav s senzorji, tako kot otrok nima težav z domišljijo.

    Na splošno, ne glede na zanimanja in najljubše predmete vašega otroka v šoli, bo učenje s kompleti MINDSTORMS EV3 otroku omogočilo, da bo bolj jasno poudarjen in osredotočen na njegov razvoj v prihodnosti.

    V življenju

    Trenutno rešitve podjetja študenti že uporabljajo za ustvarjanje zanimivih projektov, tako v okviru različnih tekmovanj kot za splošni razvoj. Mediji so letos pisali o številnih izmed njih.

    Astrahanska šolarja Ruslan Kazimov in Mikhail Gladyshev iz regionalnega tehnološkega parka sta razvila robotski simulator za rehabilitacijo sklepov rok.


    fotografija - rg.ru

    Osmošolci so simulator razvijali nekaj manj kot dva meseca. Svoj projekt so predstavili na regionalni stopnji IX vseruskega tekmovanja znanstvenih in inovativnih projektov v Južnem zveznem okrožju, kjer so zasedli drugo mesto. V prihodnosti načrtujejo izdelavo industrijskega prototipa – razvijalci zaenkrat ponujajo le prototip, izdelan iz izobraževalnega robotskega kompleta LEGO MINDSTORMS Education EV3.

    Naprava podvaja gibe, ki jih izvaja zdravnik - sklepi začnejo delovati, s čimer se obnovi gibljivost ne le njih, temveč tudi mišičnih skupin. Medtem ko so naprave povezane prek Bluetootha, bodo v prihodnosti komunicirale prek interneta ali Wi-Fi.

    Na trgu obstajajo analogi takšne naprave, vendar lahko astrakhanska naprava deluje hkrati z ramenskimi, zapestnimi in komolčnimi sklepi. Poleg tega je prenosen in deluje na baterije. Obstaja tudi možnost daljinskega upravljanja, to pomeni, da lahko pacient trenira, ne da bi zapustil dom.

    Na Svetovni robotski olimpijadi 2015 (WRO 2015) je ruska ekipa DRL iz Sankt Peterburga prejela posebno nagrado za kreativnost LEGO Education (LEGO EDUCATION CREATIVITY AWARD).

    Ruska ekipa DRL je predstavila projekt CaveBot. Fantje iz Sankt Peterburga so pod vodstvom trenerja Sergeja Filippova ustvarili edinstvenega robotskega raziskovalca za odkrivanje neraziskanih področij v jamah. Razvoj pokriva različna znanstvena področja, saj edinstveni robot omogoča opravljanje nalog različnih zahtevnosti.

    Ekipa je zgradila plezalnega robota, opremljenega z različnimi senzorji za zaznavanje predmetov za nadaljnje raziskovanje. Dobljene podatke je mogoče na računalniku spremeniti v 3D modele.

    Konstrukcijski komplet LEGO Mindstorms je niz elektronskih blokov in pripadajočih delov, zasnovanih za ustvarjanje programabilnega robota. LEGO je prvi komplet Mindstorms predstavil že leta 1998, 8 let kasneje, leta 2006, je izšla prva različica kompleta LEGO Mindstorms NXT 1.0, še tri leta kasneje, leta 2009, pa je bila izdana druga različica kompleta - LEGO Mindstorms. NXT 2.0 in nazadnje, leta 2013, komplet LEGO Mindstorms EV3 je šel v prodajo.

    Komplet LEGO Mindstorms vključuje standardne LEGO dele, kot so osi, zobniki, nosilci, kolesa in servomotorji, kot tudi motorje, senzorje in programabilni blok. Ti sklopi so razdeljeni na vire in osnovne.

    Osnovni komplet LEGO MINDSTORMS NXT je na voljo v treh različicah:

      8527 LEGO MINDSTORMS vsebuje 577 kosov, izdan leta 2006. To je prva različica komercialnega kompleta;

      9797 LEGO MINDSTORMS Education NXT osnovni komplet vsebuje 431 kosov, izdelan leta 2006. To je osnovni komplet za usposabljanje, izobraževalni komplet;

      8547 LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 vsebuje 619 kosov, izdan leta 2009. To je druga različica komercialnega kompleta.

    Vsak od treh sklopov vključuje isto različico pametnega bloka NXT. Vdelana programska oprema se razlikuje, vendar se zlahka posodablja, tako da lahko komplete načeloma štejemo za enakovredne.

    Komplet izobraževalnih virov LEGO MINDSTORMS je na voljo v dveh različicah:

      9648 LEGO MINDSTORMS Komplet izobraževalnih virov;

      9695 LEGO MINDSTORMS Komplet izobraževalnih virov.

    Nabor virov 2010 vsebuje 817 delov, ki so bolj raznoliki.

    2013 LEGO MINDSTORMS EV3 3.0 Core Set je na voljo v eni različici 31313 in vsebuje 601 del. "EV" tukaj pomeni evolucijo.

    Kompleti LEGO Mindstorms so opremljeni s krmilnimi enotami, ki temeljijo na mikrokrmilnikih več različic RCX, NXT in EV3. Trenutno so trije, poleg tega obstajajo modifikacije 1.0; 2.0 in 3.0.

    Ogromno število senzorjev, ki so priloženi kompletom LEGO Mindstorms, odpira široke možnosti za ustvarjalnost. Senzorje proizvajajo tudi tretji proizvajalci, kot sta Mindsensors in HiTechnic. Tukaj je le nekaj primerov standardnih senzorjev za LEGO Mindstorms NXT: Servo tahometer NXT, ultrazvočni senzor razdalje NXT, senzor dotika NXT, senzor zvoka NXT, senzor svetlobe NXT. Na splošno je seznam precej obsežen.

    Poglejmo, kaj je komplet LEGO MINDSTORMS EV3.

    Kar zadeva polnjenje EV3, je pametna enota opremljena s procesorjem Sitara AM1808 (ARM9) s frekvenco 300 MHz podjetja Texas Instruments, ima 64 MB RAM-a, 16 MB pomnilnika Flash in ima tudi režo za pomnilniške kartice microSDHC. do 32 GB. Na voljo sta USB gostitelj in Bluetooth, možen je Wi-Fi prek USB ključka, podprte so naprave Apple. Enota je opremljena tudi z enobarvnim LCD zaslonom z ločljivostjo 178x128. Vsi motorji in senzorji NXT so popolnoma združljivi z EV3 Brick. Mimogrede, blok NXT je mogoče programirati za EV3, vendar nekatere funkcije ne bodo na voljo.

    Škatlo z gradbenim kompletom lahko spremenite v stezo z večbarvnimi conami, barvni senzorji pa bodo z njimi odlično sodelovali. Deli v škatli so na začetku nameščeni v več ločenih vrečk. Poleg tega komplet vsebuje komplet nalepk in navodil.

    EV3 Smart Brick je srce gradbenega kompleta. Napajanje zagotavlja 6 AA baterij. Za upravljanje je 6 gumbov, osvetlitev ozadja pa ima tri načine barvne indikacije. Na voljo so 4 vhodna vrata za priključitev senzorjev, na voljo pa so tudi 4 izhodna vrata za ukaze. Za povezavo enote z računalnikom je na voljo vtičnica miniUSB, gostiteljska vrata USB za organiziranje povezav, vgrajen zvočnik in, kot smo že omenili, reža za pomnilniško kartico. Programski vmesnik vam omogoča ustvarjanje in konfiguriranje programov neposredno iz bloka.

    Poleg pametne enote komplet vključuje:

    2 velika servomotorja, opremljena z natančnimi senzorji vrtenja in zmožna doseči 170 vrt/min z največjim navorom 40 Ncm.

    Obstaja tudi en srednji servomotor, navor je tukaj manjši - do 12 Ncm, vendar lahko hitrost doseže 250 na minuto.

    Barvni in svetlobni senzor z možnostjo razlikovanja 8 barv s frekvenco vzorčenja do 1 kHz.

    Senzor na dotik, ki lahko zazna klike, dotike, sprostitve in prešteje njihovo število.

    IR senzor razdalje, uporaben tudi za daljinsko upravljanje, z možnostjo sprejema signala tudi z razdalje 2 metra, z obsegom merjenja razdalje do 70 cm so na voljo 4 kanali za individualni sprejem signalov in krmilnih ukazov.

    Infrardeči svetilnik za IR senzor, lahko deluje kot daljinski upravljalnik. Telo ima zeleno indikatorsko LED in preklopnik kanalov. Oddaja lahko na 4 ločene kanale v radiju do 2 metrov. Samodejno se izklopi po eni uri nedejavnosti. Napaja se z dvema rožnatima baterijama.

    Poleg senzorjev, ki so vključeni v komplet, se lahko uporabljajo tudi drugi senzorji:

    Žiroskopski senzor za merjenje rotacijskih gibov robota z natančnostjo 3 stopinj, občutljiv na momente do 440 stopinj na sekundo. Frekvenca poziva do 1 kHz.

    Ultrazvočni senzor, ki se uporablja za merjenje razdalj z oddajanjem in sprejemanjem odbitih valov. Lahko deluje kot sonar in kot sprejemnik zvočnih valov kot kontrolnih signalov. Omogoča merjenje razdalj do 2,5 metra z natančnostjo 1 cm.

    Podprti niso le LEGO senzorji in dodatki, ampak tudi modeli drugih proizvajalcev, kot sta Mindsensors in HiTechnic. To so lahko igralne palice, kompasi, merilniki pospeška itd. Nabor različnih rešitev je zelo, zelo širok.

    Za programiranje robota lahko uporabite programsko opremo LEGO Mindstorms EV3 Home Edition za Windows ali OS X, ki jo enostavno prenesete z uradne spletne strani LEGO. Obstaja tudi obilica vdelane programske opreme, vadnic za programiranje, videoposnetkov, interaktivnih navodil in opisov nalog.

    Seveda je EV3 mogoče upravljati s pametnim telefonom na Androidu ali iOS; za to obstajajo ločene aplikacije. Programiranje je možno v Javi in ​​številnih drugih jezikih: ASM/C/C++/Perl/Python/Ruby/VB/Haskell/Lisp/Matlab/LabVIEW.

    Na uradni spletni strani LEGO najdete 17 modelov z navodili za izdelavo različnih robotov iz kompleta EV3. To so modeli:

    TRACK3R je gosenični robot za visoke terene s štirimi zamenljivimi orodji.

    SPIK3R je robot škorpijon, ki se lahko ostro obrne, grabi predmete s svojim drobilnim krempljem, njegov strelasti rep pa se bo ubranil vsemu, kar mu pride na pot.

    R3PTAR je 35 cm visok robot cobra, ki lahko drsi po tleh in z velikimi hitrostmi napada predmete s svojimi zobmi.

    GRIPP3R - ta robot je sposoben dvigovati uteži, lahko zgrabi, dvigne in vrže pločevinko.

    EV3STORM je robot pajek s številnimi nalogami.

    BOBB3E - Robotski nakladalnik Bobcat® z možnostjo daljinskega upravljanja preko gumbov IR svetilnikov, lahko premika ali dviguje različne predmete.

    BANNER PRINT3R je robotski tiskalnik. Zna risati z navadnim flomastrom, vleče črte. Nastavite lahko svojo risbo.

    RAC3 TRUCK je daljinsko voden dirkalni tovornjak. Dodate lahko napovednik.

    DINOR3X - Triceratops robot hodi in se obrača na štirih nogah.

    KRAZ3 - robot se odziva na IR svetilnik svojega prijatelja hrošča. Robota lahko nadzorujete tudi s programom po meri ali pa ga programirate tako, da sledi izključno hrošču;

    EV3D4 - ustvarjen na podlagi "Vojne zvezd", lahko sledi lastniku, se premika s pomočjo IR svetilnika in komunicira. Podpira bogat nabor scenarijev, ki jih je mogoče programirati in razširiti z novo programsko opremo EV3.

    EL3CTRIC KITARA - Z brenkanjem po eni struni, prstom po vratu brez prečk in uporabo sistema tremolo lahko izvajate neverjetne solaže na tej kitari!

    EV3MEG je robotski pomočnik, ki se lahko natančno premika vzdolž črt določene barve, zahvaljujoč svetlobnemu senzorju. Zaznava ovire na poti in se nanje odziva. Lahko se giblje tako neodvisno kot nadzorovano z IR svetilnikom.

    Igra EV3 - robot lahko skrije žogico pod skodelico, nato skodelici zamenja, vi pa morate uganiti, kje je žogica. Z uporabo IR svetilnika lahko nastavite nivo.

    MR.B3AM - meri dolžino nosilcev LEGO® Technic, določa barvo in velikost nosilcev.

    ROBODOZ3R - robot buldožer. Lahko se premika samostojno ali pa se upravlja na daljavo. Sam sebi čisti pot, se odkotali in odriva predmete, ki ovirajo pot.

    Ker ti kompleti spodbujajo razmišljanje, modeliranje, izumljanje in nasploh spodbujajo ustvarjalnost in razvoj, sploh ni presenetljivo, da je v mnogih državah izobraževanje na fakultetah in šolah z uporabo kompletov LEGO Mindstorms zelo razširjeno.

    Zelo priljubljena so postala robotska tekmovanja, na katera lahko vsaka izobraževalna ustanova prijavi svoje robotske ekipe. Takšna tekmovanja potekajo tudi v Rusiji, najbolj znan tak dogodek je RoboFest. Najboljši med najboljšimi pridejo na svetovno robotsko olimpijado - WRO (World Robot Olympiad).

    Kje kupiti LEGO Mindstorms EV3?

    Cena LEGO Mindstorms EV3 je odvisna od vsebine kompleta. Različni kompleti LEGO Mindstorms, njihove izobraževalne različice, so na voljo pri specializiranih prodajalcih LEGO Education.

    Andrej Povni

    4. januarja 2013 je LEGO predstavil tretjo različico priljubljenega gradbenega kompleta Mindstorms - EV3:

    Jasno je, da so LEGO kocke ostale skoraj nespremenjene, vendar so se "možgani" računalnika precej spremenili in obljubljajo, da bodo postali zanimiva igrača ne samo za otroke, ampak tudi za odrasle geeke (kot je bilo v primeru prejšnjih različic igre gradbeni set).

    Programabilna opeka v tretji reinkarnaciji izgleda takole:

    Tehnični podatki:

    • Procesor - ARM9 (ARM7 je bil uporabljen v oblikovalcu NXT 2.0)
    • FLASH pomnilnik - 16 megabajtov
    • RAM - 64 megabajtov
    • Operacijski sistem - Linux
    • SD razširitvena reža
    • USB 2.0 (podpira USB Host, to pomeni, da lahko vstavite WiFi piščalko)
    • Bluetooth 2.1
    • 4 vhodna vrata in 4 izhodna vrata
    • Zvočnik

    Kombinirate lahko do štiri takšne module.
    Opeke se napajajo iz naslednjih baterij (kapaciteta, čeprav trenutno neznana):

    Vsebina dobave

    Poleg same glavne opeke komplet vključuje tudi:
    • Trije servo motorji (dva velika in en majhen)
    • Senzor tlaka (senzor na dotik, preprosto gumb)
    • Barvni senzor
    • Senzor razdalje (nekatera sporočila za javnost pravijo infrardeči, vendar verjamem, da je še vedno ultrazvočni)


    Na fotografiji je drugi senzor na levi žiroskopski merilnik pospeška, očitno ni vključen v osnovni paket.

    Na voljo je tudi infrardeči svetilnik (morda ga boste morali kupiti posebej), s katerim lahko upravljate robota ali pa ustvarite robota, ki bo samostojno iskal svetilnik.

    Skupno število kock Lego-Technics v kompletu je 594. Proizvajalec obljublja, da bo ohranil združljivost za nazaj z NXT2.0, to pomeni, da bo mogoče uporabiti motorje in senzorje iz prejšnje različice.

    Navedena cena: 350 $. Upajmo, da Lego ne bo imel dolarja za enakega evra, kot je zdaj v modi, in bo v Evropi stal vsaj 300 evrov. Za primerjavo, Lego Mindstorm NXT 2.0D v Nemčiji stane 274 evrov. Poleg tega je možno, da bo prihod EV3 povzročil rahlo znižanje cene NXT 2.0.

    Programiranje bo potekalo s pomočjo posebnega grafičnega programa, ki ga dobavlja National Instruments (enako kot v prejšnji različici oblikovalca). Ta program ima dokaj nizko vstopno oviro, kar je zelo dobro za poučevanje otrok osnov robotike. Upajmo, da odrasli otroci ne bodo zapostavljeni in bo NI še naprej dobavljal knjižnico za LabVIEW. Na splošno igrača obljublja, da bo zanimiva zaradi prisotnosti Linuxa na krovu - skoraj zagotovo se bo čez nekaj časa pojavila strojna programska oprema, ki bo razširila zmogljivosti vgrajenega računalnika.

    Zanimiva je tudi možnost integracije z iOS in Android (robot lahko deluje samostojno ali pa sprejema krmilne ukaze s tablice prek Bluetootha).

    Dizajner bo na voljo v drugi polovici letošnjega leta. Morda, če že nameravate kupiti NXT 2.0, potem je smiselno malo počakati. Priporočena starost uporabnikov je od 10 let.

    Za zaključek je tukaj nekaj fotografij robotov, ki jih je mogoče zgraditi z EV3, ki jih najdete na internetu:

    Tekoči trak z sortirnimi kockami po barvah (to je za tiste otroke, ki želijo svoje življenje posvetiti industrijski avtomatizaciji):

    Balancer – kakšen boljši način za učenje osnov PID krmilnika?

    Mindstorms EV3 - sodoben gradbeni set z neverjetnimi zmogljivostmi

    Serija Lego Mindstorms EV3 je najbolj znan komplet za učenje otrok robotike in osnov programiranja.

    Od leta 1991 je bilo podjetje otroških igrač kar 11 let nerentabilno. Pravi korak na poti do uspeha in svetovne slave je bila odločitev o oživitvi lego konstrukcij z dodajanjem senzorjev, elektromotorjev in programabilnega bloka v igralne komplete. Tako se je začelo novo obdobje.

    Zgodovina nastanka Lego Mindstorms EV3

    Leta 1998 se je rodila serija Lego Mindstorms RCX. Leta 2006 je bila izdana posodobljena različica, imenovana NXT, leta 2013 pa podjetje razveseljuje mlade oblikovalce z drugo posodobitvijo, ki se imenuje Mindstorms Education EV3 (okrajšava za Evolution 3).

    Srce vsakega kompleta v seriji je tako imenovana programabilna kocka (P-kocka) - mikroračunalnik. Če primerjate vse različice, boste opazili manjše spremembe kompletov kot celote. Gradbene opeke, zobniki, nosilci, osi in drugi deli so ostali skoraj nespremenjeni. Toda mikrokrmilnik je spremenil svoj videz in razširil svojo funkcionalnost ter sledil sodobnim trendom razvoja programskega okolja in računalnikov.

    Glavne razlike Lego Mindstorms Education EV3:

    • Sodobna EV3 Brick deluje na operacijskem sistemu Linux, ki je prosto dostopen.

      • · Kompleti vseh različic so med seboj kompatibilni. Če ste uporabili serijo NXT in se nato začeli zanimati za robote Mindstorms EV3, jih je mogoče obravnavati kot dodatek k prejšnji različici kompleta.

    Konstrukcijski kompleti so namenjeni otrokom, starim 10 let in več.

    Katere vrste kompletov Lego Mindstorms EV3 obstajajo?

    Obstajata dve vrsti konstruktorjev:

    · 31313 Mindstorms EV3 Home Edition - komplet za domačo uporabo, igre za otroke in amaterje (različica v škatli);

    · Lego Mindstorms EV3 45544 - komplet za izobraževalne ustanove, ki ga uporabljajo učenci in učitelji.

    Na željo staršev ali učiteljev lahko osnovni komplet Lego Mindstorms Education EV3 vsake različice razširimo z dodatnimi kompleti. Najbolj priljubljen je na primer nabor virov, sestavljen iz standardnih delov, ki mladim oblikovalcem omogoča sestavljanje robotov večjih velikosti in kompleksnejših konfiguracij.