Az egész folyamat két szakaszból áll: összeszerelésből és programozásból. Gyűjteni jó robot mechanika ismerete szükséges. Egy robot bizonyos műveletekre programozásához ismernie kell egy nyelvet, amely megérti alaplap vagy programblokkot. Az iskolai számítástechnikai ismeretek itt nem elegendőek.

Hol lehet anyagot szerezni?

Először el kell döntenie, hogyan szeretné összeállítani a robotot: kész készletekből vagy saját maga válassza ki az anyagokat. A készlet előnye, hogy nem kell külön-külön keresni az alkatrészeket. Leggyakrabban több eszköz is összeállítható egy készletből.

A nem kész készletből összeállított szerkezetet ún nyitott rendszer. Ennek is megvannak a maga előnyei: az Ön robotja egyedi lesz, és Ön maga is javíthatja a tervezést. De biztosan több időt és erőfeszítést fog költeni.

Miből készült a robot?

Ház - fém vagy műanyag "test", amelyhez a többi alkatrész rögzítve van. Minden robotnak van egy energiaforrása - elem vagy akkumulátor. Attól függően, hogy milyen feladatot fog végrehajtani a robot, szenzorokat választanak: érzékelik a színt és a fényt, és reagálnak az érintésre.

A robot mozgatásához motorokra van szükség. "Fej" a teljes mechanizmus - az alaplap vagy a programblokk. Segítségükkel a robot csatlakozik a számítógéphez, és feladatsort kap.

Hogyan lehet rávenni valamire?

Ahhoz, hogy a robot végrehajtson valamilyen műveletet, létre kell hoznia számítógépes program. Ennek a lépésnek a bonyolultsága az összeszereléstől függ. Ha a robotot Lego Mindstorms vagy mBot készletből állítják össze, akkor még a gyerekek is kezelhetik a szoftverüket.

Ha magad építesz egy robotot, meg kell tanulnod a programozás alapjait és azt a nyelvet, amelyen a programot írni fogod, például a C ++-t.

Miért nem tudja a robot végrehajtani a programot?

Új helyre kerülve eltévedhet, és hibásan hajtja végre a programot. Ahhoz, hogy a robot mindent helyesen csináljon, be kell állítani az érzékelőket. Például a túl erős világítás zavarhatja a megfelelő színfelismerést. Attól függően, hogy a robot milyen felületen mozog, a motorok teljesítménye beállítható.

Megtanulhatok az iskolában összeszerelni és programozni?

Annak ellenére, hogy a robotika nem szerepel az iskolai tantervben, a fizika és informatika szakos tanárok megtaníthatják a gyermeket az összeállításra és a programozásra. Belgorodban egyes iskolákban vannak olyan körök, ahol robotokat készítenek.

„A fizikatanárokkal és informatikatanárokkal tartott órák után megtanulunk programozni. Már tudjuk, hogyan kell dolgozni a LegoMindstormsban és a Robolabban ( szoftver robotoknak - kb. szerk.). Időnként azt is megtanuljuk, hogyan készítsünk 3D-s rajzokat az alkatrészekről” – mondták el a Belgorodi Mérnöki Ifjúsági Bentlakásos Líceum diákjai és a RoboFest-2018 résztvevői. Anton Pershinés Dmitrij Csernov.

Hol lehet valakiből az iskola mellett robotista?

A BelSU mérnöki iskolájában van egy osztály, ahol robotok összeállítását és programozását tanítják. 2017-ben megnyílt a Quantorium Belgorodban, ahol kilenc éves koruktól tanítják az iskolásokat a robotikára.

Ha igazi robotikus akar lenni, akkor beiratkozhat a Robotika Karra. Belgorodban még nincsenek ilyenek, de a BSTU im. Shukhovnak műszaki kibernetikai osztálya van. Tanítványai díjat nyernek az oroszországi robotika versenyeken.

Meg tudsz tanulni egyedül?

Igen. Az interneten számos forrás található, ahol megtudhatja, mit kell építeni és hogyan kell programozni egy robotot.

Hasznos lesz a robot?

Alkalmazható a mindennapi feladatokhoz, és asszisztenssé tehető a házban. Az interneten számos példa található arra, hogy az otthoni feltalálók robotokat készítenek palacsintasütéshez vagy lakástakarításhoz.

Hogyan erősítheti meg sikerét a robotok létrehozásában?

Vegyen részt olyan versenyeken, mint például a RoboFest. Életkortól és irányultságtól függően különböző jelölések vannak. Alapvetően minden robottípusnak van egy pályája, amelyen feladatokat hajt végre: rögzít egy kockát vagy rajzol egy vonalat. Vannak olyan statikus rendszerek is, amelyekben a bírák értékelik a projekt bemutatását és a mechanizmusok működését.

A résztvevők általában együtt érkeznek a versenyekre robotok szerelték össze a felkészülés során pedig csak a szenzorok kalibrálására és a program beállítására fordítanak időt.

A szerkesztők köszönik a RoboFest-2018 résztvevői anyagának elkészítésében nyújtott segítséget Dmitrij Agafonov, Dmitrij Csernov, Anton Pershinés Danila Migrina.

Natalia Malyihina

A tanár feladata, hogy a tanulóval együtt járja ezt az utat, nem a kudarcok ellen biztosítva, hanem megelőzve a csalódást lehetséges nehézségeket. Nagyon fontos, hogy a foglalkozásokat úgy szervezzük meg, hogy a gyerekek értelmes tevékenységeken keresztül fedezzenek fel maguknak új dolgokat.
Hogyan segít egy robot az informatika tanulásában? Csak néhány informatikai témát emelek ki, amelyekre a robotika épül.
"Fájlok és fájlrendszer" témakör.
A tanuló egy LEGO®NXT mikroszámítógépet kapott az oktatókészletből LEGO Mindstorms NXT oktatás. Irányítsd fájlrendszer szabványos parancsokkal történik, de mivel a memória mennyisége nem nagy, a szükséges és a felesleges vezérlését folyamatosan figyelni kell. A robot cselekvéseinek hangoztatásához, kép megjelenítéséhez, a működő programok könyvtárának feltöltéséhez a számítástechnika alapfogalmaival kell operálni: fájl, fájltípus, fájl elérési útja, menü, mappa.
"Információs folyamatok", "Információkódolás" témakör.
A robotkészlet érzékelőkkel van felszerelve, amelyek hang-, tapintási és videoinformációkat regisztrálnak. A digitalizálás után az információ megjeleníthető a kijelzőn. A mikroszámítógép speciális funkciója lehetővé teszi az érzékelőkkel, motorokkal való kísérletezést, futtatásra kész programok segítségével. Az érzékelőkkel végzett kísérletek sorozata után megértjük: miért lassabb az ultrahangos távolságérzékelő, mint az infravörös fényérzékelő, hogyan alakítják át a hangot digitális kóddá és így tovább. Az információs folyamatok és az információkódolás elveinek tanulmányozása mélyebben megérti az információs technológia lényegét.

"Kommunikációs technológiák" téma.
A LEGO®NXT mikroszámítógép támogatja a technológiát vezeték nélküli kommunikáció. A Bluetooth funkció segítségével beállíthatja vezetéknélküli kapcsolat az NXT mikroszámítógép és más Bluetooth-eszközzel rendelkező eszközök, például más NXT-k között mobiltelefonok vagy számítógépekkel. A beállítással bluetooth kapcsolat, esetleg: programok letöltése számítógépről távolról; programokat küldeni más eszközökről (nem számítógépről), beleértve az NXT-t is; programokat küldeni mind az egyes NXT-knek, mind csoportjaiknak. Ez a technológia lehetővé teszi a robot vezérlését mobiltelefon segítségével.

Témák „Algoritmusok. Algoritmusok végrehajtója”, „Programozási környezet”.
A robot kezdeti bemutatása érdekében közvetlenül programozhatja az NXT egységet anélkül, hogy számítógéphez kellene hozzáférnie. Közvetlenül a képernyőn, öt parancsból álló sablon szerint írhat egy egyszerű programés hurkold meg. Nem nélkülözheti azonban az alapvető algoritmikus struktúrák ismerete és a programozási környezet fejlesztése. A robot programozási képessége teszi univerzális előadóvá, amely sokféle feladat megoldására képes. A programozási technológia elsajátítását vizuális programozási környezetekkel kell kezdeni, majd tovább kell lépni az erősebb és modernebb eseményvezérelt környezetek felé.
A robotikához tehát alapvető számítástechnikai ismeretek szükségesek, és a tanuló kimeríthetetlen vágya, hogy robotját a „legjobbá” tegye, új ismeretek elsajátítására készteti.
Miért nevezhető egy robot ideális tanulási eszköznek? Mert ez az eszköz lehetővé teszi olyan tanulási környezet kialakítását, amely visszaadja a gyermek természetes vágyait a játékra, az alkotásra, a társaikkal való kommunikációra. Tehát kiemelhetjük a robotika, mint oktatási eszköz előnyeit:
. A tudás asszimilációja a játék során történik.
. A robotépítés kreatív szabadságot kínál.
. A hallgatók többsége a vágy, hogy javítsák munkájukat.

Példaként szeretném felhozni az „Ingyenes ételszállító robot” modelljét, amelyet egy 6. osztályos tanuló készített a „Programozás robottal” tanórán kívüli foglalkozások keretében. A robot a LEGO MINDSTORMS NXT Education 9797 készletből épült fel a szabványos Alfarex 1.0 modell segítségével, és egy színérzékelővel van kiegészítve, amely jelzi a robot állapotát és egy csemegetálcát.
A munka célja az emberi járásmodell lehetőség szerinti megvalósítása a rendelkezésre álló erőforrásokkal. Az egyes lábak mozgását egy motor, valamint a fogaskerekek és karok mechanikus szerelvénye szabályozza. Az egyik kar fel-le mozgatja a lábat, a másik pedig előre. Ebben az esetben a test a támasztó láb felé fordul, aminek köszönhetően a robot megtartja az egyensúlyt. Ezt a járást "csoszogónak" nevezik
Külön motor vezérli a távolságérzékelőt és az érintésérzékelőt és a színérzékelőt tartó karokat. A finomságok tálca mozdulatlanul van rögzítve.
A robot úgy van programozva, hogy kereskedő szerepét töltse be, például ingyenes csemegéket, a következő viselkedési algoritmus szerint. A robot egyenes vonalú mozgását a következő mondattal kíséri: „Alpharex robot vagyok, ingyen kezellek!” Az a személy, aki kapcsolatba kíván lépni a robottal, egy mozdulattal megállíthatja azt. Megállás után a robot kimondja a következő mondatot: "Segíts magadon, és nyomd meg a gombot!". Egy édesség elvételekor hálája jeléül az embernek egyszer meg kell nyomnia a gombot. Három másodperccel a megállás után a robot folytatja a mozgását. Ha vége a finomságoknak (a robot meghatározott mennyiségű édességre van programozva a tálcán), a robot elköszön, a piros jelzőfény kigyullad, a robot megáll.

A robot irányítására szolgáló program az NXT Programming 2.0 környezetben készült.

A Performer Robot egy téglalap alakú, cellákra osztott mezőben létezik, amelyek között falak is lehetnek, és teljesen egy cellába illeszkedik. A robot mozoghat a területen, festhet cellákat, mérheti a hőmérsékletet és a sugárzást. A robot nem tud áthaladni a falakon, de tudja ellenőrizni, hogy van-e fal mellette.

A "Robot" előadó parancsrendszere a következőket tartalmazza:

• 5 parancs, amely robot műveleteket vált ki (balra, jobbra, fel, le, fessen át)
• 10 állapotellenőrző parancs:
• 8 parancs, például [balra/jobbra/lent/fent] [fal/szabad]
• 2 parancs, mint a ketrec [árnyékolt/tiszta]
• 2 mérési parancs (hőmérséklet, sugárzás)

akció-parancsok

Ellenőrizze a Parancsokat

Mérési parancsok

A faltól balra lévő cellából a faltól jobbra lévő cellába kell átvinni:

Az algoritmus így nézhet ki:

használj Robotot
alg példa 1
korai
. Lefele
. jobb
. fel
con

Ha megpróbálja átvezetni a Robotot a falon, akkor hiba történik. A robot a falnak ütközik, és többé nem tudja követni a parancsokat.

Írjunk egy algoritmust arra, hogy a robot áthaladjon a labirintuson A pontból B-be:

használj Robotot
alg A-ból B-be
korai
. jobb

. fel ; fel ; jobb ; Lefele ; Lefele ; jobb
. fel ; fel ; jobb ; Lefele ; Lefele ; jobb
con

Az egyes szakaszok átadására szolgáló parancsok egy sorba csoportosíthatók – ez lerövidíti az algoritmus rekordját és érthetőbbé teszi. A parancsok egy sorba írásához pontosvesszővel kell elválasztani őket.

Megtanulták beállítani a további munkához. Most menjünk közvetlenül a robot algoritmusainak egyszerű parancsok segítségével történő fordításához.

Ha inkább videós oktatóanyagok formátumában szeretne információkat kapni, akkor az oldalon van egy oktatóvideó

Minden előadónak rendelkeznie kell egy parancsrendszerrel ( SÍ — végrehajtó parancsrendszere). Végrehajtó parancsrendszer- az előadó által végrehajtható összes parancs halmaza. Példaként vegyünk egy betanított kutyát. Tudja, hogyan kell végrehajtani néhány parancsot – „Ülj”, „Fekj le”, „Következő”, stb. Ez az ő parancsrendszere.

Egyszerű robotparancsok

A robotunknak is van parancsnoki rendszere. Ma megnézzük egyszerű robotparancsok. Összesen 5 db van:

• fel
• balra
• jobb
• festeni át

A parancsok végrehajtásának eredménye egyértelműen a nevükből következik:

1. fel— mozgassa a Robotot egy cellával feljebb
2. Lefele— mozgassa a Robotot egy cellával lejjebb
3. balra— mozgassa a Robotot egy cellával balra
4. jobb— mozgassa a Robotot egy cellával jobbra
5. festeni át— fesse át az aktuális cellát (azt a cellát, amelyben a robot található).

Ezeket a parancsokat írhatjuk a billentyűzetről, vagy használhatunk gyorsbillentyűket (a megnyomásukra a parancsok automatikusan beszúródnak):

• fel - kilépés, fel (felfelé mutató nyíl)
• le - Escape, le (lefelé mutató nyíl)
• bal - Escape, Bal (balra nyíl)
• jobb - Escape, jobb (jobbra nyíl)
• fesd át - menekülés, szóköz (szóköz)

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a gyorsbillentyűk kívánt kombinációját kell tárcsáznia nem a megszokott módon! Megszoktuk, hogy egyszerre nyomjuk le a gombokat, de itt szükség van rájuk nyomja meg egymás után. Például a fel parancs beírásához nyomja meg az Escape billentyűt, engedje el, majd nyomja meg a felfelé mutató nyilat. Ezt emlékezni kell.

Most készen állunk az első algoritmus megírására a Robot számára. Azt javaslom, hogy kezdje egy egyszerűvel - rajzoljon egy négyzetet, amelynek oldala 3 cella. Megy!

Elindítjuk az Idolt, ez. Elkezdhetek programot írni? Természetesen nem! Nem vagyunk! Csináljuk. Javaslom ennek használatát:

Most minden készen áll. Kezdjük el írni a programot. Amíg így néz ki

Törölje a "|" szimbólumot és hívja az algoritmusunkat „Négyzet”

Azt javaslom, hogy rajzoljon egy négyzetet az óramutató járásával megegyező irányban. Először fesse át az aktuális cellát a parancs kiadásával festeni át. Ezután teszünk egy lépést jobbra, és újra festjük a cellát. És még egyszer lépjen jobbra, és fesse le.

Próbáljuk meg futtatni a programot, és meglátjuk, mi történik. Nyomja meg az indításhoz F9 vagy a gombot az eszköztáron

Ennek eredményeként valami ilyesmit kellene látnunk

Ha nincs ilyen Robot ablaka, akkor az eszköztáron kattintson a " Robot ablak megjelenítése” vagy a Robot menüben válassza ki a „ Robot ablak megjelenítése". Folytatjuk tovább.

Most lefelé haladunk, és átfestjük a négyzet jobb oldalát:

Lefele

festeni át

Lefele

festeni át

Ezután menjünk balra, megfestve a négyzet alsó határát

balra

festeni át

balra

festeni át

Egy festetlen cellánk maradt. Fessük át

fel

festeni át

Minden készen áll! Ennek eredményeként a programunk így néz ki:

használj Robotot

alg Négyzet

korai

festeni át

jobb

festeni át

jobb

festeni át

Lefele

festeni át

Lefele

festeni át

Performer Robot Command rendszer az előadónak Robot Mozgásparancsok: fel, le, balra, jobbra A robot egy cellát mozgat fel, le, balra, jobbra. Az átfestés parancsa – átfesti azt a cellát, amelyben a Robot áll. A feltétel érvényességének ellenőrzése: felül szabad, alul szabad, bal oldalon szabad, jobb oldalon szabad A Robot ellenőrzi a fal hiányának feltételét abban a cellában, ahol a Robot található. Használhatja a képzett összetett feltételek nyilvántartását logikai műveletekÉS, VAGY, NEM.

Performer Robot Közvetlen környezet szerkesztés Minden környezet szerkesztési parancsot az egérrel hajtunk végre: fal elhelyezése/eltávolítása - a cellák közötti határra kattintás, cella kifestése/törlése - kattintás a cellára, Robot mozgatása - húzza az egeret a kívánt cellára .

Végrehajtó Robot Robot menüparancsok Robotmező megjelenítése Láthatóvá teszi a Robot figyelő ablakot. Nyomtatási környezet Létrehoz egy fájlt PDF formátum, amely színesen vagy fekete-fehérben mutatja az aktuális helyzetet. Környezet mentése a Creates fájlba szöveges fájl a helyzet leírásával belső *.fil formátumban. Ez a fájl később betölthető indítókörnyezetként (Start környezet módosítása parancs), vagy az indítási környezet szerkesztésekor (Open start környezet szerkesztése ablakok parancs). Módosítás indítási környezetként Új indítási környezet fájlnevet állít be (a szabványos párbeszédpanel használatával), és betölt egy új indítási környezetet. Visszatérés a kiinduló környezetbe Aktuálissá teszi a kiindulási környezetet.

Performer Robot Az aktuális helyzet képe a megfigyelési ablakban Az aktuális helyzet képe mindig teljesen a Robot megfigyelési ablakának munkamezőjébe kerül. A munkamező háttere zöld. Az árnyékolt cellák szürkék. A sejtek között vékony fekete vonalak vannak. Falak vastag sárga vonalak. A megfigyelőablak munkamezőjének cellájában a Robot rombuszként van ábrázolva.

Performer Robot Példa 1. Hozzuk létre a "Knight's Move" nevű algoritmust, hogy a Robot A pontból B pontba kerüljön (3. ábra). Az algoritmus alakja (4. ábra). Végrehajtása után a Robot a kívánt pontra mozog (5. ábra). Az előadó nyelvén írt algoritmust programnak nevezzük. 3. ábra 4. ábra 5. ábra