Cały proces składa się z dwóch etapów: montażu i programowania. Zbierać dobry robot wymagana jest znajomość mechaniki. Aby zaprogramować robota do określonych czynności, musisz znać język, który zrozumie płyta główna lub blok programu. Szkolna wiedza z zakresu informatyki nie wystarczy.

Skąd wziąć materiał?

Najpierw musisz zdecydować, jak chcesz zmontować robota: z gotowych zestawów lub samodzielnie wybrać materiały. Zaletą zestawu jest to, że nie trzeba szukać części indywidualnie. Najczęściej z jednego zestawu można złożyć kilka urządzeń.

Struktura, która nie jest złożona z gotowego zestawu, nazywa się otwarty system. Ma też swoje zalety: Twój robot będzie indywidualistą, a Ty sam będziesz mógł ulepszać projekt. Ale na pewno spędzisz więcej czasu i wysiłku.

Z czego zrobiony jest robot?

Obudowa - metalowa lub plastikowa "ciało", do którego przymocowane są pozostałe części. Każdy robot posiada źródło energii - baterie lub akumulator. W zależności od tego, jakie zadanie wykona robot, dobierane są czujniki: mogą wykrywać kolor i światło oraz reagować na dotyk.

Aby robot się poruszał, potrzebujesz silników. "Głowa" całego mechanizmu - płyty głównej lub bloku programu. Za ich pomocą robot łączy się z komputerem i otrzymuje zestaw zadań.

Jak zmusić go do zrobienia czegoś?

Aby robot wykonał jakąś akcję, musisz stworzyć program komputerowy. Złożoność tego kroku zależy od montażu. Jeśli robot jest złożony z zestawu Lego Mindstorms lub mBot, nawet dzieci poradzą sobie z jego oprogramowaniem.

Jeśli sam budujesz robota, musisz nauczyć się podstaw programowania i języka, w którym zamierzasz napisać program, np. C++.

Dlaczego robot nie może wykonać programu?

Dostając się w nowe miejsce, może zbłądzić i niepoprawnie wykonać program. Aby robot wykonał wszystko poprawnie, konieczne jest wyregulowanie czujników. Na przykład zbyt jasne oświetlenie może zakłócać prawidłowe rozpoznawanie kolorów. W zależności od powierzchni, po której porusza się robot, moc silników jest regulowana.

Czy mogę nauczyć się montażu i programowania w szkole?

Pomimo tego, że robotyka nie jest uwzględniona w szkolnym programie nauczania, nauczyciele fizyki i informatyki mogą uczyć dziecko składania i programowania. W Biełgorodzie niektóre szkoły mają kręgi, w których produkują roboty.

„Po lekcjach z nauczycielami fizyki i informatyki uczymy się programować. Wiemy już, jak pracować w LegoMindstorms i Robolab ( oprogramowanie dla robotów - ok. wyd.). Czasami uczymy się również, jak tworzyć rysunki 3D części” – mówili studenci Belgorod Engineering Youth Boarding Lyceum i uczestnicy RoboFest-2018 Anton Pershin oraz Dmitrij Czernow.

Gdzie poza szkołą można zostać robotykiem?

Szkoła inżynierska w BelSU ma klasę, w której uczą, jak składać i programować roboty. W 2017 roku w Biełgorodzie otwarto Quantorium, w którym dzieci w wieku szkolnym uczą się robotyki od 9 roku życia.

Aby zostać prawdziwym robotykiem, możesz wstąpić na Wydział Robotyki. Takich ludzi jeszcze nie ma w Biełgorodzie, ale w BSTU im. Szuchow ma dział cybernetyki technicznej. Jej uczniowie zdobywają nagrody na ogólnorosyjskich zawodach z robotyki.

Czy możesz uczyć się samodzielnie?

TAk. W Internecie jest wiele zasobów, w których można dowiedzieć się, co zbudować i jak zaprogramować robota.

Czy robot się przyda?

Może być przystosowany do codziennych zadań i pełnić funkcję pomocnika w domu. W Internecie jest wiele przykładów na to, jak wynalazcy domów tworzą roboty do pieczenia naleśników lub sprzątania mieszkania.

Jak potwierdzić swój sukces w tworzeniu robotów?

Weź udział w konkursach takich jak RoboFest. Nominacje są różne w zależności od wieku i kierunku. Zasadniczo każdy typ robota ma tor, na którym wykonuje zadania: złap sześcian lub narysuj linię. Istnieją również systemy statyczne, w których sędziowie oceniają prezentację projektu i działanie mechanizmów.

Z reguły uczestnicy przychodzą na zawody z montowane przez roboty a w ramach przygotowań poświęcają czas tylko na kalibrację czujników i dostosowanie programu.

Redaktorzy są wdzięczni za pomoc w tworzeniu materiału uczestników RoboFest-2018 Dmitrij Agafonow, Dmitrij Czernow, Anton Pershin oraz Danila Migrina.

Natalia Małyihina

Zadaniem nauczyciela jest kroczenie tą ścieżką z uczniem, nie ubezpieczanie od niepowodzeń, ale zapobieganie rozczarowaniu z powodu możliwe trudności. Bardzo ważne jest organizowanie zajęć w taki sposób, aby dzieci odkrywały dla siebie nowe rzeczy poprzez sensowne zajęcia.
Jak robot pomaga uczyć się informatyki? Wskażę tylko kilka tematów informatyki, na których opiera się robotyka.
Temat „Pliki i system plików”.
Uczeń dostał mikrokomputer LEGO®NXT z zestawu edukacyjnego LEGO Mindstorms Edukacja NXT. Kontroluj to system plików występuje przy standardowych poleceniach, ale ponieważ ilość pamięci nie jest duża, kontrola potrzebnych i niepotrzebnych musi być stale monitorowana. Aby wypowiedzieć działania robota, wyświetlić obraz, uzupełnić bibliotekę programów roboczych, należy operować podstawowymi pojęciami informatyki: plik, typ pliku, ścieżka pliku, menu, folder.
Temat „Procesy informacyjne”, „Kodowanie informacji”.
Zestaw robota jest wyposażony w czujniki rejestrujące informacje dźwiękowe, dotykowe i wideo. Po digitalizacji informacje mogą być wyświetlane na ekranie wyświetlacza. Specjalna funkcja mikrokomputera umożliwia eksperymentowanie z czujnikami, silnikami za pomocą gotowych programów. Po przeprowadzeniu serii eksperymentów z czujnikami pojawia się zrozumienie: dlaczego ultradźwiękowy czujnik odległości jest wolniejszy niż czujnik światła podczerwonego, w jaki sposób dźwięk jest przekształcany w kod cyfrowy i tak dalej. Badanie procesów informacyjnych i zasad kodowania informacji daje głębsze zrozumienie istoty technologii informacyjnej.

Temat „Technologie komunikacyjne”.
Mikrokomputer LEGO®NXT obsługuje technologię komunikacja bezprzewodowa. Korzystając z funkcji Bluetooth, możesz ustawić połączenie bezprzewodowe między mikrokomputerem NXT a innymi urządzeniami wyposażonymi w urządzenie Bluetooth, takimi jak inne NXT, z telefony komórkowe lub z komputerami. Przez ustawienie połączenie bluetooth, być może: zdalnie pobierać programy z komputera; wysyłać programy z innych urządzeń (nie z komputera), w tym NXT; wysyłać programy zarówno do poszczególnych NXT, jak i ich grup. Technologia ta umożliwia sterowanie robotem za pomocą telefonu komórkowego.

Tematy „Algorytmy. Wykonawca algorytmów”, „Środowisko programistyczne”.
W celu wstępnego zapoznania się z robotem można bezpośrednio zaprogramować jednostkę NXT bez dostępu do komputera. Bezpośrednio na ekranie wyświetlacza, zgodnie z szablonem pięciu poleceń, możesz komponować prosty program i zapętl go. Nie da się jednak obejść bez znajomości podstawowych struktur algorytmicznych i rozwoju środowiska programistycznego. To właśnie umiejętność programowania robota czyni go uniwersalnym wykonawcą zdolnym do rozwiązywania różnorodnych zadań. Rozpoczęcie opanowania technologii programowania powinno odbywać się w środowiskach programowania wizualnego, a następnie przejść do bardziej zaawansowanych i nowoczesnych środowisk opartych na zdarzeniach.
Robotyka wymaga więc podstawowej wiedzy z zakresu informatyki, a niewyczerpane pragnienie ucznia, aby jego robot był „najlepszy”, popycha go do opanowania nowej wiedzy.
Dlaczego robota można nazwać idealnym narzędziem do nauki? Ponieważ to narzędzie umożliwia stworzenie środowiska uczenia się, które odzyskuje naturalne aspiracje dziecka do zabawy, tworzenia, komunikowania się z rówieśnikami. Możemy więc podkreślić zalety robotyki jako środka edukacji:
. Przyswajanie wiedzy następuje podczas gry.
. Konstrukcja robotów daje swobodę twórczą.
. Chęć doskonalenia swojej pracy jest większością studentów.

Jako przykład podaję model robota „Free Food Delivery Robot”, stworzony przez ucznia klasy VI w ramach kursu „Programowanie przez robota” w zajęciach pozalekcyjnych. Robot jest zbudowany z zestawu LEGO MINDSTORMS NXT Education 9797 przy użyciu standardowego modelu Alfarex 1.0 i jest wyposażony w czujnik koloru, który wskazuje stan robota i tacę na smakołyki.
Celem pracy jest jak najszersze wdrożenie modelu chodu człowieka przy dostępnych zasobach. Ruch każdej nogi jest kontrolowany przez silnik oraz mechaniczny zespół kół zębatych i dźwigni. Jedna dźwignia porusza nogą w górę iw dół, druga przesuwa ją do przodu. W tym przypadku ciało odchyla się w kierunku nogi podpierającej, dzięki czemu robot utrzymuje równowagę. Ten chód nazywa się "szuraniem"
Oddzielny silnik steruje czujnikiem odległości i ramionami dźwigni, które przytrzymują czujnik dotykowy i czujnik koloru. Taca na smakołyki jest nieruchoma.
Robot jest zaprogramowany do pełnienia roli handlarza np. darmowymi smakołykami, zgodnie z poniższym algorytmem zachowania. Robotowi towarzyszy w linii prostej zdanie: „Jestem robotem Alpharex, leczę cię za darmo!” Osoba chcąca nawiązać kontakt z robotem może go zatrzymać gestem. Po zatrzymaniu robot wypowiada zdanie: „Pomóż sobie i naciśnij przycisk!”. Biorąc cukierka, osoba jako dowód wdzięczności musi nacisnąć przycisk raz. Trzy sekundy po zatrzymaniu robot będzie kontynuował swój ruch. Gdy smakołyki się skończą (robot jest zaprogramowany na określoną ilość słodyczy na tacy), robot pożegna się, zapali się czerwony wskaźnik, robot się zatrzyma.

Program do sterowania robotem został napisany w środowisku NXT Programming 2.0.

Performer Robot istnieje w polu prostokątnym, podzielonym na komórki, pomiędzy którymi mogą znajdować się ściany i mieści się w całości w jednej komórce. Robot może poruszać się po polu, malować komórki, mierzyć temperaturę i promieniowanie. Robot nie może przechodzić przez ściany, ale może sprawdzić, czy obok niego znajduje się ściana.

System dowodzenia wykonawcy „Robota” obejmuje:

• 5 poleceń wywołujących akcje robota (lewo, prawo, góra, dół, malowanie)
• 10 poleceń sprawdzających stan:
• 8 poleceń, takich jak [lewo/prawo/dół/góra] [ściana/wolne]
• 2 polecenia, takie jak klatka [zacieniowana/czysta]
• 2 komendy pomiarowe (temperatura, promieniowanie)

komendy-działania

Sprawdź polecenia

Polecenia pomiarowe

Niech będzie wymagane przeniesienie z celi na lewo od ściany do celi na prawo od ściany:

Algorytm może wyglądać tak:

użyj robota
alg przykład 1
wczesny
. droga w dół
. prawo
. w górę
kon

Jeśli spróbujesz przeprowadzić Robota przez ścianę, nastąpi awaria. Robot zderzy się ze ścianą i nie będzie mógł dalej wykonywać poleceń.

Napiszmy algorytm dla robota, który przejdzie labirynt z punktu A do B:

użyj robota
alg od A do B
wczesny
. prawo

. w górę ; w górę ; prawo ; droga w dół ; droga w dół ; prawo
. w górę ; w górę ; prawo ; droga w dół ; droga w dół ; prawo
kon

Polecenia przekazania każdej sekcji można zgrupować w jednej linii - skraca to zapis algorytmu i czyni go bardziej zrozumiałym. Aby pisać polecenia w jednym wierszu, należy je oddzielić średnikiem.

Nauczyli się ustawiać go do dalszej pracy. Przejdźmy teraz bezpośrednio do kompilacji algorytmów dla Robota za pomocą prostych poleceń.

Jeśli wolisz informacje w formie samouczków wideo, strona zawiera samouczek wideo

Każdy wykonawca musi mieć system dowodzenia ( NARTY — system dowodzenia egzekutora). Executor system poleceń- zestaw wszystkich poleceń, które wykonawca może wykonać. Jako przykład rozważ wytresowanego psa. Wie, jak wykonać niektóre polecenia - „Usiądź”, „Połóż się”, „Dalej” itp. To jest jej system poleceń.

Proste polecenia robota

Nasz Robot posiada również system dowodzenia. Dzisiaj przyjrzymy się proste polecenia robota. Łącznie jest ich 5:

• w górę
• w lewo
• prawo
• przemalować

Wynik wykonania tych poleceń wynika z ich nazwy:

1. w górę— przesuń Robota o jedną komórkę w górę
2. droga w dół— przesuń Robota o jedną komórkę w dół
3. w lewo— przesuń Robota o jedną komórkę w lewo
4. prawo— przesuń Robota o jedną komórkę w prawo
5. przemalować— zamaluj bieżącą komórkę (komórkę, w której znajduje się Robot).

Te polecenia można pisać z klawiatury lub można użyć skrótów klawiszowych (po ich naciśnięciu polecenia zostaną wstawione automatycznie):

• w górę - Escape, Up (strzałka w górę)
• dół - Escape, Down (strzałka w dół)
• left - Escape, Left (strzałka w lewo)
• prawo - Escape, Prawo (strzałka w prawo)
• zamaluj - Escape, Space (spacja)

Pamiętaj, że musisz wybrać żądaną kombinację klawiszy skrótu nie w zwykły sposób! Jesteśmy przyzwyczajeni do jednoczesnego naciskania klawiszy, ale tutaj są one potrzebne naciśnij sekwencyjnie. Na przykład, aby wprowadzić polecenie w górę, musisz nacisnąć klawisz Escape, zwolnić je, a następnie nacisnąć strzałkę w górę. Trzeba o tym pamiętać.

Teraz jesteśmy gotowi do napisania pierwszego algorytmu dla Robota. Proponuję zacząć od prostego - narysuj kwadrat o boku 3 komórek. Iść!

Wprowadzamy Idola, to. Czy mogę zacząć pisać program? Oczywiście nie! My nie jesteśmy! Zróbmy to. Proponuję użyć tego:

Teraz wszystko gotowe. Zacznijmy pisać program. Dopóki ona tak wygląda

Usuń symbol „|” i nazwij nasz algorytm "Kwadrat"

Proponuję narysować kwadrat, poruszając się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Najpierw zamaluj bieżącą komórkę, wydając polecenie przemalować. Następnie robimy krok w prawo i ponownie malujemy celę. I jeszcze raz przejdź w prawo i zamaluj.

Spróbujmy uruchomić program i zobaczmy, co się stanie. Naciśnij, aby uruchomić F9 lub przycisk na pasku narzędzi

W rezultacie powinniśmy zobaczyć coś takiego

Jeśli nie masz takiego okna Robota, to na pasku narzędzi kliknij " Pokaż okno robota” lub w menu Robot wybierz pozycję „ Pokaż okno robota”. Kontynuujemy dalej.

Teraz zejdziemy w dół i zamalujemy prawą stronę kwadratu:

droga w dół

przemalować

droga w dół

przemalować

Następnie przejdźmy w lewo, malując dolną granicę kwadratu

w lewo

przemalować

w lewo

przemalować

Została nam jedna niepomalowana komórka. Pomalujmy to

w górę

przemalować

Wszystko gotowe! W efekcie nasz program wygląda tak:

użyj robota

alg Kwadrat

wczesny

przemalować

prawo

przemalować

prawo

przemalować

droga w dół

przemalować

droga w dół

przemalować

Performer Robot System poleceń dla wykonawcy Komendy ruchu robota: góra, dół, lewo, prawo Robot przesuwa jedną komórkę w górę, w dół, w lewo, w prawo. Polecenie zamalowania - zamalowuje komórkę, w której stoi Robot. Sprawdzenie poprawności warunku: wolny na górze, wolny na dole, wolny po lewej, wolny po prawej Robot sprawdza prawdziwość warunku braku ściany w komórce, w której znajduje się Robot. Możesz użyć zapisu utworzonych warunków złożonych operacje logiczne I LUB NIE.

Performer Edycja środowiska Robot Direct Wszystkie komendy edycji środowiska wykonujemy za pomocą myszki: umieść/usuń ścianę - kliknij na granicy między komórkami, pomaluj/wyczyść komórkę - kliknij komórkę, przesuń Robota - przeciągnij myszką do wybranej komórki .

Executor Robot Polecenia menu Robot Pokaż pole Robot Powoduje wyświetlenie okna Monitorowanie robota. Środowisko drukowania Tworzy plik w Format PDF, pokazując obecną sytuację w kolorze lub czarno-białym. Zapisz środowisko do pliku Tworzy plik tekstowy z opisem sytuacji w wewnętrznym formacie *.fil. Plik ten można później załadować jako środowisko startowe (polecenie Zmień środowisko startowe) lub podczas edycji środowiska startowego (polecenie Otwórz okno edycji środowiska startowego). Zmień jako środowisko początkowe Ustawia nową nazwę pliku środowiska początkowego (używając standardowego okna dialogowego) i ładuje nowe środowisko początkowe. Wróć do środowiska początkowego Ustawia bieżące środowisko początkowe.

Performer Robot Obraz aktualnej sytuacji w oknie obserwacyjnym Obraz aktualnej sytuacji jest zawsze w całości umieszczany w polu roboczym okna obserwacyjnego dla Robota. Tło pola roboczego jest zielone. Zacienione komórki są szare. Pomiędzy komórkami znajdują się cienkie czarne linie. Ściany Pokazane jako grube żółte linie. W komórce pola roboczego okna obserwacyjnego Robot jest przedstawiony jako romb.

Performer Robot Przykład 1. Stwórzmy algorytm o nazwie „Ruch Rycerski”, aby przenieść Robota z punktu A do punktu B (rys. 3). Algorytm ma postać (rys. 4). Po jego wykonaniu Robot przemieści się do żądanego punktu (rys. 5). Algorytm napisany w języku wykonawcy nazywa się programem. Rys.3 Rys.4 Rys.5