Celý proces pozostáva z dvoch fáz: montáž a programovanie. Zbierať dobrá robota vyžaduje sa znalosť mechaniky. Ak chcete naprogramovať robota na určité akcie, musíte poznať jazyk, ktorému budete rozumieť základná doska alebo programový blok. Školské znalosti z informatiky tu nestačia.

Kde získať materiál?

Najprv sa musíte rozhodnúť, ako chcete robota zostaviť: z hotových súprav alebo si sami vyberte materiály. Výhodou stavebnice je, že nemusíte jednotlivé diely zháňať jednotlivo. Z jednej sady je najčastejšie možné zostaviť niekoľko zariadení.

Konštrukcia, ktorá nie je zostavená z hotovej sady, sa nazýva otvorený systém. Má to aj svoje výhody: váš robot bude individuálny a vy sami budete môcť vylepšiť dizajn. Určite však strávite viac času a úsilia.

Z čoho je robot vyrobený?

Puzdro - kovové alebo plastové "telo", ku ktorému sú pripojené zvyšné časti. Každý robot má zdroj energie – batérie alebo akumulátor. Podľa toho, akú úlohu bude robot vykonávať, sa vyberú senzory: dokážu rozpoznať farbu a svetlo a reagovať na dotyk.

Aby sa robot pohyboval, potrebujete motory. "hlava" celého mechanizmu - základnej dosky alebo programového bloku. S ich pomocou sa robot pripojí k počítaču a dostane súbor úloh.

Ako ho prinútiť niečo urobiť?

Aby robot mohol vykonať nejakú akciu, musíte vytvoriť počítačový program. Zložitosť tohto kroku závisí od montáže. Ak je robot zostavený zo súpravy Lego Mindstorms alebo mBot, potom ich softvér zvládnu aj deti.

Ak si zostavujete robota sami, musíte sa naučiť základy programovania a jazyk, v ktorom budete program písať, napríklad C++.

Prečo robot nemôže spustiť program?

Keď sa dostane na nové miesto, môže zablúdiť a spustiť program nesprávne. Aby robot robil všetko správne, je potrebné nastaviť senzory. Napríklad príliš jasné osvetlenie môže narúšať primerané rozpoznávanie farieb. V závislosti od povrchu, po ktorom sa robot pohybuje, sa reguluje výkon motorov.

Môžem sa naučiť zostavovať a programovať v škole?

Napriek tomu, že robotika nie je zaradená do školských osnov, učitelia fyziky a informatiky môžu dieťa naučiť zostavovať a programovať. V Belgorode majú niektoré školy krúžky, kde robia roboty.

„Po hodinách s učiteľmi fyziky a informatiky sa učíme programovať. Už vieme, ako pracovať v LegoMindstorms a Robolab ( softvér pre roboty - cca. vyd.). Občas sa tiež učíme, ako robiť 3D kresby dielov,“ povedali študenti belgorodského inžinierskeho mládežníckeho internátneho lýcea a účastníci RoboFest-2018. Anton Peršin a Dmitrij Černov.

Kde sa okrem školy môže stať robotníkom?

Technická škola BelSU má triedu, kde sa učia zostavovať a programovať roboty. V roku 2017 sa v Belgorode otvorilo Quantorium, kde sa školáci učia robotiku už od deviatich rokov.

Ak sa chcete stať skutočným robotikom, môžete vstúpiť na Fakultu robotiky. V Belgorode takí ešte nie sú, ale v BSTU im. Shukhov má oddelenie technickej kybernetiky. Jej študenti vyhrávajú ceny na celoruských súťažiach v robotike.

Dokážete sa učiť sami?

Áno. Na internete je veľa zdrojov, kde sa môžete dozvedieť, čo postaviť a ako naprogramovať robota.

Bude robot užitočný?

Dá sa prispôsobiť na každodenné úlohy a urobiť z neho pomocníka v domácnosti. Na internete je množstvo príkladov, ako domáci vynálezcovia vytvárajú roboty na pečenie palaciniek či upratovanie bytu.

Ako potvrdiť svoj úspech pri vytváraní robotov?

Zúčastnite sa súťaží ako RoboFest. Existujú rôzne nominácie v závislosti od veku a smeru. V podstate každý typ robota má dráhu, na ktorej plní úlohy: zachytáva kocku alebo kreslí čiaru. Existujú aj statické systémy, v ktorých sudcovia hodnotia prezentáciu projektu a fungovanie mechanizmov.

Účastníci spravidla prichádzajú na súťaže s zostavené robotmi a v príprave trávia čas len kalibráciou senzorov a nastavovaním programu.

Redakcia je vďačná za pomoc pri tvorbe materiálu účastníkov RoboFestu-2018 Dmitrij Agafonov, Dmitrij Černov, Anton Peršin a Danila Migrina.

Natália Malyihina

Úlohou učiteľa je kráčať touto cestou so študentom, nepoisťovať sa proti neúspechom, ale predchádzať sklamaniu z dôvodu možné ťažkosti. Je veľmi dôležité organizovať hodiny tak, aby deti prostredníctvom zmysluplných aktivít objavovali pre seba nové veci.
Ako pomáha robot učiť sa informatiku? Poukážem len na niekoľko tém informatiky, na ktorých je robotika založená.
Téma "Súbory a súborový systém".
Žiak dostal z edukačnej stavebnice LEGO®NXT mikropočítač LEGO Mindstorms Vzdelávanie NXT. Ovládajte to systém súborov sa vyskytuje pri štandardných príkazoch, ale keďže množstvo pamäte nie je veľké, treba neustále kontrolovať kontrolu potrebného a nepotrebného. Aby bolo možné vyjadriť akcie robota, zobraziť obrázok, doplniť knižnicu pracovných programov, je potrebné pracovať so základnými pojmami informatiky: súbor, typ súboru, cesta k súboru, menu, priečinok.
Téma "Informačné procesy", "Kódovanie informácií".
Robotická súprava je vybavená senzormi, ktoré registrujú zvukové, hmatové a obrazové informácie. Po digitalizácii je možné informácie zobraziť na displeji. Špeciálna funkcia mikropočítača umožňuje experimentovať so snímačmi, motormi, pomocou programov pripravených na spustenie. Po vykonaní série experimentov so senzormi vzniká pochopenie: prečo je ultrazvukový senzor vzdialenosti pomalší ako senzor infračerveného svetla, ako sa zvuk prevádza na digitálny kód atď. Štúdium informačných procesov a princípov kódovania informácií dáva hlbšie pochopenie podstaty informačných technológií.

Téma "Komunikačné technológie".
Mikropočítač LEGO®NXT podporuje technológiu bezdrôtová komunikácia. Pomocou funkcie Bluetooth môžete nastaviť bezdrôtové pripojenie medzi mikropočítačom NXT a inými zariadeniami, ktoré majú zariadenie Bluetooth, ako napríklad iné NXT mobilné telefóny alebo s počítačmi. Nastavením bluetooth pripojenie, možno: sťahovanie programov z počítača na diaľku; posielať programy z iných zariadení (nie z počítača), vrátane NXT; posielať programy jednotlivým NXT aj ich skupinám. Táto technológia umožňuje ovládať robota pomocou mobilného telefónu.

Témy „Algoritmy. Vykonávateľ algoritmov“, „Programovacie prostredie“.
Na úvodné predstavenie robota môžete priamo naprogramovať jednotku NXT bez prístupu k počítaču. Priamo na displeji môžete podľa šablóny piatich príkazov skladať jednoduchý program a zacykliť ho. Bez znalosti základných algoritmických štruktúr a vývoja programovacieho prostredia sa však nezaobídeme. Práve schopnosť naprogramovať robota z neho robí univerzálneho umelca schopného riešiť rôzne úlohy. Začať ovládať programovaciu technológiu by malo byť s vizuálnymi programovacími prostrediami, potom by ste mali prejsť na výkonnejšie a modernejšie prostredia riadené udalosťami.
Robotika si teda vyžaduje základné znalosti informatiky a nevyčerpateľná túžba študenta urobiť zo svojho robota „najlepšieho“ ho tlačí k osvojeniu si nových vedomostí.
Prečo možno robota nazvať ideálnym učebným nástrojom? Pretože tento nástroj umožňuje vytvoriť učebné prostredie, ktoré znovu získa prirodzené túžby dieťaťa hrať sa, tvoriť a komunikovať s rovesníkmi. Môžeme teda zdôrazniť výhody robotiky ako prostriedku vzdelávania:
. K asimilácii vedomostí dochádza počas hry.
. Konštrukcia robota ponúka kreatívnu slobodu.
. Túžba zlepšiť svoju prácu je u väčšiny študentov.

Ako príklad by som uviedol model „Robota na rozvoz jedla zadarmo“, ktorý vytvoril žiak 6. ročníka v rámci kurzu „Programovanie robotom“ v rámci mimoškolských aktivít. Robot je vyrobený zo sady LEGO MINDSTORMS NXT Education 9797 s použitím štandardného modelu Alfarex 1.0 a je doplnený farebným senzorom na indikáciu stavu robota a podnosom na maškrty.
Cieľom práce je implementovať model ľudskej chôdze v maximálnej možnej miere s dostupnými zdrojmi. Pohyb každej nohy je riadený motorom a mechanickou zostavou ozubených kolies a pák. Jedna páka pohybuje nohou hore a dole, druhá ju posúva dopredu. V tomto prípade sa telo odchyľuje smerom k podpernej nohe, vďaka čomu robot udržuje rovnováhu. Táto chôdza sa nazýva "miešanie"
Samostatný motor ovláda snímač vzdialenosti a ramená páky, ktoré držia dotykový snímač a snímač farieb. Podnos na maškrty je upevnený nehybne.
Robot je naprogramovaný tak, aby vykonával úlohu podomového obchodníka, napríklad bezplatné maškrty, podľa nasledujúceho algoritmu správania. Robot sprevádza svoj pohyb v priamom smere vetou: „Som robot Alpharex, ošetrujem ťa zadarmo! Osoba, ktorá chce nadviazať kontakt s robotom, ho môže zastaviť gestom. Po zastavení robot povie vetu: „Pomôžte si a stlačte tlačidlo!“. Pri prijímaní cukríka musí človek ako prejav vďaky stlačiť tlačidlo raz. Tri sekundy po zastavení bude robot pokračovať v pohybe. Keď pochúťky skončia (robot je naprogramovaný na konkrétne množstvo sladkostí na tácke), robot sa rozlúči, rozsvieti sa červená kontrolka, robot sa zastaví.

Program na ovládanie robota bol napísaný v prostredí NXT Programming 2.0.

Performer Robot existuje v obdĺžnikovom poli, rozdelenom na bunky, medzi ktorými môžu byť steny a zmestí sa úplne do jednej bunky. Robot sa môže pohybovať po poli, maľovať bunky, merať teplotu a žiarenie. Robot nemôže prejsť cez steny, ale môže skontrolovať, či je vedľa neho stena.

Systém príkazov interpreta "Robot" zahŕňa:

• 5 príkazov, ktoré spôsobujú akcie robota (vľavo, vpravo, hore, dole, premaľovať)
• 10 príkazov na kontrolu stavu:
• 8 príkazov ako [vľavo/vpravo/dole/hore] [stena/voľno]
• 2 príkazy ako klietka [tieňovaná/čistiť]
• 2 meracie príkazy (teplota, žiarenie)

akčné príkazy

Skontrolujte príkazy

Meracie príkazy

Nech je potrebné preniesť z bunky naľavo od steny do bunky napravo od steny:

Algoritmus môže vyzerať takto:

použiť robota
príklad 1
skoro
. cesta dole
. správny
. hore
kon

Ak sa pokúsite previesť robota cez stenu, dôjde k zlyhaniu. Robot narazí do steny a už nebude môcť ďalej plniť príkazy.

Napíšme algoritmus, aby robot prešiel bludiskom z bodu A do bodu B:

použiť robota
alg od A do B
skoro
. správny

. hore ; hore ; správny ; cesta dole; cesta dole; správny
. hore ; hore ; správny ; cesta dole; cesta dole; správny
kon

Príkazy na prejdenie každej sekcie môžu byť zoskupené do jedného riadku - to skracuje záznam algoritmu a robí ho zrozumiteľnejším. Aby bolo možné písať príkazy na jeden riadok, musia byť oddelené bodkočiarkou.

Naučili sa ho nastaviť pre ďalšiu prácu. Teraz poďme priamo ku kompilácii algoritmov pre robota pomocou jednoduchých príkazov.

Ak uprednostňujete informácie vo formáte video tutoriálov, potom stránka obsahuje video tutoriál

Každý účinkujúci musí mať systém príkazov ( LYŽOVAŤ — príkazový systém exekútora). Systém príkazov vykonávateľa- súbor všetkých príkazov, ktoré môže umelec vykonať. Ako príklad si uveďme vycvičeného psa. Vie, ako vykonať niektoré príkazy – „Sadni“, „Ľahni“, „Ďalej“ atď. Toto je jej príkazový systém.

Jednoduché príkazy robota

Náš robot má tiež príkazový systém. Dnes sa pozrieme na jednoduché príkazy robota. Celkovo je ich 5:

• hore
• doľava
• správny
• zafarbiť

Výsledok vykonania týchto príkazov je jasný z ich názvu:

1. hore— posuňte robota o jednu bunku nahor
2. cesta dole— posuňte robota o jednu bunku nadol
3. doľava— posuňte robota o jednu bunku doľava
4. správny— posuňte robota o jednu bunku doprava
5. zafarbiť— prefarbiť aktuálnu bunku (bunku, v ktorej sa robot nachádza).

Tieto príkazy je možné písať z klávesnice alebo môžete použiť klávesové skratky (ich stlačením sa príkazy vložia automaticky):

• hore - uniknúť, hore (šípka hore)
• dole - uniknúť, dole (šípka nadol)
• doľava - uniknúť, doľava (šípka doľava)
• vpravo - Escape, Right (šípka vpravo)
• premaľovať - ​​Útek, priestor (priestor)

Upozorňujeme, že musíte vytočiť požadovanú kombináciu klávesových skratiek nie bežným spôsobom! Sme zvyknutí stláčať klávesy súčasne, ale tu sú potrebné stlačte postupne. Ak chcete napríklad zadať príkaz nahor, musíte stlačiť kláves Escape, uvoľniť ho a potom stlačiť šípku nahor. Toto treba mať na pamäti.

Teraz sme pripravení napísať prvý algoritmus pre robota. Navrhujem začať s jednoduchým - nakresliť štvorec so stranou 3 buniek. Choď!

Spúšťame Idol, to. Môžem začať písať program? Samozrejme, že nie! Nie sme! Poďme na to. Odporúčam použiť tento:

Teraz je všetko pripravené. Začnime písať program. Pokiaľ takto vyzerá

Odstráňte symbol "|" a nazvite náš algoritmus "štvorcový"

Navrhujem nakresliť štvorec v smere hodinových ručičiek. Najprv premaľte aktuálnu bunku zadaním príkazu zafarbiť. Potom urobíme krok doprava a znova premaľujeme bunku. A ešte raz vykročte doprava a premaľujte.

Skúsme spustiť program a uvidíme, čo sa stane. Stlačením spustíte F9 alebo tlačidlo na paneli s nástrojmi

Vo výsledku by sme mali vidieť niečo takéto

Ak takéto okno robota nemáte, potom na paneli s nástrojmi kliknite na „ Zobraziť okno robota“ alebo v ponuke Robot vyberte položku „ Zobraziť okno robota". Pokračujeme ďalej.

Teraz sa presunieme nadol a nakreslíme pravú stranu štvorca:

cesta dole

zafarbiť

cesta dole

zafarbiť

Potom poďme doľava a namaľujeme spodný okraj štvorca

doľava

zafarbiť

doľava

zafarbiť

Ostala nám jedna nenatretá bunka. Namaľujeme si to

hore

zafarbiť

Všetko je pripravené! V dôsledku toho náš program vyzerá takto:

použiť robota

alg Námestie

skoro

zafarbiť

správny

zafarbiť

správny

zafarbiť

cesta dole

zafarbiť

cesta dole

zafarbiť

Performer Robot Command systém pre účinkujúceho Robot Pohybové príkazy: hore, dole, doľava, doprava Robot sa pohybuje o jednu bunku nahor, nadol, doľava, doprava. Príkaz premaľovať - ​​premaľuje bunku, v ktorej stojí Robot. Kontrola platnosti podmienky: hore voľný, dole voľný, vľavo voľný, vpravo voľný Robot skontroluje pravdivosť podmienky neprítomnosti steny v cele, kde sa robot nachádza. Môžete použiť záznam vytvorených zložených podmienok logické operácie A, ALEBO, NIE.

Performer Robot Priama úprava prostredia Všetky príkazy na úpravu prostredia sa vykonávajú pomocou myši: vložiť/odstrániť stenu - kliknúť na hranicu medzi bunkami, vymaľovať/vymazať bunku - kliknúť na bunku, presunúť robota - ťahať myšou do požadovanej bunky .

Executor Robot Príkazy ponuky Robot Zobraziť pole Robot Zviditeľní okno monitorovania robota. Tlačové prostredie Vytvorí súbor v vo formáte PDF, zobrazujúci aktuálnu situáciu farebne alebo čiernobielo. Uložiť prostredie do súboru Creates textový súbor s popisom situácie v internom formáte *.fil. Tento súbor je možné neskôr načítať ako spúšťacie prostredie (príkaz Zmeniť spúšťacie prostredie) alebo pri úprave spúšťacieho prostredia (príkaz Otvoriť spúšťacie prostredie editovať okná). Zmeniť ako štartovacie prostredie Nastaví nový názov súboru štartovacieho prostredia (pomocou štandardného dialógového okna) a načíta nové štartovacie prostredie. Návrat do štartovacieho prostredia Nastaví štartovacie prostredie na aktuálne.

Performer Robot Obrázok aktuálnej situácie v pozorovacom okne Obraz aktuálnej situácie je vždy úplne umiestnený v pracovnom poli pozorovacieho okna pre Robota. Pozadie pracovného poľa je zelené. Tienené bunky sú sivé. Medzi bunkami sú tenké čierne čiary. Steny Zobrazené ako hrubé žlté čiary. V bunke pracovného poľa pozorovacieho okna je robot zobrazený ako kosoštvorec.

Príklad robota interpreta 1. Vytvorme algoritmus s názvom „Knight's Move“ na presun robota z bodu A do bodu B (obr. 3). Algoritmus má tvar (obr. 4). Po jej vykonaní sa Robot presunie do požadovaného bodu (obr. 5). Algoritmus napísaný v jazyku interpreta sa nazýva program. Obr.3Obr.4 Obr.5