Robotprogrammering. Ontwikkeling van robotica

Robotbouwsets zijn een ideale gelegenheid om spelen te combineren met het leren van basisprogrammeervaardigheden. Daarom zijn ze zo populair in de wereld.

Ze verschillen niet alleen in fabrikanten, maar ook in programmeermethoden en -mogelijkheden, soorten bevestigingsmiddelen en materialen.

De meeste vereenvoudigde (voor beginners) en robots worden geleverd met speciale software waarmee u eenvoudig opdrachten aan uw creatie kunt instellen. In meer geavanceerde modellen zul je eerst op C gebaseerde talen moeten leren.

LEGO Mindstorms

De ontwerper is verkrijgbaar in twee typen:

• kinderen;
• geavanceerd.

Het kinderpakket bevat slechts enkele motoren, gloeilampen en een handleiding met mogelijke montagemogelijkheden. Maar bij LEGO zijn er na de eerste montage vaak geen instructies meer nodig en komt de fantasie erbij kijken.

Het is vermeldenswaard dat hoewel programmeren van deze robots mogelijk is, er in deze set geen besturingseenheden aanwezig zijn, waardoor de robot altijd via een USB-kabel op de computer zal worden aangesloten.

Een geavanceerde set biedt veel meer ruimte voor verbeelding. Het bestaat in verschillende varianten en generaties (momenteel drie generaties). Ze verschillen in het aantal onderdelen, de aanwezigheid van extra microcomputers, evenals verschillende sensoren en andere apparaten. Microcomputers uit deze serie zijn uitgerust met het Linux-besturingssysteem. Deze schema's ondersteunen niet alleen speciale programmeertalen, maar ook C++, C en zelfs Python.

Om het herprogrammeren van de robot eenvoudiger te maken, kun je het officiële LEGO-programma gebruiken, waarmee je elementen kunt aanpassen via een intuïtieve interface.

Lego is al ruim tien jaar toonaangevend op het gebied van robotbouw. Er worden wedstrijden georganiseerd om te creëren, waarbij de hoofdprijs meestal een budgetplaats aan een prestigieuze universiteit is.

LEGO Mindstorms - een van de 17 bouwopties

HUNA

Dit is een relatief nieuw merk, oorspronkelijk uit Zuid-Korea, dat geleidelijk aan populariteit wint in de kringen van jonge cybernetici.

Er zijn twee soorten HUNA-kits. Hun fundamentele verschil is dat de onderdelen in het ene geval van plastic zijn en in het andere geval van metaal. Maar tegelijkertijd kunnen ze worden gecombineerd, omdat ze een gemeenschappelijk principe hebben voor het verbinden van onderdelen.

De plastic kits van HUNA zijn bedoeld voor kinderen van zes jaar en ouder, omdat ze zelfs geen kennis van de basisprincipes van programmeren vereisen.

De Arduino-controller, die al over speciale firmware beschikt, fungeert als het ‘brein’ van de hardwarekits.

De programmeeromgeving hier is de gebruikelijke C-vormige taal voor Arduino, maar voor meer gemak is deze gevisualiseerd.

Dankzij Arduino en meer geavanceerde systemen zijn deze kits gespecialiseerd in doelgroepen ouder dan vijftien jaar. Dat wil zeggen, degenen die Mindstorms al zijn ontgroeid.

Maak blok De volgende ontwerper op onze lijst is het Chinese Makeblock.

Net als in het vorige geval wordt hier Arduino-elektronica gebruikt. Het aantal sets dat op de officiële website wordt verkocht, is simpelweg enorm. Je kunt zowel goedkope sets gewone machines vinden als behoorlijk serieuze sets waarmee je zelf een 3D-printer kunt maken.

Alle Makeblock-onderdelen zijn gemaakt van aluminium, waarop verf elektrostatisch wordt aangebracht (net als bij auto's). De kans dat de details er na verloop van tijd lelijk uitzien, is dus nihil.

• Van de interessante modellen is het de moeite waard om degenen op te merken die tekeningen uitvoeren, waaronder: mScara
• – een robotarm waarop je in plaats van een marker een laser kunt plaatsen; mSpider
• – hij tekent in verticale vlakken en beweegt zich als een spin aan touwtjes; mCar

- een machine die met een marker tekent waar hij naartoe gaat.

Er is ook speciale software voor deze robots waarmee je een tekening van elke complexiteit kunt maken. Om dit te doen, laadt u het gewoon in de grafische editor van het programma.

#Structor

Deze bouwset wordt geproduceerd in Rusland en onderscheidt zich van andere doordat de onderdelen zijn gemaakt van geschuimd PVC.

Hun dikte is vijf millimeter, waardoor je kleine maar vrij duurzame structuren kunt creëren.

• En het feit dat PVC een zacht materiaal is, stelt ons in staat het eeuwige probleem van ontwerpers op te lossen: de details zijn niet wat je wilt zien. In dit geval kan alles worden opgelost met een gewoon briefpapiermes of scalpel.
• Voordelen van PVC:
• lage kosten;
• verwerkingsgemak - je hoeft jezelf alleen maar te bewapenen met een mes, potlood en liniaal;
• hoge sterkte;

vochtbestendigheid; De eerste is om de onderdelen eenvoudig aan elkaar te lijmen. Voor dergelijke doeleinden is de speciale lijm "Cosmofen" het meest geschikt. De tweede manier is om #Struktor te combineren met een Sovjet (of soortgelijke) ijzerconstructeur.

#Structor uit “Amperka”

Hoewel de onderdelen na een dergelijke behandeling niet lang meegaan, kunt u altijd een stuk plastic kopen en nieuwe knippen. Tekeningen van de onderdelen zijn vrij verkrijgbaar en niemand sloot verbeelding uit.

#Structor-elementen worden bestuurd met Arduino. En dankzij de veelzijdigheid van het materiaal waaruit de designelementen zijn gemaakt, kan elke sensor, servoaandrijving of motor eenvoudig in het ontwerp worden geïntegreerd.

Vex

Het bedrijf staat vooral bekend om zijn trilrobots. Maar weinig mensen weten dat het ook kits produceert voor het maken van volwaardige robots. De kits zijn bedoeld voor kinderen van tien jaar en ouder. Maar dankzij het brede assortiment kunnen ze ook op scholen of universiteiten worden gebruikt.

Mocht er een element ontbreken, dan kun je dit altijd apart aanschaffen. De website van de fabrikant heeft veel verschillende sensoren, motoren en andere ontwerpelementen. Door extra onderdelen aan te schaffen, kunt u bovendien de complexiteit van producten vergroten.

Alleen de sets van het Koreaanse bedrijf Vex bevatten Elon versnellingsbakken of wielen.

Het programmeren vindt plaats in een van de verschillende omgevingen. In totaal zijn er drie woensdagen. De eerste is een scherm waarin, in plaats van opdrachten te schrijven, blokken eenvoudigweg worden gesleept en neergezet. De tweede zijn klassieke stroomdiagrammen, zoals in computerwetenschappenlessen. De derde omgeving lijkt sterk op LEGO-software: hetzelfde slepen en neerzetten van blokken met opdrachten en waarden.

Opvallend is ook de aanwezigheid van VEX Assembler-software. Dit is een 3D-editor waarin je je robot kunt ontwerpen en testen voordat je hem in het echt gaat bouwen.

VEX Robotica van HEXBUG

FischerTechnik

De bouwpakketten worden geproduceerd door een Duits bedrijf. De ROBOTICS-lijn, die de wereld van robots voor kinderen opent, bestaat uit zes sets. Ze stellen allemaal voor om verschillende robots te creëren die bepaalde functies uitvoeren. Zoals bij alle bouwpakketten begint het plezier wanneer alle instructies al zijn uitgeprobeerd.

Om ervoor te zorgen dat er geen tekort is aan onderdelen en elektronische componenten, kunnen uitbreidingssets, afstandsbedieningen en nog veel meer afzonderlijk worden aangeschaft.

De controllers, afzonderlijk verkrijgbaar, verdienen speciale aandacht. Hoewel hun kosten vergelijkbaar zijn met de kosten van een hele set, wegen de grenzen die ze openen ruimschoots op tegen dit feit.

Er zijn twee soorten controllers te koop:

• RoboTX;
• Robo TXT.

De hoge prijs voor hen is te wijten aan het feit dat dit niet alleen controllers zijn, maar echte microcomputers met ondersteuning voor Wi-Fi, Bluetooth en behoorlijk krachtige hardware voor hun kleine formaat.

Om de prestaties te verbeteren, kunnen deze controllers in één netwerk worden gecombineerd. Het programmeren vindt plaats met behulp van het gratis Robo Pro programma.

Alle commando's zijn ingesteld met behulp van logische blokken, waardoor je je kind op een speelse manier de basis van programmeren leert.

TRUC De ontwerper is “geboren” in Rusland.
De fabrikanten besloten om robotica-enthousiastelingen te helpen die Sovjet-metalen bouwpakketten gebruiken. Daarom hebben alle onderdelen gaten met dezelfde tien millimeter als de ijzeren constructeurs.

Deze bouwset is nieuw op de markt, maar heeft zich al bewezen universeel en erg handig te zijn.

• Er zijn momenteel vier soorten kits:
• starten;
• educatief;
• school;

competitief.

Hun verschil zit in het aantal onderdelen en elektronica. In alle kits vind je een microcontroller, microfoon en videocamera of sensoren, LED's en wielen.

De TRIC-microcontroller draait op Linux en heeft een ingebouwde processor met 24 megahertz en maar liefst 256 MB RAM. Het is ook uit te breiden met een Flash-kaart.

TRIX-montageset De makers van deze ontwerper besloten de controller niet aan één programmeeromgeving te koppelen.

Daarom ondersteunt het C, C++, Python en zelfs Java. Voor degenen die net leren programmeren, is er een speciale programmeeromgeving ontworpen voor de TRIC-controller.

Omdat de controller veel commando's ondersteunt, is er voor het bedieningsgemak een applicatie voor smartphones met Android. Commando's worden verzonden via Wi-Fi.

MOS Het Amerikaanse bedrijf dat MOSS uitvond, sloeg een onconventioneel pad in: het liet draden achterwege.

1. In plaats daarvan worden kubusvormige onderdelen gebruikt met gekleurde randen. Hun doel is als volgt:
2. Groen – overdracht van elektriciteit uit de batterij.
3. Rood – gegevensinvoer.
4. Bruine randen – gegevensuitvoer.

Ja, het ontwerp is behoorlijk complex, maar als je het begrijpt, zal je verbeeldingskracht bij het maken van robots niet te stoppen zijn. En zelfs een 8-jarig kind, voor wie de ontwerper is ontworpen, kan begrijpen wat de essentie ervan is. De modules zijn met elkaar verbonden door middel van metalen kogels die aan magneten zijn bevestigd. Deze magneten bevinden zich op de hoeken van de modules.

Robo Wonderkind van MOSS

Programmeren van microcontrollers kan met behulp van twee programma's. De eerste is een visualisator met aanvullende parameters. Het is geschikt voor degenen die niet zo goed thuis zijn in C-code.

Het tweede programma is bedoeld voor degenen die er goed thuis in zijn. Het compileert uw code en draagt ​​deze over naar de controller. Beide programma's werken op Windows en Mac OS, maar worden niet ondersteund op Linux.

Om de MOSS-robot op afstand te besturen, zijn er verschillende programma's voor mobiele apparaten. Denk hierbij aan bedieningspanelen, het exporteren van gegevens van sensoren, het tekenen van grafieken en nog veel meer. Alle programma's zijn beschikbaar voor iOS, en sommige voor Android.

Voor kleuters kun je bijvoorbeeld kiezen voor een bouwpakket zonder elektrisch onderdeel.

Het is vermeldenswaard dat bij de beoordeling geen rekening is gehouden met constructeurs die meer dan honderdduizend roebel kosten, en ook niet met fabrikanten die op de een of andere manier moeten worden gesoldeerd.

MECCANO-robot bestuurd door smartphone of tablet

Video

Deze video vertelt je in detail over programmeerbare robots: hoe ze zijn en welke je beter kunt kiezen.

Om een ​​ontwerper te kiezen, moet u beslissen voor wie deze bedoeld is:

• LEGO Mindstorms is het beste voor een kind dat van robots houdt. En aangezien de meeste kinderen een uitgebreide LEGO-collectie hebben, is de fantasie van het kind werkelijk grenzeloos.
• Als je op zoek bent naar een bouwset voor jezelf, let dan op TRIC of #Struktor, aangezien deze beide compatibel zijn met de Sovjet-ijzeren bouwset, en de tweede ook van PVC is.
• Maar op de een of andere manier zal dit constructiespeelgoed het logische denkvermogen van uw kind aanzienlijk verbeteren en hem ook voorbereiden op wat hem op school of op de universiteit te wachten staat.

Het zou niet verkeerd zijn om vóór de aankoop elke gewenste montagekit in detail te bestuderen. En denk er ook over na om uw kind naar een radioamateurclub te sturen als hij dit onderwerp leuk vindt.

Werkend op het snijvlak van cybernetica, psychologie en behaviorisme (de wetenschap van gedrag), en een ingenieur die algoritmen samenstelt voor industriële robotsystemen, waarvan de belangrijkste instrumenten hogere wiskunde en mechatronica omvatten, werken ze de komende jaren in de meest veelbelovende industrie: robotica . Robots zijn, ondanks de relatieve nieuwigheid van de term, al lang bekend bij de mensheid. Hier zijn slechts enkele feiten uit de geschiedenis van de ontwikkeling van slimme mechanismen.

IJzeren mannen Henri Droz

Zelfs in de mythen van het oude Griekenland werden mechanische slaven genoemd, gemaakt door Hephaestus om zwaar en eentonig werk te verrichten. En de eerste uitvinder en ontwikkelaar van een mensachtige robot was de legendarische Leonardo da Vinci. De meest gedetailleerde tekeningen van het Italiaanse genie zijn tot op de dag van vandaag bewaard gebleven en beschrijven een mechanische ridder die menselijke bewegingen kan imiteren met zijn armen, benen en hoofd.

De creatie van de eerste automatische mechanismen met programmacontrole begon aan het einde van de 15e eeuw door Europese horlogemakers. De meest succesvolle op dit gebied waren Zwitserse specialisten, vader en zoon Pierre-Jacques en Henri Droz. Ze creëerden een hele serie ("schrijvende jongen", "tekenaar", "muzikant"), waarvan de besturing gebaseerd was op klokmechanismen. Het was ter ere van Henri Droz dat later alle programmeerbare mensachtige automaten ‘androïden’ werden genoemd.

Aan de oorsprong van programmeren

De basis voor het programmeren van industriële robots werd aan het begin van de 19e eeuw in Frankrijk gelegd. Hier werden de eerste programma's voor automatische textielmachines (spinnen en weven) ontwikkeld. Het snelgroeiende leger van Napoleon had dringend behoefte aan uniformen en dus aan stoffen. Een uitvinder uit Lyon, Joseph Jacquard, stelde een manier voor om een ​​weefgetouw snel opnieuw te configureren om verschillende soorten producten te produceren. Vaak vergde deze procedure enorm veel tijd, enorme inspanning en de aandacht van een heel team. De essentie van de innovatie was het gebruik van kartonnen kaarten met geperforeerde gaten. De naalden, die op de snijplaatsen kwamen, verschoven de draden op de noodzakelijke manier. Het wisselen van de kaarten werd snel door de machinist uitgevoerd: nieuwe ponskaart - nieuw programma - nieuw type stof of patroon. De Franse ontwikkeling werd het prototype van moderne geautomatiseerde systemen, robots met programmeermogelijkheden.

Het door Jacquard voorgestelde idee werd door veel uitvinders enthousiast gebruikt in hun automatische apparaten:

• Hoofd van de statistische afdeling S. N. Korsakov (Rusland, 1832) - in het mechanisme voor het vergelijken en analyseren van ideeën.
• Wiskundige Charles Babbage (Engeland, 1834) - in de Analytical Engine voor het oplossen van een breed scala aan wiskundige problemen.
• Ingenieur (VS, 1890) - in een apparaat voor het opslaan en verwerken van statistische gegevens (tabulator). Voor de goede orde: in 1911 het bedrijf. Hollerith kreeg de naam IBM (International Business Machines).

Ponskaarten waren tot de jaren 60 van de vorige eeuw de belangrijkste opslagmedia.

Intelligente machines danken hun naam aan een Tsjechische toneelschrijver. In het toneelstuk “R.U.R.”, dat in 1920 werd gepubliceerd, noemde de schrijver een robot een kunstmatig persoon die was gemaakt voor moeilijke en gevaarlijke productiegebieden (robota). (Tsjechisch) - zware arbeid). Wat onderscheidt een robot van mechanismen en automatische apparaten? In tegenstelling tot de laatste voert de robot niet alleen bepaalde acties uit, waarbij hij blindelings het vastgestelde algoritme volgt, maar kan hij ook nauwer communiceren met de omgeving en de persoon (operator), en zijn functies aanpassen wanneer externe signalen en omstandigheden veranderen.

Algemeen wordt aangenomen dat de eerste werkende robot in 1928 werd ontworpen en geïmplementeerd door de Amerikaanse ingenieur R. Wensley. De mensachtige ‘ijzeren intellectueel’ heette Herbert Televox. Ook bioloog Makoto Nishimura (Japan, 1929) en de Engelse soldaat William Richards (1928) claimen de lauweren van pioniers. De door de uitvinders gecreëerde antropomorfe mechanismen hadden een vergelijkbare functionaliteit: ze konden hun ledematen en hoofd bewegen, stem- en geluidscommando's uitvoeren en eenvoudige vragen beantwoorden. Het belangrijkste doel van de apparaten was het demonstreren van wetenschappelijke en technische prestaties. De volgende ronde in de ontwikkeling van technologie maakte het mogelijk om binnenkort de eerste industriële robots te creëren.

Generatie na generatie

De ontwikkeling van robotica is een continu, stapsgewijs proces. Tot op heden zijn er drie verschillende generaties ‘slimme’ machines ontstaan. Elk wordt gekenmerkt door bepaalde indicatoren en toepassingsgebieden.

De eerste generatie robots is gemaakt voor een beperkt soort activiteit. Machines kunnen alleen een specifiek geprogrammeerde reeks handelingen uitvoeren. Robotbesturingsapparatuur, schakelingen en programmering sluiten autonome werking vrijwel uit en vereisen de creatie van een speciale technologische ruimte met de nodige aanvullende apparatuur en informatie- en meetsystemen.

Machines van de tweede generatie worden detecterend of adaptief genoemd. Bij het programmeren van robots wordt rekening gehouden met een groot aantal externe en interne sensoren. Op basis van de analyse van informatie afkomstig van sensoren worden de benodigde controleacties ontwikkeld.

En tot slot bestaat de derde generatie uit intelligente robots die in staat zijn om:

• Informatie samenvatten en analyseren,
• Verbeter en leer zelf, verzamel vaardigheden en kennis,
• Herken beelden en veranderingen in de situatie en organiseer in overeenstemming hiermee het werk van uw uitvoerende systeem.

Kunstmatige intelligentie is gebaseerd op algoritmen en software.

Algemeen klassement

Op elke representatieve moderne tentoonstelling van robots kan de verscheidenheid aan 'slimme' machines niet alleen gewone mensen, maar ook specialisten verbazen. Welke soorten robots zijn er? De meest algemene en betekenisvolle classificatie werd voorgesteld door de Sovjetwetenschapper A.E. Kobrinsky.

Op basis van hun doel en functies worden robots onderverdeeld in productie, industrie en onderzoek. De eerste kan, in overeenstemming met de aard van het uitgevoerde werk, technologisch, hijs- en transportwerk, universeel of gespecialiseerd zijn. Onderzoeksprojecten zijn bedoeld om gebieden en gebieden te bestuderen die gevaarlijk of ontoegankelijk zijn voor mensen (de ruimte, het binnenste van de aarde en vulkanen, de diepe lagen van de oceanen van de wereld).

Per type besturing kunnen we biotechnisch onderscheiden (kopiëren, commando, cyborg, interactief en automatisch), in principe - rigide programmeerbaar, adaptief en flexibel programmeerbaar. De snelle ontwikkeling van moderne technologie biedt ontwikkelaars vrijwel onbeperkte mogelijkheden bij het ontwerpen van intelligente machines. Maar een uitstekende circuit- en ontwerpoplossing zal alleen dienen als een dure schil zonder de juiste software en algoritmische ondersteuning.

Om ervoor te zorgen dat het microprocessor-silicium de functies van de hersenen van de robot overneemt, is het noodzakelijk om het overeenkomstige programma in het kristal te "vullen". De gewone menselijke taal is niet in staat een duidelijke formalisering van problemen, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van hun logische beoordeling te bieden. Daarom wordt de benodigde informatie in een bepaalde vorm gepresenteerd met behulp van robotprogrammeertalen.

In overeenstemming met de beheerstaken die worden opgelost, worden vier niveaus van een dergelijke speciaal gecreëerde taal onderscheiden:

• Het laagste niveau wordt gebruikt om actuatoren te besturen in de vorm van nauwkeurige waarden van lineaire of hoekbewegingen van afzonderlijke delen van het intelligente systeem,
• Het manipulatorniveau maakt algemene controle over het hele systeem mogelijk, waarbij het werklichaam van de robot in de coördinatenruimte wordt gepositioneerd.
• Het operationele niveau dient om een ​​werkprogramma te formuleren door de volgorde van noodzakelijke acties aan te geven om een ​​specifiek resultaat te bereiken.
• Op het hoogste niveau – taken – geeft het programma zonder details aan wat er gedaan moet worden.

Robotici streven ernaar programmeerrobots te reduceren tot communicatie met hen in talen van een hoger niveau. Idealiter stelt de operator de taak op: “Assembleer de verbrandingsmotor van een auto” en verwacht dat de robot de taak volledig zal voltooien.

Taal nuances

In de moderne robotica ontwikkelt robotprogrammering zich langs twee vectoren: robotgericht en probleemgericht programmeren.

De meest voorkomende robotgeoriënteerde talen zijn AML en AL. De eerste werd door IBM alleen ontwikkeld voor het controleren van intelligente mechanismen van zijn eigen productie. De tweede, een product van specialisten van Stanford University (VS), is actief in ontwikkeling en heeft een aanzienlijke impact op de vorming van nieuwe talen van deze klasse. Een professional kan de karakteristieke kenmerken van Pascal en Algol gemakkelijk in de taal onderscheiden. Alle robotgeoriënteerde talen beschrijven een algoritme als een opeenvolging van acties van een ‘slim’ mechanisme. In dit opzicht blijkt het programma vaak erg omslachtig en lastig in de praktische uitvoering.

Bij het programmeren van robots in probleemgeoriënteerde talen specificeert het programma niet een reeks acties, maar een reeks doelen of tussenposities van een object. De meest populaire taal in dit segment is de AUTOPASS-taal (IBM), waarin de toestand van de werkomgeving wordt weergegeven in de vorm van grafieken (hoekpunten - objecten, bogen - verbindingen).

Robottraining

Elke moderne robot is een lerend en adaptief systeem. Alle benodigde informatie, inclusief kennis en vaardigheden, wordt tijdens het leerproces aan haar overgedragen. Dit gebeurt zowel door de relevante gegevens rechtstreeks in het geheugen van de processor op te slaan (gedetailleerde programmering - sampling) als door de sensoren van de robot te gebruiken (door visuele demonstratie) - alle bewegingen en bewegingen van de robotmechanismen worden in het geheugen opgeslagen en vervolgens in het werk gereproduceerd. cyclus. Tijdens het leren herschikt het systeem zijn parameters en structuur en vormt het een informatiemodel van de buitenwereld. Dit is het belangrijkste verschil tussen robots en geautomatiseerde lijnen, industriële machines met een stijve structuur en andere traditionele automatiseringstools. De genoemde lesmethoden hebben aanzienlijke nadelen. Bij bemonstering vereist herconfiguratie bijvoorbeeld enige tijd en arbeid van een gekwalificeerde specialist.

Een programma voor het programmeren van robots gepresenteerd door de ontwikkelaars van het Information Technology Laboratory van het Massachusetts Institute of Technology (CSAIL MIT) op de internationale conferentie over industriële automatisering en robotica ICRA-2017 (Singapore) ziet er veelbelovend uit. Het door hen gecreëerde C-LEARN-platform heeft de voordelen van beide methoden. Het biedt de robot een bibliotheek van elementaire bewegingen met gespecificeerde beperkingen (bijvoorbeeld de grijpkracht voor een manipulator in overeenstemming met de vorm en stijfheid van het onderdeel). Tegelijkertijd demonstreert de operator belangrijke bewegingen aan de robot in een 3D-interface. Het systeem genereert op basis van de uit te voeren taak een reeks bewerkingen om de werkcyclus te voltooien. Met C-LEARN kunt u een bestaand programma herschrijven voor een robot met een ander ontwerp. De operator heeft geen diepgaande programmeerkennis nodig.

Robotica en kunstmatige intelligentie

Experts van de Universiteit van Oxford waarschuwen dat machinetechnologie de komende twintig jaar meer dan de helft van de huidige banen zal vervangen. Robots werken al lang niet alleen in gevaarlijke en moeilijke gebieden. Programmering heeft bijvoorbeeld de menselijke makelaars op de wereldbeurzen aanzienlijk verdrongen. Een paar woorden over kunstmatige intelligentie.

In de hoofden van de gemiddelde persoon is dit een antropomorfe robot die een persoon op veel gebieden van het leven kan vervangen. Dit is gedeeltelijk waar, maar in grotere mate is kunstmatige intelligentie een onafhankelijke tak van wetenschap en technologie, die computerprogramma's gebruikt en het denken van ‘Homo sapiens’, het werk van zijn hersenen, simuleert. In de huidige ontwikkelingsfase helpt AI mensen meer en vermaakt ze hen. Maar volgens deskundigen kan verdere vooruitgang op het gebied van robotica en kunstmatige intelligentie een aantal morele, ethische en juridische vragen voor de mensheid oproepen.

Op de robotbeurs van dit jaar in Genève kondigde 's werelds meest geavanceerde androïde, Sophia, aan dat ze leerde mens te zijn. In oktober werd Sophia voor het eerst in de geschiedenis van kunstmatige intelligentie erkend als staatsburger van Saoedi-Arabië met volledige rechten. Het eerste teken?

Belangrijke trends in robotica

In 2017 merkten experts uit de digitale industrie verschillende uitstekende oplossingen op op het gebied van virtual reality-technologieën. Robotica wordt ook niet buiten beschouwing gelaten. De richting van het verbeteren van de besturing van een complex robotmechanisme via een virtuele helm (VR) ziet er veelbelovend uit. Deskundigen voorspellen de vraag naar dergelijke technologie in het bedrijfsleven en de industrie. Waarschijnlijke gebruiksscenario's:

• Controle van onbemand materieel (magazijnladers en manipulatoren, drones, trailers),
• Het uitvoeren van medisch onderzoek en chirurgische operaties,
• Ontwikkeling van moeilijk bereikbare objecten en gebieden (oceaanbodem, poolgebieden). Bovendien zorgt het programmeren van robots ervoor dat ze autonoom kunnen opereren.

Een andere populaire trend is de connected car. Meer recentelijk kondigden vertegenwoordigers van de gigantische Apple de start aan van de ontwikkeling van hun eigen ‘drone’. Steeds meer bedrijven tonen hun interesse in het creëren van machines die zelfstandig over ruige wegen kunnen bewegen, met behoud van lading en uitrusting.

De toenemende complexiteit van robotprogrammeringsalgoritmen en machinaal leren stelt hogere eisen aan computerbronnen en, bijgevolg, aan hardware. Blijkbaar zou de optimale oplossing in dit geval zijn om apparaten aan te sluiten op de cloudinfrastructuur.

Een belangrijk gebied is cognitieve robotica. De snelle groei van het aantal ‘slimme’ machines dwingt ontwikkelaars steeds meer na te denken over hoe ze robots kunnen leren harmonieus met elkaar om te gaan.

LEGO-constructeurs zijn bij iedereen bekend. In de loop van tientallen jaren zijn sets van veelkleurige plastic onderdelen echt iconisch geworden: kinderen vinden het leuk om er kastelen, auto's en ruimteschepen van te maken, en volwassenen - hele echte steden.

Tegenwoordig ontwikkelt LEGO niet alleen de fijne motoriek en verbeeldingskracht. De nieuwe LEGO Boost-set biedt breng de samengestelde constructeur letterlijk tot leven met behulp van een smartphone of tablet.

Dat wil zeggen, de verzamelde cyberkat zal daadwerkelijk spinnen, de robot zal praten en rijden, en de gitaar zal gekke ‘zouten’ produceren.

Hoe ziet het eruit? Ik heb mijn robot in elkaar gezet en nu zal ik je alles vertellen.

Wat is LEGO Boost

Lego Boost is een educatieve bouwset bestaande uit 847 onderdelen. daaruit kunt u een van de 5 modellen kiezen:

1. Robot Verni
2. Frankie de kat
3. Gitaar 4000
4. Robotfabriek
5. Terreinwagen (M.T.R.4)

De belangrijkste elementen van elk model bestaan ​​uit 3 onderdelen: de mechanische hoofdeenheid, de kleur- en afstandssensor en de interactieve motor.

Het belangrijkste mechanische blok is het ‘hart’ van LEGO Boost, dat het samengestelde bouwpakket in beweging zet. Hierop kunt u uw iPhone of iPad aansluiten om het geassembleerde model te programmeren om verschillende opdrachten uit te voeren en zelfs met de eigenaar te communiceren.

Twee andere zijn verbonden met de mechanische eenheid: een kleur- en afstandssensor reageert op externe stimuli, waardoor het speelgoed obstakels kan vermijden of zijn gedragsscript kan volgen wanneer het een bepaalde kleur ziet, en een interactieve motor brengt de constructieset tot leven door de rails te draaien. of wielen (afhankelijk van wat je monteert).

Om de constructor te programmeren heb je de LEGO Boost Creative Toolbox-applicatie nodig [downloaden uit de App Store]. Je zult het zonder twijfel moeten downloaden, omdat er geen papieren instructies in de doos bij de ontwerper zitten - alle fasen van de montage van elk van de 5 modellen worden duidelijk weergegeven in de applicatie.

Je kunt over elk model een aparte review schrijven, maar ik zal het kort hebben over de mogelijkheden van elke LEGO Boost-robot:

1. Robot Verni. Geweldige metgezel en vriend

De Verni-robot kan rond zijn as rijden en draaien, praten, kleuren onderscheiden en obstakels ontwijken. Je kunt een kanon aan de robot bevestigen en op het doel schieten.

Met behulp van extra accessoires kan de robot worden omgebouwd tot een danser, DJ, politieagent of hockeyspeler. Het duurt meer dan een uur om erachter te komen en alle functies van Verni uit te proberen.

Vernie weet emoties te uiten met behulp van bewegende wenkbrauwen: verrassing, woede en vreugde. Je hoeft het alleen maar te zien om te beseffen hoe verbazingwekkend nauwkeurig het speelgoed erin slaagt om blij of verdrietig te zijn met slechts een paar bewegende delen.

Hier is een korte video waarin de robot Verni zich onfatsoenlijk gedraagt:

De robot kan zijn armen zelf niet bewegen, maar kan wel kleine voorwerpen in zijn ‘vingers’ knijpen en deze van het ene punt naar het andere brengen.

Nee, hij neemt geen pizza mee. Misschien wordt dit opgelost in de volgende generatie LEGO Boost :)

2. Cybercat Frankie. Een ideaal huisdier zonder haar en nare geurtjes

Een cyberkat genaamd Frankie kan niet alleen bewegen, maar hij kan wel op zijn achterpoten staan, zijn oren bewegen en met zijn staart kwispelen. Je kunt Frankie aaien, en hij zal tevreden spinnen, of je kunt hem de mondharmonica laten spelen, en de melodie hangt af van de kleur die aan de cyberkat moet worden getoond.

Frankie heeft ook gezichtsuitdrukkingen, hoewel hij zijn wenkbrauwen met zijn handen moet bewegen. Interactieve elementen zijn betrokken bij de bovengenoemde processen van staartkwispelen en op hun achterpoten staan.

Ja, we hebben het nog steeds over LEGO.

3. Gitaar 4000. Speelt als een echte

De Gitaar 4000 is bijna een echt muziekinstrument waarmee je muziek kunt spelen. Het is niet nodig om akkoorden in te drukken; er wordt voorgesteld om de “schuifregelaar” langs de hals van de gitaar te bewegen. Een bewegingssensor bewaakt de positie van de ‘slider’ en geeft opdrachten om verschillende geluiden af ​​te spelen.

Er is ook een tweede hand nodig om opvallende onzichtbare snaren te imiteren met behulp van een speciale hendel. Er is zelfs een speciale controller voor het verkrijgen van een tremolo-geluid tijdens solo-cuts.

Overigens kan dit model niet alleen gitaarklanken spelen, maar ook andere. Dus waarom zou je hem niet als samplemachine gebruiken, zodat je je een echte DJ voelt?

4. Robotfabriek. Om je eigen leger Terminators te creëren

Dit is het meest complexe model van alle vijf, maar ook het coolste. Eenmaal geassembleerd, kan de fabriek zelf kleine robots uit LEGO-stenen assembleren.

Uiteraard verloopt het hele proces automatisch. Het ziet er fascinerend uit, maar de video kan dit het beste overbrengen.

Een korte handleiding voor het creëren van een leger robots:

Ik heb er spijt van dat ik eerst de Vernie-robot heb gebouwd. Het was nodig om deze fabriek in elkaar te zetten om de hele Instagram te overspoelen met video's over hoe cool LEGO Boost is.

5. Terreinwagen (M.T.R.4). Kan over elk tapijt heen

Een zwaar rupsvoertuig met grote wielen kan gemakkelijk een bepaalde route volgen en obstakels vermijden. Je kunt extra accessoires op het terreinvoertuig monteren: een kanon, een emmer, een katapult en zelfs bouwkegels, waar het speelgoed voorzichtig rond zal rijden.

De afstandssensor fungeert hier als objectdetector: als een terreinwagen met bak een kleine ‘last’ nadert, geeft de sensor het speelgoed de opdracht de emmer op te tillen en het voorwerp achterin te plaatsen.

Het is het beste om eens te zien hoe dit gebeurt:

Andere accessoires en een bewegingssensor werken volgens een soortgelijk principe. Als u de sensoren niet vertrouwt, kunt u overschakelen naar de handmatige besturingsmodus: op het iPhone- of iPad-scherm verschijnen virtuele joysticks waarmee u de beweging van het terreinvoertuig en de bediening van de bak, katapult of kanon.

Hoe programmeer je een constructor?

De LEGO Boost-app is als een spel waarbij je bij elk niveau nieuwe bouwvaardigheden leert. Helemaal aan het begin kun je alle robots zien en degene kiezen die je wilt samenstellen.

Om een ​​voltooide robot te programmeren hoef je niet eens te kunnen lezen en schrijven: alle commando's zien eruit als veelkleurige blokken die je gewoon in de gewenste volgorde naar de tijdlijn hoeft te slepen.

Alle opdrachtblokken zijn onderverdeeld op type en kleur. In sommige gevallen kun je zelf de uitvoeringstijd van een bepaald commando instellen, en sommige blokken voeren willekeurige acties uit, waardoor de robot ‘levendiger’ en onafhankelijker wordt.

De LEGO Boost bouwset kan ook interactieve commando's accepteren: je kunt met je hand voor de robot zwaaien, een codewoord zeggen of hem aanraken om een ​​vooraf bepaald algoritme uit te voeren. Bij het maken van actie-algoritmen zijn hele cycli beschikbaar, waardoor de besturing van het speelgoed dichter bij de echte programmering komt.

Is het moeilijk om uw robot in elkaar te zetten?

Voor een volwassene duurt het in elkaar zetten van een LEGO Boost-model 2-3 uur. Voor een kind duurt het hele proces meerdere dagen, vooral als het kind nog geen 10 jaar oud is.

Dit artikel geeft een kort overzicht van de momenteel bestaande bouwpakketten voor het assembleren van programmeerbare robots, hun kenmerken en verschillen.

LEGO Educatie WeDo

Laten we beginnen met misschien wel het bekendste Deense merk LEGO. Het bedrijf produceert twee soorten bouwsets met de mogelijkheid om te programmeren voor educatieve doeleinden voor verschillende leeftijden. Voor kinderen vanaf 7 jaar en ouder produceert LEGO de LEGO Education WeDo serie. Hier kunt u de startset “PervoRobot” en een hulpmiddelenset kopen als u niet genoeg onderdelen heeft. Daarnaast kunt u bewegings- en kantelsensoren, multiplexers, motoren en lampen aanschaffen. Een set educatieve projecten op cd kan afzonderlijk worden aangeschaft.

Software LEGO Educatie WeDo voor het programmeren van robots van deze lijn met een reeks taken moet apart worden aangeschaft. Programmeren is hier visueel. Je verbindt eenvoudig de benodigde actieblokken met elkaar en maakt zo een programma.

Natuurlijk kunnen alle producten die met behulp van deze bouwset zijn gemaakt nauwelijks robots worden genoemd, eerder eenvoudige mechanismen, maar geloof me, kinderen van 7-8 jaar oud hebben niets ingewikkelders nodig. Let op: om het gemonteerde mechanisme te laten functioneren, moet het via een USB-kabel op de computer worden aangesloten.

LEGO Onderwijs WeDo 2.0

Dit is de tweede versie van de LEGO Education WeDo bouwset, die voor het eerst werd gepresenteerd op CES 2016. De constructor is aangepast voor kinderen van 7 jaar en ouder. Met deze versie van de ontwerper (in tegenstelling tot de eerste) kun je autonome robots samenstellen. De voltooide robot werkt op twee AAA-batterijen en communiceert via Bluetooth met een pc.

Het kan worden gebruikt om de volgende modellen te bouwen: Milo (Wetenschappelijke Rover), Tractor Truck, Raceauto, Aardbeving, Kikker, Bloem, Gateway, Helikopter en Vuilniswagen.

Het bouwpakket bevat: SmartHub, middenmotor, bewegingssensor, kantelsensor en 280 verschillende onderdelen. Als u elektronische componenten mist, kunt u deze afzonderlijk aanschaffen. Bovendien kunt u een batterij aanschaffen die een langere gebruiksduur biedt. Houd er ook rekening mee dat de adapter voor het opladen van de batterij apart wordt verkocht (de adapter is dezelfde als voor de LEGO MINDSTORMS Education EV3 en NXT bouwsets, zie hieronder).

Je kunt ook een set educatief materiaal aanschaffen waarmee je 17 projecten op het gebied van natuurkunde, biologie, aardrijkskunde, ruimteverkenning en technisch ontwerp kunt implementeren, waarvan het werk in totaal meer dan 40 academische uren zal duren. Er is hier geen microcomputer als zodanig. In plaats daarvan is er een SmartHub, die de rol vervult van een link tussen de pc/tablet en de elektronica van de robot. Dat wil zeggen dat alle programma's die u schrijft, op een pc of tablet werken. De SmartHub heeft twee poorten voor het aansluiten van sensoren en motoren, één indicator en slechts één knop: de aan/uit-knop. De elektronica en software van de eerste en tweede versie van de ontwerper zijn incompatibel.

Een van de voordelen is ook dat er maximaal drie SmartHubs tegelijkertijd op één pc of tablet kunnen worden aangesloten. Hierdoor kunt u zes poorten tegelijk gebruiken, dat wil zeggen dat u een tamelijk complex apparaat kunt samenstellen dat zes motoren of zes sensoren kan hebben.

Het starterspakket bevat al gratis basissoftware, inclusief startersprojecten. Russische taal wordt ondersteund. De software draait op Windows (7, 8.1 en RT), MacOS, iPad, Android-tablets en communiceert met een microcomputer via Bluetooth 4.0. Visueel programmeren, vergelijkbaar met de eerste versie van de constructor. U kunt de software downloaden. Daarnaast is het mogelijk om te programmeren met Scratch 2. En voor degenen die vooral geïnteresseerd zijn, is er een open source SDK waarmee je via Bluetooth met SmartHub kunt communiceren.

LEGO Mindstorms Onderwijs EV3

Deze robotontwerper is geschikt voor kinderen vanaf 10 jaar, al maken ook volwassenen er behoorlijk actief gebruik van. Voor beginners kun je een educatieve startersset kopen waaruit je een balanceerrobot, een puppy, een staploper, een kleurensorteerder van onderdelen en nog veel meer kunt samenstellen dat je fantasie je vertelt.

Startset bevat: 541 stuks LEGO Technic en twee laden om ze op te bergen, een EV3-microcomputer met Wi-Fi- en Bluetooth-ondersteuning, een batterij, drie servo's (2 grote en één middelgrote), een ultrasone sensor, een kleurensensor, een gyrosensor en twee aanraaksensoren. Bevat geen LEGO Mindstorms EV3-software of batterijlader.

Afzonderlijk zou ik dat willen opmerken EV3– dit is al de derde versie van de ontwerper. Eerdere versies werden genoemd NXT(tweede) en RCX(Eerst).

Verborgen in de EV3-microcomputer bevindt zich een ARM 9-processor waarop het Linux-besturingssysteem draait. Er zijn 4 invoerpoorten en 4 uitvoerpoorten. Je beschikt over 16 MB flashgeheugen en 64 MB RAM. Om het geheugen uit te breiden is er een slot voor Mini SDHC-kaarten tot 32 GB. Het apparaat heeft een interface met zes knoppen, driekleurige achtergrondverlichting en een zwart-wit display met een resolutie van 178x128. Hier bevindt zich ook de luidspreker. Voor interactie met de robot ondersteunt de microcomputer Wi-Fi (er is geen ingebouwde Wi-Fi, het wordt aanbevolen om de NETGEAR Wi-Fi-dongle WNA1100 Wireless-N150-adapter te gebruiken) en Bluetooth (Bluetooth is ingebouwd). De stroom wordt geleverd door zes AA-batterijen of een lithiumbatterij met een capaciteit van 2050 mAh. Op batterijvermogen gaat de robot langer mee dan op batterijen. De batterij wordt in 3 tot 4 uur opgeladen.

Als je wilt, kun je een extra grondstoffenset kopen, die 853 extra onderdelen bevat LEGO Technic. Met deze set kun je een robotolifant, een tankbot, een speelgoedfabriek en nog veel meer bouwen.

Er is ook extra educatie "Ruimteprojecten" ingesteld. Om het te gebruiken heb je de hierboven beschreven starters- en hulpmiddelenpakketten nodig. Naast deze set kun je een missiepakket kopen, dat thematische en educatieve missies bevat, evenals onderzoeksprojecten.

Naast de hier genoemde kits, kunt u deze ook in de uitverkoop vinden thuisversie van de LEGO Mindstorms EV3-set. Hieruit kun je 5 basisrobots en 12 bonusmodellen samenstellen. In tegenstelling tot de LEGO Mindstorms Education EV3 Starterset bevat deze set een iets andere set onderdelen en sensoren. Er is een bedieningspaneel en in plaats van een ultrasone sensor is er een infraroodsensor (die naast het veranderen van afstanden ook een signaal van de afstandsbediening ontvangt) en er is geen gyroscoop.

Let op: de set bevat geen batterij en je zult 6 AA-batterijen moeten gebruiken of een batterij apart moeten kopen, wat niet goedkoop is. Overigens heeft de afstandsbediening ook 2 pinkbatterijen (AAA) nodig.

Velden voor robotwedstrijden zijn te koop. Microcomputers, batterijen, een IR-sensor, een IR-baken, ultrasoon- en gyroscopische sensoren, kleur-, tast-, temperatuur- en geluidssensoren en servomotoren kunt u ook altijd afzonderlijk aanschaffen. Overigens zijn ook sensoren uit de oude versie van de NXT designer geschikt.

Elke EV3-steen heeft vier ingangspoorten voor sensoren en vier uitgangspoorten voor servo's, verlichting, enz. Als dat nog niet genoeg voor je is, kun je maximaal vier stenen aan elkaar koppelen met behulp van extra USB-kabels. In dit geval valt de besturing op de schouders van de hoofdmicrocomputer en krijgt u maximaal 16 invoerpoorten en maximaal 16 uitvoerpoorten.

Robots uit deze serie worden geprogrammeerd met behulp van software LEGO Mindstorms EV3. Voor het thuistenue wordt de software gratis gedownload. Voor educatieve sets is de software vanaf 1 januari 2016 gratis. Het programmeren is hier visueel blokgebaseerd, gebaseerd op de grafische programmeertaal LabVIEW, waarmee u zowel eenvoudige als zeer complexe programma's kunt maken. U kunt uw eigen blokken maken met behulp van de MyBlocks-tool. De maximale programmagrootte is 16 blokken, de programmastart- en lusblokken niet meegerekend. De software draait op Microsoft Windows of Apple Macintosh. Russische taal wordt ondersteund.

Educatieve versie van LEGO Mindstorms EV3-software Hiermee kunt u, naast het programmeren, statistische gegevens van sensoren verzamelen en deze in het geheugen van de microcomputer opnemen of in realtime verzenden via een USB-kabel, Wi-Fi of Bluetooth. De verzamelde gegevens kunnen worden geanalyseerd en er kunnen grafieken uit worden getrokken. Om studenten en docenten te helpen. Er zijn hier multimedialessen.

Als je geïnteresseerd bent in een alternatieve programmeeromgeving, kun je naast LEGO Mindstorms EV3 programmeren met LabVIEW (vereist de LEGO MINDSTORMS LabVIEW add-on module) en RobotC (programmeertaal C, RobotC versie 4x ondersteunt EV3- en NXT-serie) ontwikkelomgevingen. Beide programmeeromgevingen zijn betaald. In RobotC kun je de robot zelfs testen met jouw programma in de virtuele wereld (zie onderstaande figuur). Virtuele werelden kunnen worden gedownload.

Meer geavanceerde uitvinders kunnen sensoren kopen van externe bedrijven zoals HiTechnic en Vernier. U kunt bijvoorbeeld extra een infraroodsensor aanschaffen voor het detecteren van mensen en dieren, een kompas, een barometer, een krachtsensor, een objectdetectiesensor op korte afstand, een hoeksensor (meet hoeken en draaisnelheid) en meer. Bedrijf HiTechnisch biedt sensoren die rechtstreeks zijn aangepast aan EV3 en NXT, en elke sensor wordt geleverd met downloadbare softwareblokken voor LEGO Mindstorms EV3-software. Bedrijf Nonius biedt aan om een ​​adapter aan te schaffen waarmee je hun sensoren in de bouwset kunt gebruiken, en waarmee je bovendien een softwareblok voor LEGO Mindstorms EV3-software kunt downloaden.

TETRIX

MATRIX

Robotis OLLO

Het Koreaanse bedrijf Robotis, opgericht in 1999, biedt een bouwdoos aan OLLO voor zelfassemblage van robots. Het wordt verkocht in de vorm van sets die zijn ontworpen voor verschillende leeftijden. Uit het setje Figuur (7+) Je kunt dierfiguren maken, maar er zijn geen motoren, sensoren of controllers. Uit setjes Actie (8+) En Voorgerecht (8+) Het is al mogelijk om verplaatsbare, niet-programmeerbare modellen te maken. Er is hier een motor, maar er zijn geen sensoren of controllers. En hier zijn de setjes Ontdekker (10+), Uitvinder (10+) en Bug (10+) kunt u al robots ontwerpen en programmeren. Er is een uitbreidingsset voor de Explorer-set Uitvinder-uitbreidingsset, waarmee de Explorer-set in Inventor wordt veranderd.

Uit het setje Ontdekkingsreiziger je kunt 12 modellen maken, en uit de set Uitvinder– 24 modellen met instructies, maar niets houdt je tegen om je eigen robotmodellen te ontwerpen. Maximaal ingesteld Uitvinder bevat een controller, twee motoren, twee servomotoren, twee IR-sensoren, een IR-transceiver, tactiele sensoren en een LED-module. De controller heeft vier poorten voor het aansluiten van actuatoren, twee multifunctionele poorten voor het aansluiten van sensoren, actuatoren en een poort voor bediening op afstand en het downloaden van programma's.
Uit het setje Beestje je kunt 4 robotkevers bouwen die je kunt besturen met een controller, ze kunnen langs een lijn lopen (kaarten voor het maken van een route inbegrepen) en objecten detecteren. De kit bevat geen USB Downloader LN-101-adapter voor aansluiting op een computer, maar deze is wel nodig als je gaat programmeren.

Robots zijn geprogrammeerd Robotis OLLO, net als alle andere robots van het bedrijf, met behulp van eigen software RoboPlus. Voor het programmeren wordt een C-achtige taal gebruikt. De software omvat RoboPlus Task, RoboPlus Manager (hardware-installatie), RoboPlus Motion (programmeren van complexe robotbewegingen), RoboPlus Terminal (terminal) en Dynamixel Wizard (servo-installatie en kalibratie).

Nadat je je programma hebt geschreven, moet je het in de controller laden, op de computer aansluiten en nadat je de robot hebt aangezet, begint je programma uit te voeren. U kunt het programma downloaden en de instructies lezen. Geavanceerde programmeurs kunnen hun eigen firmware voor Robotis OLLO-robots schrijven in Embedded C.

U kunt programma's voor Robotis-robots ook rechtstreeks op een smartphone of tablet met Android 2.3 en hoger schrijven met behulp van de R+ m.Task-applicatie.

Robotis Bioloid

Bij deze serie van hetzelfde Koreaanse bedrijf gebruikt Robotis kits Premium-setje kunt humanoïde robots samenstellen. Ook Er zijn nog meer sets in de serie: STEM-standaard (10+), STEM-uitbreiding (10+), beginner.

Uit het setje STEM-standaard je kunt 16 verschillende robots maken volgens de schema's en met een set STEM-uitbreiding Je kunt nog 9 modellen maken. De set bevat ook 48 taken. Deze set bestaat gedeeltelijk uit onderdelen uit de serie Robotis OLLO, en deels uit componenten Robotis Bioloïde. Dat wil zeggen dat je met deze set sets van beide series kunt gebruiken die je al hebt. Dit is de enige set die compatibel is met de serie OLLO En Bioloïde. De set bevat een CM-530 microcontroller, een IR-sensormatrix (waardoor de robot langs een lijn kan lopen), 3 IR-sensoren (obstakeldetectie) en een RC-100A-bedieningspaneel.

Kit Beginner kunt u 14 verschillende robotontwerpen maken. De set bevat een CM-5 microcontroller, 4 DYNAMIXEL AX-12A servomotoren en een AX-S1 sensormodule.

Met setje Premium-set je kunt een humanoïde robot samenstellen in een van de drie modificaties of 26 eenvoudige robots. De humanoïde robot in deze set heeft een lichaamsstabilisatiesysteem dankzij een tweeassige gyroscoop, waardoor hij tijdens het lopen behendig op zijn voeten kan blijven staan.

Inclusief controller CM-530(32-bit ARM Cortex, 6 knoppen, microfoon, temperatuursensor, spanningssensor, 6 OLLO-compatibele I/O-poorten, 5 servomotorconnectoren AX/MX-serie DYNAMIXEL), 18 servo's, biaxiale gyroscoop, 2 IR-sensoren, afstandsbediening RC-100A.

Programmering van de robotserie Robotis Bioloïde wordt ook uitgevoerd in de softwareomgeving RoboPlus.

Hovis Lite

Uit deze bouwset kun je, naast een mensachtige robot, ongeveer 26 verschillende modellen robots en mechanismen in elkaar zetten. Hovis Lite is het geesteskind van het Koreaanse bedrijf DST Robot (tot maart 2015 heette het bedrijf Dongbu Robot). Plastic elementen van de ontwerper kunnen een van de volgende kleuren hebben: groen, rood, geel of blauw. Er is een leuke bonus: de onderdelen kunnen op een 3D-printer worden afgedrukt. De ontwerperspagina bevindt zich en alle documentatie en 3D-modellen bevinden zich.

De set bevat een microcontroller ( ATmega128 MCU(de microcontroller heeft ingebouwde geluids- en lichtsensoren), een afstandssensor, een IR-afstandsbediening en een IR-ontvanger ervoor. Het gyroscoop/versnellingsmeter- en Bluetooth-model moeten afzonderlijk worden aangeschaft.

Voor het programmeren is de volgende software beschikbaar: DR-SIM(merkvrij programma voor het bewerken, testen en opnemen van bewegingen), DR-visuele logica(eigen, gratis grafische ontwikkelomgeving met de mogelijkheid om voltooide code te bekijken in de vorm van een C-achtige taal), Microsoft Robotics Developer Studio, DR-C, Microsoft Visuele Studio En AVR-studio.

VEX EDR

Ontwerpers serie VEX EDR, of gewoon VEX, geproduceerd door het bedrijf VEX-robotica. Ze zijn bedoeld voor kinderen van 10 jaar en ouder. De serie is geschikt voor scholen, instituten en gevorderde robotbouwers. In deze serie vind je zowel sets als los verkrijgbare onderdelen, objecten en wedstrijdvelden. Programmeerbare kits (inclusief microcontroller) zijn onderverdeeld in starterkits ( Programmeerbesturing Starterkit En Starterset met dubbele bediening) en wedstrijdtenues ( Klaslokaal en competitie Mechatronica-set, Programmeerkit voor klaslokaal en competitie En Superkit voor klaslokaal en competitie). De sets zijn te bekijken op de website van de fabrikant. Van elke set kun je een robot op wielen met een klauw in elkaar zetten (zie onderstaande afbeelding). Je kunt zelf andere modellen bedenken, afhankelijk van je verbeeldingskracht.

In de serie VEX EDR zeer uitgebreide lijst met componenten. Sensoren voor het volgen van een lijn, sensoren voor het detecteren van obstakels en het meten van de afstand tot obstakels, lichtsensoren, optische sensoren voor de positie van assen (meten van hoekverplaatsing, draairichting van de as, afgelegde afstand etc.) kun je altijd apart aanschaffen. , potentiometers (bepaling van de locatie en draairichting), gyroscopen, aanraaksensoren, bewegingsbegrenzers, versnellingsmeters (versnellingsmeting), LED-zaklampen.

Vanuit de mechanica moet je letten op de mogelijkheid om tandwieloverbrengingen (inclusief wormwiel), rupsbanden, Omni-wielen, Elon-wielen aan te schaffen.

De robots uit deze serie worden geprogrammeerd met RobotC, easyC (C-programmeren met drag-and-drop-blokken), Flowol (programmeren met stroomdiagrammen) of Modkit (visueel programmeren met blokken). Alle ontwikkelomgevingen zijn betaald.

VEX-IQ

Deze serie wordt ook door het bedrijf geproduceerd VEX-robotica en je kunt er ook programmeerbare robots mee maken, maar deze is ontworpen voor kinderen vanaf 8 jaar. Er zijn in totaal 3 hoofdsets in de serie ( Starterkit met controller, Starterkit met sensoren, Superkit), het uitbreiden van sets, objecten en wedstrijdvelden, evenals individuele componenten. Alle artikelen worden goed beschreven op de website van de fabrikant. Naar sets Starterkit met sensoren En Superkit omvat een kleurensensor, gyroscoop en afstandssensor. Afstandsbediening mogelijk in sets Starterkit met controller En Superkit. Alle kits bevatten aanraaksensoren. Ik wil er graag op wijzen dat je in wedstrijdsets, naast extra onderdelen, Omni-wielen en rupsbanden ontvangt. Microcontroller VEX-IQ voorzien van 12 universele poorten voor het aansluiten van sensoren en motoren.

Serierobots zijn geprogrammeerd VEX-IQ met behulp van Modkit (visueel programmeren met behulp van blokken), en stroom En RobotC.

Er is ook een virtuele omgeving voor het ontwerpen van uw robotontwerp VEX-assembleur. Met deze software kunt u uw ontwerp al in de ontwerpfase virtueel vervaardigen en testen. Er zijn al meer dan 110 designeronderdelen in het programma geladen VEX-IQ, voorwerpen voor wedstrijden en zelfs een hele robot Klauwbot IQ(robot met klauw). Het programma is gratis te downloaden (vul eerst het formulier in en ontvang een downloadlink per e-mail).

VEX PRO

Onder deze productlijn het bedrijf VEX-robotica biedt alleen componenten aan. Er zijn hier geen sets. Alles wordt per stuk of in sets verkocht. Alle onderdelen zijn te bezichtigen.

Technolab

Dit merk verbergt dezelfde sets voor bedrijven Robotis En VEX-robotica, die hierboven zijn geschreven. De kits (modules) zijn gelokaliseerd en samengesteld voor degenen die zich met robotica willen bezighouden, afhankelijk van de leeftijd en het niveau van paraatheid. Er zijn in totaal zeven modules. Dit zijn modules van voorbereidend, initieel, basis-, basis-competitief, professioneel, onderzoeks- en expertniveau. Details over de configuratie voor alle modules vindt u op de website LLC "Examen-Technolab". Robotprogrammering is beschikbaar in alle modules behalve de Pre-Level-module.

Arduino

Merk Arduino- dit zijn tools om niet alleen robots te maken, maar ook veel verschillende gadgets. Voor robotbouwers zijn er microcontrollers, allerlei sensoren, motoren, servomotoren, uitbreidingskaarten, LCD-displays en LED's. Maar onder dit merk worden geen elementen van behuizingen of frames voor het assembleren van robots geproduceerd. Ook hier zijn er geen elementen voor installatie. De enige uitzondering is Arduino-robot.

Platform Arduino wordt ondersteund door een groot aantal externe fabrikanten, dus u kunt componenten vinden voor het assembleren van robots. Ook te koop en Arduino -compatibele microcontrollers en kits voor zelfassemblage van robots op basis van dit platform. Alle producten die rechtstreeks door de fabrikant worden aangeboden, kunnen worden bekeken .

Je kunt Arduino-microcontrollers programmeren met behulp van de gratis en open source Arduino IDE (zie eerste afbeelding hieronder). De Arduino IDE is geschreven in Java en draait op computers met Windows, Mac OS X en Linux. De Arduino IDE gebruikt de programmeertaal Processing (een op Java gebaseerde taal). Daarnaast kunnen sommige Arduino-microcontrollers worden geprogrammeerd met RobotC, Flowol, Minibloq (grafische programmeertaal, gratis, zie de tweede afbeelding hieronder), Ardublock (grafische programmeertaal, ingebouwd in de Arduino IDE, er is een vertaling van de instructies in het Russisch , gratis), Physical Etoys (gratis open-source grafische programmeertaal voor Windows en Linux, geen russificatie) en Modkit.

Om sommige Arduino-controllers te programmeren, kunt u ook de Visual Micro-plug-in (betaald) gebruiken, die is ingebouwd in Microsoft Visual Studio 2008–2013 of Atmel Studio 6.1–6.2.

Structuur

De Amperka-winkel biedt zijn eigen oplossing voor het assembleren van Arduino-compatibele robots - dit zijn panelen, rails en steunen voor borden, sensoren en motoren genaamd Structuur. De onderdelen worden door middel van frezen vervaardigd uit platen wit geschuimd PVC van 5 mm dik. Door dit materiaal te gebruiken, heb je de mogelijkheid om onderdelen met verf te schilderen. De sterkte van de elementen is voldoende om kleine constructies te creëren. Tegelijkertijd is het materiaal kneedbaar en kunt u gemakkelijk gaten in onderdelen boren, schroeven indraaien of de geometrie van onderdelen wijzigen met een briefpapiermes.

Alle elementen zijn eenvoudig met elkaar te verbinden, en als je voor dynamische structuren niet genoeg sterkte van de verbindingen hebt, biedt Amperka aan om de elementen aan elkaar te lijmen. Voor nog meer sterkte kunt u bovendien Sovmetal-onderdelen gebruiken. designer”, vanwege de gaten in de panelen Structureren met dezelfde steek van 10 mm. Helaas heeft de zachtheid van het materiaal waaruit de constructiedelen zijn gemaakt ook een klein nadeel: ze zijn van korte duur. Na verloop van tijd raakt het materiaal op de bevestigingsplaats vervormd en houden de onderdelen niet goed vast.

Het is vermeldenswaard dat de tekeningen voor de vervaardiging van onderdelen zich in het publieke domein bevinden en dat u de ontwerpelementen zelf kunt maken.

Er zijn geen kant-en-klare designerkits. Alle items worden verkocht als matrijzen. Elk van hen kan meerdere grote onderdelen of veel kleine onderdelen hebben. Alle stansopties kunnen worden bekeken op de website van de winkel. Om de onderdelen met elkaar te verbinden, kunt u nylon schroeven, moeren en standaarden kopen. Details over de ontwerper zijn te vinden.

Vermenigvuldigen

Vermenigvuldigen is een Arduino-compatibele kit gemaakt door een Argentijns bedrijf RobotGroep. De ontwerper is volledig open, dat wil zeggen dat zowel softwarebronnen als tekeningen van structurele elementen beschikbaar zijn (onderdelen kunnen op een 3D-printer worden afgedrukt of op een CNC-lasermachine worden gesneden). De belangrijkste onderdelen zijn van plastic, de hoeken en enkele andere elementen zijn van aluminium, de schroeven, moeren, ringen en assen zijn van metaal. Hetzelfde bedrijf ontwikkelde een programma voor grafisch programmeren Miniblok, waarover hierboven al is geschreven (een van de directeuren van het bedrijf, Julian da Silva, is de auteur van dit programma). De officiële pagina van de ontwerper en alle instructies, tekeningen en software kunnen worden gedownload.

De constructor wordt weergegeven door sets Starterspakket, Bouwpakket En Monsterkit. In het setje Starterspakket controleur DuinoBot, een batterijcompartiment (voor drie AA-batterijen), twee infraroodsensoren, twee motoren, een bedieningspaneel en signaalontvanger, draden en mechanische onderdelen om een ​​eenvoudig karretje te bouwen. De set bevat een schroevendraaier en steeksleutels, je hebt dus geen extra gereedschap nodig. In het setje Bouwpakket Bovendien verschijnen er een ultrasone sensor, 2 servomotoren, 2 lichtsensoren, 2 LED-lampen en extra onderdelen, waaronder die voor het monteren van de klauw.

Kit Monsterkit de grootste. Deze set bevat twee microcontrollers (van één set kun je twee robots tegelijk maken), evenals 4 conventionele motoren, 6 sermotoren, batterijcompartimenten, een ultrasone sensor, 4 infraroodsensoren, twee sets afstandsbedieningen (afstandsbediening en een sensor om er een signaal van te ontvangen), veel mechanische onderdelen, waaronder die voor het monteren van twee klauwen.

Er is ook een set in de officiële winkel Mechanische set, met alleen mechanische onderdelen, zonder elektronische onderdelen. U kunt de microcontroller ook afzonderlijk aanschaffen DuinoBot met batterijcompartiment, diverse sensoren en mechanische onderdelen. En u kunt gratis printbare bestanden voor wedstrijdvelden downloaden. De Multiplo-winkel is gevestigd.

Omdat de ontwerper Arduino-compatibel is, kun je programmeren met vergelijkbare ontwikkeltools: Arduino IDE, Minibloq, Ardublock, Physical Etoys en Modkit.

Dankzij Arduino en meer geavanceerde systemen zijn deze kits gespecialiseerd in doelgroepen ouder dan vijftien jaar. Dat wil zeggen, degenen die Mindstorms al zijn ontgroeid.

De voordelen van deze Chinese ontwerper zijn dat er gebruik wordt gemaakt van Arduino-elektronica en dat alle onderdelen zijn gemaakt van duurzaam gestempeld aluminium. Bijzonder interessant zijn hier de balken, waarlangs zich een groef met schroefdraadperforatie bevindt, waarin je schroeven op elke afstand van elkaar kunt schroeven, en rails.

Beginners hier zullen genieten van de modules met gestandaardiseerde connectoren met kleurmarkeringen voor een gemakkelijke en duidelijke aansluiting van elektronische componenten. Dat wil zeggen, voor een correcte aansluiting hoeft u er alleen maar voor te zorgen dat de kleur van de labels overeenkomt.

Het aantal zelfvoorzienende en grondstoffensets in de winkel is officiële website enorm. Afzonderlijk kunt u hier sensoren, borden, structurele elementen, enz. Kopen. Onder de thematische sets wil ik de montagesets benadrukken 3D-printer (kit Makeblock Constructor I 3D-printerkit), plotter (XY-plotterrobotkit v2.0), robot die xylofoon speelt (kit Muziekrobotkit), constructeur voor montage robotkunstenaar diverse aanpassingen, tekenen met viltstiften of branden met een laser (set mDrawBot met Bluetooth en laserkit – blauw) en robotkar mBot met een groot aantal sensoren, waarvan het chassis compatibel is met LEGO-onderdelen en Maak blok(Bluetooth, Bluetooth en Wi-Fi).

Een setje gebruiken mDrawBot je kunt een van de 4 robotkunstenaars samenstellen:

Van de interessante modellen is het de moeite waard om degenen op te merken die tekeningen uitvoeren, waaronder: is een robothand die tekent met een pen of viltstift, en met een extra set Laserkit de pen kan worden vervangen door een laser, die een ontwerp op bijvoorbeeld multiplex zal uitbranden.

– een robotarm waarop je in plaats van een marker een laser kunt plaatsen; is een kunstenaarsspin die aan twee touwen hangt en op verticale oppervlakken schildert.

mEggBot– een robot die eieren of pingpongballen tekent.

– hij tekent in verticale vlakken en beweegt zich als een spin aan touwtjes;- een driewielige robotauto die tekent op een stuk papier waarop hij rijdt.

Maar dat is niet alles. Vooral voor het setjemDrawBotMakeblock heeft een programma ontwikkeld waarmee je een vectortekening in SVG-formaat kunt importeren, BMP naar SVG kunt converteren en de tekening kunt schalen. Bij het aanbrengen van een ontwerp met behulp van een laser worden verschillende tinten ondersteund.

Bouwpakketten voor algemeen gebruik zijn als volgt: Starterrobotkit(Bleutooth- en IR-versies) en Ultieme robotkit. Er zijn vergelijkbare sets zonder elektronica.

Om de robot op afstand te besturen is er een gratis applicatie voor Android en iOS - Makeblock. Sommige kits worden geleverd met afstandsbedieningen, zoals de IR-versie van de Starter Robot Kit.

Makeblock-robots worden geprogrammeerd met behulp van een eigen programma mBlok redacteur gebaseerd Kras 2.0, door te gebruiken Arduino-IDE of ArduBlock. Om in te werken Arduino-IDE of ArduBlock, moet u bovendien de bibliotheek installeren Maak blok. Voorbeelden, instructies, drivers en software zijn te vinden.

HUNA-MRT

Onder het Koreaanse merk HUNA-MRT kits voor het construeren van mechanismen en robots zijn verborgen. Stelt in FUN&BOT (MijnRobotTime) En KICKY (MRT2)- Dit zijn beginnerssets (voor kinderen van 6-8 jaar) gemaakt van plastic onderdelen, en er is geen programmering. Maar dan in seriesets KLASSE (MRT3)(voor kinderen van 7–11 jaar) en BOVENKANT(voor 9-11 jaar) heeft al een programmeerbaar bord en de mogelijkheid om robots te programmeren met behulp van een eenvoudige grafische programmeeromgeving. Het verschil tussen de laatste twee afleveringen is dat in de serie KLASSE (MRT3) plastic onderdelen, en in de serie BOVENKANT– metaal. In alle andere opzichten zijn dit volledig compatibele sets. Onderdelen uit de ene serie kunnen samen met onderdelen uit andere series van hetzelfde merk worden gebruikt. Er is ook een geavanceerdere set HUNITRONIC(voor kinderen van 12 tot 18 jaar), die is uitgerust met een analoge microcontroller Arduino UNO en bord Uitbreiding IO Shield voor het aansluiten van sensoren. Alle kits zijn voorzien van een grafische programmeeromgeving. Meer informatie over ontwerpers kunt u vinden op de website Hersenontwikkeling LLC. Officiële pagina van de serie MRT3 .

RoboRobo

Koreaans bedrijf RoboRobo biedt 5 educatieve kits voor het bouwen van programmeerbare robots. Ze zijn direct als volgt genummerd: Robokit nr. 1, Robokit nr. 2, Robokit nr. 3, Robokit nr. 4, Robokit nr. 5. Ze verschillen in het aantal onderdelen, het aantal mogelijke aanpassingen aan de robots die je ervan kunt samenstellen volgens de instructies, en de complexiteit. Hoe hoger het getal, hoe meer details en hoe complexer het is. Houd er rekening mee dat set 2 set 1 bevat, set nummer 3 set 2 bevat, enzovoort. Dus als je al een set hebt Robokit nr. 1 dan kun je het uitbreiden met een set Robokit nr. 1-2 voordat u belt Robokit nr. 2 en daardoor geld besparen. Er zijn in totaal 4 uitbreidingssets: Robokit nr. 1-2, Robokit nr. 2-3, Robokit nr. 3-4 en Robokit nr. 4-5. Officiële pagina van de ontwerper.

In de maximale set vind je een IR-sensor, een IR-bedieningspaneel, een geluidssensor en aanraaksensoren.

De robots van dit bedrijf worden geprogrammeerd met behulp van een grafische interface in het programma Rogisch programma.

Een ander bedrijf RoboRobo biedt kits voor zeer jonge kinderen (5-7 jaar): Robo Kids nr. 1 En Robo Kids nr. 2. De tweede set is complementair aan de eerste. Vanaf de eerste set kun je 16 robots samenstellen, en vanaf de tweede - nog eens 16. In deze sets biedt de fabrikant een interessante benadering voor het besturen van robots. Kleine programmeurs hebben de beschikking over een setje kaartjes die door een scanner worden gehaald, die op zijn beurt opdrachten aan de robot geeft.

Fischertechnik

Constructeurs vistechniek geproduceerd door een Duits bedrijf. De designonderdelen zijn van kunststof. Er zijn verschillende bouwsets ontworpen voor verschillende leeftijden. Serie sets JUNIOR(5+) Ze hebben geen motoren of batterijen, het zijn gewoon bouwpakketten voor kinderen. Met seriesets BASIS (7+) En GEAVANCEERD (7+), PROFIEL (8+) je kunt verschillende machines en mechanismen assembleren, ze kunnen al worden uitgerust met motoren, zonnepanelen, voedingen, enz. Maar de assemblage van robots en hun programmering begint in de seriekits ROBOTICA(8+).

In de serie ROBOTICA zes sets: ROBOTICS LT Beginnersset (ROBOTICS LT Startersset)(startpakket voor het maken van 8 automatische apparaten), ROBOTICS TXT ontdekkingsset(om 11 mechanismen en autonome robots te creëren), ROBO TX Automatiseringsrobots (ROBO TX Automatische Robots)(om realistische industriële robots te creëren), ROBO TX ElektroPneumatisch (ROBO TX ElektroPneumatisch)(voor het monteren van 4 pneumatische structuren), ROBO TX Explorer (ROBO TX Explorer)(om een ​​crawlerrobot te maken in zes aanpassingen) en ROBO TX Trainingslaboratorium (ROBO TX Trainingslaboratorium)(voor het ontwerp van automatische apparaten en mobiele robots). Los kun je een batterijset, een afstandsbedieningsset, een licht- en geluidsset (voor het creëren van licht- en geluidseffecten), sets met extra motoren, een hulpmiddelenset en opbergdozen aanschaffen. Door sets met elkaar te combineren, kun je je mogelijkheden bij het maken van robots aanzienlijk uitbreiden.

Onderdeel van de serie sets ROBOTICA voorzien van een regelaar ROBO TX(behalve de starterkit, deze wordt geleverd met een controller ROBO LT), deel – regelaar ROBOTICA TXT. De sensoren in de sets bevatten het volgende: fotosensor, temperatuursensor, kleurensensor, ultrasone afstandssensor, IR-lijnvolgsensor.

Kenmerken van de controller ROBO TX het volgende: 32-bits processor ARM9, monochroom display met een resolutie van 128x64, geheugencapaciteit 8 MB RAM, 2 MB Flash. Afmetingen controller – 90x90x15 mm, gewicht – 90 g. Er zijn 4 uitgangen voor het aansluiten van motoren, 8 universele ingangen, 2 uitbreidingsconnectoren I2C, RS485 om te combineren met andere controllers, 4 ingangen en USB voor aansluiting op een computer. Er is ook ingebouwde Bluetooth. U kunt een extra microcontroller aanschaffen ROBO TX.

Een meer geavanceerde controller kan afzonderlijk worden aangeschaft ROBOTICA TXT. Hier zijn de kenmerken: Linux OS, twee processors ARM Cortex A8(32bit/600MHz) + Cortex M3, geheugen 128 MB DDR3 RAM, 64 MB Flash, Micro SD-kaartsleuf, 2,4" kleuren-touchscreen met een resolutie van 320 x 240, 8 universele ingangen, 4 snelle digitale ingangen, 4 motoruitgangen, gecombineerde Bluetooth/Wi-Fi module, IR-ontvanger (voor het ontvangen van een signaal van de afstandsbediening), USB 2.0 voor aansluiting op een pc, USB Host (USB A voor aansluiting van een fischertechnik USB-camera of USB-fluitjes), 10-polige connector voor in- of uitgang via I2C-interface , ingebouwde luidspreker, ingebouwde klok met eigen batterij. Controllergrootte - 90x90x25 mm Controllers kunnen worden gekoppeld. Alle details over de microcontroller.

Alle kits bevatten programmeersoftware ROBO Pro(in de starterkit vindt u een lichtgewicht versie van deze software). De nieuwste versie van de software en russificatie kan altijd worden gedownload van de website van de fabrikant.

Controleur ROBOTICA TXT programmeerbaar gebruik ROBO Pro, C-Compiler, PC-bibliotheek, . Momenteel wordt dit robotplatform vertegenwoordigd door slechts één setROBOTICA PRO 1.0, waaruit u 6 modellen kunt samenstellen. De set is ontworpen voor scholieren (7+) en studenten.

Inclusief microcomputer, software (voor persoonlijk en educatief gebruik), draden, 3 motoren, 3 LED's, 2 infraroodsensoren, 1 aanraaksensor en diverse onderdelen.

En hier is de specificatie van de ERP-microcomputer:

• 32-bit microcontroller ARM CORTEX-M2;
• 256 KB FLASH, 64 KB RAM;
• USB-poort 12 Mbit/s;
• 3 poorten voor motoren en 4 voor sensoren (LED's kunnen op elke poort worden aangesloten);
• ingebouwde zoemer;
• aangedreven door 6 AA-batterijen;
• ingebouwde Wi-Fi-module.

U kunt samengestelde modellen rechtstreeks op het blok zelf programmeren of met behulp van software ENGINO ERP. Robots kunnen op afstand worden bestuurd met behulp van een app Engino ERP-afstandsbediening, die beschikbaar is in Google Play en Apple Store. Alle details over de ontwerper zijn te vinden.

Alle commando's zijn ingesteld met behulp van logische blokken, waardoor je je kind op een speelse manier de basis van programmeren leert.

Cybernetische constructeur TRUC- dit is een Russische ontwerper, waarvan de metalen onderdelen compatibel zijn met de Sovmetal Constructor (dezelfde M4-perforatie met een steek van 10 mm).

De TRIC-ontwerper biedt verschillende oplossingen: startersset, educatieve set, schoolset, wedstrijdset, trainingspaar. Het verschil tussen de sets zit hem in het aantal sensoren en onderdelen, maar elke set heeft een controller TRUC , videocamera en microfoon. Alle sets (behalve de starter) worden geleverd met een kunststof doos met vakjes voor het opbergen van onderdelen. De maximale set bevat de volgende sensoren: 2 lichtsensoren, 2 afstandssensoren, 2 aanraaksensoren. Daarnaast zijn er Omni-wheels, LED-strips, batterijen en een oplader.

Technische kenmerken van de TRIC-controller:

• besturingssysteem: Linux;
• CPU: OMAP-L138 C6-Integra™ DSP+ARM® SoC, 375 MHz, Texas Instruments;
• CPU-kern: ARM926EJ-S™ RISC MPU;
• RAM: 256 MB, 6 MB FLASH;
• randprocessor: MSP430F5510, 24 MHz, Texas Instruments;
• gebruikersinterfaces: USB 2.0, WiFi b/g/n, BlueTooth, 2xUART, 2xI2C, Micro-SD, Mic in (stereo), Line out (mono);
• DC-motorinterfaces: 4 motorpoorten 6-12V DC, met individuele hardwarematige overstroombeveiliging (tot 2A per motor);
• interfaces voor randapparatuur: 19 signaalpoorten voor algemeen gebruik (6 enkelkanaals en 13 dubbelkanaals) met 3,3-5V voeding, waarvan er 6 in analoge ingangsmodus kunnen werken;
• videosensorinterfaces: 2 ingangen BT.656 VGA 640*480, ondersteuning voor stereomodus;
• ingebouwde 2,4” TFT kleurentouchscreen LCD-monitor met een resolutie van 320x240 pixels;
• ingebouwde luidspreker met een nominaal vermogen van 1 W, piekvermogen van 3 W;
• 2-kleuren, softwaregestuurde LED-indicator;
• uitbreidingsslots: twee 26-pins “slotted” uitbreidingsmoduleconnectoren;
• extra uitrusting (inbegrepen in de controller): 3-assige accelerometer, 3-assige gyroscoop, audiocodec, versterker, converters en stroombeheercircuits, ingangsoverspanning en stroombeveiligingscircuits;
• voeding 6-12V DC, externe netwerkadapter of LiPo-batterij RC 3P (11,1V) / 2P (7,4V).

Programmeren is mogelijk in C, C++/Qt, JavaScript, C#/F# (.NET), Python en Java. Er is ook een eigen ontwikkelomgeving - TRIK-studio, dat draait op Windows en Linux. Er is een applicatie ontwikkeld voor bediening op afstand TRIK-gamepad voor Android. De verbinding met de controller vindt plaats via Wi-Fi. Details over de ontwerper op de officiële website .

Omdat de controller veel commando's ondersteunt, is er voor het bedieningsgemak een applicatie voor smartphones met Android. Commando's worden verzonden via Wi-Fi.

Constructeur MOS, gemaakt door een Amerikaans bedrijf Modulaire robotica, is de meest ongebruikelijke constructor van alle hier genoemde. Er zijn geen draden of conventionele methoden om onderdelen aan te sluiten. Het gehele bouwpakket bestaat uit kubusvormige modules met randen in verschillende kleuren en diverse verbindingselementen, zoals beugels en hoeken. Ze zijn allemaal aan elkaar bevestigd met behulp van magnetische kogels, waarmee u starre of scharnierende verbindingen kunt maken.

De verschillende kleuren van de randen van de modules zijn niet alleen gemaakt voor schoonheid, ze geven ook kenmerken aan. Groene randen geleiden elektriciteit. De batterijmodule heeft allemaal groene vlakken en het hoofddoel van deze module is om energie te leveren aan alle andere modules. Om bijvoorbeeld een module met een motor van stroom te voorzien, moet u een van de groene randen verbinden met de groene rand van de batterij. Rode en bruine randen geleiden gegevens: rood is gegevensuitvoer, bruin is gegevensinvoer. Als u bijvoorbeeld wilt dat de afstandssensor de snelheid van de motor regelt, moet u de rode rand van de afstandssensormodule aansluiten op de bruine rand van de motormodule. Blauwe randen zenden energie en/of gegevens uit. Als u bijvoorbeeld een module moet voeden die zich op enige afstand van de batterij bevindt, kunt u de blauwe randen van een flexibele module of meerdere eenvoudige modules gebruiken.

Robo Wonderkind

Hier is nog een kubusbouwset die compatibel is met de LEGO-set. Constructeur Robo Wonderkind hetzelfde als de constructeur MOS, bestaat uit kubusvormige modules, met uitzondering van de microcontroller, die bestaat uit dubbele kubussen (de microcontroller is oranje op de foto). De modules worden draadloos met elkaar verbonden door middel van speciale verbindingselementen.

Nu in dienst Kickstarter U kunt de volgende kitopties vooraf bestellen: starter (STARTERKIT), verlengd ( GEAVANCEERDE KIT) en professioneel (PROFESSIONELE KIT) . De eerste leveringen starten in juli 2016. De sets zijn ontworpen voor kinderen vanaf 5 jaar en volwassenen.In het starterspakketer is een systeemmodule (microcontroller), een module met een afstandssensor (rood), een Bluetooth-module (blauw), een batterijmodule (groen), een servomotormodule (geel), een lege module, 2 motormodules (blauw) , 2 wielen, 7 verbindingsstukken, 2 LEGO adapters (voor het bevestigen van standaard LEGO onderdelen, zoals mensen, zoals afgebeeld op de foto) en één passief wiel.In de uitgebreide setEr zijn nog 2 lege modules toegevoegd, een module met een LED-display, een module met een lichtsensor, een module met een weersensor, nog 6 verbindingselementen en nog 2 LEGO-adapters.In professionele set, vergeleken met de uitgebreide, is er nog 1 batterijmodule toegevoegd, nog een servomotormodule, nog 3 lege modules, een module met een infraroodsensor, een module met een laserpointer, een module met een elektronisch inktscherm, een module met een camera , een module met een versnellingsmeter, nog eens 9 verbindingselementen, nog 4 LEGO-adapters en nog een passief wiel.

En hier zijn de kenmerken van de ontwerper: Allwinner A13 SoC-processor, RAM 256 MB DDR3, opslag eMMC Flash-geheugen 4 GB, WiFi 802.11 b/g/n, Bluetooth 2.1/3.0/4.0. De systeemmodule heeft een ingebouwde microfoon en luidspreker.

Je kunt de voltooide robot programmeren met een speciale applicatie die beschikbaar is voor iOS en Android. De ontwikkelaars zijn van plan een applicatie voor Windows te maken, zij het pas in september 2016. De programmering hier is grafisch. Scratch wordt ook ondersteund. Ook bieden de makers van de constructor een API voor ontwikkeling, zoals ze schrijven, in elke programmeertaal.

(gebaseerd op materiaal van de site http://www.proghouse.ru/article-box/26-robots)

Verantwoordelijk voor informatie: methodoloog van het Staatsmedisch Centrum voor Honden- en Medische Wetenschappen Soluyanov Evgeniy Aleksandrovich.

Robotica is een van de meest veelbelovende gebieden op het gebied van internettechnologieën, en in onze tijd is het niet nodig uit te leggen dat de IT-sector de toekomst is. Bovendien lijkt robotica misschien interessanter dan wat dan ook: het ontwerpen van een robot betekent bijna het creëren van een nieuw wezen, zij het een elektronisch wezen, wat natuurlijk aantrekkelijk is. Maar ook in deze branche kan alles moeilijk zijn, vooral in het begin. Samen met experts gaan we proberen te achterhalen waarom robotica nodig is en hoe we dit kunnen aanpakken.

Robotica is een van de meest veelbelovende gebieden op het gebied van internettechnologieën, en in onze tijd is het niet nodig uit te leggen dat de IT-sector de toekomst is. Robotica is fascinerend: een robot ontwerpen betekent bijna een nieuw wezen creëren, ook al is het een elektronisch wezen.

Sinds de jaren zestig van de vorige eeuw werden geautomatiseerde en zelfbesturende apparaten die enig werk voor een persoon doen, gebruikt voor onderzoek en productie, en vervolgens in de dienstensector, en sindsdien zijn ze elk jaar steviger verankerd geraakt in de sector. hun plaats in het leven van mensen. Natuurlijk kan niet worden gezegd dat in Rusland alles volledig door onafhankelijke mechanismen wordt uitgevoerd, maar er wordt zeker een bepaalde vector in deze richting geschetst. Sberbank is al van plan om drieduizend advocaten te vervangen door slimme machines.

Samen met experts gaan we proberen te achterhalen waarom robotica nodig is en hoe we dit kunnen aanpakken.

Hoe verschilt robotica voor kinderen van professionele robotica?

Kortom, robotica voor kinderen is gericht op het bestuderen van een onderwerp, terwijl professionele robotica gericht is op het oplossen van specifieke problemen. Als specialisten industriële manipulatoren maken die verschillende technologische taken uitvoeren, of gespecialiseerde platforms op wielen, dan doen amateurs en kinderen natuurlijk eenvoudigere dingen.

Tatyana Volkova, medewerker van het Center for Intelligent Robotics: “In de regel begint iedereen hier: ze bedenken de motoren en dwingen de robot om gewoon vooruit te rijden en dan bochten te maken. Wanneer de robot bewegingscommando's uitvoert, kun je alvast een sensor aansluiten en de robot naar het licht toe laten bewegen of er juist van ‘wegrennen’. En dan komt de favoriete taak van alle beginners: een robot die langs een lijn rijdt. Er worden zelfs diverse robotraces georganiseerd.”

Hoe kun je zien of je kind een voorliefde heeft voor robotica?

Eerst moet je een bouwset kopen en kijken of je kind het leuk vindt om deze in elkaar te zetten. En dan kun je het aan de kring geven. De lessen zullen hem helpen de fijne motoriek, verbeeldingskracht, ruimtelijke waarneming, logica, concentratie en geduld te ontwikkelen.

Hoe eerder je kunt beslissen over de richting van de robotica – ontwerp, elektronica, programmeren – hoe beter. Alle drie de gebieden zijn enorm en vereisen afzonderlijke studie.

Alexander Kolotov, toonaangevend specialist in STEM-programma's aan de Innopolis Universiteit: “Als een kind graag bouwsets in elkaar zet, dan past bouwen bij hem. Als hij geïnteresseerd is om te leren hoe dingen werken, dan zal hij het leuk vinden om met elektronica bezig te zijn. Als een kind een passie voor wiskunde heeft, zal hij geïnteresseerd zijn in programmeren.”

Wanneer moet je beginnen met het leren van robotica?

Het is het beste om vanaf je kindertijd te beginnen met studeren en je in te schrijven voor clubs, maar niet te vroeg - op 8-12 jaar oud, zeggen deskundigen. Vroeger is het voor een kind moeilijker om begrijpelijke abstracties te begrijpen, en later, in de adolescentie, kan hij andere interesses ontwikkelen en afgeleid raken. Het kind moet ook gemotiveerd worden om wiskunde te studeren, zodat het in de toekomst interessant en gemakkelijk voor hem zal zijn om mechanismen en circuits te ontwerpen en algoritmen samen te stellen.

Van 8-9 jaar oud Kinderen kunnen al begrijpen en onthouden wat een weerstand, LED, condensator is, en kunnen later concepten uit de natuurkunde op school beheersen voorafgaand aan het schoolcurriculum. Het maakt niet uit of ze specialist worden op dit gebied of niet, de kennis en vaardigheden die ze opdoen zullen zeker niet voor niets zijn.

Op 14-15 jaar oud je moet wiskunde blijven studeren, roboticalessen naar de achtergrond duwen en programmeren serieuzer gaan bestuderen - om niet alleen complexe algoritmen te begrijpen, maar ook dataopslagstructuren. Vervolgens komt de wiskundige basis en kennis op het gebied van algoritmisering, onderdompeling in de theorie van mechanismen en machines, ontwerp van elektromechanische uitrusting van een robotapparaat, implementatie van automatische navigatie-algoritmen, computer vision-algoritmen en machinaal leren.

Alexander Kolotov: “Als je op dit moment een toekomstige specialist kennis laat maken met de basisprincipes van lineaire algebra, complexe calculus, de waarschijnlijkheidstheorie en statistiek, dan zal hij tegen de tijd dat hij naar de universiteit gaat al een goed idee hebben waarom hij tijdens het hoger onderwijs extra aandacht aan deze onderwerpen moeten besteden.”

Welke ontwerpers kiezen?

Elk tijdperk heeft zijn eigen onderwijsprogramma’s, constructeurs en platforms, variërend in mate van complexiteit. U kunt zowel buitenlandse als binnenlandse producten vinden. Er zijn dure kits voor robotica (ongeveer 30 duizend roebel en meer), er zijn ook goedkopere, zeer eenvoudige (binnen 1-3 duizend roebel).

Als het kind 8-11 jaar, kun je Lego- of Fischertechnik-bouwsets kopen (hoewel fabrikanten uiteraard aanbiedingen hebben voor zowel jongere als oudere leeftijden). De Lego-robotbouwset heeft interessante details, kleurrijke figuren, is eenvoudig in elkaar te zetten en wordt geleverd met gedetailleerde instructies. De Fischertechnik-serie bouwsets voor robotica brengt je dichter bij het echte ontwikkelingsproces, hier heb je draden, stekkers en een visuele programmeeromgeving.

Op 13-14 jaar oud je kunt aan de slag met TRIC- of Arduino-modules, die volgens Tatyana Volkova praktisch een standaard zijn op het gebied van educatieve robotica, maar ook met Raspberry. TRIC is complexer dan Lego, maar lichter dan Arduino en Raspberry Ri. Voor de laatste twee zijn al basisprogrammeervaardigheden vereist.

Wat moet je nog meer studeren?

Programmering. Het is alleen mogelijk om het in de beginfase te vermijden, maar dan kun je niet meer zonder. Je kunt beginnen met Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).

Basismechanica. Je kunt beginnen met knutselen gemaakt van papier, karton, flessen, wat belangrijk is voor de fijne motoriek en de algemene ontwikkeling. De eenvoudigste robot kan worden gemaakt van afzonderlijke onderdelen (motoren, draden, een fotosensor en één eenvoudige microschakeling). De “Making Tool with Father Sperch” helpt je kennis te maken met de basismechanismen.

Basisprincipes van elektronica. Leer eerst hoe u eenvoudige circuits assembleert. Voor kinderen jonger dan acht jaar raden experts de bouwset “Connoisseur” aan; daarna kun je doorgaan naar de set “Basics of Electronics”. Begin".

Waar kunnen kinderen robotica oefenen?

Als je de interesse van een kind ziet, kun je hem naar clubs en cursussen sturen, hoewel je ook zelfstandig kunt studeren. Tijdens de cursussen wordt het kind begeleid door specialisten, kan het gelijkgestemde mensen vinden en zal het regelmatig met robotica bezig zijn.

Het is ook raadzaam om meteen te begrijpen wat je van de lessen verwacht: neem deel aan wedstrijden en strijd om prijzen, neem deel aan projectactiviteiten of studeer gewoon voor jezelf.

Alexey Kolotov: “Voor serieuze lessen, projecten, deelname aan competities moet je clubs kiezen met kleine groepen van 6-8 personen en een coach die studenten naar prijzen in competities leidt, die zichzelf voortdurend ontwikkelt en interessante taken geeft. Voor hobbyactiviteiten kun je terecht bij groepen tot twintig personen.”

Hoe kies je robotica-cursussen?

Let bij het inschrijven voor cursussen op de docent, beveelt commercieel directeur van Promobot Oleg Kivokurtsev aan. "Er zijn precedenten waarin een leraar de kinderen simpelweg de uitrusting geeft, en dan kan iedereen doen wat hij wil", is Tatjana Volkova het met Oleg eens. Dergelijke activiteiten zullen van weinig nut zijn.

Bij het kiezen van cursussen moet je ook op letten op de bestaande materiële en technische basis. Zijn er bouwpakketten (niet alleen Lego), is het mogelijk om programma's te schrijven, mechanica en elektronica te studeren en zelf projecten te maken. Elk tweetal leerlingen moet hun eigen robotica-kit hebben. Bij voorkeur met extra onderdelen (wielen, versnellingen, frame-elementen) als je aan wedstrijden wilt deelnemen. Als meerdere teams tegelijk met één set werken, wordt er hoogstwaarschijnlijk geen serieuze concurrentie verwacht.

Ontdek aan welke wedstrijden de roboticaclub deelneemt. Helpen deze wedstrijden u uw verworven vaardigheden te consolideren en bieden ze u de mogelijkheid voor verdere ontwikkeling?

Robocup-competitie 2014

Hoe kun je zelf robotica bestuderen?

Cursussen vergen geld en tijd. Als het eerste niet genoeg is en u niet regelmatig ergens heen kunt, kunt u samen met uw kind zelfstandig studeren. Het is belangrijk dat ouders over de nodige competentie op dit gebied beschikken: zonder de hulp van een ouder zal het voor een kind behoorlijk moeilijk zijn om robotica onder de knie te krijgen, waarschuwt Oleg Kivokurtsev.

Zoek materiaal om te bestuderen. Ze kunnen op internet worden gehaald, uit bestelde boeken, op bezochte conferenties, uit het tijdschrift "Entertaining Robotics". Voor zelfstudie zijn er gratis online cursussen, bijvoorbeeld ‘Robots en andere apparaten bouwen met Arduino: van stoplicht tot 3D-printer.’

Moeten volwassenen robotica leren?

Als je de kindertijd al hebt verlaten, betekent dit niet dat de deuren van de robotica voor je gesloten zijn. Je kunt je ook inschrijven voor cursussen of zelf studeren.

Als iemand besluit dit als hobby te doen, zal zijn pad hetzelfde zijn als dat van een kind. Het is echter duidelijk dat het onwaarschijnlijk is dat je zonder een professionele opleiding (ontwerpingenieur, programmeur en elektronica-ingenieur) verder kunt komen dan het amateurniveau, hoewel niemand je natuurlijk verbiedt om stage te lopen in een bedrijf. en koppig knagen aan het graniet van een nieuwe richting voor jou.

Oleg Kivokurtsev: “Het zal voor een volwassene gemakkelijker zijn om robotica onder de knie te krijgen, maar tijd is een belangrijke factor.”

Voor degenen die een soortgelijk specialisme hebben, maar zich willen omscholen, zijn er ook verschillende cursussen om te helpen. Voor machine learning-specialisten zal bijvoorbeeld de gratis online cursus over probabilistische robotica "Artificial Intelligence in Robotics" geschikt zijn. Er is ook het Intel-educatieprogramma, het Lectorium-educatieproject en ITMO-afstandscursussen. Vergeet boeken niet, er is bijvoorbeeld veel literatuur voor beginners ("Basics of Robotics", "Introduction to Robotics", "Handbook for Robotics"). Kies wat het meest duidelijk en geschikt voor u is.

Er moet aan worden herinnerd dat serieus werk verschilt van amateurhobby, op zijn minst in de kosten van apparatuurkosten en de lijst met taken die aan de werknemer zijn toegewezen. Het is één ding om de eenvoudigste robot met je eigen handen in elkaar te zetten, maar iets heel anders om bijvoorbeeld computervisie te oefenen. Daarom is het nog steeds beter om vanaf jonge leeftijd de basisprincipes van ontwerp, programmeren en hardware-engineering te bestuderen en vervolgens, als je het leuk vindt, naar een gespecialiseerde universiteit te gaan.

Aan welke universiteiten moet ik gaan studeren?

Majors gerelateerd aan robotica zijn te vinden op de volgende universiteiten:

— Technologische Universiteit van Moskou (MIREA, MGUPI, MITHT);

- Technische Staatsuniversiteit van Moskou, vernoemd naar. NE Bauman;

— Technologische Staatsuniversiteit van Moskou “Stankin”;

— Nationale Onderzoeksuniversiteit “MPEI” (Moskou);

— Skolkovo Instituut voor Wetenschap en Technologie (Moskou);

— Moskouse Staatstransportuniversiteit van keizer Nicolaas II;

— Staatsuniversiteit voor Voedselproductie van Moskou;

— Staatsbosbouwuniversiteit van Moskou;

— Staatsuniversiteit voor lucht- en ruimtevaartinstrumenten van St. Petersburg (SGUAP);

— St. Petersburg Nationale Onderzoeksuniversiteit voor Informatietechnologie, Mechanica en Optica (ITMO);

— Technische Staatsuniversiteit van Magnitogorsk;

— Technische Staatsuniversiteit van Omsk;

— Technische Staatsuniversiteit van Saratov;

— Innopolis Universiteit (Republiek Tatarstan);

— Zuid-Russische Federale Universiteit (Technische Staatsuniversiteit van Novocherkassk).

Het belangrijkste

Het kennen van de basisprincipes van robotica kan binnenkort nuttig zijn voor gewone mensen, en de kans om een ​​specialist op dit gebied te worden ziet er veelbelovend uit, dus het is zeker de moeite waard om op zijn minst een poging te wagen in robotica.