Конструктор Робототехника для создания роботов для... - Детский портал
Agunja.ru

Детский портал
41 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструктор Робототехника для создания роботов для…

Обзор железок для занятий робототехникой с детьми

UPD: к нижеприведенному материалу поступило множество дельных замечаний, поэтому он был полностью переработан: habrahabr.ru/company/makeitlab/blog/252015

Сейчас мы готовим новую площадку для детских занятий. В процессе подготовки стал вопрос выбора платформы, на которой будем обучать. По такому случаю мы подготовили обзор имеющихся платформ с обоснованием выбора. Документ, вроде, интересный получился, решил его здесь опубликовать. Некоторые вещи изложены сильно упрощенно, поскольку текст предназначен не только для хардкорных технарей.

Самый распространенный детский конструктор роботов и самый распространенный конструктор вообще. В России >80% детей занимаются на Лего. Имеет следующие достоинства:

  1. Большая методическая база на русском языке;
  2. От преподавателя требуется не очень высокая квалификация;
  3. Конструктор очень прочный, детям редко удается что-то сломать.

Недостатки:

  1. Изначально это все-таки детский конструктор, для серьезных задач не предназначенный;
  2. Конструктор закрытый, ни с чем не совместим, производитель искусственно создает препятствия к тому, чтобы можно было цеплять к нему компоненты других конструкторов и разрабатывать собственные компоненты;
  3. Программировать можно либо в визуальных средах программирования, либо на С++.

По нашему опыту Лего хорош для детей до 7 класса, тем, кто постарше, лучше что-то другое.

Fishertechnic

http://habrahabr.ru/company/neuronspace/blog/243929/
В целом повторяет идеологию Lego. По сравнению с ним имеет ряд интересных дополнительных элементов: пневмоприводы, хемотроника, ионисторы, электрохимические суперконденсаторы и др. Есть специальные комплекты, моделирующие разного рода производство. Если Лего — это общеразвивающая игрушка, то fischertechnik больше инженерно развивающая, однако по прежнему игрушка.

Есть и другие конструкторы, основной смысл которых — демонстрировать детям какие-то отдельные интересные инженерные элементы. Они имеют достаточно узкое применение, мы их особо не изучали.
Стоимость Fishertechnic примерно соответствует стоимости Лего.

Arduino

Arduino — самая распространенная платформа для взрослой робототехники и электроники, вторая по распространённости среди детей. Разработка полностью открытая, у нее есть множество ответвлений.

Можно выделить три направления работы детей с Ардуино:

  1. Сборка электрических схем. Соответствующие комплекты поставляет Амперка: wiki.amperka.ru;
  2. Сборка и программирование простейших машинок, типа такой: amperka.ru/product/turtle-chassis. В основном эти машинки занимаются тем, что ездят по нарисованной линии (лайнфоловеры);
  3. Сборка более сложных механизмов из конструкторов. (Конструкторы для ардуино — это отдельная большая тема, на ней мы остановимся ниже.)

Достоинства Ардуино:

  1. Открытость и совместимость со всем на свете;
  2. Универсальность: и шестиклассники на нем могут заниматься, и взрослые выполнять серьезные проекты;
  3. Сравнительно низкая цена.

Недостатки:

  1. Сравнительная ломкость (это открытая электронная плата с небольшим уровнем защиты от неправильных подключений);
  2. Программировать можно либо в визуальных средах программирования, либо на С++. Не поддерживаются параллельные процессы, обработка изображений и прочее.

Raspberry Pi и аналоги

Raspberry Pi — это компьютер под управлением операционной системы Linux, имеющий размеры баковской карты. На нем можно запускать те же программы, делать те же вычисления, что и на настольном компьютере (есть видеовыходы, аудиовыходы, USB). Малые размеры вкупе с низким энергопотреблением позволяют устанавливать его на подвижных роботов.

Raspberry поддерживает язык программирования Python. Это наиболее перспективный учебный язык программирования. На западе учебные заведения постепенно переводят на него свои учебные программы. Поддержка этого языка, по нашему мнению, является главным достоинством Raspberry.

Преимущества Raspberry перед Ардуино описаны выше. Недостатки следующие:

  1. По сравнению с Ардуино, Raspberry имеет примерно в два раза более высокую стоимость;
  2. Подключать внешние устройства (датчики, моторчики) к ней существенно сложнее, если не использовать специальные модули расширения.

Raspberry имеет множество аналогов, среди них Raspberry самая дешевая и распространенная. Последняя версия Raspberry по своим характеристикам ничем особо не уступает аналогам, поэтому мы работаем с ней.

Наиболее перспективным направлением сейчас является совмещение Raspberry и Ардуино. Существуют следующие варианты:

  1. Интегрирование разъемов арудино в плату, аналогичную Raspberry (например). Таким образом, Raspberry лишается своего недостатка неудобства подключения внешних устройств;
  2. Подключение к оригинальной Raspberry специального переходника с разъемами ардуино (например). Это дает те же преимущества, что и в предыдущем пункте, плюс к этому появляется дополнительная гибкость: можно отцепить этот переходник и использовать оригинальные разъемы Raspberry (редко, но с ними тоже бывает удобнее). Кроме того, если одна плата сгорит, это не помешает продолжить использовать другую;
  3. Интегрирование в одну плату процессора Raspberry, процессора и разъемов Ардуино (http://www.udoo.org/). Помимо преимуществ из предыдущих пунктов такая схема дает преимущества двухпроцессорной схемы, некоторые вещи на ней делать гораздо удобнее;
  4. Специальная плата Ардуино, имеющая разъем для подключения к Raspberry (поскольку оба проекта открыты, они прекрасно взаимодействуют друг с другом). Помимо преимуществ предыдущего пункта это дает гибкость.

Стоимость первого варианта за западе — около 50$, второй вариант — 75$; третий — 100$; четвертый — 60$. (Чтобы получить стоимость в России эти цены нужно умножить примерно на 2.) При этом последний вариант предоставляет наибольшие возможности и гибкость.

Например, может быть реализован следующий сценарий использования: сначала, когда ребенок только начинает заниматься робототехникой, он работает с Ардуино в графической среде программирования; далее, когда он вырастает из графической среды, подключаем к ардуине Raspberry, и ребенок начинает программировать на Python, использовать различные дополнительные возможности. Если дорогая Raspberry недоступна, ребенок может программировать имеющуюся ардуину на С++.

Механические конструкторы для Arduino и Raspberri

Наиболее известный — это Huna Тор:
По сути, это старый советский металлический конструктор на винтах (к слову у него помимо ардуины есть и собственный контроллер). Похожий на него конструктор предлагает Трик: blog.trikset.com/p/blog-page_6355.html

На наш взгляд, наиболее перспективным является недавно появившийся конструктор Multiplo. В отличии от других конструкторов у него основные детали не металлические, а вырезаны из трехмиллиметрового пластика. Благодаря этому их можно вырезать самостоятельно на специальном станке (тем более, что 3Д-модели деталей выложены в открытый доступ, проект опенсорсный). Если специальный станок недоступен, детали можно вырезать руками с помощью лобзика и дрели.
Помимо винтов в Multiplo широко используются пластиковые заклепки, благодаря этому собирать конструктор гораздо интереснее и быстрее.

Стоимость Huna с Ардуино на борту примерно соответствует стоимости Лего. Стоимость Multiplo с Ардуино на борту примерно в полтора раза ниже.

Преимущества конструкторов на винтах перед Лего:

  1. У детей развивается мелкая моторика;
  2. Нигде на производстве не используются крепления как в Лего, везде крепеж на винтах.

Недостатком является то, что на винтах сборка конструктора идет несколько медленнее и менее интересно.

Заключение

Мы остановились на варианте arduino + Raspberry Pi + конструктор Multiplo.

До седьмого класса нужно что-то другое, этот вопрос мы пока мало изучали.

Если стоит задача привить интерес к каким-то узким отраслям промышленности, то нужен Fishertechnic или аналог.

Если стоит задача научить детей самих нарезать и печатать детали, то за основу лучше брать Multiplo.

Все о конструкторах для робототехники

включайся в дискуссию

Поделись с друзьями

  1. Особенности и отличия от классических наборов
  2. Виды платформ
  3. Советы по выбору

Конструкторы были и остаются одним из самых популярных детских хобби. Эти игры не только крайне увлекательны, но и способствуют развитию у ребенка мелкой моторики, памяти, логического мышления, также кроха учится устанавливать причинно-следственные связи и анализировать. Виды конструкторов поражают своим разнообразием. Это и мягкие тканевые изделия, предназначенные для малышей, и всем известные кубики для строительства, и гибкая мягкая проволока, и, конечно же, конструкторы для робототехники, о которых и пойдет речь в данной статье.

Особенности и отличия от классических наборов

Робототехника — это создание роботов из деталей специального конструктора. От обычных детских наборов она отличается тем, что, помимо стандартного конструирования, включает в себя еще два направления: электронику и программирование. Объединяя обучение с игрой, такой вид конструкторов помогает ребенку лучше понимать математику, физику, информатику и английский язык, а занятия в специализированных кружках оттачивают навык общения и работы в коллективе.

К занятиям робототехникой можно приступать буквально с 3 лет, начиная с простейших наборов. Как и для взрослых, для детей очень важны творческая реализация и ощущение того, что они двигаются в правильном направлении.

Программируемый робот — это личный проект ребенка, благодаря которому он с ранних лет научится самостоятельности и проникнется любовью к науке.

Виды платформ

Существует огромное количество обучающих платформ, рассчитанных как на самых маленьких пользователей, только-только начинающих делать свои первые шаги в робототехнике, так и на ребят старшего школьного возраста и студентов.

В настоящее время наиболее востребованы описанные ниже платформы.

LEGO Mindstorms Education

Первая ассоциация, которая приходит на ум при слове «конструктор», — это легендарная компания LEGO. Их робототехнические наборы EV3 и NXT идеально подходят для занятий в школе и домашнего использования. Программа рассчитана на школьников среднего звена, но практика показывает, что дети от 8-9 лет также легко обучаются на этой платформе. Цена набора составляет порядка 30 тысяч рублей (плюс дополнительный комплект элементов стоимостью 9 тысяч).

Конструктор включает в себя более 500 элементов, мощный микрокомпьютер, три электрических сервомотора, датчики касания, гироскоп, датчик ультразвука, батарею с возможностью перезарядки и соединительные кабели.

HUNA Kicky

Наборы HUNA Kicky больше напоминают сложный конструктор, нежели серьезную робототехническую платформу, что делает их наилучшим вариантом для дошколят и учеников начальных классов (6–10 лет). Серия разбита на три уровня сложности, которые различаются количеством роботов и моделей. Блоки выполнены из яркого пластика, а наборы дополнены не только подробными методическими пособиями, но и увлекательными историями про персонажей, которых можно собрать из деталей этого конструктора. Набор состоит из 238 сборных элементов, материнской платы, 2 DC моторов, 2 датчиков касания, 2 инфракрасных сенсоров и инструкции по сборке. Обойдется такой конструктор в 15 390 рублей.

ROBOTIS Bioloid

Данный конструктор предназначен для занятий со школьниками от 10–12 лет, а также со студентами и взрослыми людьми. Набор позволяет собирать автономные и управляемые модели роботов со сложной кинематикой, каждая из которых разработана с использованием высокоскоростных сервомоторов Dynamixel, датчиков расстояний и IR массивов.

В зависимости от модели цена набора ROBOTIS Bioloid варьируется от 22 400 до 80 000 рублей.

VEX IQ

Эта простая, интуитивно понятная платформа создана специально для обучения детей от 7–8 лет. Части конструктора легко соединяются и разъединяются, без использования дополнительных инструментов, интерфейс рассчитан на новичков, а огромное количество элементов позволяет создавать самые различные комбинации мобильных роботов. Стоимость набора VEX IQ Super Kit составляет 71 500 рублей, а дополнительного ресурсного набора – около 19 000 рублей.

Fishertechnik

Эта платформа получила наибольшее распространение в техучилищах и вузах. Обучающие робоконструкторы от Fishertechnik наглядно показывают рабочие процессы создаваемых механизмов и дополнительно комплектуются рабочими тетрадями с полезной информацией, что делает их особенно удобными для использования в робототехнических кружках. Цены на эти конструкторы разнятся в зависимости от наборов. Наиболее популярный конструктор «Первооткрыватель», позволяющий создавать 14 моделей мобильных роботов с управлением через Wi-Fi, стоит 35 990 рублей.

Читать еще:  «Мама, хочу!»: самые избалованные дети знаменитостей

Кибернетический конструктор «ТРИК образовательный»

В настоящее время начинают активно появляться платформы и от российских производителей. Отечественный контроллер ТРИК разработан командой высококлассных специалистов специально для робототехники и имеет весьма широкий круг задач, начиная от обработки внешних данных и заканчивая обменом информацией.

Образовательные наборы от ТРИК идеально подходят для занятий с детьми от 12 лет, а возможность виртуального моделирования на компьютере делает обучение особенно наглядным и эффективным. Цена такого конструктора составляет около 45 тысяч рублей без учета ресурсных наборов.

Топ лучших брендов робототехнических конструкторов:

  • LEGO Education (Дания);
  • Robotis (Южная Корея);
  • VEX (США);
  • Huna (Южная Корея);
  • RoboRobo (Южная Корея);
  • Fischertechnik (Германия);
  • TETRIX (США);
  • ТРИК (Россия);
  • «Амперка» (Россия).

Советы по выбору

При выборе конструктора в первую очередь следует отталкиваться от возраста ребенка.

Наборы для дошкольников должны быть ориентированы на игровой процесс, так как маленьким детям, ввиду особенностей их психики, тяжело долго удерживать внимание на теоретических элементах. Для них лучше всего подойдут детские наборы Lego «Простые механизмы» и HUNA Kicky.

Первый даст ребенку начальное представление об основных принципах механики, а второй заложит необходимые навыки непосредственно в области электромеханического проектирования.

Кроме того, детям от 3 до 6 лет будут интересны различные роботы-игрушки, позволяющие создавать простые подвижные модели динозавров, животных и машин. По сравнению с конструкторами такие наборы куда более демократичны по цене.

Для детей от 7 до 10 лет уже можно выбирать более сложные робоконструкторы, для работы с которыми необходимы знания физики и основ программирования. В этом случае конструктор послужит наглядным дополнением к школьным урокам и поможет лучше усвоить материал.

В возрасте от 10 до 16 лет ребята могут начинать непосредственно полное освоение основ робототехники, создавая собственные индивидуальные и групповые проекты. В этом случае работа с конструктором должна включать в себя не только сбор механизма, но и программирование микроконтроллеров. Большинство обучающих платформ рассчитано как раз таки на эту возрастную категорию.

А для студентов вузов и взрослых подойдут занятия робототехникой на базе таких платформ, как Raspberry Pi, Matrix, Arduino и Tetrix.

Обзоры конструкторов, используемых в робототехнике. Плюсы и минусы различных платформ

Сегодня есть большое количество разнообразных конструкторов для обучения школьников навыкам программирования робототехнических платформ, и порой очень сложно сделать выбор в пользу того или иного. Рассмотрим наиболее популярные платформы, их достоинства и недостатки.

Виды платформ, их назначение

Обучающие платформы можно разделить:

  • по сложности и количеству элементов для сборки;
  • по типу программного обеспечения контроллера, управляющего роботом;
  • по возрасту пользователей;
  • по стоимости.

Так, например, для ребенка 5-7 лет для обучения первичным навыкам программирования достаточно будет модели конструктора с меньшим количеством элементов и более упрощенной системой «общения» пользователя с роботом.

Сейчас наиболее востребованы платформы таких производителей:

  • LEGO (группа компаний с основным офисом в Дании. Основана в 1932 году). Данная фирма предлагает для детей платформу LEGO Mindstorms Education EV3 и другие.
  • HUNA (корейская компания, недавно продвинувшаяся на рынке детских роботизированных конструкторов). Среди новинок можно отметить платформу Huna Class full kit 3.
  • ROBOTIS (корейская фирма). Она известна серией конструкторов Bioloid.
  • FISHERTECHNIK GmbH (немецкая фирма). Ею выпускаются конструкторы нескольких линеек для детей различного возраста.
  • VEX Robotics (американская компания, основанная двумя инженерами с главным офисом в Далласе). Ее разработками являются конструкторы серии VEX.
  • RoboRobo (еще одна корейская компания, созданная учеными Сеульского Национального университета в 2000 году). Популярной линейкой являются конструкторы: Robo Kit 1-6, Robo Kids, Electronic Kit,Animal Kit и UARO. Они используются для обучения робототехнике в школах азиатского региона.
  • DST Robot (корейский производитель конструкторов, фирма основана в 1999 году). Выпускает два вида конструкторов роботов: гуманоидные роботы HOVIS и роботы-собаки Genibo.
  • ООО «КиберТех» (Санкт-Петербург, Россия) — выпускает конструктор «Трик».

Рассмотрим каждую из этих платформ.

LEGO Mindstorms Education

Набор LEGO Mindstorms Education EV3 подходит для проведения занятий по робототехнике в школе и в домашних условиях. Базовый набор позволяет обучать 1-3 учеников. Программное обеспечение позволяет программировать модели графическим языком LabVIEW. Он является хорошим инструментом для освоения школьниками основ составления алгоритмов и программирования. Программное обеспечение можно бесплатно использовать, скачав его с сайта LEGO Education. Также можно приобрести дополнительное ПО для программирования на основе языков Java или С++.

Плюсом LabVIEW является возможность составления графиков для регистрации экспериментальных данных. В базовое ПО уже включены занятия по освоению и практическому применению детьми программирования EV3. Можно загрузить дополнительное ПО образовательной версии для применения платформы на уроках информатики, физики, осуществления проектирования.

Конструктор состоит из 541 элемента. В состав входят пластиковые детали различной конфигурации, 3 сервомотора, датчики (ультразвуковой, гироскопический, цветовой, касания), соединительные кабели и миникомпьютер EV3. Инструкции по сборке и программированию находятся в ПО платформы.

Миникомпьютер EV3 совместим с планшетами и смартфонами, поддерживает Bluetooth и WiFi, имеет интерфейс для ручного ввода программ, USB-разъем, по 4 порта ввода и вывода, разъем для карты памяти.

Данную платформу можно использовать для детей старше 10 лет, но не исключается возможность обучения более юных учеников.

Huna Class full kit 3

Есть наборы этого производителя, предназначенные для маленьких детей (Fun&Bot), где можно собрать танк или пожарную машину и дистанционно управлять ими. Конструктор Huna Class full kit 3 подойдет как для пользователей без опыта программирования, так и для более опытных.

В отличие от LEGO, здесь можно собрать больше моделей, так как элементы можно крепить с 6 сторон. Количество элементов — около 650. Имеется 4 сервомотора, 6 сенсорных датчиков, микрофон, гудок, светодиоды, соединительные кабели, пульт ДУ и две платы. Контроллер основан на базе платы ATmega 32. В комплект конструктора входит диск с инструкцией и программным обеспечением с графической оболочкой; его можно счесть довольно простым в использовании.

Достоинством данного изделия является возможность комплектации контроллером Arduino и программированием его с помощью ПК или смартфона. Существует русифицированный вариант ПО Ardublock, с помощью которого программируются эти контроллеры.

Преимуществом набора является наличие двух плат — программируемой и с закачанными программами. Когда ученик собрал робота и написал программу, он иногда не может понять причину отказа сконструированной техники (то ли неправильно собрана сама конструкция, то ли неверно составлена программа). Для этих целей устанавливается плата с готовыми программами для проверки работы.

ROBOTIS Bioloid

Конструктор Bioloid STEM подойдет для обучения школьников. К нему есть методические пособия. Конструктор предназначен для получения знаний в сфере программирования, робототехники, физики, учит творческому подходу в конструировании. Программное обеспечение RoboPlus идет в комплекте на диске, а также в мобильных приложениях. Программирование в этой среде похоже на язык С, и для удобства некоторые основные функции реализованы в виде графики.

В состав платформы входят программатор СМ-500, 4 сервомотора, 4 датчика, 6 кабелей и элементы (крепежи, заклепки и др.), аккумулятор.

Fisсhertechnik ROBOTICS

Этот производитель имеет очень широкую видовую линейку, предназначенную для создателей роботов от дошкольников до студентов вузов. Интересны конструкторы с возможностью программирования для пользователей от 8 лет ROBOTICS TXT. Уникальной особенностью являются крепления элементов конструктора (блоки крепятся с 6 сторон, но с различным видом соединения). Сами детали имеют внутри стальной каркас, что обеспечивает прочность конструкции.

Элементы платформы максимально приближают ученика к реализму конструирования робототехники. Двужильный кабель с отсоединенными разъемами ребенок сам должен разделить на нужные участки и подсоединить к ним разъемы. Используется 3-контактный выключатель, что дает возможность конструировать нормально замкнутые и разомкнутые контакты.

Контроллер программируется в графической среде ROBO Pro, что позволяет научиться неопытному пользователю правильно составлять блок-схемы. Через Bluetooth или USB можно загружать готовые программы. ПО в некоторых моделях идет на диске, а иногда его необходимо покупать отдельно.

Дисплей современного контроллера цветной и сенсорный, имеет 8 портов для подключения различной электронной аппаратуры. Состав изделия: контроллер ROBOTICS TXT, 4 светодиода, 3 мотора, фотодатчик и датчик температуры, около 300 деталей, USB-видеокамера.

VEX IQ

Для начинающих робототехников предназначен конструктор VEX IQ Super Kit, для старшеклассников — VEX EDR, для профессионалов, участвующих в Чемпионатах мира по робототехнике, — VEX Pro, который в США. Изделия содержат пошаговую инструкцию, пульт управления в виде джойстика, миникомпьютер VEX IQ Robot Brain с 12 разъемами и дисплеем, большое количество деталей (около 850), 4 двигателя, датчики.

Конструктор VEX EDR имеет более широкие возможности для детей от 12 лет. С ним можно собрать большое количество роботов, имеются наборы для соревнований и школьных занятий, где могут участвовать до 6 школьников.

Robokit от RoboRobo

Этот конструктор хорош тем, что его можно дополнить последующими моделями, имеет ПО с графическим редактором, основанным на работе с картинками, понятными начинающему пользователю. Платформа построена на базе программатора AT Mega. Детали выполнены из текстолита. В состав входят моторы, датчики, пульт управления, кабели, программное обеспечение. Управление происходит с ПК на базе ОС Windows.

Недостатком является отсутствие образовательных материалов на русском языке.

HOVIS и Genibo

В данной корейской платформе используется привод Smart Servo и микрокомпьютер с процессором ATMega. Бесплатные инструкции по сборке роботов, ПО можно найти в интернете. В комплекте набора идут контроллер с датчиками звука, света, расстояния, инфракрасный приемник для пульта. Bluetooth модуль и гироскоп нужно покупать отдельно.

Для программирования используется бесплатное ПО DR-SIM и среда для графического программирования DR-Visual Logic с возможностью редактирования на различных языках (С++, Microsoft Visual Studio и др.).

Управление происходит с помощью мобильного устройства, питание от аккумулятора. Вариативное количество роботов при сборке — до 30 штук.

Кибернетический конструктор «Трик образовательный»

В настоящее время появились платформы отечественных производителей на базе контроллера Arduino линейки «Дерзай» (производитель Санкт-Петербург).

Конструктор «Трик», программатор у которого является собственной разработкой, умеет выдавать речь, работать с моторами, датчиками. Изготавливается из металлических деталей и подойдет для образовательных целей. В его состав входит видеомодуль, 200 деталей, светодиодная лента, микрофон 4 мотора, датчики и другие элементы.

ПО расположено на сайте производителя, программирование происходит в среде TRIK Studio. Положительным моментом является возможность виртуального моделирования на компьютере. Есть возможность управлять моделями с мобильных устройств через Wi-Fi. Изделие предназначено для детей от 12 лет. Преимуществом можно считать простоту программирования, универсальность контроллера, прочность деталей.

Читать еще:  Что делать, если появилась сыпь во рту у ребенка?

А какие платформы и конструкторы используете вы? Пишите в комментариях к статье.

Об авторе: Шевцова Алиса Николаевна, инженер-конструктор по робототехнике.

Спасибо за Вашу оценку. Если хотите, чтобы Ваше имя
стало известно автору, войдите на сайт как пользователь
и нажмите Спасибо еще раз. Ваше имя появится на этой стрнице.

Умные игрушки: лучшие электронные роботы-конструкторы

Помимо увлекательного процесса сборки, ребенок сможет «оживить» свое творение — заставить робота двигаться, танцевать, говорить и т. д. Это возможно с помощью программирования игрушки — внесения в программу последовательности определенных действий. Роботом-конструктором можно управлять с помощью компьютера, планшета или смартфона. Есть также модели, программируемые при помощи кнопок на корпусе игрушки.

Конструкторы не только развивают логическое мышление и математические способности, но и пробуждают интерес к науке и технологиям, закрепляют школьные знания в области физики. Одна сплошная польза!

Xiaomi Mitu Mi Robot Builder Rover

Конструктор-робот Xiaomi Mitu Mi Robot Builder Rover программируется и управляется с помощью смартфона. Из тысячи деталей собираются четыре разные конструкции: робот, динозавр, самолет и мотоцикл. Часть инструкций по сборке находится в приложении Mi Robot Builder, доступном на Android и iOS.

Детали Xiaomi Mitu Mi Robot Builder Rover полностью совместимы с конструкторами LEGO

Xiaomi Mitu Mi Robot Builder Rover умеет передвигаться самостоятельно по заданной траектории или с помощью ручного управления, поворачивать в разные стороны и крутиться вокруг своей оси. Робота можно запрограммировать на целый ряд действий: например, прошагать пять секунд, остановиться на пять секунд, развернуться и воспроизвести музыку.

LEGO Education Mindstorms EV3

У конструктора LEGO Mindstorms EV3 две версии — Home (домашняя) и Education (образовательная). Набор Home больше подойдет детям 5-9 лет и для игровых целей; если же ребенок старше 10 лет или всерьез увлекается программированием, то стоит купить Education — у него больше датчиков. Например, ультразвуковой сенсор в старшей модели гораздо точнее определяет расстояние, чем инфракрасный, который используется в Home. Также в обучающей версии робота есть гироскоп, датчики прикосновения и цвета.

LEGO Education Mindstorms EV3 относят к серьезной робототехнике и используют для обучения детей программированию

Из 541 детали собирают роботов для самых разных задач. Робот Color Sorter самостоятельно сортирует детали по цветам (с помощью датчика цвета), робот-сигвей ездит и балансирует на месте, робо-рука перемещает предметы, как настоящий строительный кран. Есть даже робот-собачка, которая умеет «есть», «спать», «гавкать» и реагировать на ласку.

Игрушка программируется и управляется с помощью компьютера, смартфона или планшета. Возможности LEGO Education Mindstorms EV3 можно расширить, купив дополнительный «Ресурсный набор».

LEGO Boost 17101

Робототехнический конструктор LEGO Boost создан для обучения детей основам механики и программирования. В нем более 800 деталей, из которых можно собрать красивые и интересные модели (робота, кота, гитару, различный транспорт).

LEGO Boost рекомендован для детей старше 7 лет

Процесс оживления собранных моделей реализован отлично — задания с роботами нужно проходить в приложении последовательно. Это помогает ребенку не просто бездумно повторять за инструкцией, а понять взаимосвязь программирования и действий игрушки. К тому же приложение красиво оформлено и озвучено, а также выдает виртуальные награды за прохождение — то, что нужно для работы с детьми.

Но взаимодействовать с роботом можно только с помощью планшета, к смартфону и компьютеру он не подключается. При этом диагональ экрана должна быть не менее 8”, версия Bluetooth — не ниже 4.1.

Clementoni Mio the Robot

В отличие от LEGO Boost со множеством мелких элементов, Clementoni Mio the Robot собирается быстрее — деталей в нем гораздо меньше, и они довольно крупные (главное, внимательно подсоединить провода). В собранном виде он выглядит очень мило и чем-то напоминает мультяшного робота WALL-E.

Помимо движения по заданной траектории робот может искать металлические предметы с помощью металлоискателя с магнитом, который закрепляется в его руке. Например, можно разложить на полу монеты, а затем попробовать запрограммировать игрушку так, чтобы она собрала их по ходу движения.

Clementoni Mio the Robot программируется с помощью кнопок на «спине» игрушки

Еще одна возможность — это рисование. Здесь принцип тот же: в руке игрушки закрепляется карандаш, а робот двигается по заданной траектории, создавая на бумаге рисунок.

Знаток 70707 Магия голоса

«Знаток Магия голоса» — это электронный конструктор, с помощью которого собираются разные интересные схемы на плате. У игрушки довольно широкая функциональность: она умеет рассказывать сказки, записывать голос ребенка и затем проигрывать его, изображать звуки животных и природных явлений (дождь, гром), а еще повторять слова, как попугай.

«Знаток Магия голоса» рекомендуется детям старше 5 лет

Принципы, по которым работают схемы конструктора, применяются и в реальных устройствах. От них он отличается только тем, что при сборке не нужно ничего паять.

Игрушка реагирует на голосовые команды — можно попросить ее рассказать сказку, спеть песню, прочитать стих, включить/выключить свет.

Амперка AMP-S026 Робоняша

«Амперка Робоняша» — это робот на JavaScript, который научит ребенка основам конструирования, электроники и программирования.

К процессу сборки компания подошла творчески. Чтобы не дать заскучать юному инженеру, конструирование разбили на 12 проектов: от простых вроде сборки сенсорных выключателей до создания боевых ботов и марсоходов на дистанционном управлении. Таким образом, ребенок пошагово собирает все более сложных и умных роботов.

«Амперка Робоняша» рекомендована детям старше 12 лет

«Робоняша» умеет ездить по линии, объезжать препятствия, избегать падения с высоты, везде следовать за ребенком, толкать предметы перед собой. Все эксперименты подробно описаны и проиллюстрированы, в инструкции есть необходимая теория по написанию кода и готовые программы для робота.

Амперка AMP-S042 Робожук

«Амперка Робожук» — это электронный конструктор российского производителя для детей помладше: от 8 лет. Игрушка заинтересует ребенка электроникой, познакомит с ее базовыми принципами и компонентами, научит собирать электрические схемы.

Красочная инструкция разработана таким образом, чтобы у ребенка не осталось вопросов при сборке. Здесь есть подробные схемы, руководства и принципы работы компонентов для самых любознательных.

«Амперка Робожук» двигается и вращается с разной скоростью, светится и издает звуки

Как и в предыдущем конструкторе, процесс сборки разбили на увлекательные эксперименты — от запуска двигателя до дистанционного управления полноценно собранным роботом-жуком. На корпусе уже спаяны необходимые детали, остальные подписаны и расфасованы в коробке, так что ребенок легко разберется с ними самостоятельно. Кстати, производитель позаботился и положил деталей с запасом — если что-то потеряется, не страшно.

UBTECH Jimu Astrobot

Перед тем как конструировать UBTECH Jimu Astrobot, необходимо установить на смартфон фирменное приложение Jimu. С его помощью можно не только собирать роботов, но также программировать и управлять ими.

Для сборки доступны три разные модели: они отличаются как внешне, так и принципами передвижения. Большинство функциональных узлов этого конструктора состоит из сверхточных сервоприводов UBTECH, благодаря чему их можно программировать даже на изменения малейшего градуса наклона.

UBTECH Jimu Astrobot рекомендован для детей старше 8 лет

В приложении есть список действий, которые выполняет игрушка: двигается в разных направлениях, хлопает, боксирует, танцует, разговаривает, подмигивает и многое другое. Управляется робот с помощью джойстика на экране смартфона, также можно записать последовательность действий, чтобы гаджет их выполнил.

Makeblock Neuron Inventor Kit

Makeblock Neuron Inventor Kit — это конструктор для STEM-обучения, из которого в прямом смысле слова можно собрать все, что угодно. Модули выполнены таким образом, что юные инженеры без проблем сконструируют кота, динозавра, кролика, электрогитару, игрушечную бомбу с таймером, диджейский пульт, безумного робота и другое.

Строительные блоки крепятся с помощью магнитов — это наиболее устойчивый и удобный вариант. Они надежно держатся друг на друге и на металлических поверхностях. Соединительные элементы конструктора совместимы с LEGO.

Makeblock Neuron Inventor Kit программируется и управляется с помощью приложения на смартфоне

Для программирования действий не нужно прописывать код — набор собирается из цветных блоков на основе логических связей, с которыми справится даже дошкольник (хотя игрушка рекомендована детям старше 6 лет). В интуитивно понятном приложении Neuron есть видеоинструкции и учебные пособия: ребенок может использовать готовые программы, а может сам создавать их.

Fischertechnik Robotics 544624 TXT Умный дом

Fischertechnik Robotics Smart Home — это настоящая система умного дома, но только для детей. Из 220 деталей можно собрать 6 разных сенсорных станций с движущейся камерой (которая может делать снимки), мониторингом окружающей среды и датчиками для измерения температуры, давления, качества, влажности воздуха и т. д.

Fischertechnik Robotics Smart Home — это настоящий умный дом в детском варианте

Конструктор программируется и контролируется с помощью программы ROBO Pro и контроллера ROBOTICS TXT. Он подключается к сети Wi-Fi, так что камерой можно управлять на расстоянии. Кроме того, контроллер подключается к облачному серверу, на котором сохраняются данные датчиков. Таким образом, можно постоянно контролировать данные и управлять движением камеры из любой точки мира.

Подключение к компьютеру,

взаимодействие с мобильным приложением

Подключение к компьютеру

Взаимодействие с мобильным приложением

Взаимодействие с мобильным приложением

Взаимодействие с мобильным приложением

Можно подключить датчик цвета

ультразвуковой датчик (не входят в комплект)

Электронные конструкторы и наборы робототехники

Готовые наборы Амперки адресованы тем, кто делает первые шаги в создании электронных устройств, робототехнике и программировании.

Плата Iskra Uno (аналог Arduino), полный набор деталей и модулей для прохождения 20 обучающих проектов на C++

Базовый набор с оригинальной платой и мелочёвкой для тех, кто хочет приобщиться к миру Arduino и пройти 8 обучающих проектов из 20

Всё, что нужно новичку для старта с Arduino: оригинальный контроллер и набор деталей для прохождения 17 обучающих проектов из 20

Комфортное начало работы с Arduino: оригинальная плата, набор деталей и модулей для прохождения всех 20 обучающих проектов

Набор модулей для подключения Arduino Uno к интернету и работы с сетевыми сервисами

Образовательный курс «Матрёшка online» — абонемент на 8 занятий

Набор для обучения искусству пайки с нуля с подробным руководством и всеми необходимыми инструментами

Набор для пайки ползучего кибержука с вибромотором и светодиодными глазами

Набор для пайки портативного металлоискателя с настраиваемой чувствительностью

Набор для пайки светящегося магнита на холодильник

Набор для пайки RGB-фонарика на двух батарейках AA с плавной регулировкой цвета

Марсианская база и 18 проектов на Arduino для обучения визуальному языку программирования XOD

Всё необходимое для начала работы с Raspberry Pi 4 (8 ГБ памяти) и прохождения 19 обучающих проектов

Читать еще:  Грудное вскармливание после кесарева сечения...

Всё необходимое для начала работы с Raspberry Pi 4 (4 ГБ памяти) и прохождения 19 обучающих проектов

Всё необходимое для начала работы с Raspberry Pi 4 (2 ГБ памяти) и прохождения 19 обучающих проектов

Увлекательный набор для изучения основ электроники для детей младшего школьного возраста

Соберите своего мобильного робота для гонок по линии и научитесь программировать на языке C++ на примере 12 гаражных экспериментов

Изучите основы робототехники и программирования на JavaScript в 12 экспериментах, собрав няшного мобильного робота

Соберите электронного жука с дистанционным управлением и пройдите 14 обучающих опытов

Набор для создания и программирования гаджетов на языке JavaScript

Набор дополнительных модулей для подключения к интернету и работы с браузерными интерфейсами

Набор дополнительных модулей для создания автономной системы полива комнатных растений

Набор дополнительных модулей для превращения «Йодо» в мобильного двухколёсного робота

Конструктор для сборки умного котика из Iskra Neo, Slot Shield и шести Troyka-модулей

Все наборы Амперки сопровождаются продуманными инструкциями без сухой теории, чтобы никто не заскучал по мере сборки. Мы уделяем особое внимание стильному оформлению и красочной упаковке наборов, поэтому они сразу годятся в подарок без лишней обёртки.

Мы предлагаем несколько серий наборов с разным уклоном: детские, на Arduino, на Raspberry Pi, для робототехники или пайки. Особые образовательные наборы адресованы школам и кружкам.

Порядок и сложность экспериментов выстроены так, чтобы с ними справился даже новичок. Но если возникают сложности с прохождением наборов, или вы затрудняетесь с выбором — смело обращайтесь в нашу техподдержку, и вам обязательно помогут!

Хочу стать инженером и собрать робота. У меня получится?

Можно подумать, что робототехника — занятие для умников и выпускников физтеха, но это не так. На самом деле простых роботов строят даже младшие школьники, поэтому вам это тоже под силу. Вместе с благотворительным фондом Олега Дерипаски «Вольное дело», реализующим программу по робототехнике для школьников, подростков и студентов, мы сделали простой гид для начинающих инженеров (впрочем, взрослым он тоже вполне может пригодиться). Объясняем, как собрать своего первого робота.

Что мне потребуется?

В первую очередь — микроконтроллер. Он станет мозгом будущего робота. Можно сказать, что микроконтроллер — это крошечный компьютер, размещенный на одной микросхеме. У него есть процессор, оперативная и постоянная память и даже периферийные устройства: интерфейсы ввода и вывода данных, различные таймеры, передатчики, приспособления, которые инициируют работу двигателей. Набор устройств зависит от конкретной модели. Именно микроконтроллер будет получать информацию от внешнего мира через датчики движения, фотокамеры и прочие приспособления, анализировать ее и побуждать робота совершать в ответ какие-то действия.

Микроконтроллер нужно будет установить на печатную плату, запитать его, подсоединить все необходимые устройства (датчики, лампочки, двигатели), а еще собрать из подручных материалов корпус робота. Все детали, которые для этого нужны, можно купить в любом магазине радиотехники.

Если у вас нет профильного образования или опытного наставника, который подробно объяснит, что именно и в какой последовательности устанавливать (и как пользоваться паяльником!), готовьтесь к долгой и кропотливой работе: придется перерыть интернет вдоль и поперек и испортить множество деталей.

Я в ужасе и собираюсь передумать. Нельзя попроще?

Можно. Специально для тех, кто никогда не держал в руках паяльник, но очень хочет попробовать себя в робототехнике, существуют специальные наборы-конструкторы, позволяющие сделать всё то же самое, но быстрее. Самый известный и популярный — Arduino. Его главное преимущество в том, что это не просто игрушка, а целая экосистема: множество обучающих материалов и инструкций, видеокурсы, огромное пользовательское комьюнити — можно задать любой вопрос от новичкового до самого продвинутого. Есть и другие платформы — например, совсем простой конструктор Mindstorms от Lego.

Составы наборов могут быть очень разными, но в каждом есть готовая печатная плата с уже установленным микроконтроллером и всеми дополнительными деталями, которые нужны для решения простых типовых задач. Обычно плату можно напрямую подключить к компьютеру через USB. А дальше среда разработки от производителя поможет сразу же сделать первые шаги в программировании роботов. Например, заставить мигать лампочку на плате.

Теперь всё зависит от вас. Можно, используя готовую плату, реализовать собственный несложный проект: например, сделать машинку, которая движется и останавливается по команде, или гирлянду для новогодней елки. Можно купить набор, уже включающий в себя всё, что нужно для постройки робота определенного типа, и потренироваться на нем. Плюс этого варианта: все детали в наборе подготовлены так, чтобы вы могли соединить их без паяльника или других инструментов.

Участники программы «Робототехника», которую поддерживает фонд Олега Дерипаски «Вольное дело», уже через несколько лет обучения могут создавать куда более сложные проекты и придумывают инженерные решения для самых разных задач. Например, разрабатывают системы для автоматической сортировки мусора. Если вам кажется, что всё это очень сложно, вы правы, но научиться этому может каждый.

У меня в школе была двойка по физике, и вообще я гуманитарий. Мне нужно что-то выучить, прежде чем приступать?

Штурмовать учебники необязательно. Конечно, школьная физика пригодилась бы, но если вы ее забыли, не переживайте — вспомните по ходу дела. Для начала просто погуглите, что такое ток, сопротивление, закон Ома, конденсатор, транзистор — пара десятков статей дадут вам базовые представления о радиотехнике, и этого хватит на первое время. Позже вы легко найдете в сети всю информацию, которая вам понадобится. И усвоите ее на практике — гораздо лучше, чем из учебника.

А программировать надо уметь?

Если умеете, создание первого робота окажется, возможно, даже слишком легким делом. Если не умеете — отличный повод научиться. Дело в том, что программирование робота — штука очень наглядная: вот вы написали код и сразу же загорелась лампочка. Вам нужно, чтобы ваш робот разворачивался, когда до стены осталось меньше 5 см, значит, в программе надо прописать такое условие, всё логично. Именно поэтому детей часто начинают учить программированию на примере робототехники: здесь вместо скучных абстракций сразу получается осязаемый результат в реальном мире. На этом принципе строится обучение по программе «Робототехника». Все участники сразу же могут применить полученные знания на практике.

Перед первой попыткой написать программу для робота достаточно разобраться, что такое цикл и условный оператор . Для тех, кому и это кажется слишком сложным, производители конструкторов часто предусматривают визуальные редакторы: там код вообще не нужно писать, всё настраивается перетаскиванием блоков мышкой. Конечно, никакого сложного функционала так не напрограммируешь, но это уже начало. Позже, если захотите заниматься робототехникой углубленно, полезно будет освоить язык С, который чаще всего используется в этой сфере.

Меня случайно не убьет током?

Нет. Если, конечно, вы не собираетесь начать сразу с постройки огромных промышленных роботов. Пока речь идет о небольших игрушках, сила тока и напряжение настолько малы, что даже если вас и ударит, то вы ничего не почувствуете. Самое страшное, что можно сотворить, конструируя маленького робота, — небольшой взрыв на столе. Но это случится, только если вы перепутаете «плюс» с «минусом» во время работы с электролитическим конденсатором.

Самая вероятная неприятность — некоторое количество испорченных деталей, которые вы попытаетесь подсоединить не так и не туда. Но переживать не стоит: все необходимые расходники недороги, а их поломка тоже важная часть обучения.

Мой робот сможет защитить меня от врагов? Ну или хотя бы тапочки принести?

Самый первый — вряд ли. Точнее, нет ничего невозможного, но для начала лучше поставить перед собой цель попроще. Например, на базе того же Arduino можно собрать самых разных движущихся роботов: они могут ездить просто вперед-назад, по сложной заданной траектории или по нарисованной линии. Робот, который самостоятельно объезжает препятствия или как-то еще меняет свое поведение при приближении к разным объектам, тоже посильная задача. Еще первый робот вполне сможет включать и выключать что-нибудь, ориентируясь на уровень освещенности, совершать какие-то действия в определенный момент, заданный таймером, или по нажатию кнопки.

Ну а в будущем, если продолжите заниматься робототехникой, сможете сделать и робота-помощника, и робота-охранника, который умеет стрелять. Еще можно собрать робот-пылесос собственной модели. В России и в мире постоянно проводятся соревнования по робототехнике, на которых роботы-участники сражаются, играют в футбол, участвуют в гонках и просто демонстрируют свои выдающиеся способности. Например, на «РобоФесте», который ежегодно организует фонд «Вольное дело», можно увидеть сотни разных роботов.

Умение собирать роботов как-то пригодится мне в жизни?

Да, еще как. Вы неизбежно научитесь программировать. Причем будете в состоянии не просто писать код, который что-то как-то делает, но и понимать всю цепочку, по которой набранные вами на клавиатуре символы преобразуются в действия целого механизма. Уметь программировать в наше время почти так же полезно, как знать английский язык: пригодится, даже если вы маркетолог или продавец мороженого.

Знание робототехники при желании позволит вам здорово усовершенствовать быт и даже сделать свое жилище «умным», не покупая дорогих готовых решений. Световой будильник? Запросто. Лампы с датчиками движения? Да легко. Чайник, который начинает кипятиться, получив СМС, и передает кондиционеру сигнал охлаждать, а пылесосу пылесосить? Не так легко, но вполне реализуемо.

Где можно узнать больше о роботах?

Можно пройти один из многочисленных, в том числе совершенно бесплатных онлайн-курсов. Можно выбрать курс, посвященный Arduino, — как, например, этот от МФТИ, или начать с Lego. А можно не привязываться к конкретной платформе и учиться робототехнике в целом — например, на этом курсе от Бауманки. Ну а если вы знаете английский, буквально вся Coursera с программами по робототехнике от ведущих мировых университетов к вашим услугам.

А если мне понравится и я захочу сделать это своей профессией? Куда податься?

Самое очевидное решение — в программисты. Причем не обязательно туда, где работают непосредственно с «железом»: навыки, полученные во время занятий робототехникой, пригодятся в любой сфере — от промышленного до веб-программирования.

Если возникнет желание связать свою дальнейшую судьбу именно с роботами, придется получить соответствующее высшее образование. Специальность «Робототехника и мехатроника» уже появилась во многих технических вузах — в Москве это МГТУ имени Баумана, МИФИ, МЭИ, МИРЭА. Подойдет и факультет радиотехники: большинство нынешних специалистов по робототехнике получали именно такое образование.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector