Το V-REP είναι ένας δωρεάν προσομοιωτής προγραμματισμού ρομπότ. Προγραμματισμός και έλεγχος βιομηχανικών ρομπότ

Πολλοί ρομποτικοί ελεγκτές υλοποιούνται χρησιμοποιώντας γλώσσες προγραμματισμού ειδικού σκοπού. Για παράδειγμα, πολλά προγράμματα γενικής αρχιτεκτονικής έχουν εφαρμοστεί στο γλώσσα συμπεριφοράς, το οποίο όρισε ο Μπρουκς. Αυτή η γλώσσα είναι μια γλώσσα ελέγχου σε πραγματικό χρόνο, βασισμένη σε κανόνες, η οποία, όταν μεταγλωττίζεται, παράγει ελεγκτές ΑΦΣΜ. Μεμονωμένοι κανόνες αυτής της γλώσσας, που καθορίζονται με χρήση συντακτικών όπως Ψελλίζω, μεταγλωττίζονται σε αυτόματα AFSM και ομάδες αυτόματα AFSM συνδυάζονται χρησιμοποιώντας ένα σύνολο μηχανισμών για τη μετάδοση τοπικών και καθολικών μηνυμάτων.

Όπως και η γενική αρχιτεκτονική, η γλώσσα συμπεριφοράς είναι περιορισμένη επειδή στοχεύει στη δημιουργία απλών AFSM με έναν σχετικά στενό ορισμό της ροής επικοινωνίας μεταξύ των μονάδων. Αλλά πρόσφατα, νέα έρευνα πραγματοποιήθηκε με βάση αυτή την ιδέα, η οποία οδήγησε στη δημιουργία ενός αριθμού γλωσσών προγραμματισμού, παρόμοιων στο πνεύμα με τη γλώσσα συμπεριφοράς, αλλά πιο ισχυρές και που παρέχουν ταχύτερη εκτέλεση.

Μία από αυτές τις γλώσσες είναι καθολική ρομποτική γλώσσα, ή για συντομία GRL (Γενική γλώσσα ρομπότ). Η GRL είναι μια λειτουργική γλώσσα προγραμματισμού για τη δημιουργία μεγάλων αρθρωτών συστημάτων ελέγχου. Όπως μια γλώσσα συμπεριφοράς, η GRL χρησιμοποιεί μηχανές πεπερασμένης κατάστασης ως βασικά δομικά στοιχεία της. Αλλά ως ρύθμιση πάνω από αυτά τα αυτόματα, το GRL προσφέρει μια πολύ ευρύτερη λίστα κατασκευών για τον καθορισμό της ροής επικοινωνίας και τον συγχρονισμό περιορισμών μεταξύ διαφορετικών μονάδων από μια γλώσσα συμπεριφοράς. Τα προγράμματα GRL μεταγλωττίζονται σε αποτελεσματικά προγράμματα σε γλώσσες εντολών όπως π.χ ΜΕ.

Μια άλλη σημαντική γλώσσα προγραμματισμού (και σχετική αρχιτεκτονική) για το λογισμικό παράλληλης ρομποτικής είναι το σύστημα σχεδιασμού αντιδραστικών ενεργειών ή RAPS (Σύστημα Σχεδίου Αντιδραστικής Δράσης). Το σύστημα RAPS επιτρέπει στους προγραμματιστές να προσδιορίζουν στόχους, σχέδια που σχετίζονται με αυτούς τους στόχους (ή να ορίζουν εν μέρει πολιτικές) και να προσδιορίζουν τις συνθήκες υπό τις οποίες αυτά τα σχέδια είναι πιθανό να υλοποιηθούν με επιτυχία.

Είναι πολύ σημαντικό, το RAPS περιλαμβάνει επίσης διατάξεις για την αντιμετώπιση των αναπόφευκτων αστοχιών που συμβαίνουν σε πραγματικά ρομποτικά συστήματα. Ο προγραμματιστής μπορεί να καθορίσει διαδικασίες για τον εντοπισμό διαφόρων τύπων αστοχιών και να παρέχει μια διαδικασία για την εξάλειψη μιας κατάστασης εξαίρεσης για κάθε τύπο αστοχίας. Σε αρχιτεκτονικές τριών επιπέδων, το RAPS χρησιμοποιείται συχνά σε εκτελεστικό επίπεδο, γεγονός που του επιτρέπει να αντιμετωπίζει με επιτυχία απροσδόκητες καταστάσεις που δεν απαιτούν επαναπρογραμματισμό.

Υπάρχουν επίσης πολλές άλλες γλώσσες που παρέχουν συλλογιστικά και εργαλεία εκμάθησης για ρομπότ. Για παράδειγμα, η Golog είναι μια γλώσσα προγραμματισμού που επιτρέπει την απρόσκοπτη αλληλεπίδραση μεταξύ εργαλείων αλγοριθμικής επίλυσης προβλημάτων (σχεδιασμός) και εργαλείων αντιδραστικού ελέγχου που καθορίζονται απευθείας χρησιμοποιώντας την προδιαγραφή.

Τα προγράμματα στη γλώσσα Golog διατυπώνονται με όρους λογισμού καταστάσεων, λαμβάνοντας υπόψη την πρόσθετη δυνατότητα χρήσης μη ντετερμινιστικών τελεστών δράσης. Εκτός από τον καθορισμό ενός προγράμματος ελέγχου με μη ντετερμινιστικές δυνατότητες δράσης, ο προγραμματιστής πρέπει επίσης να παρέχει ένα πλήρες μοντέλο του ρομπότ και του περιβάλλοντος του.

Μόλις το πρόγραμμα ελέγχου φτάσει σε ένα μη ντετερμινιστικό σημείο επιλογής, ο χρονοπρογραμματιστής (που καθορίζεται με τη μορφή ενός αποδεδειγμένου θεωρήματος) καλείται να καθορίσει τι θα κάνει στη συνέχεια. Με αυτόν τον τρόπο, ο προγραμματιστής μπορεί να ορίσει μερικώς καθορισμένους ελεγκτές και να βασίζεται στη χρήση ενσωματωμένων προγραμματιστών για να κάνει την τελική επιλογή σχεδίου ελέγχου.

Το κύριο ελκυστικό χαρακτηριστικό της γλώσσας Golog είναι η απρόσκοπτη ενσωμάτωση του αντιδραστικού ελέγχου και του αλγοριθμικού ελέγχου. Αν και η Golog έχει αυστηρές απαιτήσεις (πλήρης παρατηρησιμότητα, διακριτές καταστάσεις, πλήρες μοντέλο), η γλώσσα έχει δημιουργήσει ελέγχους υψηλού επιπέδου για μια σειρά κινητών ρομπότ εσωτερικού χώρου.

Η γλώσσα JSk CES (συντομογραφία του C++ για ενσωματωμένα συστήματα) είναι μια επέκταση γλώσσας της C++ που συνδυάζει πιθανολογικά και μαθησιακά εργαλεία. Οι τύποι δεδομένων CES περιλαμβάνουν κατανομές πιθανοτήτων, επιτρέποντας στον προγραμματιστή να κάνει υπολογισμούς χρησιμοποιώντας αβέβαιες πληροφορίες χωρίς την προσπάθεια που συνήθως συνδέεται με την εφαρμογή πιθανοτικών μεθόδων.

Το πιο σημαντικό, η γλώσσα CESπαρέχει προσαρμογή του ρομποτικού λογισμικού μέσω μάθησης βάσει παραδειγμάτων, όπως αυτό που γίνεται στους αλγόριθμους εκμάθησης. Γλώσσα CESεπιτρέπει στους προγραμματιστές να αφήνουν «κενά» στον κώδικα, τα οποία είναι γεμάτα με λειτουργίες εκπαίδευσης. Τυπικά αυτά τα εύρη είναι διαφοροποιήσιμες παραμετρικές αναπαραστάσεις όπως τα νευρωνικά δίκτυα. Στη συνέχεια, σε επιμέρους στάδια μάθησης, για τα οποία ο δάσκαλος πρέπει να ορίσει την απαιτούμενη συμπεριφορά εξόδου, η επαγωγική μάθηση λαμβάνει χώρα χρησιμοποιώντας αυτές τις συναρτήσεις. Η πρακτική έχει δείξει ότι η γλώσσα CES μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε προβληματικές περιοχές χαρακτηριστικές ενός μερικώς παρατηρήσιμου και συνεχούς περιβάλλοντος.

Η γλώσσα ALISP είναι μια επέκταση της γλώσσας Ψελλίζω. Γλώσσα ALispεπιτρέπει στους προγραμματιστές να προσδιορίζουν μη ντετερμινιστικά σημεία επιλογής, παρόμοια με τα σημεία επιλογής στη γλώσσα Golog. Αλλά το ALisp δεν χρησιμοποιεί έναν αποδεικτικό θεωρήματος για τη λήψη αποφάσεων, αλλά μάλλον ένα επαγωγικό εργαλείο μάθησης που χρησιμοποιεί ενισχυτική μάθηση για να καθορίσει τη σωστή ενέργεια. Επομένως γλώσσα ALispμπορεί να θεωρηθεί ως ένας βολικός τρόπος εισαγωγής γνώσης σχετικά με τον τομέα του προβλήματος σε μια διαδικασία ενισχυτικής μάθησης, ειδικά γνώση σχετικά με την ιεραρχική δομή των «διαδικασιών» για την επιθυμητή συμπεριφορά. Μέχρι τώρα, το ALisp είχε χρησιμοποιηθεί μόνο για την επίλυση προβλημάτων ρομποτικής σε μελέτες προσομοίωσης, αλλά θα μπορούσε να γίνει η βάση μιας πολλά υποσχόμενης μεθοδολογίας για τη δημιουργία ρομπότ που μπορούν να μάθουν αλληλεπιδρώντας με το περιβάλλον τους.

Θέλετε να δοκιμάσετε τις δυνάμεις σας στη ρομποτική, αλλά δεν θέλετε να ξοδέψετε χρήματα, να περιμένετε να παραδοθούν εξαρτήματα και να δυσκολευτείτε με τη συναρμολόγηση; Σας ενδιαφέρει να δοκιμάσετε τον κώδικα χωρίς να εξετάζετε περιορισμούς υλικού; Αυτό το άρθρο θα σας επιτρέψει να ξεκινήσετε να εργάζεστε αμέσως αφού το διαβάσετε, γιατί θα μιλάμε για προσομοίωση ρομπότ.

Η Google αγόρασε την Boston Dynamics. Αυτό το μήνυμα με σόκαρε. Η Boston Dynamics είναι μια από τις πιο διάσημες εταιρείες που ειδικεύονται στη ρομποτική, και λαμβάνοντας υπόψη ότι η Google αγοράζει ήδη την όγδοη εταιρεία της σε αυτήν την αγορά, τίθεται ένα εύλογο ερώτημα: τι κάνουν; Φαίνεται ότι διανύουμε μια ενδιαφέρουσα δεκαετία!

Ωστόσο, ας μην κουράζουμε το μυαλό μας για αυτό για πολύ καιρό, αλλά ας ασχοληθούμε. Η ανάπτυξη λογισμικού επιτρέπει πλέον σχεδόν σε όλους να πάρουν και να δημιουργήσουν το δικό τους ρομπότ. Το ρομπότ δεν είναι πραγματικό, αλλά το μοντέλο λογισμικού του, δηλαδή, εκτελεί μια προσομοίωση του ρομπότ. Λαμβάνοντας υπόψη ότι σχεδόν όλο το λογισμικό στην κριτική μου διανέμεται δωρεάν, αυτό θα σας προσφέρει τεράστια εξοικονόμηση χρημάτων και χρόνου.

Μηχανή φυσικής και γραφικών

Κάθε προσομοιωτής περιλαμβάνει μια μηχανή φυσικής και γραφικών. Η πολυπλοκότητα του μοντέλου ρομπότ, που μπορεί να εφαρμοστεί στον προσομοιωτή, εξαρτάται από τις δυνατότητές του.

Μια μηχανή γραφικών είναι ένα πρόγραμμα του οποίου η κύρια αποστολή είναι να οπτικοποιεί (απόδοση) δισδιάστατα ή τρισδιάστατα γραφικά υπολογιστή. Η μηχανή γραφικών λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο.

Η μηχανή φυσικής σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε έναν εικονικό χώρο στον οποίο μπορείτε να προσθέσετε εικονικά στατικά και δυναμικά αντικείμενα και να καθορίσετε τους νόμους της αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωμάτων και του περιβάλλοντος. Ο υπολογισμός της αλληλεπίδρασης των σωμάτων γίνεται από τον ίδιο τον κινητήρα. Υπολογίζοντας την αλληλεπίδραση των σωμάτων μεταξύ τους και με το περιβάλλον, η μηχανή φυσικής φέρνει το φυσικό μοντέλο του προκύπτοντος συστήματος πιο κοντά στο πραγματικό και μεταφέρει εκλεπτυσμένα γεωμετρικά δεδομένα στη μηχανή γραφικών.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των προσομοιωτών

Φόντα:

• χαμηλό κόστος?
• τη δυνατότητα τροποποίησης του μοντέλου ανά πάσα στιγμή.
• τη δυνατότητα ξεχωριστής δοκιμής των λειτουργικών στοιχείων του ρομπότ.
• την ικανότητα ταυτόχρονης προσομοίωσης πολλών τύπων ρομπότ.

Ελαττώματα:

• Ακόμη και η πιο προηγμένη μηχανή φυσικής δεν μπορεί να προσομοιώσει όλους τους νόμους του πραγματικού κόσμου.
• απαιτήσεις σε πόρους μηχανών.

Microsoft Robotics Developer Studio

Το Microsoft Robotics είναι ένα πακέτο λογισμικού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο μιας ποικιλίας ρομπότ και περιλαμβάνει έναν πλήρη προσομοιωτή. Η ρομποτική περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

• Βιβλιοθήκη Concurrent and Coordination Runtime (CCR) - σχεδιασμένη να οργανώνει την επεξεργασία δεδομένων χρησιμοποιώντας παράλληλες και ασύγχρονα εκτελούμενες μεθόδους. Η αλληλεπίδραση μεταξύ τέτοιων μεθόδων οργανώνεται με βάση μηνύματα. Η διανομή μηνυμάτων βασίζεται στη χρήση των θυρών.
• Οι Αποκεντρωμένες Υπηρεσίες Λογισμικού (DSS) είναι ένα περιβάλλον που σας επιτρέπει να εκτελείτε αλγόριθμους επεξεργασίας δεδομένων σε διαφορετικούς υπολογιστές και να οργανώνετε την ασύγχρονη αλληλεπίδραση μεταξύ διαδικασιών ελέγχου διαφόρων υποσυστημάτων ρομπότ.
• Visual Simulation Environment (VSE) - ένα περιβάλλον οπτικοποίησης που σας επιτρέπει να πειραματιστείτε με μοντέλα ρομπότ και να δοκιμάσετε αλγόριθμους ελέγχου ρομπότ.
• Η Visual Programming Language (VPL) είναι μια γλώσσα σχεδιασμένη για την ανάπτυξη προγραμμάτων ελέγχου ρομπότ. Ένα πρόγραμμα σε μια τέτοια γλώσσα παρουσιάζεται ως μια ακολουθία μπλοκ που εκτελούν επεξεργασία δεδομένων και συνδέσεις μεταξύ τους.

Η Ageia Physx είναι υπεύθυνη για τον προσομοιωτή φυσικής στη Ρομποτική. Είναι πολύ λυπηρό, αλλά στον προσομοιωτή δεν υπάρχει τριβή μεταξύ των δημιουργημένων αντικειμένων, αν και προσομοιώνεται η τριβή μεταξύ ενός μεμονωμένου αντικειμένου και της πλατφόρμας στην οποία είναι τοποθετημένο.

Μπορείτε να δημιουργήσετε μια σκηνή στον προσομοιωτή και να προγραμματίσετε το ρομπότ σε VPL ή C#. Φυσικά, είναι πιο δύσκολο να δημιουργήσετε μια σκηνή σε C#, αλλά ο κώδικας θα είναι πιο αποτελεσματικός. Οι δυνατότητες ρομποτικής σάς επιτρέπουν να προσομοιώσετε το ποδόσφαιρο ρομπότ, έναν σιδηρόδρομο, έναν χειριστή και να προσθέσετε πολλά ρομπότ στη σκηνή. Αισθητήρες διαθέσιμοι από τη συσκευασία: GPS, αποστασιόμετρο λέιζερ, αποστασιόμετρο υπερύθρων, πυξίδα, αισθητήρας χρώματος, αισθητήρας φωτεινότητας, κάμερα web.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με την εργασία με αυτό το περιβάλλον στα τεύχη 01'13 ("Γίνε ρομποτικός!") και 03'13 ("Robot spy - it's easy!").

Το Robotino είναι ένα ρομπότ που δημιουργήθηκε από τη Festo Didactic για τη διδασκαλία της ρομποτικής. Το Robotino® View απαιτείται για τον προγραμματισμό του ρομπότ. Ένας προσομοιωτής ρομπότ για Windows είναι διαθέσιμος στον ιστότοπο Festo - Robotino® SIM (υπάρχει μια επαγγελματική και δωρεάν έκδοση, μια δωρεάν με ελαφρώς μειωμένη λειτουργικότητα).

Λίγα λόγια για το ρομπότ που είναι ενσωματωμένο στον προσομοιωτή. Αποτελείται από τρεις κινητήρες που επιτρέπουν στο ρομπότ να κινείται κατά μήκος του αεροπλάνου προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Το σύστημα αισθητήρων του ρομπότ περιλαμβάνει εννέα αισθητήρες απόστασης υπερύθρων, δύο ψηφιακούς οπτικούς αισθητήρες και μια κάμερα. Μπορείτε να προγραμματίσετε το ρομπότ χρησιμοποιώντας C/C++, Java, .NET.

Γενικά, οι ικανότητες του δωρεάν προσομοιωτή είναι καταθλιπτικές. Αλλά! Αν ψάξετε προσεκτικά στο Διαδίκτυο, μπορείτε να βρείτε εκδόσεις αυτού του προσομοιωτή προσαρμοσμένες για διαφορετικές εργασίες. Να γίνει γνωστό ότι η Festo Didactic είναι ένας από τους χορηγούς του RoboCup. Επομένως, εδώ goo.gl/Wtle15 και εδώ goo.gl/pHA2oL μπορείτε να βρείτε τις εκδόσεις αυτού του προσομοιωτή που χρησιμοποιούνται σε διαγωνισμούς.

Το Gazebo είναι ένας ισχυρός προσομοιωτής ρομπότ που αναπτύχθηκε για το λειτουργικό σύστημα Linux. Εντελώς δωρεάν στη χρήση. Το Gazebo μπορεί να προσομοιώσει πολλά ρομπότ με αισθητήρες που περιβάλλονται από διαφορετικά αντικείμενα. Υπάρχει επίσης ένα πρόγραμμα επεξεργασίας διαθέσιμο εδώ που σας επιτρέπει να δημιουργείτε τρισδιάστατες σκηνές χωρίς προγραμματισμό. Μοντελοποιημένοι αισθητήρες: αποστασιόμετρο λέιζερ, κάμερα, αισθητήρας kinect, συσκευή ανάγνωσης ετικετών RFID και προφυλακτήρες. Εκτός κουτιού, ο προσομοιωτής περιέχει μοντέλα των ακόλουθων ρομπότ: PR2, Pioneer2 DX, iRobot Create, TurtleBot, καθώς και χειριστές και αρπάγες. Μπορείτε να συνδέσετε το OGRE (μηχανή γραφικών ανοιχτού κώδικα) στον προσομοιωτή για να δημιουργήσετε γραφικά υψηλής ποιότητας. Το Gazebo έχει μια ενσωματωμένη δυνατότητα ανάγνωσης αρχείων σε μορφή Collada, η οποία σας επιτρέπει να προσθέσετε αντικείμενα σχεδιασμένα σε έναν από τους επεξεργαστές τρισδιάστατων μοντέλων στον προσομοιωτή.

Το Gazebo χρησιμοποιείται ως προσομοιωτής στο DARPA Robotics Challenge (DRC). Η ΛΔΚ ανέπτυξε την εφαρμογή CloudSim για να τρέξει το Gazebo στην πλατφόρμα υπολογιστών cloud της Amazon.

AnyKode Marilou Robotics Studio

Το AnyKode Marilou Robotics Studio είναι ένα περιβάλλον για την ανάπτυξη και την προσομοίωση κινητών ρομπότ, ανθρωποειδών και χειριστών, λαμβάνοντας υπόψη τους φυσικούς νόμους του πραγματικού κόσμου. Για αντικείμενα, μπορείτε να καθορίσετε τις ακόλουθες φυσικές παραμέτρους: μάζα, ελαστικότητα, ιδιότητες υλικού, ροπές και ορισμένες άλλες.

Το Marilou σάς επιτρέπει να συνδέσετε διάφορες εικονικές συσκευές στο ρομπότ: πυξίδα, επιταχυνσιόμετρα, κινητήρες και σερβομηχανισμούς, προφυλακτήρα, αισθητήρες απόστασης (υπερήχων και υπέρυθρων), GPS και άλλες συσκευές.

Ο επεξεργαστής αντικειμένων Marilou προσφέρει στατικά και δυναμικά αντικείμενα που μπορούν να τοποθετηθούν στον προσομοιωμένο κόσμο (υποστηρίζεται ταυτόχρονη προσομοίωση πολλαπλών ρομπότ). Τα σύνθετα αντικείμενα στο Marilou δημιουργούνται από απλούστερα (χρησιμοποιείται ιεραρχική προσέγγιση για την αναπαράσταση αντικειμένων), η οποία σας επιτρέπει να επαναχρησιμοποιήσετε μέρη αντικειμένων. Υπάρχουν διάφορες πηγές φωτός διαθέσιμες στον προσομοιωτή: spot, spotlight, εξωτερικό και κατευθυντικό.

Η Marilou διαθέτει MODA (Marilou Open Devices Access) - ένα SDK για εργασία με ρομπότ και τα στοιχεία τους στον προσομοιωτή. Μετά τον συγχρονισμό με το ρολόι του προσομοιωτή, οι αλγόριθμοι ελέγχου ρομπότ μπορούν να εκκινηθούν σε άλλον υπολογιστή του δικτύου. Ανάλογα με την επιλεγμένη γλώσσα, το MODA παρέχει βιβλιοθήκες (.lib ή .a) ή συγκροτήσεις .NET (.dll) για πρόσβαση στον προσομοιωτή μέσω του δικτύου. Ο προγραμματισμός αλγορίθμων ελέγχου ρομπότ είναι δυνατός χρησιμοποιώντας γλώσσες C/C++, C++ CLI, C#, J#, VB#.

Για εμπορική χρήση ο προσομοιωτής είναι επί πληρωμή, για εκπαιδευτικούς σκοπούς είναι δωρεάν (πρέπει να ζητάτε άδεια κάθε τρεις μήνες).

Τον Νοέμβριο του 2013 κυκλοφόρησε μια νέα μηχανή προσομοίωσης για τη Μαριλού - Exec V5. Η έκδοση beta του κινητήρα μπορεί να τρέξει σε Windows, Ubuntu και Mint. Ο νέος κινητήρας είναι multi-threaded, cross-platform και χρησιμοποιεί OpenGL 2.1.

Code Rally: ρομπότ αγωνιστικά

Το Code Rally (που αναπτύχθηκε από την IBM) δεν μπορεί να ονομαστεί πλήρης προσομοιωτής ρομπότ. Για την ακρίβεια, το Code Rally είναι ένας προσομοιωτής αγώνων αυτοκινήτου (δωρεάν και ανοιχτού κώδικα).

Ο στόχος του προγραμματιστή είναι να γράψει έναν αλγόριθμο για τον έλεγχο της κίνησης του αυτοκινήτου («ρομπότ») κατά μήκος της διαδρομής (κύκλος) λαμβάνοντας υπόψη τους ακόλουθους κανόνες του παιχνιδιού:

1. Κατά την οδήγηση, το αυτοκίνητο πρέπει να περάσει από σημεία ελέγχου, για τα οποία του απονέμονται βαθμοί.
2. Προχωρώντας κατά μήκος της εθνικής οδού, το αυτοκίνητο σπαταλά καύσιμα και μπορεί επίσης να πυροβολήσει άλλα αυτοκίνητα με σφαίρες.
3. Το όχημα έχει πρόσβαση στις συντεταγμένες πρατηρίων καυσίμων, κασετών σφαιρών και σημείων ελέγχου. Η πίστα περιορίζεται από τοίχους, πέρα ​​από τους οποίους το αυτοκίνητο δεν μπορεί να πάει.
4. Επιτρέπεται ο έλεγχος της ταχύτητας του μηχανήματος.
5. Ενδέχεται να υπάρχουν βενζινάδικα και κασέτες κατά μήκος της διαδρομής. Το όχημα πρέπει να παραμένει ακίνητο κατά τον ανεφοδιασμό. Το αυτοκίνητο μπορεί να ενεργοποιήσει την προστασία, αλλά αυτή τη στιγμή το καύσιμο καταναλώνεται διπλάσια.
6. Οι πόντοι απονέμονται για οδήγηση μέσω σημείου ελέγχου (περισσότεροι πόντοι δίνονται για οδήγηση μέσω σημείων ελέγχου με την καθορισμένη σειρά), για χτύπημα εχθρικού αυτοκινήτου (ένα κατεστραμμένο αυτοκίνητο χάνει καύσιμο) και για το καύσιμο που παραμένει στο τέλος του αγώνα.

Το αυτοκίνητο με τον μέγιστο αριθμό πόντων κερδίζει.

Μπορείτε να δοκιμάσετε τον αλγόριθμο ελέγχου του μηχανήματος σας σε έναν διακομιστή (στον υπολογιστή σας), να ανταγωνιστείτε με φίλους στο διαδίκτυο ή να εκτελέσετε την εφαρμογή σε έναν διακομιστή cloud της IBM (διατηρούνται οι αξιολογήσεις των παικτών).

Η ανάπτυξη του αλγορίθμου ελέγχου μηχανής πραγματοποιείται στο Eclipse σε Java. Έτσι, παίζοντας προσομοιωτές, μπορείτε όχι μόνο να διασκεδάσετε, αλλά και να βελτιώσετε τις δεξιότητές σας στην Java. Ο προσομοιωτής έχει έξι κομμάτια διαφορετικού βαθμού δυσκολίας.

Algodoo: ένας αποκλειστικός προσομοιωτής φυσικής

Το Algodoo είναι ένας 2D προσομοιωτής φυσικής. Τα αντικείμενα που δημιουργούνται σε αυτόν τον προσομοιωτή αρχίζουν αμέσως να υπακούουν στους νόμους της φυσικής. Φυσικά, δεν μπορείτε να φτιάξετε ένα πλήρες ρομπότ σε τρισδιάστατο χώρο σε αυτό το πρόγραμμα, αλλά μπορείτε να ελέγξετε τη δυνατότητα λειτουργίας οποιουδήποτε μηχανισμού. Το πρόγραμμα μπορεί να προσομοιώσει νερό, πηγές, οπτικές συσκευές, πυραυλοκινητήρες, όπλα, αυτοκίνητα.

Μπορεί να φαίνεται ότι αυτός ο προσομοιωτής είναι κατώτερος με την έννοια ότι σας επιτρέπει μόνο να σχεδιάζετε και να μελετάτε «επίπεδα» ρομπότ. Ωστόσο, μπορείτε πρώτα να σχεδιάσετε ένα ρομπότ 2D και στη συνέχεια να δημιουργήσετε μια τρισδιάστατη εκδοχή του στην πραγματική ζωή. Ένα παράδειγμα εμφανίζεται εδώ (2:07): goo.gl/wzQ7q4. Το Algodoo διαθέτει μια ενσωματωμένη γλώσσα σεναρίου Thyme, η οποία προσθέτει μεγαλύτερη ελευθερία δράσης στον προσομοιωτή. Το Thyme παρέχει μεταβλητές, έναν τελεστή υπό όρους, πίνακες και επεξεργασία γεγονότων που συμβαίνουν στο sandbox (περιβάλλον προσομοίωσης).

Η ιστορία του Algodoo ξεκίνησε με το παιχνίδι Phun, το οποίο αναπτύχθηκε από τον Σουηδό Emil Ernerfeldt (αυτή ήταν η διπλωματική του εργασία). Υποστηριζόμενο λειτουργικό σύστημα: Windows, OS X, iOS. Η βιβλιοθήκη AlgoBox είναι διαθέσιμη στον ιστότοπο, η οποία περιέχει ένα σωρό εκπαιδευτικό υλικό και παραδείγματα ανάπτυξης. Δείτε επίσης

Εργαζόμενοι στη διασταύρωση της κυβερνητικής, της ψυχολογίας και του συμπεριφορισμού (η επιστήμη της συμπεριφοράς) και ένας μηχανικός που συντάσσει αλγόριθμους για βιομηχανικά ρομποτικά συστήματα, των οποίων τα κύρια εργαλεία περιλαμβάνουν ανώτερα μαθηματικά και μηχανοτρονική, εργάζονται στην πιο πολλά υποσχόμενη βιομηχανία τα επόμενα χρόνια - τη ρομποτική . Τα ρομπότ, παρά τη συγκριτική καινοτομία του όρου, είναι από καιρό οικεία στην ανθρωπότητα. Εδώ είναι μερικά μόνο στοιχεία από την ιστορία της ανάπτυξης των έξυπνων μηχανισμών.

Iron Men Henri Droz

Ακόμη και στους μύθους της Αρχαίας Ελλάδας αναφέρονταν μηχανικοί σκλάβοι, που δημιούργησε ο Ήφαιστος για να εκτελούν βαριές και μονότονες εργασίες. Και ο πρώτος εφευρέτης και κατασκευαστής ενός ανθρωποειδούς ρομπότ ήταν ο θρυλικός Λεονάρντο ντα Βίντσι. Τα πιο λεπτομερή σχέδια της Ιταλικής ιδιοφυΐας έχουν διασωθεί μέχρι σήμερα, που περιγράφουν έναν μηχανικό ιππότη ικανό να μιμείται τις ανθρώπινες κινήσεις με τα χέρια, τα πόδια και το κεφάλι του.

Η δημιουργία των πρώτων αυτόματων μηχανισμών με έλεγχο προγράμματος ξεκίνησε στα τέλη του 15ου αιώνα από Ευρωπαίους ωρολογοποιούς. Οι πιο επιτυχημένοι σε αυτόν τον τομέα ήταν οι Ελβετοί ειδικοί, πατέρας και γιος Pierre-Jacques και Henri Droz. Δημιούργησαν μια ολόκληρη σειρά («writing boy», «draftsman», «musician»), ο έλεγχος της οποίας βασιζόταν σε μηχανισμούς ρολογιού. Ήταν προς τιμήν του Henri Droz που αργότερα όλα τα προγραμματιζόμενα ανθρωποειδή αυτόματα άρχισαν να ονομάζονται "androids".

Στις απαρχές του προγραμματισμού

Οι βάσεις για τον προγραμματισμό βιομηχανικών ρομπότ τέθηκαν στην αυγή του 19ου αιώνα στη Γαλλία. Εδώ αναπτύχθηκαν τα πρώτα προγράμματα για αυτόματες κλωστοϋφαντουργικές μηχανές (νηματοποίηση και ύφανση). Ο ταχέως αναπτυσσόμενος στρατός του Ναπολέοντα είχε απόλυτη ανάγκη από στολές και, κατά συνέπεια, υφάσματα. Ένας εφευρέτης από τη Λυών, ο Joseph Jacquard, πρότεινε έναν τρόπο γρήγορης αναδιαμόρφωσης ενός αργαλειού για την παραγωγή διαφορετικών τύπων προϊόντων. Συχνά αυτή η διαδικασία απαιτούσε τεράστιο χρόνο, τεράστια προσπάθεια και την προσοχή μιας ολόκληρης ομάδας. Η ουσία της καινοτομίας ήταν η χρήση καρτών από χαρτόνι με διάτρητες τρύπες. Οι βελόνες, μπαίνοντας στις κομμένες θέσεις, μετατόπισαν τις κλωστές με τον απαραίτητο τρόπο. Η αλλαγή των καρτών έγινε γρήγορα από τον χειριστή του μηχανήματος: νέα διάτρητη κάρτα - νέο πρόγραμμα - νέος τύπος υφάσματος ή πατρόν. Η γαλλική ανάπτυξη έγινε το πρωτότυπο σύγχρονων αυτοματοποιημένων συστημάτων, ρομπότ με δυνατότητες προγραμματισμού.

Η ιδέα που πρότεινε ο Jacquard χρησιμοποιήθηκε με ενθουσιασμό από πολλούς εφευρέτες στις αυτόματες συσκευές τους:

• Επικεφαλής του στατιστικού τμήματος S. N. Korsakov (Ρωσία, 1832) - στον μηχανισμό σύγκρισης και ανάλυσης ιδεών.
• Μαθηματικός Charles Babbage (Αγγλία, 1834) - στην Αναλυτική Μηχανή για την επίλυση ενός ευρέος φάσματος μαθηματικών προβλημάτων.
• Μηχανικός (Η.Π.Α., 1890) - σε συσκευή αποθήκευσης και επεξεργασίας στατιστικών δεδομένων (πίνακας). Για την ιστορία: το 1911 η εταιρεία. Ο Hollerith ονομάστηκε IBM (International Business Machines).

Οι κάρτες διάτρησης ήταν τα κύρια μέσα αποθήκευσης μέχρι τη δεκαετία του '60 του περασμένου αιώνα.

Οι ευφυείς μηχανές οφείλουν το όνομά τους σε έναν Τσέχο θεατρικό συγγραφέα Στο έργο «R.U.R.», το οποίο δημοσιεύτηκε το 1920, ο συγγραφέας αποκάλεσε ένα ρομπότ τεχνητό άτομο που δημιουργήθηκε για δύσκολες και επικίνδυνες περιοχές παραγωγής (ρομπότ). (Τσεχικά) -καταναγκαστικά έργα). Τι διακρίνει ένα ρομπότ από μηχανισμούς και αυτόματες συσκευές; Σε αντίθεση με το τελευταίο, το ρομπότ όχι μόνο εκτελεί ορισμένες ενέργειες, ακολουθώντας τυφλά τον καθιερωμένο αλγόριθμο, αλλά είναι επίσης σε θέση να αλληλεπιδρά στενότερα με το περιβάλλον και το άτομο (χειριστή) και να προσαρμόζει τις λειτουργίες του όταν αλλάζουν εξωτερικά σήματα και συνθήκες.

Είναι γενικά αποδεκτό ότι το πρώτο ρομπότ εργασίας σχεδιάστηκε και εφαρμόστηκε το 1928 από τον Αμερικανό μηχανικό R. Wensley. Ο ανθρωποειδής «σιδερένιος διανοούμενος» ονομάστηκε Herbert Televox. Ο βιολόγος Makoto Nishimura (Ιαπωνία, 1929) και ο Άγγλος στρατιώτης William Richards (1928) διεκδικούν επίσης δάφνες πρωτοπόρου. Οι ανθρωπόμορφοι μηχανισμοί που δημιούργησαν οι εφευρέτες είχαν παρόμοια λειτουργικότητα: μπορούσαν να κινούν τα άκρα και το κεφάλι τους, να εκτελούν φωνητικές και ηχητικές εντολές και να απαντούν σε απλές ερωτήσεις. Ο κύριος σκοπός των συσκευών ήταν να επιδείξουν επιστημονικά και τεχνικά επιτεύγματα. Ο επόμενος γύρος στην ανάπτυξη της τεχνολογίας κατέστησε δυνατή τη σύντομη δημιουργία των πρώτων βιομηχανικών ρομπότ.

Γενιά μετά τη γενιά

Η ανάπτυξη της ρομποτικής είναι μια συνεχής, σταδιακή διαδικασία. Μέχρι σήμερα, έχουν εμφανιστεί τρεις διαφορετικές γενιές «έξυπνων» μηχανών. Κάθε ένα χαρακτηρίζεται από ορισμένους δείκτες και τομείς εφαρμογής.

Η πρώτη γενιά ρομπότ δημιουργήθηκε για ένα στενό είδος δραστηριότητας. Τα μηχανήματα είναι ικανά να εκτελούν μόνο μια συγκεκριμένη προγραμματισμένη ακολουθία λειτουργιών. Οι συσκευές ελέγχου ρομπότ, τα κυκλώματα και ο προγραμματισμός πρακτικά αποκλείουν την αυτόνομη λειτουργία και απαιτούν τη δημιουργία ειδικού τεχνολογικού χώρου με τον απαραίτητο πρόσθετο εξοπλισμό και συστήματα πληροφοριών και μέτρησης.

Οι μηχανές δεύτερης γενιάς ονομάζονται αισθητήρια ή προσαρμοστικά. Ο προγραμματισμός των ρομπότ πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη ένα μεγάλο σύνολο εξωτερικών και εσωτερικών αισθητήρων. Με βάση την ανάλυση των πληροφοριών που προέρχονται από αισθητήρες, αναπτύσσονται οι απαραίτητες ενέργειες ελέγχου.

Και τέλος, η τρίτη γενιά είναι έξυπνα ρομπότ που είναι ικανά:

• Συνοψίζει και αναλύει πληροφορίες,
• Βελτιώστε και αυτομάθητε, συσσωρεύστε δεξιότητες και γνώσεις,
• Αναγνωρίστε εικόνες και αλλαγές στην κατάσταση και, σύμφωνα με αυτό, οργανώστε το έργο του εκτελεστικού σας συστήματος.

Η τεχνητή νοημοσύνη βασίζεται σε αλγόριθμους και λογισμικό.

Γενική ταξινόμηση

Σε κάθε αντιπροσωπευτική σύγχρονη έκθεση ρομπότ, η ποικιλία των «έξυπνων» μηχανών μπορεί να εκπλήξει όχι μόνο τους απλούς ανθρώπους, αλλά και τους ειδικούς. Τι είδη ρομπότ υπάρχουν; Η πιο γενική και ουσιαστική ταξινόμηση προτάθηκε από τον Σοβιετικό επιστήμονα A.E. Kobrinsky.

Με βάση τον σκοπό και τις λειτουργίες τους, τα ρομπότ χωρίζονται σε παραγωγικά, βιομηχανικά και ερευνητικά. Το πρώτο, σύμφωνα με τη φύση της εργασίας που εκτελείται, μπορεί να είναι τεχνολογικό, ανυψωτικό και μεταφορικό, καθολικό ή εξειδικευμένο. Οι ερευνητικές έχουν σχεδιαστεί για τη μελέτη περιοχών και περιοχών που είναι επικίνδυνες ή απρόσιτες για τον άνθρωπο (το διάστημα, το εσωτερικό της γης και τα ηφαίστεια, τα βαθιά στρώματα των ωκεανών του κόσμου).

Ανά τύπο ελέγχου μπορούμε να διακρίνουμε βιοτεχνικό (αντιγραφή, εντολή, cyborg, διαδραστικό και αυτόματο), κατ' αρχήν - άκαμπτα προγραμματιζόμενο, προσαρμοστικό και ευέλικτο προγραμματιζόμενο. Η ταχεία ανάπτυξη της σύγχρονης τεχνολογίας παρέχει στους προγραμματιστές σχεδόν απεριόριστες ευκαιρίες κατά το σχεδιασμό έξυπνων μηχανών. Αλλά μια εξαιρετική λύση κυκλώματος και σχεδιασμού θα χρησιμεύσει μόνο ως ακριβό κέλυφος χωρίς το κατάλληλο λογισμικό και αλγοριθμική υποστήριξη.

Προκειμένου το πυρίτιο του μικροεπεξεργαστή να αναλάβει τις λειτουργίες του εγκεφάλου του ρομπότ, είναι απαραίτητο να «γεμίσει» το αντίστοιχο πρόγραμμα στον κρύσταλλο. Η συνηθισμένη ανθρώπινη γλώσσα δεν είναι ικανή να παρέχει μια σαφή επισημοποίηση των προβλημάτων, την ακρίβεια και την αξιοπιστία της λογικής τους αξιολόγησης. Επομένως, οι απαιτούμενες πληροφορίες παρουσιάζονται σε συγκεκριμένη μορφή χρησιμοποιώντας γλώσσες προγραμματισμού ρομπότ.

Σύμφωνα με τα καθήκοντα διαχείρισης που επιλύονται, διακρίνονται τέσσερα επίπεδα μιας τέτοιας ειδικά δημιουργημένης γλώσσας:

• Το χαμηλότερο επίπεδο χρησιμοποιείται για τον έλεγχο ενεργοποιητών με τη μορφή ακριβών τιμών γραμμικής ή γωνιακής κίνησης μεμονωμένων τμημάτων του ευφυούς συστήματος,
• Το επίπεδο χειριστή επιτρέπει τον γενικό έλεγχο ολόκληρου του συστήματος, τοποθετώντας το σώμα εργασίας του ρομπότ σε χώρο συντεταγμένων,
• Το επίπεδο λειτουργιών χρησιμεύει για τη διαμόρφωση ενός προγράμματος εργασίας υποδεικνύοντας τη σειρά των απαραίτητων ενεργειών για την επίτευξη ενός συγκεκριμένου αποτελέσματος.
• Στο υψηλότερο επίπεδο - εργασίες - το πρόγραμμα υποδεικνύει χωρίς λεπτομέρειες τι πρέπει να γίνει.

Οι ρομποτικοί προσπαθούν να περιορίσουν τα ρομπότ προγραμματισμού στην επικοινωνία μαζί τους σε γλώσσες υψηλότερου επιπέδου. Στην ιδανική περίπτωση, ο χειριστής θέτει την εργασία: «Συναρμολογήστε τον κινητήρα εσωτερικής καύσης ενός αυτοκινήτου» και αναμένει από το ρομπότ να ολοκληρώσει πλήρως την εργασία.

Γλωσσικές αποχρώσεις

Στη σύγχρονη ρομποτική, ο προγραμματισμός ρομπότ αναπτύσσεται κατά μήκος δύο διανυσμάτων: προγραμματισμός προσανατολισμένος στο ρομπότ και προγραμματισμός προσανατολισμένος στο πρόβλημα.

Οι πιο κοινές γλώσσες που προσανατολίζονται σε ρομπότ είναι οι AML και AL. Το πρώτο αναπτύχθηκε από την IBM μόνο για τον έλεγχο ευφυών μηχανισμών δικής της παραγωγής. Το δεύτερο, προϊόν ειδικών από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ (ΗΠΑ), αναπτύσσεται ενεργά και έχει σημαντικό αντίκτυπο στη διαμόρφωση νέων γλωσσών αυτής της τάξης. Ένας επαγγελματίας μπορεί εύκολα να διακρίνει τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του Pascal και του Algol στη γλώσσα. Όλες οι γλώσσες που προσανατολίζονται σε ρομπότ περιγράφουν έναν αλγόριθμο ως μια ακολουθία ενεργειών ενός «έξυπνου» μηχανισμού. Από αυτή την άποψη, το πρόγραμμα συχνά αποδεικνύεται πολύ δυσκίνητο και άβολο στην πρακτική εφαρμογή.

Κατά τον προγραμματισμό ρομπότ σε γλώσσες προσανατολισμένες στο πρόβλημα, το πρόγραμμα καθορίζει μια ακολουθία όχι ενεργειών, αλλά στόχων ή ενδιάμεσων θέσεων ενός αντικειμένου. Η πιο δημοφιλής γλώσσα σε αυτό το τμήμα είναι η γλώσσα AUTOPASS (IBM), στην οποία η κατάσταση του περιβάλλοντος εργασίας αναπαρίσταται με τη μορφή γραφημάτων (κορυφές - αντικείμενα, τόξα - συνδέσεις).

Εκπαίδευση ρομπότ

Κάθε σύγχρονο ρομπότ είναι ένα σύστημα μάθησης και προσαρμογής. Όλες οι απαραίτητες πληροφορίες, συμπεριλαμβανομένων των γνώσεων και των δεξιοτήτων, της μεταφέρονται κατά τη διάρκεια της μαθησιακής διαδικασίας. Αυτό γίνεται τόσο με την απευθείας αποθήκευση των σχετικών δεδομένων στη μνήμη του επεξεργαστή (λεπτομερής προγραμματισμός - δειγματοληψία), όσο και με τη χρήση των αισθητήρων του ρομπότ (με οπτική επίδειξη) - όλες οι κινήσεις και οι κινήσεις των μηχανισμών του ρομπότ αποθηκεύονται στη μνήμη και στη συνέχεια αναπαράγονται στην εργασία κύκλος. Κατά τη μάθηση, το σύστημα αναδιατάσσει τις παραμέτρους και τη δομή του και σχηματίζει ένα μοντέλο πληροφοριών του εξωτερικού κόσμου. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ ρομπότ και αυτοματοποιημένων γραμμών, βιομηχανικών μηχανών με άκαμπτη δομή και άλλων παραδοσιακών εργαλείων αυτοματισμού. Οι μέθοδοι διδασκαλίας που αναφέρονται έχουν σημαντικά μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, κατά τη δειγματοληψία, η επαναδιαμόρφωση απαιτεί λίγο χρόνο και εργασία από έναν εξειδικευμένο ειδικό.

Ένα πρόγραμμα για προγραμματισμό ρομπότ που παρουσιάστηκε από τους προγραμματιστές του Εργαστηρίου Τεχνολογίας Πληροφορικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (CSAIL MIT) στο διεθνές συνέδριο βιομηχανικού αυτοματισμού και ρομποτικής ICRA-2017 (Σιγκαπούρη) φαίνεται πολλά υποσχόμενο. Η πλατφόρμα C-LEARN που δημιούργησαν έχει τα πλεονεκτήματα και των δύο μεθόδων. Παρέχει στο ρομπότ μια βιβλιοθήκη στοιχειωδών κινήσεων με καθορισμένους περιορισμούς (για παράδειγμα, τη δύναμη λαβής για έναν χειριστή σύμφωνα με το σχήμα και την ακαμψία του εξαρτήματος). Ταυτόχρονα, ο χειριστής επιδεικνύει βασικές κινήσεις στο ρομπότ σε μια τρισδιάστατη διεπαφή. Το σύστημα, με βάση την εργασία που έχει ανατεθεί, σχηματίζει μια ακολουθία λειτουργιών για την ολοκλήρωση του κύκλου εργασίας. Το C-LEARN σάς επιτρέπει να ξαναγράψετε ένα υπάρχον πρόγραμμα για ένα ρομπότ διαφορετικής σχεδίασης. Ο χειριστής δεν απαιτεί εις βάθος γνώσεις προγραμματισμού.

Ρομποτική και τεχνητή νοημοσύνη

Οι ειδικοί του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης προειδοποιούν ότι η τεχνολογία μηχανών θα αντικαταστήσει περισσότερες από τις μισές σημερινές θέσεις εργασίας τις επόμενες δύο δεκαετίες. Πράγματι, τα ρομπότ εργάζονται εδώ και πολύ καιρό όχι μόνο σε επικίνδυνες και δύσκολες περιοχές. Για παράδειγμα, ο προγραμματισμός έχει εκτοπίσει σημαντικά τους ανθρώπινους μεσίτες στα παγκόσμια χρηματιστήρια. Λίγα λόγια για την τεχνητή νοημοσύνη.

Στο μυαλό του μέσου ανθρώπου, αυτό είναι ένα ανθρωπόμορφο ρομπότ που μπορεί να αντικαταστήσει ένα άτομο σε πολλούς τομείς της ζωής. Αυτό είναι εν μέρει αλήθεια, αλλά σε μεγαλύτερο βαθμό η τεχνητή νοημοσύνη είναι ένας ανεξάρτητος κλάδος της επιστήμης και της τεχνολογίας, που χρησιμοποιεί προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών, που προσομοιώνει τη σκέψη του «Homo sapiens», το έργο του εγκεφάλου του. Στο τρέχον στάδιο ανάπτυξης, η τεχνητή νοημοσύνη βοηθά τους ανθρώπους περισσότερο και τους διασκεδάζει. Όμως, σύμφωνα με τους ειδικούς, η περαιτέρω πρόοδος στον τομέα της ρομποτικής και της τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να θέσει μια σειρά από ηθικά, ηθικά και νομικά ερωτήματα για την ανθρωπότητα.

Στη φετινή έκθεση ρομπότ στη Γενεύη, η πιο προηγμένη android στον κόσμο, η Σοφία, ανακοίνωσε ότι μάθαινε να είναι άνθρωπος. Τον Οκτώβριο, η Σοφία αναγνωρίστηκε ως πολίτης της Σαουδικής Αραβίας με πλήρη δικαιώματα για πρώτη φορά στην ιστορία της τεχνητής νοημοσύνης. Το πρώτο σημάδι;

Σημαντικές τάσεις στη ρομποτική

Το 2017, ειδικοί της ψηφιακής βιομηχανίας σημείωσαν αρκετές εξαιρετικές λύσεις στον τομέα των τεχνολογιών εικονικής πραγματικότητας. Δεν έχει μείνει έξω ούτε η ρομποτική. Η κατεύθυνση της βελτίωσης του ελέγχου ενός πολύπλοκου ρομποτικού μηχανισμού μέσω ενός εικονικού κράνους (VR) φαίνεται πολλά υποσχόμενη. Οι ειδικοί προβλέπουν τη ζήτηση για τέτοια τεχνολογία στις επιχειρήσεις και τη βιομηχανία. Πιθανές περιπτώσεις χρήσης:

• Έλεγχος μη επανδρωμένου εξοπλισμού (περονοφόρα ανυψωτικά και χειριστές αποθήκης, drones, τρέιλερ),
• Διεξαγωγή ιατρικής έρευνας και χειρουργικών επεμβάσεων,
• Ανάπτυξη δυσπρόσιτων αντικειμένων και περιοχών (βυθός ωκεανού, πολικές περιοχές). Επιπλέον, τα ρομπότ προγραμματισμού τους επιτρέπουν να λειτουργούν αυτόνομα.

Μια άλλη δημοφιλής τάση είναι το συνδεδεμένο αυτοκίνητο. Πιο πρόσφατα, εκπρόσωποι του γίγαντα Apple ανακοίνωσαν την έναρξη της ανάπτυξης του δικού τους «drone». Όλο και περισσότερες εταιρείες εκφράζουν το ενδιαφέρον τους για τη δημιουργία μηχανημάτων ικανών να κινούνται ανεξάρτητα σε ανώμαλους δρόμους, διατηρώντας το φορτίο και τον εξοπλισμό.

Η αυξανόμενη πολυπλοκότητα των αλγορίθμων προγραμματισμού ρομπότ και της μηχανικής μάθησης δημιουργεί αυξημένες απαιτήσεις σε υπολογιστικούς πόρους και, κατά συνέπεια, σε υλικό. Προφανώς, η βέλτιστη λύση σε αυτή την περίπτωση θα ήταν η σύνδεση συσκευών στην υποδομή cloud.

Ένας σημαντικός τομέας είναι η γνωστική ρομποτική. Η ταχεία αύξηση του αριθμού των «έξυπνων» μηχανών αναγκάζει τους προγραμματιστές να σκέφτονται όλο και περισσότερο πώς να διδάξουν στα ρομπότ να αλληλεπιδρούν αρμονικά.

Σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες γονέων από κοινωνιολόγους στη χώρα μας, τα κιτ ρομποτικής για παιδιά γίνονται όλο και πιο δημοφιλή, όχι μόνο στους μαθητές του Λυκείου, αλλά και στα παιδιά 4-5 ετών.

Τώρα η εγχώρια αγορά προσφέρει μια τεράστια ποικιλία από κιτ που έχουν σχεδιαστεί για παιδιά διαφορετικών ηλικιών, με διαφορετικά επίπεδα εκπαίδευσης και γνώσεων.

Χαρακτηριστικά σχεδιαστών

Τα πάντα ενώνονται όχι μόνο από τη λειτουργία του παιχνιδιού, αλλά και από την εκπαίδευση. Τα σετ κατασκευής για μαθητές σχολείου συνοδεύονται συχνά από βιβλία εργασίας, σχολικά βιβλία, γλωσσάρια και διδακτικό υλικό για δασκάλους. Τα κιτ για μικρότερες ομάδες, ιδιαίτερα για παιδιά προσχολικής ηλικίας, δεν έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμοποιούν σοβαρό παιδαγωγικό υλικό, ωστόσο, ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση το παιδί δεν παίζει απλώς, αλλά μαθαίνει μηχανισμούς και φυσικούς νόμους σε προσιτή μορφή.

Αναμφίβολα, ένας κατασκευαστής ρομπότ για παιδιά τεσσάρων έως έξι ετών δεν προσφέρει τη συναρμολόγηση και τον προγραμματισμό ενός ανθρωποειδούς android. Στα αρχικά στάδια, η ρομποτική είναι η μελέτη μοντέλων, η εργασία με απλούς κινητήρες κ.λπ.

Ηλικιακές ομάδες

Σήμερα παράγονται κατασκευαστικά ρομπότ για παιδιά ηλικίας τεσσάρων έως δεκαπέντε ετών. Ένα καλά μελετημένο σετ αντιστοιχεί στο επίπεδο γνώσεων ενός νεαρού σχεδιαστή ή μηχανικού: όσο μεγαλύτερο είναι το παιδί, τόσο πιο περίπλοκα είναι τα μοντέλα που του προσφέρονται. Οι περισσότεροι κατασκευαστές προσφέρουν μοντέλα για τις ακόλουθες ηλικιακές ομάδες:

Από 4 έως 6 ετών

Απλά μοντέλα με φωτεινές και μεγάλες λεπτομέρειες και συναρπαστικό περιεχόμενο. Συνήθως, σε αυτή την περίπτωση, το παιδί καλείται να συναρμολογήσει αεροπλάνα, αυτοκίνητα και ζώα για να πάρει μια πρώτη ιδέα για το τι είναι ένας μηχανισμός. Ο στόχος τέτοιων σετ κατασκευής για παιδιά είναι να αναπτύξουν τις λεπτές κινητικές δεξιότητες του παιδιού, την επιμονή, την προσοχή, την εφευρετικότητα και να διδάξουν την ομαδική εργασία.

Από 7 έως 9 ετών

Το κιτ κατασκευής ρομποτικής για νεότερους μαθητές γίνεται πιο περίπλοκο. Αυτό μπορεί να ειπωθεί τόσο για τα ίδια τα μοντέλα όσο και για τα θέματα που μελετήθηκαν. Τα παιδιά εξοικειώνονται περισσότερο με τους φυσικούς νόμους και τα φαινόμενα και αρχίζουν να μελετούν τη λειτουργία διαφόρων αισθητήρων. Για το λόγο αυτό, τέτοια σύνολα χρησιμοποιούνται με επιτυχία στα μαθήματα φυσικής. Πολλά κιτ προσφέρουν όχι μόνο την κατασκευή ενός αυτοκινήτου, αλλά και για να το κάνουν να κινείται: οδηγείτε κατά μήκος μιας γραμμής, απομακρύνεστε από την άκρη του τραπεζιού.

Από 10 έως 15 ετών

Ένα προγραμματιζόμενο ρομπότ για μαθητές γυμνασίου συνεπάγεται σχεδόν πλήρη εμβάπτιση στη ρομποτική (εξαιρουμένων των εξαρτημάτων μοντελοποίησης και εκτύπωσης, αν και ένα κιτ από τη Fischertechnik σας επιτρέπει να συναρμολογήσετε έναν πραγματικό 3D εκτυπωτή). Σε αυτή την περίπτωση, η εργασία με μηχανισμούς συνδυάζεται με προγραμματισμό - τα κιτ μπορούν να παρέχονται με προγραμματιζόμενες πλακέτες, έτσι ώστε ένας μελλοντικός μηχανικός να μπορεί να δει πώς λειτουργούν και να προσπαθήσει να ορίσει εντολές μόνος του.

LEGO

Μία από τις πιο δημοφιλείς και γνωστές μάρκες στον κόσμο είναι επίσης αναγνωρισμένος ηγέτης στην εκπαιδευτική ρομποτική. Σε πολλά σχολεία, τα κιτ του χρησιμοποιούνται στην τάξη, τα οποία διακρίνονται για την ευελιξία τους, το ευρύ φάσμα υλικών για τους δασκάλους και την παρουσία βιβλίων εργασίας.

Η γνωστή μάρκα προσφέρει πολλές σειρές για παιδιά διαφορετικών ηλικιών. Για τα πιτσιρίκια είναι κατάλληλοι οι «Πρώτοι Μηχανισμοί» (5+) ή «Απλοί Μηχανισμοί» (7+). Τα μαθήματα με αυτούς τους κατασκευαστές δεν απαιτούν σοβαρές γνώσεις στη ρομποτική τα σετ εισάγουν τα παιδιά στο τι είναι ένας μηχανισμός και πώς λειτουργεί. Ο μελλοντικός μηχανικός σχεδιασμού θα μάθει πώς λειτουργούν οι μοχλοί, τα γρανάζια και πολλά άλλα.

WeDo και WeDo 2 γραμμές

Αυτό το προγραμματιζόμενο παιχνίδι ρομπότ θα επιτρέψει σε παιδιά από 7 έως 10 ετών να συναρμολογήσουν τον πρώτο τους πραγματικό μηχανισμό. Τα κιτ αποτελούνται από πολλά μέρη για το σώμα του ρομπότ, καθώς και από μια ποικιλία αισθητήρων (κλίση, κίνηση), εκπαιδευτικό υλικό και λογισμικό.

Μια ξεχωριστή ομάδα θα πρέπει να περιλαμβάνει κιτ κατασκευής που ασχολούνται λεπτομερώς με θέματα που σχετίζονται όχι μόνο με φυσικά φαινόμενα, αλλά και με ορισμένους άλλους κλάδους, για παράδειγμα την τεχνολογία. Τέτοια σύνολα περιλαμβάνουν "Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας", "Πνευματικά" και άλλα.

MINDSTORMS Education EV3

Αυτά είναι τα πιο σύνθετα κιτ κατασκευής LEGO που προσφέρονται και απευθύνονται σε μαθητές Λυκείου. Τα κιτ σάς επιτρέπουν να δημιουργήσετε ένα πλήρες προκατασκευασμένο προγραμματιζόμενο ρομπότ με διάφορους αισθητήρες που είναι ικανό να αλληλεπιδρά με άλλα ρομπότ του ίδιου κατασκευαστή.

Χούνα

Οι ειδικοί της Νότιας Κορέας, όταν αναπτύσσουν προγραμματιζόμενα σετ κατασκευής για παιδιά, τηρούν τον κανόνα - "Από απλό σε σύνθετο". Η μάρκα προσφέρει σε παιδιά ηλικίας από έξι έως οκτώ ετών να συναρμολογούν απλούς μηχανισμούς με κινητήρα, αισθητήρες που καθορίζουν την απόσταση και τον ήχο. Αυτά τα σετ βασίζονται σε μοντέλα γνωστά σε όλα τα παιδιά: χαρακτήρες παραμυθιού (για παράδειγμα, ο Thomas the Tank Engine ή χαρακτήρες από τα Three Little Pigs), αυτοκίνητα, ζώα. Κάθε κιτ συνοδεύεται από σαφείς οδηγίες που θα βοηθήσουν το παιδί σας (με τη βοήθεια ενηλίκων, φυσικά) να συναρμολογήσει ένα ενδιαφέρον κινούμενο μοντέλο.

MRT (My Robot Time)

Τα μεγαλύτερα παιδιά θα ενδιαφέρονται για αυτή τη γραμμή, στην οποία μπορείτε να επιλέξετε πιο σύνθετα σετ. Όλα τα κιτ περιλαμβάνουν κινητήρα, αισθητήρες και άλλα απαραίτητα στοιχεία. Το κύριο χαρακτηριστικό των προγραμματιζόμενων ρομπότ της Huna είναι η δυνατότητα σύνδεσης εξαρτημάτων και στις έξι πλευρές.

Μια ενδιαφέρουσα εξέλιξη της εταιρείας είναι τα κιτ για κοινή, ομαδική εργασία: τα παιδιά μπορούν να χτίσουν έναν ζωολογικό κήπο, ακόμη και μια πόλη ή να φαντασιώνονται τα θέματα "Πρωτοχρονιά και Χριστούγεννα", "Όνειρα και Πραγματικότητα".

Fischertechnik (Γερμανία)

Αυτός ο Γερμανός κατασκευαστής δεν είναι κατώτερος από τους ανταγωνιστές του, οι οποίοι έχουν ετοιμάσει σετ για παιδιά διαφορετικών ηλικιακών ομάδων. Για παράδειγμα, για επίδοξους εφευρέτες ηλικίας πέντε ετών και άνω, έχει δημιουργηθεί ένα «Kit for Kids» καθώς και ένα «Super Set for Kids».

Κάθε τέτοιο κιτ θα επιτρέπει στο παιδί να κατασκευάσει πολλά μοντέλα αεροπλάνων, αυτοκινήτων, γερανού και άλλων κατανοητών και οικείων αντικειμένων.

Για τους μικρότερους μαθητές, η Fischertechnik προσφέρει λύσεις σε πιο σύνθετα προβλήματα. Για παράδειγμα, κατασκευάστε ένα αυτοκίνητο που τροφοδοτείται από ηλιακούς συλλέκτες ή ένα τρακτέρ με τηλεχειριστήριο. Η μάρκα έχει αναπτύξει κιτ για τη μελέτη οπτικών φαινομένων, πνευματικών συστημάτων, κυψελών καυσίμου, των νόμων της δυναμικής και διαφόρων κινητήρων. Αυτοί και άλλοι παρόμοιοι εκπαιδευτικοί κατασκευαστές θα βοηθήσουν τα παιδιά να εξοικειωθούν με διάφορες πτυχές του μαθήματος της σχολικής φυσικής με παιχνιδιάρικο τρόπο, αλλά, το πιο σημαντικό, να εφαρμόσουν τη θεωρητική γνώση στην πράξη.

Engino (Κύπρος)

Μια μάρκα γνωστή για την τεράστια γκάμα εκπαιδευτικών διαδραστικών προγραμματιζόμενων ρομπότ. Επιπλέον, η εταιρεία Engino προσφέρει μια πρωτότυπη σειρά για κορίτσια: οι λεπτομέρειες των σετ κατασκευής γίνονται σε παστέλ χρώματα και τα ίδια τα μοντέλα είναι πιο κοντά στο δίκαιο μισό της ανθρωπότητας.

Μηχανική Επιστήμη και Ανακάλυψη Στελέχους

Είναι αδύνατο να μην αναφέρουμε αυτές τις σειρές από την εταιρεία Engino. Με τη βοήθειά τους, το παιδί θα μελετήσει οπτικά διάφορα φυσικά φαινόμενα - το έργο των μοχλών, των στροφάλων, των σφηνών και θα εξοικειωθεί με τους νόμους του Νεύτωνα και την ηλιακή ενέργεια. Το Stem σημαίνει Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική και Μαθηματικά. Οι σχεδιαστές είναι αφοσιωμένοι σε αυτούς τους τομείς.

Makeblock (Γερμανία)

Τα πιο ενδιαφέροντα κιτ ρομποτικής κατασκευής που παράγονται από αυτή την εταιρεία είναι, αναμφίβολα, αυτά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προορισμό τους μετά τη συναρμολόγηση. Για παράδειγμα, ο χαράκτης Airblock Drone ή Laserbot, που σας επιτρέπουν να συναρμολογήσετε ένα σκάφος ή ένα hovercraft. Τα κιτ είναι εξοπλισμένα με όλα τα απαραίτητα για την πλήρη λειτουργία της συσκευής. Για παράδειγμα, ένας νεαρός χαράκτης θα χρειαστεί μια κεφαλή λέιζερ, λογισμικό, βραχίονες και πολλά άλλα.

Silverlit - προγραμματιζόμενο ρομπότ (36 λειτουργίες)

Αυτό το τεχνολογικά προηγμένο μοναδικό παιχνίδι από Κινέζους κατασκευαστές είναι ένα πραγματικό θαύμα. Το προγραμματιζόμενο ρομπότ έχει τριάντα έξι λειτουργίες και συνοδεύεται επίσης από ένα μικρό ρομπότ. Ο κύριος χαρακτήρας του σετ μπορεί:

• εκτελέστε διαδοχικές ενέργειες (όχι περισσότερες από τριάντα έξι σε έναν κύκλο), από τις οποίες οι πιο ενδιαφέρουσες είναι στροφές, κλωτσιές, περπάτημα εμπρός και πίσω, έκφραση ανησυχίας, χορός, αποφυγή εμποδίων.
• αντιδρούν σε δυνατούς ήχους. Όταν χτυπάτε παλαμάκια μακριά από το ρομπότ Silverlit, κάνει έναν ήχο.
• προστατεύστε τις εγκαταστάσεις: το ρομπότ προειδοποιεί το παιδί με σημάδια ότι κάποιο είδος εμποδίου έχει εμφανιστεί μπροστά του.
• επικοινωνήστε με το μίνι αντίγραφο του Maxi Pals δίνοντας φωτεινά σήματα.
• αστράψτε τα μάτια σας, γυρίστε το κεφάλι σας, μετακινήστε τις αρθρώσεις των ποδιών και των χεριών σας.
• κρατήστε ελαφριά αντικείμενα στα χέρια σας.

Τα ρομπότ της Silverlit είναι κατασκευασμένα από υψηλής ποιότητας υλικά. Το κιτ περιλαμβάνει ένα τηλεχειριστήριο, το οποίο μπορεί να τοποθετηθεί στο πίσω μέρος του ρομπότ για ευκολία. Το προγραμματιζόμενο ρομπότ Silverlit είναι μικρό σε μέγεθος. Περιλαμβάνονται μπαταρίες, αλλά μόνο για το κύριο, μεγάλο ρομπότ Maxi Pals.

Αυτό το παιχνίδι θα ενδιαφέρει παιδιά από πέντε ετών. Τα ρομπότ φαίνονται πολύ ωραία - πρωτότυποι αστροναύτες ντυμένοι με αυθεντικές διαστημικές στολές. Το παιχνίδι διαθέτει ειδικό αισθητήρα που σας επιτρέπει να αποφεύγετε τα εμπόδια και να σαρώνετε χώρο.

Ανθρωποειδείς ρομποτικοί κατασκευαστές, προγραμματιζόμενοι

Πιθανώς, πολύ σύντομα, τα ρομπότ Android θα γίνουν απαραίτητοι βοηθοί στις νοικοκυρές: θα μπορούν να μαγειρεύουν φαγητό και να καθαρίζουν το σπίτι. Μέχρι στιγμής, τέτοια μοντέλα χρησιμοποιούνται μόνο για ψυχαγωγικούς ή εκπαιδευτικούς σκοπούς.

Darwin-mini

Τα ρομποτικά στοιχεία της εταιρείας Robotic είναι συμβατά με το σετ κατασκευής της σειράς Dream της ίδιας μάρκας. Το ύψος του ρομπότ είναι 26,95 cm, δεκαεπτά σερβομηχανισμοί χρησιμοποιούνται για κινήσεις. Κινείται με ταχύτητα 24 cm/sec, η μπαταρία είναι σχεδιασμένη για μισή ώρα συνεχούς λειτουργίας.

Το κιτ περιλαμβάνει μια μονάδα Bluetooth. Αλλά δεν υπάρχουν γυροσκοπικοί ή άλλοι αισθητήρες σε αυτό το κιτ. Ένας ελεγκτής ανοιχτής πλατφόρμας ελέγχει το ρομπότ. Είναι εξοπλισμένο με τέσσερις θύρες, στις οποίες συνδέονται πρόσθετοι αισθητήρες LED, οι οποίοι δεν περιλαμβάνονται στο κιτ, αλλά μπορεί να χρειαστούν για την εκτέλεση κάποιων πρόσθετων εργασιών.

Το προκατασκευασμένο προγραμματισμένο ρομπότ χρησιμοποιεί το δωρεάν λογισμικό RoboPlus. Η συμπεριφορά του ρομπότ μπορεί να προγραμματιστεί χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα επεξεργασίας εργασιών RoboPlus και πιο σύνθετες κινήσεις μπορούν να προγραμματιστούν χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα RoboPlus Motion.

Bioloid Premium Kit

Κιτ από τη διάσημη κορεατική εταιρεία Robotics. Εκτός από τους τρεις, μπορείτε να συναρμολογήσετε 26 διαφορετικούς μηχανισμούς από το προτεινόμενο κιτ. Το σετ είναι σχεδιασμένο για παιδιά γυμνασίου και γυμνασίου.
Το συναρμολογημένο ρομπότ διαθέτει: ένα γυροσκόπιο, δύο αισθητήρες υπέρυθρων εμποδίων, 18 σερβομηχανισμούς, έναν αισθητήρα υπέρυθρης απόστασης. Επιπλέον, ο σχεδιασμός περιλαμβάνει αισθητήρες τάσης και θερμοκρασίας και μικρόφωνο. Το κιτ περιλαμβάνει τηλεχειριστήριο.

Τα κιτ κατασκευής ρομπότ είναι μια ιδανική ευκαιρία για συνδυασμό παιχνιδιού και εκμάθησης βασικών δεξιοτήτων προγραμματισμού. Γι' αυτό είναι τόσο δημοφιλή στον κόσμο.

Διαφέρουν όχι μόνο στους κατασκευαστές, αλλά και στις μεθόδους και τις δυνατότητες προγραμματισμού, τους τύπους συνδετήρων και τα υλικά.

Τα περισσότερα απλοποιημένα (για αρχάριους) και ρομπότ διαθέτουν ειδικό λογισμικό που σας επιτρέπει να ορίζετε εύκολα εντολές στη δημιουργία σας. Σε πιο προηγμένα μοντέλα, θα πρέπει πρώτα να μάθετε γλώσσες που βασίζονται στη C.

LEGO Mindstorms

Ο σχεδιαστής διατίθεται σε δύο τύπους:

• παιδικό?
• προχωρημένος.

Το παιδικό κιτ περιέχει μόνο λίγους κινητήρες, λαμπτήρες και οδηγίες με πιθανές επιλογές συναρμολόγησης. Αλλά με το LEGO, οι οδηγίες συχνά δεν χρειάζονται πλέον μετά την πρώτη συναρμολόγηση και η φαντασία μπαίνει στο παιχνίδι.

Αξίζει να σημειωθεί ότι αν και ο προγραμματισμός αυτών των ρομπότ είναι δυνατός, δεν υπάρχουν μονάδες ελέγχου σε αυτό το σετ, πράγμα που σημαίνει ότι το ρομπότ θα είναι πάντα συνδεδεμένο στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας καλώδιο USB.

Ένα προηγμένο σετ ανοίγει πολύ περισσότερα περιθώρια για φαντασία. Υπάρχει σε διάφορες παραλλαγές και γενιές (επί του παρόντος τρεις γενιές). Διαφέρουν ως προς τον αριθμό των εξαρτημάτων, την παρουσία πρόσθετων μικροϋπολογιστών, καθώς και διάφορους αισθητήρες και άλλες συσκευές. Οι μικροϋπολογιστές αυτής της σειράς είναι εξοπλισμένοι με το λειτουργικό σύστημα Linux.Αυτά τα σχήματα υποστηρίζουν όχι μόνο ειδικές γλώσσες προγραμματισμού, αλλά και C++, C ακόμα και Python.

Για να διευκολύνετε τον επαναπρογραμματισμό του ρομπότ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το επίσημο πρόγραμμα LEGO, το οποίο σας επιτρέπει να προσαρμόσετε στοιχεία χρησιμοποιώντας μια διαισθητική διεπαφή.

Η Lego είναι ο ηγέτης στην κατασκευή ρομπότ για περισσότερα από δέκα χρόνια. Διοργανώνονται διαγωνισμοί για τη δημιουργία, όπου το κύριο βραβείο είναι συνήθως μια οικονομική θέση σε ένα αναγνωρισμένο πανεπιστήμιο.

LEGO Mindstorms - μία από τις 17 επιλογές κατασκευής

HUNA

Πρόκειται για μια σχετικά νέα μάρκα, με καταγωγή από τη Νότια Κορέα, η οποία σταδιακά κερδίζει δημοτικότητα στους κύκλους της νεανικής κυβερνητικής.

Υπάρχουν δύο τύποι κιτ HUNA. Η θεμελιώδης διαφορά τους είναι ότι, στη μία περίπτωση, τα μέρη είναι κατασκευασμένα από πλαστικό και στην άλλη από μέταλλο. Ταυτόχρονα όμως μπορούν να συνδυαστούν, αφού έχουν κοινή αρχή σύνδεσης εξαρτημάτων.

Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τα συναρπαστικά κιτ μεταλλικών κατασκευών για αγόρια.

Τα πλαστικά κιτ HUNA προορίζονται για παιδιά ηλικίας έξι ετών και άνω, καθώς δεν απαιτούν γνώση καν των βασικών του προγραμματισμού.

Ο ελεγκτής Arduino, ο οποίος διαθέτει ήδη ειδικό υλικολογισμικό, λειτουργεί ως ο «εγκέφαλος» των κιτ υλικού.

Το περιβάλλον προγραμματισμού εδώ είναι η συνηθισμένη γλώσσα σε σχήμα C για το Arduino, αλλά για μεγαλύτερη ευκολία έχει οπτικοποιηθεί.

Λόγω του Arduino, καθώς και των πιο προηγμένων συστημάτων, αυτά τα κιτ ειδικεύονται σε κοινό άνω των δεκαπέντε ετών. Αυτοί δηλαδή που έχουν ήδη ξεπεράσει τους Mindstorms. Makeblock

Ο επόμενος σχεδιαστής στη λίστα μας είναι ο κινέζικος Makeblock.

Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, εδώ χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά Arduino. Ο αριθμός των σετ που πωλούνται στον επίσημο ιστότοπο είναι απλά τεράστιος. Μπορείτε να βρείτε τόσο φθηνά σετ κανονικών μηχανημάτων όσο και αρκετά σοβαρά σετ που σας επιτρέπουν να δημιουργήσετε μόνοι σας έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή.

• Όλα τα μέρη του Makeblock είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο, πάνω στο οποίο εφαρμόζεται ηλεκτροστατική βαφή (όπως τα αυτοκίνητα). Έτσι, η πιθανότητα ότι με την πάροδο του χρόνου οι λεπτομέρειες θα φαίνονται αντιαισθητικές τείνει στο μηδέν.Από τα ενδιαφέροντα μοντέλα, αξίζει να σημειωθούν εκείνα που εκτελούν σχέδια, μεταξύ των οποίων:
• mScara– ένας ρομποτικός βραχίονας στον οποίο μπορείτε να βάλετε λέιζερ αντί για μαρκαδόρο.
• mSpider– σχεδιάζει σε κάθετα επίπεδα, κινείται πάνω σε χορδές σαν αράχνη.

mCar

- μια μηχανή που σχεδιάζει με μαρκαδόρο όπου πάει.

Υπάρχει επίσης ειδικό λογισμικό για αυτά τα ρομπότ που σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα σχέδιο οποιασδήποτε πολυπλοκότητας. Για να το κάνετε αυτό, απλώς φορτώστε το στον επεξεργαστή γραφικών του προγράμματος.

#Structor

Αυτό το σετ κατασκευής παράγεται στη Ρωσία και διαφέρει από άλλα στο ότι τα μέρη του είναι κατασκευασμένα από αφρώδες PVC.

• χαμηλό κόστος?
• ευκολία επεξεργασίας - απλά πρέπει να οπλιστείτε με ένα μαχαίρι, μολύβι και χάρακα.
• υψηλή αντοχή?
• αντοχή στην υγρασία?
• πυρασφάλεια - η θερμοκρασία ανάφλεξης του φύλλου PVC υπερβαίνει τους 400 βαθμούς Κελσίου.

Οι κατασκευαστές προσφέρουν να επιλύσουν τη χαμηλή δομική αντοχή με δύο τρόπους.Το πρώτο είναι απλά να κολλήσετε τα μέρη μεταξύ τους. Η ειδική κόλλα "Cosmofen" είναι η πλέον κατάλληλη για τέτοιους σκοπούς. Ο δεύτερος τρόπος είναι να συνδυάσετε το #Struktor με έναν σοβιετικό (ή παρόμοιο) σιδερένιο κατασκευαστή.

#Structor από το “Amperka”

Αν και τα εξαρτήματα δεν θα διαρκέσουν πολύ από μια τέτοια επεξεργασία, μπορείτε πάντα να αγοράσετε ένα φύλλο πλαστικού και να κόψετε καινούργια. Τα σχέδια των εξαρτημάτων είναι ελεύθερα διαθέσιμα και κανείς δεν απέκλεισε τη φαντασία.

Τα στοιχεία #Structor ελέγχονται χρησιμοποιώντας Arduino. Και χάρη στην ευελιξία του υλικού από το οποίο κατασκευάζονται τα στοιχεία σχεδίασης, οποιοσδήποτε αισθητήρας, σερβομηχανισμός ή κινητήρας μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί στη σχεδίαση.

Ερεθίζω

Η εταιρεία είναι γνωστή κυρίως για τα ρομπότ δόνησης της.Αλλά λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν ότι παράγει επίσης κιτ για τη δημιουργία ολοκληρωμένων ρομπότ. Τα κιτ προορίζονται για παιδιά ηλικίας δέκα ετών και άνω. Αλλά χάρη στη μεγάλη γκάμα προϊόντων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε σχολεία ή πανεπιστήμια.

Εάν λείπει κάποιο στοιχείο, μπορείτε πάντα να το αγοράσετε ξεχωριστά. Ο ιστότοπος του κατασκευαστή έχει πολλούς διαφορετικούς αισθητήρες, κινητήρες και άλλα σχεδιαστικά στοιχεία. Επιπλέον, αγοράζοντας πρόσθετα εξαρτήματα, μπορείτε να αυξήσετε την πολυπλοκότητα των προϊόντων.

Μόνο τα σετ της κορεατικής εταιρείας Vex περιέχουν κιβώτια ταχυτήτων ή τροχούς Elon.

Ο προγραμματισμός πραγματοποιείται σε ένα από τα πολλά περιβάλλοντα.Υπάρχουν τρεις Τετάρτες συνολικά. Το πρώτο είναι μια οθόνη όπου, αντί να γράφουν εντολές, τα μπλοκ απλά σύρονται και απορρίπτονται. Το δεύτερο είναι τα κλασικά διαγράμματα ροής, όπως στα μαθήματα πληροφορικής. Το τρίτο περιβάλλον είναι πολύ παρόμοιο με το λογισμικό LEGO - το ίδιο drag and drop μπλοκ με εντολές και τιμές.

Ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό είναι επίσης η παρουσία του λογισμικού VEX Assembler.Αυτό είναι ένα πρόγραμμα επεξεργασίας 3D στο οποίο μπορείτε να σχεδιάσετε και να δοκιμάσετε το ρομπότ σας πριν ξεκινήσετε να το κατασκευάζετε στην πραγματική ζωή.

VEX Robotics από την HEXBUG

FischerTechnik

Τα κιτ κατασκευής παράγονται από γερμανική εταιρεία.Η σειρά ROBOTICS, που ανοίγει τον κόσμο των ρομπότ για παιδιά, έχει έξι σετ. Όλοι προτείνουν τη δημιουργία πολλών ρομπότ που εκτελούν ορισμένες λειτουργίες. Όπως με όλα τα κιτ κατασκευής, η διασκέδαση ξεκινά όταν έχουν δοκιμαστεί όλες οι οδηγίες.

Για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχει έλλειψη ανταλλακτικών και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, τα κιτ επέκτασης, το τηλεχειριστήριο και πολλά άλλα μπορούν να αγοραστούν ξεχωριστά.

Τα χειριστήρια, που πωλούνται χωριστά, αξίζουν ιδιαίτερης προσοχής.Παρόλο που το κόστος τους είναι συγκρίσιμο με το κόστος ενός ολόκληρου σετ, τα όρια που ανοίγουν εύκολα αντισταθμίζουν αυτό το γεγονός.

Υπάρχουν δύο τύποι ελεγκτών προς πώληση:

• Robo TX;
• Robo TXT.

Η υψηλή τιμή για αυτούς οφείλεται στο γεγονός ότι δεν πρόκειται απλώς για ελεγκτές, αλλά για πραγματικούς μικροϋπολογιστές με υποστήριξη Wi-Fi, Bluetooth και αρκετά ισχυρό υλικό για το μικρό τους μέγεθος.

Για τη βελτίωση της απόδοσης, αυτοί οι ελεγκτές μπορούν να συνδυαστούν σε ένα δίκτυο.Ο προγραμματισμός πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας το δωρεάν πρόγραμμα Robo Pro.

Όλες οι εντολές ορίζονται χρησιμοποιώντας λογικά μπλοκ, τα οποία σας επιτρέπουν να διδάξετε στο παιδί σας τα βασικά του προγραμματισμού με παιχνιδιάρικο τρόπο.

ΤΕΧΝΑΣΜΑΟ σχεδιαστής «γεννήθηκε» στη Ρωσία.
Οι κατασκευαστές του αποφάσισαν να βοηθήσουν τους λάτρεις της ρομποτικής που χρησιμοποιούν σοβιετικά κιτ μεταλλικών κατασκευών. Επομένως, όλα τα μέρη έχουν τρύπες με τα ίδια δέκα χιλιοστά με τους σιδερένιους κατασκευαστές.

Αυτό το σετ κατασκευής είναι νέο στην αγορά, αλλά έχει ήδη αποδειχθεί ότι είναι καθολικό και πολύ βολικό.

• Αυτή τη στιγμή υπάρχουν τέσσερις τύποι κιτ:
• εκκίνηση;
• εκπαιδευτικός;
• σχολείο;

ανταγωνιστικός.

Η διαφορά τους είναι στον αριθμό των ανταλλακτικών και των ηλεκτρονικών. Σε όλα τα κιτ θα βρείτε μικροελεγκτή, μικρόφωνο και βιντεοκάμερα ή αισθητήρες, LED και τροχούς.

Ο μικροελεγκτής TRIC τρέχει σε Linux και διαθέτει ενσωματωμένο επεξεργαστή με 24 megahertz και έως και 256 MB μνήμης RAM. Μπορεί επίσης να επεκταθεί με μια κάρτα Flash.

Κιτ συναρμολόγησης TRIXΟι δημιουργοί αυτού του σχεδιαστή αποφάσισαν να μην συνδέσουν τον ελεγκτή σε ένα περιβάλλον προγραμματισμού.

Επομένως, υποστηρίζει C, C++, Python ακόμη και Java. Για όσους μόλις μαθαίνουν προγραμματισμό, υπάρχει ένα ειδικό περιβάλλον προγραμματισμού σχεδιασμένο για τον ελεγκτή TRIC.

Δεδομένου ότι το χειριστήριο υποστηρίζει πολλές εντολές, για ευκολία ελέγχου υπάρχει μια εφαρμογή για smartphone με Android. Οι εντολές μεταδίδονται μέσω Wi-Fi.

ΒΡΥΟΗ αμερικανική εταιρεία που εφηύρε το MOSS ακολούθησε έναν αντισυμβατικό δρόμο - εγκατέλειψε τα καλώδια.

1. Αντίθετα, χρησιμοποιούνται κυβικά μέρη που έχουν χρωματιστές άκρες. Ο σκοπός τους είναι ο εξής:
2. Πράσινο – μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από την μπαταρία.
3. Κόκκινο – εισαγωγή δεδομένων.
4. Μπλε - αυτές οι άκρες μεταδίδουν τόσο ηλεκτρισμό όσο και δεδομένα. Απαιτούνται για τη σύνδεση εξαρτημάτων χρησιμοποιώντας ένα εύκαμπτο στοιχείο.

Ναι, ο σχεδιασμός είναι αρκετά περίπλοκος, αλλά αν το καταλάβετε, η φαντασία σας στη δημιουργία ρομπότ θα είναι ασταμάτητη. Και ακόμη και ένα 8χρονο παιδί, για το οποίο έχει σχεδιαστεί ο σχεδιαστής, μπορεί να καταλάβει ποια είναι η ουσία του. Οι μονάδες συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας μεταλλικές μπάλες προσαρτημένες σε μαγνήτες. Αυτοί οι μαγνήτες βρίσκονται στις γωνίες των μονάδων.

Robo Wunderkind από την MOSS

Ο προγραμματισμός μικροελεγκτή μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας δύο προγράμματα.Το πρώτο είναι ένας οπτικοποιητής με πρόσθετες παραμέτρους. Είναι κατάλληλο για όσους δεν γνωρίζουν πολύ καλά τον κώδικα C.

Το δεύτερο πρόγραμμα απευθύνεται σε όσους το γνωρίζουν καλά. Μεταγλωττίζει τον κωδικό σας και τον μεταφέρει στον ελεγκτή. Και τα δύο αυτά προγράμματα λειτουργούν σε Windows και Mac OS, αλλά δεν υποστηρίζονται σε Linux.

Για τον απομακρυσμένο έλεγχο του ρομπότ MOSS, υπάρχουν πολλά προγράμματα για φορητές συσκευές. Αυτό περιλαμβάνει πίνακες ελέγχου, εξαγωγή δεδομένων από αισθητήρες, σχεδίαση γραφημάτων και πολλά άλλα. Όλα τα προγράμματα είναι διαθέσιμα για iOS και μερικά για Android.

Για παιδιά προσχολικής ηλικίας, μπορείτε να επιλέξετε ένα κιτ συναρμολόγησης χωρίς ηλεκτρικό εξάρτημα, για παράδειγμα.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η αναθεώρηση δεν έλαβε υπόψη κατασκευαστές που κοστίζουν πάνω από εκατό χιλιάδες ρούβλια, καθώς και εκείνους που απαιτούν κάποιο είδος συγκόλλησης.

Ρομπότ MECCANO που ελέγχεται από smartphone ή tablet

Βίντεο

Αυτό το βίντεο θα σας πει λεπτομερώς για τα προγραμματιζόμενα ρομπότ: πώς είναι και ποιο είναι καλύτερο να επιλέξετε.

Για να επιλέξετε έναν σχεδιαστή, πρέπει να αποφασίσετε σε ποιον απευθύνεται:

• Το LEGO Mindstorms είναι το καλύτερο για ένα παιδί που ασχολείται με τα ρομπότ. Και δεδομένου ότι τα περισσότερα παιδιά έχουν μια εκτενή συλλογή LEGO, η φαντασία του παιδιού θα είναι πραγματικά απεριόριστη.
• Αν ψάχνετε για ένα σετ κατασκευής για τον εαυτό σας, τότε θα πρέπει να προσέξετε το TRIC ή το #Struktor, αφού και τα δύο είναι συμβατά με το σοβιετικό σετ κατασκευής σιδήρου και το δεύτερο είναι επίσης από PVC.
• Αλλά, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, αυτά τα παιχνίδια κατασκευής θα βελτιώσουν πολύ τις ικανότητες λογικής σκέψης του παιδιού σας και θα το προετοιμάσουν επίσης για αυτό που θα το περιμένει στο σχολείο ή στο κολέγιο.

Πριν αγοράσετε, θα ήταν καλή ιδέα να μελετήσετε λεπτομερώς κάθε κιτ συναρμολόγησης που σας αρέσει. Και επίσης σκεφτείτε να στείλετε το παιδί σας σε μια ραδιοερασιτεχνική λέσχη αν του αρέσει αυτό το θέμα.