Что такое lego mindstorms

LEGO Mindstorms EV3. Игрушечный скайнет. Начало

Несмешной и баянистый анекдот, но нельзя просто так взять и начать эту публикацию не с него – он в лучшем виде отображает суть того, о чём пойдёт речь далее. Впрочем, из заголовка вы и так поняли, о чём речь.

Осторожно! Публикация может вызвать непреодолимое желание завести сына.

Урок истории

Компания LEGO (название произошло от датской фразы «leg godt», «Играй с удовольствием») не нуждается в представлении – она была основана в далёком 1932 году, хотя первые знакомые всем пластиковые кубики появились значительно позже, в 1947. Примечательно, что кубики LEGO, выпускаемые в те годы, полностью совместимы с теми, что выпускаются сейчас.

История создания компании, выпущенная компанией Pixar к 80-летнему юбилею LEGO:

Сейчас компания производит около 20 миллиардов деталек в год, то есть более 630 штук в секунду. В текущем модельном ряду более 600 различных конструкторов и так уж получилось, что серия Mindstorms является своего рода вершиной технической мысли, самым-самым навороченным конструктором. Если вкратце, то она позволяет делать вполне себе полноценных роботов.

Как гласит википедия, серия LEGO Mindstorms была впервые представлена в 1998 году. Через 8 лет (в 2006) на свет появился набор LEGO Mindstorms NXT 1.0, а уже в 2009 — набор LEGO Mindstorms NXT 2.0. Сегодня речь пойдёт о LEGO Mindstorms EV3 – последнем (третьем) поколении терминатора конструктора, который был представлен почти год назад, 4 января 2013 года (в продаже появился только спустя полгода).

Отличия EV3 от NXT 2.0

В принципе, главная идея осталась прежней – серия предназначена для сборки программируемых роботов. Поэтому первым встаёт вопрос, а что же поменялось с момента выхода предыдущего конструктора и стоит ли покупать новый? Основное отличие заключается в обновленных датчиках/моторах и, самое главное, в интеллектуальном блоке EV3 (EV означает EVolution):

EV3	NXT
Дисплей	Монохромный LCD, 178×128	Монохромный LCD, 100×64
Процессор	300 МГц Texas Instruments Sitara AM1808 (ARM9)	48 МГц Atmel AT91SAM7S256 (ARM7TDMI)
Память	64 Мб RAM 16 Мб Flash Слот microSDHC (до 32 Гб)	64 Кб RAM 256 Кб Flash
USB-хост	Есть	Нет
Wi-Fi	Опционально, через USB-донгл	Нет
Bluetooth	Есть	Есть
Поддержка Apple-устройств	Есть	Нет

Как видите, разница довольно существенна – было бы странным, если бы за 4 года поменяли только разрешение экрана и набор наклеек.

Ещё одно отличие заключается в том, что серия NXT продавалась в нескольких версиях (в разные годы) и представляла собой разные наборы, базовые и ресурсные. У нового EV3 с этим попроще – пока он продаётся в основном варианте – 31313 (601 деталь), из которого можно наделать кучу всего. Но при желании можно докупить базовый набор 45544 (541 деталь) с дополнительными сенсорами и детальками (использовать детали от обычных конструкторов также никто не мешает). Кстати, обратите внимание на пятизначные артикулы – на такую нумерацию компания перешла в 2013 году.

Что касается совместимости, то тут было проделано всё возможное. Все NXT-сенсоры и моторы совместимы с EV3 и распознаются как NXT. EV3-сенсоры не работают с NXT, но EV3-моторы вроде как совместимы. NXT-кирпичик может быть запрограммирован софтом от EV3, но некоторые функции могут быть недоступны, а вот запрограммировать EV3-кирпичик NXT-софтом без сторонних решений не получится.

Внутри коробки

Ещё когда я сам был маленький и ездил с родителями в центральный Детский Мир (когда он ещё был), на Лубянку – уже тогда я не мог оторвать глаз от коробок с LEGO. Тогда не было ни Гиктаймс, ни даже Хабра, но с тех пор коробки остались всё такими же яркими и сочными, даже во взрослом возрасте активируют процесс слюновыделения ) В этом плане другим производителям есть чему поучиться.

Часть коробки, на самом деле, представляет собой (если её разрезать) трассу с различными цветовыми зонами, которую можно использовать для роботов с сенсорами цвета.

Все детальки аккуратно разложены по пакетикам, в комплекте – инструкция и набор наклеек. Давайте вкратце пройдёмся по тому, что положили в комплект.

Сам EV3, он же интеллектуальный блок, он же сердце системы, он же «кирпичик» или «кубик». Служит центром управления и энергетической станцией для вашего робота и имеет следующие функциональные элементы:

– Многофункциональный монохромный дисплей с разрешением 178х128
– Шестикнопочный интерфейс управления с функцией изменения подсветки (3 цвета) для индикации режима работы
– 4 порта ввода (1, 2, 3, 4) для подключения датчиков
– 4 порта вывода (A, B, C, D) для выполнения команд
– 1 разъём miniUSB для подключения EV3 к компьютеру
– 1 порт USB–хост (для соединения нескольких EV3 в одну цепь, например)
– 1 слот для карт памяти формата microSD (до 32Гб) – для увеличения объёма доступной памяти EV3
– Встроенный динамик

Кубик EV3 также поддерживает Bluetooth, WiFi (через USB-адаптер NETGEAR WNA1100 Wireless-N 150), для связи с компьютерами имеет программный интерфейс, позволяющий создавать программы и настраивать регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере EV3.

» Большой EV3-сервомотор (2 штуки). Cоздан для работы с микрокомпьютером EV3 и имеет встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 градуса. Используя этот датчик, мотор может соединяться другими моторами, позволяя роботу двигаться с постоянной скоростью. Кроме того, датчик вращения может использоваться и при проведении различных экспериментов для точного считывания данных о расстоянии и скорости.

– Встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 град
– Максимальные обороты до 160-170 об/мин
– Максимальный крутящий момент в 40 Нсм
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Средний EV3-сервомотор. Идеален для задач, когда скорость и быстрота отклика, а также размер робота важнее его грузоподъёмности.

– Встроенный датчик вращения с точностью измерений до 1 градуса
– Максимальные обороты до 240-250 об/мин
– Максимальный крутящий момент в 12 Нсм
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Датчик цвета (EV3). Способен определить 8 различных цветов, хотя также может использоваться как датчик освещённости.

– Измеряет отраженный красный свет и внешнее рассеянное освещение, от полной темноты до яркого солнечного света
– Фиксирует и определяет 8 цветов
– Частота опроса до 1 кГц
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Датчик касания (EV3). Позволяет роботу реагировать на касания, распознает три ситуации: прикосновение, щелчок и освобождение. Также способен определить количество нажатий, как одиночных, так и множественных.

» Цифровой ИК-датчик (EV3). Для определения приближения робота. Также способен улавливать ИК-сигналы от ИК-маяка, позволяя создавать дистанционно управляемых роботов, навигационные системы для преодоления препятствий.

– Измерения приближения/удаления в радиусе 50-70 см
– Радиус улавливания ИК-сигналов до 2 метров
– До 4 индивидуальных каналов приёма сигнала
– Получение удаленных ИК-команд управления
– Автоматическая идентификация программным обеспечением EV3

» Удалённый инфракрасный маяк. Разработан для использования с ИК-датчиком EV3. Маяк излучает ИК-сигнал, улавливаемый датчиком – может использоваться в качестве пульта дистанционного управления микрокомпьютера EV3, передавая сигналы на ИК-датчик.

– До 4 индивидуальных каналов передачи сигнала (переключатель прямо на корпусе)
– Имеет кнопку и тумблер для включения/выключения
– При работе ИК-маяка горит зелёный светодиод
– Автоматическое отключение при простое более 1 часа
– Радиус действия до 2 метров

В отдельном пакетике смотаны провода для подключения датчиков и моторов к кубику, а также USB-шнур для подключения кубика к компьютеру.

Стоит отметить два важных момента. Во-первых, существуют другие датчики Lego, такие как:

» Гироскопический датчик (EV3). Цифровой гироскопический датчик EV3 позволяет измерять движение вращения робота, а также улавливать изменения в его движении и положении. Режим измерения углов с точностью до ± 3 градуса; встроенный гироскоп улавливает вращения с моментом до 440 град/с; частота опроса до 1 кГц.

» Ультразвуковой датчик (EV3). Генерирует звуковые волны и фиксируюет их отражения от объектов, тем самым измеряя расстояние до объектов. Также может использоваться в режиме сонара, испуская одиночные волны. Может улавливать звуковые волны, которые будут являться триггерами для запуска программ. Измеряет расстояния в пределах от 1 до 250 см, а точность измерений составляет ± 1 см.

А во-вторых, поддерживаются сенсоры и прочие аксессуары от сторонних производителей, таких как HiTechnic и Mindsensors – они предлагают всевозможные джойстики, инфракрасные датчики расстояний, магнитные датчики, компасы, гироскопы, акселерометры, таймеры, мультиплексоры, шаровые опоры, и т.д. Так что, если задаться вопросом, можно найти много всего интересного.

В общем, как вы уже поняли, LEGO – это для реальных пацанов!

Первая модель

В комплекте с конструктором идёт бумажная инструкция, по которой можно собрать одну-единственную модель – некое подобие гусеничной самоходной машины.

Сначала я удивился, ведь даже в самых простых наборах (серии типа LEGO Creator) всегда идёт несколько инструкций, а тут вдруг бумаги пожалели или места в коробке не нашли. Оказалось… что только на официальном сайте из набора деталей предлагается собрать 17 разных роботов! Поэтому 17 инструкций в коробке были бы действительно лишними (и для логистики, и для лесов природы). Вот названия роботов: EV3RSTORM, GRIPP3R, R3PTAR, SPIK3R, and TRACK3R. ROBODOZ3R, BANNER PRINT3R, EV3MEG, BOBB3, MR-B3AM, RAC3 TRUCK, KRAZ3, EV3D4, EL3CTRIC GUITAR, DINOR3X, WACK3M, и EV3GAME – инструкции для них придётся качать из инета, равно как и софт для подключения EV3 к компьютеру.

Инструкция наиподробнейшая, накосячить сложно. Сын сказал , что детали в пакетиках расфасованы не очень удачно – на первой же странице может потребоваться вскрыть 3 разных пакета, но это тоже мелочи.

Кубик EV3 необходимо запитать, для чего можно использовать аккумулятор (нет в комплекте) или 6 пальчиковых батареек. Забегая вперёд – ещё 2 батарейки (но уже мизинчиковых) понадобятся для питания ИК-маяка (он же пульт ДУ).

Первую модель ребёнок (7 лет) собрал примерно минут за 30.

Процесс оказался не таким увлекательным, как, например, сборка моделей LEGO Technics – в инструкции предлагается собрать далеко не самого интересного робота: в нём лишь крупные детали, среди которых были практически все датчики и двигатели – видимо, чтобы продемонстрировать работу каждого из них.

Но вот результат превзошёл все детские ожидания – впервые он собрал модель, которая могла двигаться сама: вперёд-назад, поворот, разворот на месте, крутила щупальцами…

Запуск осуществляется с кубика EV3, для чего следует нажать пару кнопок на лицевой панели. Некоторые действия можно запрограммировать прямо на кубике: выбрать количество итераций, настроить подачу звукового сигнала и так далее – в одной статье всего не рассказать, курите мануалы.

Софт

Программировать через компьютер собранную выше модель не пришлось. Тем не менее, возможность такая есть, при этом на разных уровнях хардкорности.

Ребёнку проще всего будет начать с предлагаемого производителем софта, который есть как под Windows, так и под OS X. Во втором случае дистрибутив весит 666 Мб, а установленное приложение займёт гигабайт. Оно называется LEGO Mindstorms EV3 Home Edition и разработано совместно с небезызвестной компанией LabView. На сайте LEGO довольно много обучающих программированию материалов.

Сразу после запуска перед нами возникает интерактивный «гараж» из роботов, которых можно собрать из набора:


Выбираем понравившегося и начинаем собирать: перед нами появится интерактивная инструкция по сборке, видеоролики, а также подборка различных миссий, которые можно выполнить с собранным роботом. Вот почему дистрибутив весил так много.




Не вижу смысла описывать всё в деталях: вы быстрее скачаете приложение сами и увидите, что там есть и на каком уровне. Разве что упомяну один из недостатков, который мне больше всего запомнился: не самый дружелюбный (особенно для детей) интерфейс – от приложения попахивает каким–то банк-клиентом.

Нельзя ещё раз не отметить, что кубиком EV3 можно управлять со смартфона на операционных системах Android или iOS, для чего есть отдельные приложения.

Если всего этого оказалось мало, можете повысить градус хардкора. Для кубика EV3 существуют различные прошивки, которые позволяют расширить его возможности, скорость работы и т.д. Вот, например, альтернативная прошивка leJOS EV3 – прошивка с jvm, позволяющая программировать EV3 на языке Java. Хотите на другом языке? Окей, гугл – в вашем распоряжении почти 60 вариантов на выбор: ASM/C/C++/Perl/Python/Ruby/VB/Haskell/Lisp/Matlab/LabVIEW и многое-многое другое.

Более подробно об этом я рассказывать не буду по нескольким причинам: во-первых, программист из меня полный false (все надежды на сына), во-вторых, пока мы успели собрать только одну модель (и на выходных возьмёмся за вторую), а в-третьих – вы уже и так оформили заказ на этот конструктор и скоро сами всё узнаете 😉 Ну а если серьёзно, то статья и так уже огромная – вот лучше две ссылочки изучите: раз и два.

Ну и ещё большой плюс – это LEGO-сообщества, которых полно по всему миру. Можете быть уверены, что на любом из этапов экспериментов с роботами вы всегда сможете найти единомышленников и тех, кто сможет помочь с решением проблемы. Помимо дружелюбных сообществ, на просторах сети выложено огромное множество различных инструкций, моделей, исходников, видеороликов и обучающих материалов. Всё это означает одно: с Mindstorms вы не соскучитесь.

Образовательные решения LEGO Education. Кем могут вырасти ваши дети

Внедрение развивающих различные навыки программ для школьников происходит во всех странах мира. В недрах отдельных Министерств образования все больше задумываются о том, как воспитать учеников, способных жить в современном технологичном мире, развить у них универсальные знания и навыки, которые будут востребованы в стремительно меняющемся XXI веке. Немалый вклад в популяризацию этой темы вносят крупные компании — Microsoft, Intel, Google, IBM, LEGO Group и прочие разрабатывают образовательные программы для школ и «кружков» юных техников. Продвинутые учителя и преподаватели вузов перенимают знания на их курсах и включают актуальные наработки в свои занятия. Впрочем, до подключения государственных структур все эти мероприятия проводятся неравномерно и спонтанно.

Более структурированным процесс становится после согласования с государственной системой образования, появления специализированных курсов для учителей, введения занятий в школах, начиная с младших классов. Таким путем, например, идет Lego Education — ее концепция интегрированного обучения робототехнике и программированию внедряется в учебных заведениях по всему миру, включая Россию.

Миссия компании

Миссия LEGO Group – вдохновлять и развивать «строителей» завтрашнего дня. LEGO Education видит свою миссию в несколько ином виде: мы создаем и внедряем образовательные решения, которые помогут ученикам добиться успеха не только в обучении, но и в их дальнейшей жизни. С другой стороны, мы понимаем, что в обязанности учителя входит обучение определенным знаниям с получением конкретных измеримых результатов, и решения от LEGO Education, конечно же, учитывают эти требования.

Интересные факты

• Название LEGO состоит из двух букв датских слов «LEG» и «GODT», что означает “играть с увлечением”.
• LEGO Group запатентовала кирпичик LEGO со всем известными трубками внутри и креплениями на верхней грани 28 января 1958 года. С тех самых пор все кирпичи LEGO System (классические кирпичики LEGO) изготавливаются с размерами, которые были указаны в этом патенте.
• Кирпичи LEGO DUPLO превышают размер обычных кирпичиков LEGO в восемь раз, то есть ровно в два раза по каждому направлению. Однако они все равно могут соединяться.
• В среднем, у каждого человека на земле есть 86 кирпичиков LEGO!
• В 2012 году было произведено 45,7 миллиардов кирпичиков LEGO со скоростью в 5,2 миллионов деталей в час.
• LEGO Group – один из крупнейших мировых производителей шин, хоть и игрушечных.
• Если сложить все проданные в 2012 году кирпичики LEGO рядом, их длины хватит, чтобы обернуть Землю более 18 раз.
• Чтобы достать до Луны, вам нужно будет построить колонну из 40 миллиардов кирпичиков LEGO.
• Первая минифигурка была произведена в 1978 году. С тех пор их было сделано более 4 миллиардов фигурок LEGO, что делает их самой большой группой населения на планете!
• Каждая минифигурка без головного убора равна по высоте четырем стандартным кирпичикам LEGO.
• Первая версия LEGO MINDSTORMS Education была выпущена в 1998 году и являлась плодом сотрудничества LEGO Group и MIT (Массачусетский Технологический Институт), США. Второе и третье поколения были выпущены в 2006 и 2013 гг.

WeDo 2.0

Наборы WeDo 2.0 от LEGO Education позволяют детям младшего школьного возраста не только изучать предметы из школьной программы, но и мало-помалу определяться, что же будет интересно в будущем им самим.

Давайте остановимся поподробнее на самих наборах и их возможностях.

Контейнер

Наборы WeDo 2.0 поставляются в пластиковом контейнере, в котором удобно хранить как сами детали набора, так уже и собранных из него роботов и моделей, благо размеры позволяют. Контейнер прочный, что предохраняет его и от частого использования, и от регулярных падений. Для хранения мелких деталей можно использовать верхнее отделение.

Предполагается, что из базового набора ребенок сможет собрать в том числе и программируемый вездеход, так что без колес не обошлось.

Сам набор содержит:

• ряд деталей (280 штук) для сборки роботов и механизмов нужной конструкции, которую ограничивает лишь фантазия ребенка (или помогающего ему родителя);
• “мозги” набора – специальный блок управления датчиками и мотором, СмартХаб WeDo 2.0;
• собственно, датчики (движения и расстояния, гироскоп) и небольшой мотор;
• кабели для соединения датчиков и моторов с блоком управления.

Начнем с главного. С мозга данного набора.

СмартХаб

Он же — СмартХаб WeDo 2.0. Все мысли, желания, тайны и возможности будущего робота заключены в этом незамысловатом кирпичике. Из доступных элементов управления — только зеленая кнопка, включающая режим сопряжения по Bluetooth. Какого-либо дисплея у блока управления нет, в отличие от старшего брата, LEGO MINDSTORMS Education EV3, поэтому программировать его можно только с помощью планшета или компьютера с установленным ПО (iOS, Android, Windows 7, Windows 8.1, Windows 10, OS X). Входы, которые можно заметить на фото – для подключения датчиков и мотора.

К ПК же СмартХаб также подключается посредством Bluetooth Low Energy (BT 4.0 и выше). Питается он от двух обычных пальчиковых батареек (АА) или от специального аккумулятора (продается отдельно).

После включения режима сопряжения у вас будет секунд 10, чтобы ваш планшет или ПК обнаружил блок управления и успешно с ним соединился.

Само ПО весьма дружелюбное и, по сути, представляет собой конструктор блок-схем. Сразу с главной страницы приложения можно просмотреть понятный мультфильм, повествующий о возможностях самого ПО, его интерфейсе, и подробно описывающий процесс составления алгоритмов. На отдельную кнопку вынесена вся необходимая справочная информация для учителя, а половину экрана занимает менеджер проектов, позволяющий просмотреть текущие или создать новый.

Чтобы начать творить, нужно создать новый проект. После этого откроется окно программирования. Вот он — первый шаг на пути юного программиста! Чтобы создать программу, управляющую роботом, нужно создать правильную последовательность блок-схем, программу. Каждый элемент блок-схемы обозначен иконкой соответствующего действия, так что даже ребенок довольно быстро поймет, в каком порядке надо располагать блоки, чтобы добиться от своего робота необходимых активностей.

Возможно, ребенка увлечет сам процесс программирования робота, разбор алгоритмов и изучение блок-схем, благодаря которым робот выполняет те или иные действия, а также — создание собственных алгоритмов и программ. С большой вероятностью, повзрослев, ребенок встанет на путь программирования, и мир увидит еще одного отличного кодера, который интересовался этой сферой с самых ранних лет.

Может быть, для ребенка куда интереснее будет сам процесс сбора робота из деталей, и он выберет эту стезю – конструирование, создание новых материалов, обеспечивающих потребности нового времени. К слову, немаловажно и значение программирования и сбора конструкции в команде – дети смогут распределить роли и обязанности, после чего начать работать каждый над своей частью задания для достижения общей цели, повышая свою экспертизу в той или иной области. Заметим, что набор WeDo 2.0 рекомендуется для работы двух детей.

Датчики и моторы

Гироскоп (датчик наклона). Позволяет отслеживать положение в пространстве, будучи надежно закрепленным на конструкции. Также благодаря ему можно программировать поведение вида “При повороте на 45 градусов влево отключить моторы и прекратить движение” или “Через минуту после касания датчика начать движение”. Такие команды особенно оценят владельцы котов.

Датчик движения. Может улавливать движение объектов в радиусе примерно 15 сантиметров и определять расстояние до таких объектов.

Средний мотор WeDo 2.0. Собственно, без этого элемента у робота или машинки были бы проблемы в плане какого-либо движения.

Датчики и мотор имеют на корпусе посадочные места для стандартных деталек, поэтому крепить их друг к другу или собранной конструкции довольно просто. К СмартХабу они подсоединяются с помощью кабелей, идущих в комплекте.

Обратите внимание — у СмартХаба только два входа, поэтому одновременно можно использовать либо 1 датчик и 1 мотор, либо два датчика (и любоваться зловеще замершим роботом).

Так как у СмартХаба нет экрана, то для самого программирования робота вам понадобится ПК или планшет. Версии программы WeDo 2.0 для смартфонов на iOS и Android существуют в маркетах, но производитель разумно установил ограничение на размер экрана. К примеру, приложение отказывается ставиться на Samsung Galaxy S7 или iPhone 5S, но при этом успешно устанавливается на iPad mini 2. Запустив приложение, понимаешь — почему. Ибо если на планшете составить блок-схему с действиями для робота еще можно, то на телефоне это будет сделать гораздо сложнее.

ПО весьма простое и интуитивное, каждый элемент блок-схемы, содержащий конкретное действие робота (двигаться, стоять, ждать условия, ждать показания от датчика и прочее) отмечен весьма очевидной иконкой. Сама программа в визуальном плане представляет собой цепочку из элементов блок-схем.

После сопряжения планшета со СмартХабом можно быстро загрузить созданную программу в память робота и запустить ее выполнение.

Если же мы говорим об основной школе, то здесь требуется образовательный элемент посерьезнее, и в дело вступает старший брат WeDo 2.0 — LEGO MINDSTORMS Education EV3.

Как и WeDo 2.0, поставляется во вместительном прочном пластиковом контейнере.

Начнем, опять же, с мозга.

Микрокомпьютер LEGO MINDSTORMS Education EV3

Как видите, выглядит гораздо серьезнее, чем СмартХаб WeDo.

Здесь есть экран, который позволяет не только выводить различные изображения при желании (или при выполнении роботом определенных команд), но и программировать его без подключения к ПК или мобильным устройствам. То есть просто с помощью шести физических кнопок – навигация по меню довольно интуитивная, программирования выполняется путем создания цепочки блок-схем, каждую из которых можно составить и сохранить в памяти устройства.

Экран черно-белый, без подсветки.

Микрокомпьютер сам определяет вид датчика или мотора при подключении, может воспроизводить звуки (есть встроенный динамик), изображения и имеет два встроенных светодиода с возможностью управления (а также они отображают текущий статус аккумулятора).

Кстати, о питании.

Для работы потребуются либо 6 пальчиковых батареек (АА), либо специальный аккумулятор на 2200mAh, идущий в комплекте.

Соединяться с ПК микрокомпьютер может либо по кабелю (miniUSB – USB), либо по WiFi или Bluetooth, тут кому как удобнее.

DCBA (на самом деле, A В С D) на фото — входы для моторов, коих в комплекте 3. Разъемов столько, потому что подключать данные моторы можно по-разному, и может сложиться ситуация, когда конструкция вашего робота позволит подключить моторы колес на B и C, а вот сервомотор вы сможете подключить только в A, потому что D у вас перекрыт какой-то деталью, например.

1-2-3-4 – соответственно, входы для подключения датчиков (5 штук в комплекте). Как заметит внимательный читатель, подключить сразу все датчики из набора к микрокомпьютеру не получится, с математикой спорить сложно.

USB-разъем и разъем для microSD (можно записать на карточку множество учебных программ и запускать их с разных микрокомпьютеров через встроенный файловый менеджер, выглядит это не сложнее, чем найти в папке музыкальный трек и запустить его). Также на карту можно писать телеметрию в реальном времени со всех доступных датчиков – получится этакая Big Data, собранная во время, к примеру, эксперимента в полях.

Включается микрокомпьютер нажатием средней клавиши, выключается кнопкой “Назад” или по установленному в настройках тайм-ауту.

Моторы и датчики

Большие сервомоторы. В комплекте — две штуки. Идеально подходят для вращения колес, но опять же, ограничитель использования — это только фантазия. Ну еще здравый смысл и сопротивление материалов. Микрокомпьютер может снимать с них телеметрию оборотов с точностью до 1 градуса благодаря встроенному датчику вращения.

Средний сервомотор. В комплекте один. Отличается от больших только внешним видом, размером и количеством в наборе.

Гироскопический датчик. Измеряет и передает на микрокомпьютер скорость вращения в градусах. Работает только в одной физической плоскости (на выбор).

Датчики касания (в наборе две штуки). Может фиксировать три разных состояния: отсутствие нажатия, наличие нажатия, щелчок (полное нажатие до конца и снятие нажатия). Умеет считать количество нажатий. Помогает определить наличие препятствия путем физического контакта с ним.

Ультразвуковой датчик. Хоть и выглядит, как глаза, но фактически это сонар робота (собственно, и заменяющий ему глаза). Измеряется расстояние до объектов и само наличие объектов на пути движения робота. Помогает быстро едущему роботу заметить преграду и остановиться в заданном расстоянии от нее. Или объехать ее.

Датчик цвета. С помощью светодиодов позволяет распознавать объекты определенного цвета, что дает возможность запрограммировать робота, к примеру, следующим образом: “Ехать вперед по зеленой поверхности, повернуть направо при въезде в желтую зону, снизить скорость в красном секторе, остановиться, если в помещении погас свет”. Датчик также различает уровень освещенности, отраженный и рассеянный свет.

Инструкция к набору прилагается в лучших традициях ЛЕГО — все просто и понятно, если есть подозрения, что пользователю будет сложно найти конкретную деталь — она будет продублирована на картинке в натуральную величину, достаточно приложить ее и сравнить — то ли вы искали. Само собой, в бумажной инструкции предлагается схема сборки одной конкретной модели (которая позволит быстро разобраться со всеми возможностями набора, освоить принципы работы датчиков и приложения). Плюс к этому – дополнительные инструкции и уроки есть в ПО.

Но так как это LEGO MINDSTORMS, то общее количество возможных моделей ограничено только фантазией ребенка.

Также в инструкции описаны блок-схемы для тех или иных действий, которые можно составить непосредственно с микрокомпьютера.

Как можно заметить, чего-то сверхсложного в сборке конструкции робота или в его управлении нет, ученики справляются с этим довольно быстро.

К слову, не стоит считать, что наборы подобных робоконструкторов смогут помочь определиться с профессией только детям с техническим складом ума.

Ребенок, который является абсолютным гуманитарием, сможет придумать главное — цель создания того или иного робота. Зачем роботу куда-то ехать. Нарисовать или сложить локацию-лабиринт для него. Или вообще придумать сценарий короткометражки, в рамках которого собранные друзьями роботы будут взаимодействовать друг с другом.

Одно из главных следствий использования наборов LEGO Education в учебе – это именно формирование интереса к самому процессу обучения. Каждый урок должен стать для ребенка не просто временным отрезком, после которого можно пойти домой, а временем, которое можно интересно провести за конструированием чего-то нового, вместе с этим изучая сам предмет.

Постоянное взаимодействие с наборами, частое программирование и создание блок-схем, наличие соревновательного элемента – все это будет вырабатывать у ребенка навыки, которые необходимы для работы в современном мире.

Школа будущего: чему и как учить детей

Ни для кого уже не секрет, что существует очень большая вероятность исчезновения ряда привычных нам профессий в связи с появлением новых и замещением людей автоматикой. Согласно прогнозу Оксфордского университета, множество профессий, в которых заняты люди сегодня, в ближайшие 10-20 лет исчезнут — выполнение соответствующих процессов будет полностью автоматизировано. Водителям, продавцам, рабочим на заводах, сотрудникам колл-центров, а также некоторым менеджерам и даже журналистам стоит задуматься о смене профессии уже сегодня. Востребованными же станут профессии, в которых технологии будут тесно переплетены с естественными науками.

По оценке Intel, множество новых профессий будут так или иначе связаны с программированием и робототехникой. Проблему дефицита инженерных кадров и привлечения талантливой молодежи к изучению естественнонаучных дисциплин в компании называют одной из наиболее актуальных.

Все чаще звучат идеи, что обучение детей технологиям, их использование в процессе учебы — одна из важнейших миссий сегодняшних образовательных учреждений. Фундаментальные науки сохраняют свою значимость, но умение работать с информацией, получать новые навыки и находить им применение для решения новых задач — не менее важная составляющая формирования успешного будущего.

Образовательные наборы LEGO Education предназначены для детей разного возраста — от младших школьников до студентов. Начиная с простых образовательных решений, ребенок переходит ко все более сложным робототехническим комплексам. Первая учебная робототехническая платформа LEGO Education WeDo 2.0 подходит детям с семи лет (а то и младше) и позволяет им лучше понимать многие предметы: математику, окружающий мир, конструирование, основы программирования. В процессе занятий под руководством преподавателя ребенок учится анализировать задачи и находить оптимальные решения, работая в команде. Тут же закладываются навыки создания проектов (от идеи до реализации) с проведением экспериментов.

Все это вполне укладывается в концепцию STEM learning (S — science, T — technology, E — engineering, M — mathematics). Она как раз предполагает создание в учебных заведениях среды, позволяющей опробовать идеи и теории на практике.

При этом не стоит путать развитие необходимых навыков у младших школьников с ранней профессиональной ориентацией. Точно предугадать, чем придется заниматься ребенку в будущем — невозможно. Но можно научить его осваивать новое, работать в команде, вести самостоятельные проекты, ориентироваться в том, что важно, а что — второстепенно.

Кстати, известный футуролог Рэй Курцвейл и авторитетный в США врач Терри Гроссман считают, что в ближайшие 10-20 лет нас ждет настоящая революция в медицине. Сочетание новых технологий и методов лечения позволит людям увеличить срок активной жизни до 100, а то и 150 лет. Можно ли, нужно ли посвящать все эти годы одной работе или одной области знаний? Человек будущего — это человек, который постоянно учится, меняется, адаптируется. Или заменяется роботом и отправляется на свалку истории.

• Блог компании LEGO Education
• Робототехника
• DIY или Сделай сам
• Будущее здесь

MINDSTORMS®

Раскройте творческий потенциал ребёнка с LEGO® MINDSTORMS® EV3! Они смогут собирать роботов, которые будут ходить, говорить, думать и делать всё, что только можно придумать.

listing.summary.total
Сортировать по : product.sortOptions.recommended

• product.sortOptions.recommended
• Последние новинки
• product.sortOptions.pieceCount
• Название

Filter

Количество элементов

facets.mobile.showProducts
Сортировать по
facets.filter.view

Ассортимент

Показано 0 из 0 результатов

footer.summary

О нас

Служба поддержки

Аттракционы

Больше от LEGO

О нас

• О LEGO Group
• Новости LEGO®
• Устойчивое развитие
• Заявление о прозрачности канала поставок
• Сертификация продукции LEGO
• Вакансии LEGO

Служба поддержки

• Свяжитесь с нами
• Найти инструкцию по сборке
• Запасные детали
• Отзыв товаров

Аттракционы

• LEGO® House
• LEGOLAND® Parks
• LEGOLAND Discovery Centers

Больше от LEGO

• Политика конфиденциальности
• Cookie-файлы
• Юридическая информация
• Условия использования
• Доступность ресурсов
• Настройки cookie-файлов

LEGO System A/S, DK-7190 Billund, Denmark. Совершать покупки онлайн могут только лица старше 18 лет. LEGO, логотип LEGO, Минифигурка (Minifigure), DUPLO, LEGENDS OF CHIMA, NINJAGO, BIONICLE, MINDSTORMS и MIXELS являются товарными знаками и объектами авторского права корпорации LEGO Group. ©2022 The LEGO Group. Все права защищены. Используя этот сайт, вы выражаете свое согласие с Условиями использования.

LEGO Mindstorms – плюсы и минусы в обучении робототехнике

Чаще всего при обучении детей робототехнике используют платформу LEGO Mindstorms – это конструктор, из деталей которого можно легко создать программируемого робота. Но мы отказались от этой идеи. Расскажем почему, а заодно поговорим о преимуществах и недостатках обучения робототехнике при помощи LEGO Mindstorms.

LEGO Mindstorms – закрытая платформа

Обычно платформы для обучения робототехнике состоят из четырех компонентов: механики, периферийной электроники, управляющего модуля и среды разработки (софта). Одно из свойств закрытых платформ – таких, как «Лего», – несовместимость их компонентов с другими платформами. Очень редко встречаются любители сложностей, которые захотят добавить цельным системам датчики не из комплекта. Поэтому мы будем рассматривать LEGO Mindstorms, не отделяя компоненты друг от друга.

Для младших школьников есть упрощенный вариант набора – Lego EducationWedo. В него входят строительные элементы, мотор, датчик наклона и датчик расстояния. Для учеников средней и старшей школы уже предлагается полная платформа Lego MindStorms, самая современная ее версия – Lego MindStorms Ev3. С ее помощью можно создать как стандартные модели роботов, так и авторские проекты.

Преимущества LEGO Mindstorms

Мы не будем говорить о развитии мелкой моторики, усидчивости, логики или пространственного мышления. Все эти навыки развиваются у детей при использовании любого конструктора. Отметим неоспоримые преимущества в обучении робототехнике, которые есть у LEGO Mindstorms.

Простое использование

Когда практически ничего не ломается, все легко подключается, то и работать с таким материалом сплошное удовольствие. Свободное программное обеспечение Lego EV3 Basic и текстовая среда программирования Microsoft Small Basic Ev3, специально разработанная для обучения программированию, делают «общение» с роботом комфортным. Все доступно и постигается в короткие сроки.

Поддержка русского языка, большое число готовых примеров и встроенная справочная система с руководством по сборке и программированию делают робототехнику похожей на игру, которая нравится детям.

Скорость сборки

Все детали конструктора сделаны идеально, а значит, не нужно терять время на решение проблемы, если что-то не подойдет или пойдет не по инструкции.

Собрать фирменные детальки «Лего» намного быстрее, чем детали других конструкторов. На них не надо зажимать заклепки, они открываются сами за счет упругости. Винты у «Лего» заменяет ось с крестообразным сечением. Гайки не нужны – оси держатся за счет продольного трения. Плюс к этому в «Лего» есть спецдетали для сборки некоторых узлов, к примеру дифференциала. Все это значительно ускоряет сборку.

Корпорация «Лего» проводит множество конференций и мастер-классов для преподавателей, устраивает соревнования и конкурсы для детей и взрослых. Все для того, чтобы через Lego вызвать интерес к робототехнике как можно у большего числа людей.

Недостатки LEGO Mindstorms

Далек от реальной жизни

Соединения, которые используют в «Лего», в реальном мире вы не встретите, также нигде не используется и язык программирования лего-роботов. Идеальные детали, как в «Лего», тоже ребенку во взрослой жизни не попадутся, поэтому переход от лего-роботов к реальной робототехнике будет нелегким.

Элементы конструктора упрощены для того, чтобы ребенку не пришлось использовать дополнительные инструменты. Но представьте себе роботов в промышленности и на производстве – чтобы создать их, понадобятся навыки не только по программированию, но и по обращению с линейкой, циркулем, паяльником и прочими инструментами.

Нет понимания, как достигнут результат

Все микроэлектронные элементы модуля спрятаны за корпусом. Что видит ребенок? Волшебную коробку, которая неизвестным образом выполняет то, что он делает по инструкции. Все детали даны, осталось только соединить. В итоге ребенок не знает, что и как работает. Результат есть, а ясного понимания, как он получился, нет!

Каждая инструкция Lego пошагово описывает, что и куда поставить (даже аккумулятор в блок). Детали изображены в реальном размере, нет текста, который бы объяснял что-то, хотя бы называл детали, которые ребенок использует. Конечно, это упрощает работу, но в итоге дети не знают названий деталей, не умеют работать со схемами, не говоря уже о том, что в реальности таких подробных инструкций, дающих ответов на любой вопрос, они вряд ли получат.

Если ребенок не знает, как и что работает, то впоследствии создать что-то свое ему будет затруднительно. Кстати, у лего-модуля всего 8 разъемов, в которые кроме фирменных проводов ничего больше не влезает. Ну и, конечно, датчики и моторы тоже используются только конкретной компании. А значит, пространства для творчества становится все меньше.

Вместо заключения

Для ребенка Lego Mindstorms напоминает игру, не требует он особой технической подготовки и от преподавателя. Принимая все положительные стороны конструктора, скажем, что его можно использовать только как первый шаг на пути к робототехнике. При этом нужно обязательно доносить до детей, что разработки Lego – большой труд множества инженеров, чтобы у них не создавалась иллюзия «волшебства» в робототехнике. Обучение робототехнике включает несколько направлений: программирование, электронику и механику. Дети должны понимать, что и как работает.

Мы в «Робиксе» принципиально не используем конструкторы типа LEGO, чтобы ребята сразу близко знакомились с настоящей робототехникой.

Наши ученики начинают постигать основы программирования с самого младшего возраста. Они программируют своих роботов на специальном языке SnapJunior – адаптированной версии Snap4Arduino, в которой команды иллюстрированы картинками, а сам язык является хорошим стартом для изучения C и C++. Хорошая база – залог успешного понимания самых сложных вещей.

Мы не только программируем на реальных языках, но и стараемся постигать электронику как можно раньше. Начинаем с младшими учениками с деталей конструктора «Знаток», потом паяем микросхемы на макетных платах. Также используем программный блок Arduino, у которого видны все микроэлектронные элементы.

Мы учим детей работать с верстаком, паяльником и другими вещами, которые точно пригодятся в будущем. Они самостоятельно моделируют на компьютере детали для своих роботов и распечатывают их на 3D-принтере. Когда ребенок сам проходит весь путь от начала до конца, то создать что-то свое ему будет намного легче.

Наш принцип: больше наглядности – ближе к миру роботов.