• Přehled elegantního robota LEGO, který lze naprogramovat. Programování a řízení průmyslových robotů

    Stavební roboti jsou perfektní příležitostí, jak spojit hru a naučit se základní programovací dovednosti. Proto jsou ve světě tak populární.

    Liší se nejen výrobci, ale také metodami a možnostmi programování, typy spojovacích prvků a materiály.

    Většina zjednodušených (pro začátečníky) a robotů přichází se specialitou software, který vám umožní snadno nastavit příkazy k vašemu výtvoru. V pokročilejších modelech se budete muset nejprve naučit jazyky založené na C.

    LEGO Mindstorms

    Konstruktor je k dispozici ve dvou typech:

    • děti;
    • pokročilý.

    Ve školce jen pár motorů, žárovky a návod s možné možnosti shromáždění. Jenže u LEGO často není návod po prvním sestavení potřeba a do hry vstupuje fantazie.

    Stojí za zmínku, že ačkoliv je programování těchto robotů možné, tato sada neobsahuje žádné řídicí jednotky, což znamená, že robot bude vždy připojen k počítači pomocí USB kabelu.

    Pokročilá sada otevírá mnohem více prostoru pro fantazii. Existuje v několika variantách a generacích (na tento moment tři generace). Liší se počtem dílů, přítomností dalších mikropočítačů, ale i různými senzory a dalšími zařízeními. Mikropočítače této řady jsou vybaveny operační systém linux. Tyto programy nejen podporují speciální jazyky programování, ale také C++, C a dokonce i Python.

    Pro pohodlí přeprogramování robota můžete použít oficiální program od LEGO, což vám umožní přizpůsobit prvky pomocí intuitivního rozhraní.

    Lego je v popředí výroby robotů již více než deset let. K tvoření jsou pořádány soutěže, kde hlavní cenou je nejčastěji levné místo na prestižní univerzitě.

    LEGO Mindstorms je jednou ze 17 možností sestavení

    HUNA

    Jedná se o poměrně novou značku původem z Jižní Koreje, která si postupně získává oblibu v kruzích mladé kybernetiky. Existují dva typy stavebnic HUNA. Jejich zásadní rozdíl je, že v jednom případě jsou díly vyrobeny z plastu a ve druhém z kovu. Zároveň je však lze kombinovat, protože mají společný princip spojování dílů.

    Můžete se dozvědět více o fascinujících kovových konstruktérech pro chlapce.

    Plastové stavebnice HUNA jsou určeny pro děti starší šesti let, neboť nevyžadují ani znalost základů programování.

    „Mozkem“ železných stavebnic je Arduino ovladač, který již má speciální firmware. Programovací prostředí je zde obvyklý jazyk ve tvaru C pro Arduino, ale pro větší pohodlí bylo vizualizováno.

    Díky Arduinu a pokročilejším systémům jsou tyto stavebnice specializované pro publikum, které dosáhlo věku patnácti let. Tedy ti, kteří už Mindstorms přerostli.

    Makeblock

    Dalším konstruktorem na našem seznamu je čínský Makeblock. Stejně jako v předchozím případě je zde použita elektronika Arduino. Počet prodaných sad na oficiálních stránkách je prostě obrovský. Najdete jak levné stavebnice běžných aut, tak i docela seriózní stavebnice, které vám umožní vytvořit si vlastní 3D tiskárnu.

    Všechny díly Makeblock jsou vyrobeny z hliníku, který je elektrostaticky lakován (stejně jako na autech). Pravděpodobnost, že časem budou detaily vypadat nevzhledně, se tedy blíží nule.

    Z zajímavé modely je třeba poznamenat, že ti, kteří provádějí kresby, mezi nimi:

    • mScara– rameno robota, na které můžete místo značky umístit laser;
    • mSpider- kreslí ve svislých rovinách, pohybuje se jako pavouk na provázcích;
    • mCar- stroj, který kreslí fixem, kde jezdí.

    Také pro tyto roboty existuje speciální software, který vám umožní vytvořit výkres jakékoli složitosti. Chcete-li to provést, stačí jej načíst do grafického editoru programu.

    #Struktor

    Tento konstruktér je vyrobený v Rusku a od ostatních se liší tím, že jeho části jsou vyrobeny z pěnového PVC. Jejich tloušťka je pět milimetrů, což umožňuje vytvářet malé, ale dostatečně pevné struktury.

    A skutečnost, že PVC je měkký materiál, nám umožňuje rozhodnout věčný problém designéři – detaily nejsou tak, jak je chcete vidět. V tomto případě se vše rozhoduje obyčejným klerikálním nožem nebo skalpelem.

    Výhody PVC:

    • nízké náklady;
    • snadnost zpracování - stačí se vyzbrojit nožem, tužkou a pravítkem;
    • vysoká síla;
    • odolnost proti vlhkosti;
    • požární bezpečnost - teplota vznícení PVC fólie přesahuje 400 stupňů Celsia.

    Výrobci nabízejí řešení nízké pevnosti konstrukce dvěma způsoby. Prvním je jednoduché slepení dílů. Nejlepší ze všech pro takové účely je speciální lepidlo "Cosmofen". Druhým způsobem je zkombinovat #Structor se sovětským (nebo podobným) železným konstruktérem.

    #Structor z "Amperka"

    Přestože díly z takové úpravy dlouho nevydrží, vždy si můžete koupit plastovou fólii a nařezat nové. Kresby dílů jsou volně dostupné a nikdo nevyloučil fantazii.

    #Prvky Structor jsou řízeny Arduinem. A díky všestrannosti materiálu, ze kterého jsou konstrukční prvky vyrobeny, lze do konstrukce snadno integrovat jakýkoli senzor, servopohon nebo motor.

    Vex

    Společnost je známá především svými vibračními roboty. Málokdo ale ví, že vyrábí i stavebnice pro stavbu plnohodnotných robotů. Stavebnice jsou určeny pro děti starší deseti let. Ale díky široké nabídce produktů najdou uplatnění i ve školách či univerzitách.

    Pokud některá položka chybí, můžete ji vždy zakoupit samostatně. Na stránkách výrobce je toho hodně různé senzory, motory a další konstrukční prvky. Navíc nákupem dalších dílů můžete zvýšit složitost produktů.

    Pouze v sadách korejské firmy Vex jsou převodovky nebo kola Elon.

    Programování probíhá v jednom z několika prostředí. Jsou tři středy. První je obrazovka, kde se místo psaní příkazů bloky jednoduše přetahují. Druhým jsou klasické vývojové diagramy jako v hodinách informatiky. Třetí prostředí je velmi podobné softwaru od LEGO – stejné drag and drop bloky s příkazy a hodnotami.

    Pozoruhodnou vlastností je také přítomnost softwaru VEX Assembler. Toto je 3D editor, ve kterém můžete navrhnout a otestovat svého robota, než jej začnete stavět naživo.

    VEX Robotics od HEXBUG

    fischertechnik

    Sady designérů vyrábí německá firma.Řada ROBOTICS, která dětem otevírá svět robotů, má šest sad. Všechny nabízejí vytvoření několika robotů, kteří vykonávají určité funkce. Stejně jako u všech stavebnic začíná zábava ve chvíli, kdy vyzkoušíte všechny návody.

    Aby nedošlo k nedostatku detailů a elektronické komponenty rozšiřující sady lze zakoupit samostatně, dálkové ovládání a mnohem víc.

    Zvláštní pozornost si zaslouží ovladače prodávané samostatně. Přestože jsou jejich náklady srovnatelné s náklady na celý soubor, hranice, které otevírají, tuto skutečnost snadno překonávají.

    Na trhu jsou dva typy ovladačů:

    • RoboTX;
    • Robo TXT.

    Vysoká cena za ně je dána tím, že se nejedná jen o ovladače, ale o skutečné mikropočítače s Wi-Fi, Bluetooth a na svou malou velikost docela výkonnou „nádivkou“. Pro zlepšení výkonu lze tyto regulátory kombinovat do jedné sítě.

    Programování probíhá na volný program Robopro. Všechny příkazy se nastavují pomocí logických bloků, což umožňuje naučit vaše dítě základy programování hravou formou.

    TRIC

    Konstruktér pochází z „narozeného“ v Rusku. Jeho výrobci se rozhodli pomoci nadšencům do robotiky, kteří používají sovětské kovové konstruktéry. Proto mají všechny díly otvory o stejných deseti milimetrech jako konstruktéři železa.
    Tento konstruktér je na trhu nový, ale již se etabloval jako všestranný a velmi pohodlný.

    V současné době existují čtyři typy sad:

    • začínající;
    • vzdělávací;
    • škola;
    • konkurenční.

    Jejich rozdíl je v počtu dílů a elektroniky. Ve všech sadách najdete mikrokontrolér, mikrofon a videokameru nebo senzory, LED diody a kolečka.

    Mikrokontrolér TRIK běží na Linuxu a má 24 megahertzový procesor a až 256 MB RAM na desce. Lze jej také rozšířit pomocí Flash karty.

    Montážní sada TRIX

    Tvůrci daný konstruktor se rozhodl nesvázat ovladač s jedním programovacím prostředím. Proto podporuje C, C++, Python a dokonce i Javu. Pro ty, kteří se programování teprve učí, je k dispozici speciální programovací prostředí určené pro regulátor TRIK.

    Vzhledem k tomu, že ovladač podporuje mnoho příkazů, je k dispozici aplikace pro chytré telefony Android pro pohodlné ovládání. Příkazy jsou přenášeny přes Wi-Fi.

    MECH


    Americká firma, která s MOSS přišla, se vydala nestandardní cestou – opustila dráty.     Místo toho se používají díly krychlového tvaru, které mají barevné okraje. Jejich účel je následující:

    1. Zelená - přenos elektřiny z baterie.
    2. Červená - zadávání dat.
    3. Hnědé okraje jsou datovým výstupem.
    4. Modrá - tyto hrany přenášejí jak elektřinu, tak data. Jsou potřebné pro spojení dílů pomocí flexibilního prvku.

    Ano, design je poměrně komplikovaný, ale pokud ho pochopíte, fantazii při vytváření robotů už nikdo nezastaví. A pochopit, co je jeho podstatou, dokáže i dítě ve věku 8 let, pro které je designér navržen. Moduly jsou navzájem spojeny pomocí kovových kuliček připevněných k magnetům. Tyto magnety jsou umístěny v rozích modulů.

    Robo Wunderkind od MOSS

    Programování mikrokontrolérů lze provádět na dvou programech. První je renderer s dalšími možnostmi. Je vhodný pro ty, kteří se v C-kódu příliš neorientují.

    Druhý program je zaměřen na ty, kteří se v něm dobře orientují. Zkompiluje váš kód a přenese jej do řadiče. Oba tyto programy fungují na Windows a Mac OS, ale nejsou podporovány Linuxem.

    Pro dálkové ovládání robota MOSS existuje několik programů pro mobilní zařízení. To zahrnuje ovládací panely, export dat ze senzorů, kreslení grafů a mnoho dalšího. Všechny programy jsou dostupné pro iOS a některé pro Android.

    Pro děti předškolním věku můžete si vybrat sadu pro sestavení např. bez elektrické součástky.

    Stojí za zmínku, že recenze nezohlednila designéry v hodnotě více než sto tisíc rublů, stejně jako ty, které vyžadují jakýkoli druh pájení.

    Robot MECCANO ovládaný chytrým telefonem nebo tabletem

    Video

    Toto video vám podrobně řekne o programovatelných robotech: co to je a který z nich je lepší vybrat.

    Chcete-li vybrat konstruktor, musíte se rozhodnout, pro koho je:

    • LEGO Mindstorms je nejvhodnější pro dítě, které miluje roboty. A protože většina dětí má rozsáhlou sbírku LEGO, dětská fantazie je skutečně neomezená.
    • Pokud hledáte konstruktor pro sebe, pak byste měli věnovat pozornost TRIK nebo #Struktor, protože oba jsou kompatibilní se sovětským železným konstruktorem a druhý je také vyroben z PVC.
    • Ale tak či onak, tito designéři výrazně zlepší schopnost vašeho dítěte logicky uvažovat a také ho připraví na to, co ho čeká ve škole nebo na vysoké škole.

    Před nákupem nebude zbytečné podrobně prostudovat každou montážní sadu, která se vám líbí. A také popřemýšlet o tom, dát dítě do radioamatérského kroužku, pokud se mu toto téma líbí.

    LEGO designéry zná každý. Po několik desetiletí se sady různobarevných plastových dílů staly skutečně ikonickými: děti z nich rády sestavují hrady, auta a vesmírné lodě a dospělí - celá skutečná města.

    Dnes LEGO rozvíjí nejen jemnou motoriku a představivost. Nová sada LEGO Boost nabízí doslova oživit sestavený konstruktér pomocí chytrého telefonu nebo tabletu.

    To znamená, že sestavená kyberkočka bude opravdu vrnět, robot bude mluvit a jezdit a kytara bude vydávat šílené „soli“.

    Jak to vypadá? Sestavil jsem svého robota a teď vám všechno řeknu.

    Co je LEGO Boost

    Lego Boost je vzdělávací stavebnice s 847 dílky. z nich si můžete sestavit jeden z 5 modelů, ze kterých si můžete vybrat:

    1. Robot Verni
    2. Kočka Frankie
    3. Kytara 4000
    4. Továrna na roboty
    5. Rover (M.T.R.4)

    Hlavními prvky každého modelu jsou 3 části: jedná se o hlavní mechanickou jednotku, snímač pro určování barev a vzdáleností a interaktivní engine.

    Hlavním mechanickým blokem je „srdce“ LEGO Boost, které uvádí sestaveného konstruktéra do pohybu. Právě k němu můžete připojit svůj iPhone nebo iPad, abyste naprogramovali sestavený model tak, aby vykonával různé příkazy a dokonce komunikoval s majitelem.

    K mechanickému bloku jsou připojeny dva další: senzor barev a vzdálenosti reaguje na vnější podněty a pomáhá hračce obcházet překážky nebo sledovat vlastní chování, když vidí. určitou barvu a interaktivní engine animuje konstruktéra otáčením pásů nebo kol (v závislosti na tom, co sestavujete).

    K naprogramování stavebnice budete potřebovat aplikaci LEGO Boost Creative Toolbox [stáhnout z App Store]. Budete si ho muset stáhnout do bez chyby, protože v krabici s designérem není žádný papírový návod - všechny fáze sestavení každého z 5 modelů jsou přehledně znázorněny v aplikaci.

    O každém modelu můžete napsat samostatnou recenzi, ale stručně budu mluvit o schopnostech každého z nich LEGO robot podpora:

    1. Robot Verni. Skvělý společník a kamarád

    Robot Vernie umí jezdit a točit se kolem své osy, mluvit, rozlišovat barvy a obcházet překážky. Robotovi můžete sestavit dělo a střílet na cíl.

    Pomocí dalšího příslušenství lze robota proměnit v tanečníka, DJe, policistu nebo hokejistu. Pochopení a vyzkoušení všech možností Verni zabere více než jednu hodinu.

    Verni ví, jak vyjádřit emoce pomocí pohyblivého obočí: překvapení, hněv a radost. Jen je třeba vidět, abyste ocenili, jak úžasně přesně hračka dokáže být veselá nebo smutná jen s několika pohyblivými částmi.

    Zde je krátké video, ve kterém se robot Vernie chová neslušně:

    Robot sám neumí pohybovat pažemi, ale dokáže v „prstech“ mačkat malé předměty a přenášet je z jednoho bodu do druhého.

    Ne, nepřinese pizzu. Možná to bude opraveno v další generaci LEGO Boost :)

    2. Cybercat Frankie. Ideální mazlíček bez chlupů a nepříjemných pachů

    Kyberkočka jménem Frankie se neumí sama pohybovat, ale dokáže se postavit na zadní, hýbat ušima a vrtět ocasem. Frankyho můžete pohladit a on odpoví spokojeným vrněním, nebo ho můžete přimět hrát na harmoniku a melodie závisí na barvě, kterou je potřeba kyberkočce ukázat.

    Frankie má také mimiku, i když potřebuje hýbat obočím rukama. Interaktivní prvky se zabývají výše popsanými procesy vrtění ocasem a vstáváním na zadních nohách.

    Ano, stále se bavíme o LEGO.

    3. Kytara 4000. Hraje jako opravdová

    Guitar 4000 je téměř skutečný hudební nástroj, se kterým můžete hrát hudbu. Akordy není nutné upínat, místo toho se navrhuje posouvat „jezdec“ po krku kytary. Pohybové čidlo sleduje polohu „jezdce“ a dává příkazy k přehrávání různých zvuků.

    Sekundová ruka je potřebná i k napodobení úderů na neviditelné struny pomocí speciální páky. K dispozici je dokonce vyhrazený ovladač pro získání zvuku tremolo během sólových střihů.

    Mimochodem, tento model umí hrát nejen kytarové zvuky, ale i jakékoliv jiné. Tak proč to nepoužít jako ukázkový stroj, abyste se cítili jako skutečný DJ?

    4. Továrna na roboty. Vytvořte si vlastní armádu Terminátorů

    Toto je nejobtížnější model ze všech pěti, ale také nejúžasnější. Po sestavení může továrna sama sestavit malé roboty z kostek LEGO.

    Celý proces je samozřejmě automatický. Vypadá to úchvatně, ale nejlépe to dokáže vyjádřit video.

    Krátký průvodce vytvořením armády robotů:

    Lituji, že jsem jako první sestavil robota Verniho. Tuto továrnu bylo nutné sestavit, aby se celý instagram zahltil videi o tom, jaký je cool konstruktér LEGO Boost.

    5. Terénní vozidlo (M.T.R.4). Běží na jakémkoli koberci

    Těžké pásové vozidlo s velkými koly snadno projede po dané trase a vyhne se překážkám. Na terénní vozidlo můžete sestavit další příslušenství: dělo, naběračku, katapult a dokonce i stavební kužely, které bude hračka opatrně objíždět.

    Senzor vzdálenosti zde funguje jako detektor předmětů: pokud se terénní vozidlo s lopatou přiblíží k malému „nákladu“, senzor dá hračce pokyn, aby zvedla kbelík a vložila předmět do těla.

    Nejlepší je jednou vidět, jak se to stane:

    Na podobném principu funguje i další příslušenství spolu s pohybovým senzorem. Pokud není důvěra v senzory, můžete přepnout do režimu ruční ovládání: zapnuto Obrazovka iPhone nebo iPadu se objeví virtuální joysticky, pomocí kterých můžete ovládat pohyb terénního vozu a chod lopaty, katapultu nebo zbraně.

    Jak naprogramovat konstruktor?

    Aplikace LEGO Boost je jako hra, kde vás každá úroveň naučí novým stavitelským dovednostem. Hned na začátku si můžete prohlédnout všechny roboty a vybrat si toho, kterého chcete sebrat.

    K naprogramování hotového robota nemusíte umět ani číst a psát: všechny příkazy vypadají jako vícebarevné bloky, které stačí přetáhnout na časovou osu v požadovaném pořadí.

    Všechny příkazové bloky jsou rozděleny podle typu a barvy. V některých případech můžete sami nastavit dobu provádění konkrétního příkazu a některé bloky provádějí náhodné akce, díky nimž je robot „živější“ a nezávislý.

    Konstruktor LEGO Boost je také schopen vnímat interaktivní příkazy: můžete mávnout rukou před robotem, říct kódové slovo nebo se ho dotknout a spustit předem určený algoritmus. Při sestavování akčních algoritmů jsou k dispozici celé cykly, což již přibližuje ovládání hračky skutečnému programování.

    Je těžké sestavit svého robota?

    Pro dospělého bude stavba jakéhokoli modelu LEGO Boost trvat 2–3 hodiny. U dítěte bude celý proces trvat několik dní, zvláště pokud dítěti ještě není 10 let.

    Sphero SPRK

    Sphero SPRK je robot pro výuku programování, maskovaný jako malá průsvitná kulička. Zařízení musíte ovládat pomocí kódu: zadává se v editoru smartphonu pomocí bloků s příkazy. Míč se může kutálet, točit, skákat a měnit barvy. Zahrát si mohou i ti, kteří ještě neumí programovat – k tomu vývojáři nahráli 12 základních algoritmů.

    Míč vynalezla společnost Sphero, založená v roce 2010 na výrobu dětských hraček. Robot byl speciálně vyroben jako průhledný: děti mohou sledovat, jak mechanismy uvnitř míče řídí jeho pohyby. Mimochodem, název SPRK znamená Schools-Parents-Robots-Kids (školy, rodiče, roboti, děti). V obchodech lze hračku zakoupit za 129,99 $.

    Ozobot

    Robot Ozobot není větší než golfový míček. Pokud na papír nakreslíte čáru tučným fixem (nebo virtuálním fixem na obrazovce tabletu), bude se po ní válet. Pro další akce budete muset přijít s kódem: například můžete naprogramovat míč tak, aby se otáčel kolem své osy nebo zrychloval. Zatím je k robotu připojen původní editor kódu Ozobot, ale brzy bude možné používat programovací jazyk Blockly.

    Zakladatel projektu řekl Techcrunch v rozhovoru: "Děti se dnes velmi stáhly do sebe, takže jsme chtěli udělat něco, co by je povzbudilo k návratu do skutečného fyzického světa." Nyní Ozobot funguje na iOS a Androidu a kompletní sada stojí asi 50 dolarů (zahrnuje samotného robota, hry, aplikace a další programy).

    Projektové bloky

    Projekt Bloks vyvinula společnost Google ve spolupráci s designérským studiem IDEO. Pomocí hotových dílů můžete vytvářet různá zařízení a experimentujte: skládejte hudbu nebo na dálku ovládejte věci v místnosti. Platforma se skládá ze tří částí: na běžícím procesoru Na malinové bázi Pi, ovládací panely a nástroje (např. LED žárovky nebo audio přehrávač).

    Hlavní výhodou Project Bloks je, že platforma umožňuje nejen mačkat tlačítka a čekat na efekt, ale také cítit propojení mezi softwarem a hardwarem. Například příkazové ikony jsou aplikovány přímo na fyzická tlačítka prostřednictvím kterého se tyto příkazy provádějí. S Project Bloks mohou děti vytvářet algoritmy pro ovládání různých robotů, jako je Lego WeDo 2.0 nebo Mirobot.

    cubetto

    Dřevěné kostky jsou důležitou součástí dětství. Na přání lze kostky Cubetto použít i na stavbu věží, ale nejen to. Každá kostka je robot, který umí plnit příkazy. Předpokládá se, že Cubetto zvládnou naprogramovat i tříleté děti, tedy ty, které neumí číst ani psát. Sada 225 $ obsahuje dřevěnou kostku robota na kolečkách, dřevěnou desková hra, doplňkové bloky a kniha s úkoly.

    Jako v jazyce Programování LOGA, každý blok je jednoduchý příkaz: například vpřed, vzad, vpravo nebo vlevo. Děti umisťují kostky na hřiště a vytvářejí tak pohybový program robota.

    AERobot

    Ne všechny školy si nákup robota mohou dovolit. Jiná věc je, pokud to stojí jen 11 dolarů. Taková přibližná cena AERobot- malé zařízení, vybavený několika senzory a schopnými provádět naprogramované příkazy. Bylo vynalezeno několika harvardskými výzkumníky, kteří byli nadšeni myšlenkou dát studentům z rozvojových zemí příležitost hrát si se skutečným robotem a přitom se učit kódovat.

    Kód můžete přenést do zařízení a nabít jej konvenční počítač přes USB. "A žádné další zvonky a píšťalky," komentuje tvůrce robota.

    Robbo

    Tvůrci Robbo sní o tom, že inspirují děti k prozkoumávání prostředí a řešení praktických problémů. Zařízení provádějí uživatelské příkazy, které jsou napsány na vizuální a prostá řeč Scratch programování.

    Zařízení a učební materiály Robbo se již používají v řadě evropských škol. Firma roboty vyvinula ve spolupráci s pedagogickou fakultou Helsinské univerzity a finskými školami.

    vykořenit

    Robot Root, navržený na Harvardu, je šestiúhelník s velkýma očima, připomínající robotické vysavače nebo děti z Bradburyho příběhu. Robot má skenery a nárazníky, které mu umožňují pohybovat se, sledovat danou trajektorii a vyhýbat se překážkám. Mimochodem, Root umí jezdit nejen po podlaze, ale i na tabuli, stejně jako kreslit a mazat kresbu. Abyste mohli robota ovládat, musíte si do iPadu nainstalovat aplikaci Square.

    Prostředí pro vytváření algoritmů připomíná editor Scratch: aby robot provedl určitou akci, musíte vybrat blok s příslušným příkazem. V procesu učení se pravidla hry komplikují - musíte bloky nejen přetahovat, ale sami psát příkazy. Zatímco se robot dokončuje, nebude brzy v obchodech.

    Bonus: Hra Golem Battle

    Na první pohled je „Battle of the Golems“ obyčejná desková hra, ale ve skutečnosti do ní autoři dali hodně. Cílem tohoto ruského projektu je naučit děti programovat, vzbudit v nich zájem o robotiku, zasít počáteční znalosti a dát dovednosti potřebné k tomu, aby se následně ponořily do světa internetových technologií. Projekt kombinuje základy algoritmizace, práce s performery, principy konstruování a spouštění programů, základní algoritmické konstrukce, prostorové myšlení a logiku příkazů pro exekutorské roboty, základy softwarových struktur, jako jsou podmínky a cykly. A to vše bez použití počítačů!

    Pro iPad, vzdělávací programovací aplikace. Aplikace umožňuje programovat roboty, drony a hudební nástroje ve Swift, jazyce od Applu.

    „Navzdory skutečnosti, že Swift je určen především pro vývojáře iOS a mac OS, aplikace vám také umožní porozumět obecným programovacím konceptům, s jejichž vědomím se můžete směle začít učit jakýkoli programovací jazyk, který se vám líbí, a ponořit se do jeho jemností,“ říká Ilya Vislotsky, vedoucí vývoje ve Stack Group.

    „Pokud chtěl člověk v minulosti zjistit, jak programy fungují, nebo si chtěl vyzkoušet programování, neměl jinou možnost, než okamžitě použít profesionální IDE,“ poznamenává Ilya Vislotsky. Vzniklo toho už docela dost osnovy, umožňují zapojit děti do programování a analyzovat základní konstrukce algoritmizace (podmínka, smyčka, podprogramy). „Sám často hraji podobné hry, jako je Lightbot. Podle mého názoru je dvojnásob užitečné, pokud program omezuje algoritmus z hlediska počtu operací, protože úkol lze dokončit mnoha způsoby a snažit se o ten nejefektivnější, “dodává Maxim Bekurin, školitel robotiky v centru Technoit.

    Neexistují však žádné analogy ve formátu aplikace pro tablet, dokonce i trochu podobné funkce a účelu. Ve Swift Playgrounds může uživatel okamžitě vidět kód, který vytvořil, a přímo ovládat zařízení – lekce programování budou ještě zábavnější a názornější. Používáním bluetooth aplikace snadno se připojí k různým robotům a dronům od několika společností.

    Univerzální platforma spolupracuje s pěti modely:

    1. Používáním oblíbená sada LEGO MINDSTORMS EV3 miliony dětí na celém světě mohou kódovat a ovládat motory a senzory ve svých vzdělávacích robotech.
    2. Robotický míč Sphero SPRK+ se může otáčet, kutálet, otáčet, zrychlovat a měnit barvu. S Swift Playgrounds bude možné ovládat míč pomocí senzorů, které poskytují zpětnou vazbu.
    3. Pod kontrolou Swift kódu mohou drony Parrot Mambo, Airborne a Rolling Spider vzlétat, přistávat, otáčet se a provádět různé triky.
    4. UBTECH Jimu Robot MeeBot Kit lze naprogramovat a naučit chodit, ohýbat se a tančit.
    5. Robot z Wonder Workshop ilustruje základní principy psaní kódu. S Swift Playgrounds pomůže žákům základních škol naučit se programovat praxí.

    „Schopnost připojit se k více robotům je jednoznačným plusem, což vytváří další směr ve studiu robotiky. Navíc vzhledem k mnohaleté práci Jablko, můžeme s jistotou říci, že budou tuto aplikaci dále rozvíjet tak, aby byla vhodná i pro velké seriózní projekty,“ poznamenává Alexander Kormiltsev, lektor oddělení polytechnického vzdělávání Paláce mládeže v Jekatěrinburgu.

    Swift Playgrounds je kompatibilní se všemi modely iPadů Air, iPad Pro a IPAD mini 2 a také iOS 10 nebo novější.

    Pracují na pomezí kybernetiky, psychologie a behaviorální vědy (behaviorální vědy) a inženýr sestavující algoritmy pro průmyslové robotické systémy, mezi jejichž hlavní nástroje patří vyšší matematika a mechatronika, pracují v nejperspektivnějším odvětví v příštích letech – robotice. Roboti, navzdory srovnatelné novosti tohoto termínu, jsou lidstvu již dlouho známí. Zde je jen pár faktů z historie vývoje chytrých mechanismů.

    Železní muži Henri Droz

    Dokonce i v mýtech starověkého Řecka byli zmíněni mechanicí otroci, které vytvořil Héfaistos, aby vykonávali těžkou a monotónní práci. A prvním vynálezcem a vývojářem humanoidního robota byl legendární Leonardo da Vinci. Dodnes se dochovaly nejpodrobnější kresby italského génia popisující mechanického rytíře schopného napodobovat lidské pohyby rukama, nohama a hlavou.

    Vytvoření prvních automatických mechanismů s řízení programu položili základy na konci XVΙΙΙ evropskými hodináři. Nejúspěšnějšími v této oblasti byli švýcarští specialisté otec a syn Pierre-Jacques a Henri Droz. Vytvořili celou sérii („píšící chlapec“, „kreslíř“, „hudebník“), které byly založeny na hodinových mechanismech. Na počest Henriho Droze se v budoucnu všem programovatelným humanoidním automatům začalo říkat „androidi“.

    U počátků programování

    Základy programování průmyslových robotů byly položeny na úsvitu 19. století ve Francii. Zde byly vyvinuty první programy pro automatické textilní stroje (předení a tkaní). Rychle rostoucí Napoleonova armáda nutně potřebovala uniformy a následně i látky. Joseph Jacquard, vynálezce z Lyonu, navrhl způsob, jak rychle překonfigurovat tkalcovský stav pro výrobu různé druhy produkty. Často tento postup vyžadoval obrovské množství času, kolosálního úsilí a pozornosti celého týmu. Podstatou inovace bylo použití kartonových karet s perforovanými otvory. Jehly, které se dostaly do proražených míst, přemístily nitě potřebným způsobem. Výměnu štítků provedl obsluha stroje rychle: nový děrný štítek - nový program - nový typ tkanina nebo vzor. Francouzský vývoj se stal prototypem moderních automatizovaných systémů, robotů se schopností programování.

    Myšlenka navržená Jaccardem byla v nich nadšeně použita automatická zařízení ach mnoho vynálezců:

    • Vedoucí statistického úřadu S. N. Korsakov (Rusko, 1832) - v mechanismu pro porovnávání a analýzu myšlenek.
    • Matematik Charles Babbage (Anglie, 1834) - v analytickém stroji pro řešení široké škály matematických problémů.
    • Inženýr (USA, 1890) - v zařízení pro ukládání a zpracování statistických dat (tabulátor). Pro poznámku: v roce 1911 spol. Hollerith byl pojmenován IBM (International Business Machines).

    Děrné štítky byly hlavními nositeli informací až do 60. let minulého století.

    Inteligentní stroje vděčí za své jméno českému dramatikovi. (česky) - těžká práce). A co odlišuje robota od mechanismů a automatických zařízení? Na rozdíl od posledně jmenovaného robot nejen provádí určité akce, slepě následuje základní algoritmus, ale je také schopen těsněji interagovat s prostředím a osobou (operátorem), přizpůsobovat své funkce, když se mění vnější signály a podmínky.

    Všeobecně se uznává, že první operační robot navrhl a implementoval v roce 1928 americký inženýr R. Wensley. Humanoidní „železný intelektuál“ se jmenoval Herbert Televox. Na průkopnické vavříny se hlásí také biolog Makoto Nishimura (Japonsko, 1929) a anglický voják William Richards (1928). Antropomorfní mechanismy vytvořené vynálezci měly podobnou funkci: byli schopni pohybovat končetinami a hlavou, provádět hlasové a zvukové příkazy a odpovídat na jednoduché otázky. Hlavním účelem zařízení bylo demonstrovat vědecké a technologické úspěchy. Další kolo ve vývoji technologie umožnilo brzy vytvořit první průmyslové roboty.

    Generace za generací

    Vývoj robotiky je nepřetržitý, postupný proces. K dnešnímu dni se vytvořily tři odlišné generace „chytrých“ strojů. Každý se vyznačuje určitými ukazateli a oblastmi použití.

    První generace robotů byla vytvořena pro úzký typ činnosti. Stroje jsou schopny provádět pouze určitou naprogramovanou sekvenci operací. Ovládací zařízení robota, obvody a programování prakticky vylučují autonomní provoz a vyžadují vytvoření speciálního technologického prostoru s potřebnými doplňkové vybavení a systémy pro měření informací.

    Stroje druhé generace se nazývají rozumné neboli adaptivní. Programování robota se provádí s ohledem na velkou sadu externích a interních senzorů. Na základě analýzy informací přicházejících ze senzorů jsou vyvíjeny potřebné kontrolní akce.

    A konečně třetí generace - inteligentních robotů kteří jsou schopni:

    • Shrňte a analyzujte informace
    • Zdokonalovat se a samoučit se, shromažďovat dovednosti a znalosti,
    • Rozpoznejte obrazy a změny situace a v souladu s tím budujte práci svého výkonného systému.

    Umělá inteligence je založena na algoritmech a softwaru.

    Obecná klasifikace

    Na každé reprezentativní moderní výstavě robotů může rozmanitost „chytrých“ strojů ohromit nejen běžné lidi, ale i specialisty. A co jsou roboti? Nejobecnější a nejsmysluplnější klasifikaci navrhl sovětský vědec A. E. Kobrinsky.

    Podle účelu a vykonávaných funkcí se roboty dělí na výrobně-průmyslové a výzkumné. První, v souladu s charakterem vykonávané práce, může být technologický, manipulační, univerzální nebo specializovaný. Badatelny jsou určeny ke studiu oblastí a sfér, které jsou pro člověka nebezpečné nebo nedostupné (vesmír, nitro země a sopky, hluboké vrstvy oceánů).

    Podle typu řízení lze rozlišit biotechnické (kopírovací, příkazové, kyborgové, interaktivní a automatické), podle principu - napevno programovatelné, adaptivní a flexibilní programovatelné. Rychlý vývoj moderních technologií poskytuje vývojářům téměř neomezené možnosti při navrhování inteligentních strojů. Ale vynikající obvodové a konstrukční řešení poslouží pouze jako drahý shell bez příslušného softwaru a podpory algoritmů.

    Aby křemík mikroprocesoru převzal funkce mozku robota, je nutné do krystalu „naplnit“ odpovídající program. Obyčejný lidský jazyk není schopen poskytnout jasnou formalizaci úkolů, přesnost a spolehlivost jejich logického posouzení. Proto jsou požadované informace prezentovány v určité formě pomocí programovacích jazyků robotů.

    V souladu s úkoly řízení, které mají být řešeny, se rozlišují čtyři úrovně takového speciálně vytvořeného jazyka:

    • Nejnižší úroveň slouží k ovládání akčních členů v podobě přesných hodnot lineárního nebo úhlového posunutí jednotlivých článků inteligentního systému,
    • Úroveň manipulátoru umožňuje obecné vedení celý systém, umístění pracovního těla robota v souřadnicovém prostoru,
    • Úroveň operací slouží k formě pracovní program, a to uvedením sekvence nezbytných akcí k dosažení konkrétního výsledku.
    • Na nejvyšší úrovni - úkoly - program bez podrobností ukazuje, co je třeba udělat.

    Robotici mají tendenci redukovat programování robotů na komunikaci s nimi v jazycích vyšší úrovně. V ideálním případě operátor zadá úkol: „Sestavte spalovací motor automobilu“ a očekává, že robot úkol dokončí.

    Jazykové nuance

    V moderní robotice se programování robotů vyvíjí ve dvou vektorech: programování orientované na roboty a programování orientované na problém.

    Nejběžnějšími robotickými jazyky jsou AML a AL. První z nich vyvinula IBM pouze pro řízení inteligentních mechanismů vlastní výroby. Druhý, produkt specialistů ze Stanford University (USA), se aktivně rozvíjí a má významný vliv na formování nových jazyků této třídy. Profesionál v jazyce snadno rozezná charakteristické rysy Pascalu a Algolu. Všechny jazyky zaměřené na roboty popisují algoritmus jako sekvenci akcí „chytrého“ mechanismu. V tomto ohledu se program často ukazuje jako velmi těžkopádný a nepohodlný v praktické implementaci.

    Při programování robotů v problémově orientovaných jazycích program neurčuje posloupnost akcí, ale cíle nebo mezilehlé polohy objektu. Nejoblíbenější v tomto segmentu je jazyk AUTOPASS (IBM), ve kterém je znázorněn stav pracovního prostředí ve formě grafů (vrcholy - objekty, oblouky - vazby).

    Trénink robotů

    Žádný moderní robot je učenlivý a adaptivní systém. Všechny potřebné informace včetně znalostí a dovedností se jí přenášejí v procesu učení. A to jak přímým zadáním příslušných dat do paměti procesoru (podrobné programování – vzorkování), tak pomocí senzorů robota (vizuální demonstrací) – všechny pohyby a pohyby mechanismů robota jsou zapsány do paměti a následně reprodukovány v pracovním cyklu. Během učení systém přestavuje své parametry a strukturu, formy informační model venkovní svět. To je hlavní rozdíl mezi roboty a automatizovanými linkami, průmyslovými stroji s pevnou konstrukcí a dalšími tradičními automatizačními nástroji. Tyto vyučovací metody mají značné nevýhody. Například při vzorkování vyžaduje rekonfigurace určité množství času a práce kvalifikovaného specialisty.

    Velmi slibný program pro programování robotů, představený vývojáři z Laboratoře informačních technologií na Massachusetts Institute of Technology (CSAIL MIT) v hod. mezinárodní konference Průmyslová automatizace a robotika ICRA-2017 (Singapur). Platforma C-LEARN, kterou vytvořili, má silné stránky obou metod. Poskytuje robotovi knihovnu elementárních pohybů se zadanými omezeními (např. uchopovací síla pro manipulátor v souladu s tvarem a tuhostí součásti). Zároveň operátor předvádí klíčové pohyby robotu ve 3D rozhraní. Systém na základě úlohy generuje sekvenci operací k dokončení pracovního cyklu. C-LEARN umožňuje přepsat stávající program pro robota jiné konstrukce. Obsluha nevyžaduje hluboké znalosti v oblasti programování.

    Robotika a umělá inteligence

    Experti z Oxfordské univerzity varují, že v příštích dvou desetiletích strojní technologie nahradí více než polovinu dnešních pracovních míst. Roboti už dávno nepracují jen v nebezpečných a obtížných oblastech. Například programování výrazně vytlačilo lidské brokery na světových burzách. Pár slov o umělé inteligenci.

    Z pohledu laika se jedná o antropomorfního robota, který dokáže nahradit člověka v mnoha oblastech života. Do jisté míry je, ale více umělá inteligence je nezávislé odvětví vědy a techniky, s pomocí počítačové programy, modelování myšlení "Homo sapiens", práce jeho mozku. V současné fázi vývoje AI lidem více pomáhá, baví je. Podle odborníků však další pokrok v oblasti robotiky a umělé inteligence může pro lidstvo představovat řadu morálních, etických a právních problémů.

    Letos na ženevské show robotů nejpokročilejší android Sophia oznámila, že se učí být člověkem. V říjnu byla Sophia poprvé v historii umělé inteligence uznána jako občanka Saúdské Arábie s plnými právy. První vlaštovka?

    Hlavní trendy v robotice

    V roce 2017 digitální průmysl ocenil několik vynikajících řešení v oblasti technologií virtuální reality. Robotika nezůstala stranou. Směr zlepšování ovládání složitého robotického mechanismu prostřednictvím virtuální helma(VR). Odborníci předpovídají poptávku po takové technologii v podnikání a průmyslu. Možné případy použití:

    • Ovládání bezpilotních vozidel (skladové vysokozdvižné vozíky a manipulátory, drony, přívěsy),
    • Provádění lékařského výzkumu a chirurgických operací,
    • Vývoj těžko dostupných objektů a oblastí (dno oceánu, polární oblasti). Programování robotů jim navíc umožňuje vykonávat autonomní práci.

    Dalším oblíbeným trendem je připojené auto. Nedávno zástupci gigantu Apple oznámili zahájení vývoje vlastního „dronu“. Stále více firem vyjadřuje svůj zájem o vytvoření strojů, které se mohou samostatně pohybovat po nerovných cestách a šetřit tak náklad a vybavení.

    Rostoucí složitost programování robotů a algoritmů strojového učení klade zvýšené nároky na výpočetní zdroje a následně i na hardware. Nejlepším řešením by v tomto případě bylo zřejmě připojení zařízení ke cloudové infrastruktuře.

    Důležitou oblastí je kognitivní robotika. Rychlý růst Množství „chytrých“ strojů nutí vývojáře stále více přemýšlet o tom, jak naučit roboty plynule komunikovat.

    Přečtěte si více: