Еще недавно конструирование роботов казалось выдумкой фантастов. Сегодня же этим занимаются практически все школьники в рамках образовательной программы. Робототехника объединяет в себе сразу несколько предметных направлений - от физики до информатики. Она развивает мышление, логику, инженерные способности. В некоторых школах и даже детских садах робототехника преподается как один из предметов школьной программы или факультатив.

Именно поэтому вопрос выбора набора конструктора для робототехники является насущным и животрепещущим. В этой статье попробуем разобраться, какой же набор лучше всего подходит для детей.

Что это такое?

Конструктор для робототехнических занятий - это не просто детский набор для игры. Это полноценный образовательный материал. Для школьников с 10 лет такие наборы обычно дополняют вспомогательными материалами - учебником, рабочей тетрадью. Для дошкольников и учеников начальной школы наборы более простые, но они тоже представляют собой не просто игрушки, а соответствующие возрастной категории образовательные материалы. С одной стороны, ребенок играет, он конструирует забавного робота, которого можно научить чему-то и задать ему определенные функции, а с другой - идет интенсивный процесс обучения на практике - математика, черчение, физика, механика, информатика и программирование становятся ближе и понятнее для ребенка.

Для начинающих наборы более простые, они дают основы механики, логики, учат ребенка собирать моторчики и отдельные элементы сложного. Для более «продвинутых» пользователей наборы более большие и разнообразные, они позволяют не просто собрать механизм, но и задать ему модель поведения и определенные функции.

Программируемые роботы - высший пилотаж, они не только будут действовать по заданной программе, но и вырабатывать свои варианты коррекции программы, если что-то из внешних условий или вводных изменится.

Для большинства наборов свойственна универсальность - из одного комплекта можно собрать ряд моделей, к тому же ребенок вполне может воплотить и собственные идеи. Подавляющее большинство наборов соответствуют стандартам образовательной робототехники и вполне подходят как для занятий дома, так и для школьных уроков. Таким образом, будет вполне достаточного одного набора, правда, при условии, что он выбран правильно и соответственно возрасту.

Возрастные категории

Создатели наборов конструкторов по робототехнике четко градируют целевую аудиторию: каждый набор предназначен для детей определенного возраста и уровня подготовленности.

4 – 6 лет

Для дошколят наборы по робототехнике включают в себя довольно крупные детали для безопасности и простоты конструирования. Часто элементы конструктора имеют яркую окраску, которая приковывает внимание детей и доставляет им удовольствие. Собирать из них можно нечто довольно простое - машинки и самолетики, жирафа или слоника. Некоторые модели удобно собирать компанией, например, на занятиях в садике или на детском дне рождения.

Задача таких наборов - развить моторику рук, фантазию, логику, умение что-то делать в коллективе, получить базовые навыки об устройстве предметов и вещей, о механизмах и механике (почему крутятся колеса, как работает моторчик и т. д.).

7 - 9 лет

К таким наборам обычно прилагаются первые пособия по началам робототехники. Сами наборы более сложные, детали более мелкие, возможностей такой конструктор предлагает существенно больше. Ребенок может не просто создавать своими руками простые механические поделки, но и знакомится с такими понятиями, как физические величины и закономерности, работа датчиков.

Это позволяет не просто собрать танк или машину, но и заставить их двигаться, останавливаться перед препятствием, объезжать его, перемещаться по заданной траектории. Все это дает безграничные возможности для занятий в школе (на уроках окружающего мира, на факультативах, в продленке), а также для веселых игр дома - одному или с друзьями.

10 – 14 лет

Такие наборы дают более полное представление о роботостроении. Школьник может создавать различные программируемые модели, а некоторые наборы даже позволяют собрать собственный 3D-принтер и печатать нужные детали самостоятельно. Часть конструкторов имеет двойные возможности: в наборе имеются запрограммированные электронные платы, чтобы собранная модель продемонстрировала свои «заводские» возможности, а также существует возможность написать программу для собранного робота самостоятельно и заставить его делать что-то новое.

Такие конструкторы помогают школьнику лучше понимать темы по физике и информатике, развивают инженерные способности, логику, мышление, память и внимание. Радиоуправляемые роботы, которых можно создать при помощи таких наборов, – предмет особой гордости подростков. Их ребята могут выставить на соревнования или турнир по робототехнике, благо, такие состязания сейчас ежегодно проводятся в различных регионах России и на общегосударственном уровне.

Обзор популярных наборов

Производители предлагают великое множество наборов для разных возрастов и уровня начальной подготовки. Выбрать тот, который придется по душе именно вашему ребенку, – задача не такая простая, как может показаться на первый взгляд. Давайте рассмотрим самые популярные наборы, их достоинства и недостатки.

Lego Education

О «Лего» родители знают больше, чем им кажется, ведь именно этот производитель конструкторов и модульных наборов охватывает своей продукцией самые разные возрастные категории детей разного пола. Сначала мальчики и девочки играют в наборы от «Лего», а потом вполне могут начать конструировать роботов из деталей, которые предалаются этим производителем.

Именно этот бренд на сегодня занимает лидирующие позиции среди школьных программ по робототехнике. Это обусловлено не только богатым выбором, разнообразием деталей и возможностей наборов, но и обязательным наличием в каждом наборе материалов для учителя, а также обучающих пособий для учеников.

«Лего» – отличный выбор и для воспитанников детских садов. Наборы «Простые механизмы» и «Первые механизмы», предназначенные для дошкольников, в игровой доступной форме поведают малышам о роли зубчатых колесиков, рычагов, маятников, пружин.

Опробовать все это можно в деле, собрав собственную поделку, которая будет двигаться за счет колесиков и рычагов.

Наборы от «Лего» WeDo и WeDo 2.0 предназначены для детей от 7 до 10 лет. Они более сложны и интересны уже как минимум тем, что ребенок сможет сам, без посторонней помощи собрать собственного робота, оснащенного датчиками света, движения, наклона, разворота и т. д. Полученный робот может удивить своими способностями: его можно научить ездить по определенным линиям, преодолевать препятствия, проходить лабиринты

Для детей от 9 до 13 лет будут интересны наборы, дающие возможность собирать робота, который может не только существовать сам по себе, но и взаимодействует с другими роботами от «Лего». Это интересно, если в семье двое и более детей-роботосторителей, либо ранее ребенок собирал модели роботов от этого производителя. Теперь старые роботы получат вторую жизнь. К там наборам относят Mindstorms Education EV3.

Выбирая конструктор от «Лего», мамы и папы должны помнить, что все конструкторы для робототехники от этого производителя делятся на основные, дополнительные и ресурсные. Основные - это базовый набор деталей. Ресурсные - это наборы дополнительных деталей, которые позволяют собирать их старых элементов совершенно новые поделки.

Дополнительные наборы являются приятным дополнением к базовым наборам, расширяющим их стандартные возможности.

Fischertechnik

Это добротное и качественное творение немецких производителей. Как все немецкое, бренд отличается лаконичностью, простотой, конструкторы понятны детям разных возрастов. Маленькие инженеры от 5 лет могут попробовать свои силы, собирая самые простые наборы от «Фирштехник» – «Набор малышей» или «Супернабор малышей». Из деталек, которые входят в каждый комплект, вполне можно создать несколько модификаций машин, тракторов, комбайнов и строительных самоходных кранов. Это занятие понравится не только ребенку, но и его папе.

Для учеников начальной школы (от 7 лет и чуть старше) немецкий бренд предлагает варианты, которые позволят собрать не только модель техники, но и заставить ее работать - на солнечных батареях или при помощи дистанционного управления. Есть в линейке конструкторов и комплекты для детей от 13 лет, но они менее разнообразны, чем предложения для аналогичной возрастной категории от того же «Лего».

Но если чадо живо интересуется какой-то отдельной областью физики, например, оптикой, то лучше всего выбрать именно немецкий конструктор «Фиштехник», поскольку в его линейке представлены наборы для «почитателей» узких физических направлений - оптики, динамики, термодинамики, электромеханики.

Huna

Корейские производители подошли к вопросам образовательной робототехники более чем основательно. Все комплекты созданы по принципу следования от более простого к более сложному. Дошкольники и ученики начального звена могут создавать роботов, которые будут оснащены звуковыми сигналами, моторчиками, а также простыми датчиками, которые могут определить расстояние или цвет. По сути, получается отличная игрушка. Но от купленной машинки собранная самостоятельно отличается разительно уже тем, что ее ребенок значительно больше любит и ценит.

Для малышей производители выбирают знакомые сюжеты, предлагая собрать паровозики и самолетики - героев популярных мультфильмов, а также других известных детям персонажей.

Инструкции довольно понятны, проиллюстрированы, но вот без присмотра ребенка с таким набором лучше не оставлять: некоторые детали явно мелковаты. А вот преимущество конструктора заключается в том, что любой элемент можно закрепить с другим с любой стороны, детали универсальны. Это дает возможность воплотить в реальности любые фантазии вашего сына или дочки.

Для коллективной работы корейские производители предусмотрели наборы, которые требуют одновременной работы сразу большого количества детей. Так, целому классу на факультативе по робототехнике можно предложить собрать веселый зоопарк и заставить животных двигаться или же сконструировать настоящий маленький город с домами, фабриками, магистралями, автомобилями и даже пешеходами.

Мобильные роботы на базе Arduino

Такие конструкторы российского производства полезны и интересны детям постарше - от 10-11 лет. В них входит набор деталей для создания техники и плата Arduino. Ребенок узнает, как программировать этот контроллер, как собрать робота, как задать ему вектор действий. Полученную модель легко можно совместить со смартфоном, работающим на платформе «Андроид», это расширит возможности управления роботом.

Такого робота можно обучать, развивать, его можно научить путешествовать по комнате, искать потерянные носки и играть в кегельринг. Простор для творчества - величайший.

Sphero SPRK

Sphero SPRK - робот для обучения программированию, замаскированный под небольшой полупрозрачный шарик. Управлять устройством нужно с помощью кода: его набирают в редакторе смартфона, используя блоки с командами. Шарик может катиться, крутиться, прыгать и менять цвета. Играть могут и те, кто пока не умеет программировать – для этого разработчики загрузили 12 базовых алгоритмов.

Шарик придумала компания Sphero, основанная в 2010 году для производства детских игрушек. Робота специально сделали прозрачным: дети могут следить за тем, как механизмы внутри шарика управляют его движениями. Кстати, название SPRK расшифровывается как Schools-Parents-Robots-Kids (школы, родители, роботы, дети). В магазинах игрушку можно купить за $129.99.

Ozobot

Робот Ozobot размером не превышает мячик для гольфа. Если нарисовать жирным маркером линию на бумаге (или виртуальным маркером - на экране планшета), он по ней покатится. Для дальнейших действий потребуется придумать код: например, можно запрограммировать шарик так, чтобы он повернулся вокруг своей оси или ускорился. Пока к роботу прилагается оригинальный редактор кода Ozobot, но в скором времени можно будет пользоваться языком программирования Blockly.

Основатель проекта рассказал в интервью Techcrunch: «Дети сегодня стали очень замкнутые, поэтому мы хотели сделать что-то такое, что побудило бы их вернуться в реальный физический мир». Сейчас Ozobot работает на iOS и Android, а полный комплект стоит около $50 (туда входит сам робот, игры, приложения и другие программы).

Project Bloks

Конструктор Project Bloks был разработан Google в партнерстве со студией дизайна IDEO. Используя готовые запчасти, можно создавать различные устройства и проводить эксперименты: сочинять музыку или дистанционно управлять вещами в комнате. Платформа состоит из трех частей: процессора, работающего на основе Raspberry Pi, панели управления и инструментов (например, светодиодных лампочек или аудиопроигрывателя).

Главное достоинство Project Bloks состоит в том, что платформа позволяет не просто нажимать на кнопки и ждать эффекта, но прочувствовать связь между софтом и железом. Например, иконки команд нанесены прямо на физические кнопки, через которые выполняются эти команды. С помощью Project Bloks дети могут создавать алгоритмы для управления различными роботами: к примеру, Lego WeDo 2.0 или Mirobot.

Cubetto

Деревянные кубики – важная часть детства. При желании, из кубиков Cubetto тоже можно строить башни, но отнюдь не только это. Каждый кубик является роботом, умеющим выполнять команды. Предполагается, что программировать Cubetto смогут даже трехлетние дети – те, которые пока не умеют ни читать, ни писать. В набор стоимостью 225 долларов входит деревянный кубик-робот на колесиках, деревянная настольная игра, дополнительные блоки и книжка с заданиями.

Как в языке программирования LOGO, каждый блок представляет собой простую команду: например, вперед, назад, вправо или влево. Дети размещают блоки на игровой площадке, тем самым создавая программу движения робота.

AERobot

Далеко не все школы могут себе позволить приобретение робота. Другое дело, если он стоит всего 11 долларов. Такова примерная цена AERobot — небольшого устройства, оснащённого несколькими датчиками и способного выполнять запрограммированные команды. Его придумали несколько исследователей из Гарварда, увлечённых идеей дать возможность школьникам из развивающихся стран поиграть с настоящим роботом, попутно обучаясь программированию.

Передать код на устройство и зарядить его можно с обычного компьютера через USB. «И никаких лишних рюшечек», - комментирует создатель робота.

Robbo

Создатели Robbo мечтают вдохновлять детей на изучение окружающей среды и решение практических проблем. Устройства выполняют команды пользователя, которые пишутся на визуальном и простом языке программирования Scratch.

Устройства и учебные материалы Robbo уже используются в ряде европейских школ. Компания разработала роботов в сотрудничестве с факультетом педагогического образования Университета Хельсинки и финскими школами.

Root

Робот Root, разработанный в Гарварде – это глазастый шестиугольник, наводящий на мысль о роботах-пылесосах или детях из рассказа Брэдбери. У робота есть сканеры и бамперы, позволяющие передвигаться, следовать заданной траектории и избегать препятствий. Кстати, Root умеет ездить не только по полу, но и по школьной доске, а также рисовать и стирать нарисованное. Для управления роботом нужно установить приложение Square на iPad.

Среда для создания алгоритмов напоминает редактор Scratch: чтобы робот произвел определенное действие, надо выбрать блок с соответствующей командой. В процессе обучения правила игры усложняются – нужно не просто перетаскивать блоки, но самому писать команды. Пока робот находится в доработке, поэтому в магазинах окажется еще не скоро.

Бонус: игра «Битва Големов»

На первый взгляд, «Битва Големов» – это обычная настольная игра, но на самом деле авторы заложили в нее многое. Цели этого российского проекта – обучить детей программированию, зародить в них интерес к робототехнике, посеять начальные знания и дать навыки, необходимые затем для погружения в мир интернет-технологий. Проект совмещает основы алгоритмики, работы с исполнителями, принципы построения и выполнения программ, основные алгоритмические конструкции, пространственное мышление и логику команд для роботов-исполнителей, основы программных конструкций типа условий и циклов. И всё это без использования компьютеров!

От производства сервомоторов до человекоподобных роботов. История компании ROBOTIS и обзор ее основных продуктов.

ROBOT IS…

В настоящее время, пожалуй, ни одна из научных и инженерных дисциплин, кроме робототехники, не вызывает такого повышенного интереса среди специалистов, пользователей и простых обывателей. Существует множество споров на темы: что такое робот? , можно ли считать роботом промышленный станок или кухонный комбайн? , должен ли робот быть похожим на человека или нет? и т.п. Причиной этому, отчасти, является междисциплинарность робототехники, выражающаяся в сочетании передовых достижений различных областей науки и техники, а также интерес общества, подогреваемый научной фантастикой и кинематографом. В результате помимо различных промышленных реализаций, робототехнические решения находят все больше применений в повседневной жизни человека, в сфере бизнеса, науки и образования.

Уже ни для кого не секрет, что робототехника является одной из наиболее удачных форм вовлечения учащихся в исследовательскую и проектную деятельность, направленную на формирование интереса к естественнонаучным дисциплинам и мотивации к последующему получению технического образования.

В мире существует множество образовательных робототехнических конструкторов, учебных комплексов и методических программ, предназначенных для изучения робототехники учащимися различного возраста в школах, ВУЗах, исследовательских лабораториях и применяемых в специализированных соревнованиях. Большинство этих конструкторов сильно схожи друг с другом по функциональным возможностям, в связи с этим они очень часто применяются однообразно в учебной деятельности. Однако среди ряда наиболее популярных решений можно выделить продукцию, обладающую уникальными особенностями и характеристиками, качественно отличающими ее от аналогичной продукции потенциальных конкурентов. К ряду таких решений, бесспорно, можно отнести продукцию южно-корейской компании ROBOTIS , снискавшую славу и международное признание в первую очередь благодаря конструкторам человекоподобных роботов BIOLOID и сервоприводам Dynamixel.

История южно-корейской компании ROBOTIS начинается в 90-х годы прошлого века с формирования научно-исследовательской группы энтузиастов для участия в различных профессиональных соревнованиях по робототехнике, в первую очередь в соревнованиях Micromouse (соревнования мобильных роботов по прохождению лабиринта) и FIRA (многоборье и футбол человекоподобных роботов). Первое официальное упоминание о компании ROBOTIS датируется 1999 годом, в тот год была официально основана компания ROBOTIS Co., Ltd. и исследовательская лаборатория при ней. Основная цель компании ROBOTIS сформулирована в ее названии – предоставить человеку возможность сформировать собственное мнение и самостоятельно ответить на вопрос Что такое робот? … What is a robot? … ROBOT IS ? . С тех самых пор команда ROBOTIS воплощает свой научный и инженерно-технический потенциал в продукции, позволяющей детям, учащимся, начинающим и профессиональным разработчикам реализовывать креативные идеи и создавать новые технические решения и разработки, способные изменить будущее робототехники и человечества.

Первой коммерческой разработкой компании ROBOTIS, выпущенной на рынок в 2001 году, был комплект программируемых роботов DiDi и TiTi , которые могли функционировать в качестве простейших учебных роботов или интерактивных игрушек, способных взаимодействовать с окружающим миром.

Рободинамика на сервоприводах Dynamixel

В течение следующих нескольких лет компания ROBOTIS представила ряд разработок, которые так и не вышли за пределы корейского рынка, а в 2003 году была презентована линейка сервоприводов Dynamixel . Это было значимое событие в истории компании, предопределившее стратегию ее дальнейшего развития на многие годы вперед.

Изначально была выпущена модель сервопривода Dynamixel AX-12A, которая по сей день применяется в презентованных в 2005 году образовательных робототехнических конструкторах BIOLOID.

На сегодняшний день модельный ряд сервоприводов Dynamixel насчитывает более десятка моделей различной мощности и с различными коммуникационными интерфейсами.

Сервоприводы Dynamixel получили массовое распространение не только в учебных и исследовательских продуктах, но и во множестве коммерческих проектов. Все это способствовало большему распространению сервоприводов Dynamixel и учебных робототехнических конструкторов BIOLOID в мире, а также внесло значимый вклад в развитие робототехнической отрасли в Южной Корее.

За свои достижения в 2009 году компания ROBOTIS получила национальную президентскую премию в области робототехники President’s Best Robot Technology Award, премию IP Star Business (KIPO), а впоследствии сервопривода Dynamixel были включены в перечень перспективной экспортной продукции “World-class product”.

Главный офис компании ROBOTIS находится в Южной Корее в городе Сеул, там же по соседству расположена исследовательская лаборатория и сервисный центр компании. В 2009 году компания ROBOTIS открыла дополнительный офис в США в Калифорнии, а после в Китае и Японии. Помимо собственных офисов компания имеет сеть представительств в различных странах. В Российской Федерации продукцию компании ROBOTIS представляет компания ООО «Прикладная робототехника» и ряд сертифицированных партнеров.

Линейка конструкторов ROBOTIS

На сегодняшний день компания ROBOTIS представляет широкую линейку продукции для образовательного процесса, позволяющую осуществлять непрерывность образования, начиная с игровой формы для учащихся ранних лет и постепенно усложняясь вплоть до исследовательской деятельности в ВУЗе.

Всего в линейки ROBOTIS можно выделить четыре основных продуктовых семейства.

Для дошкольного возраста разработана линейка робототехнических конструкторов ROBOTIS IDEAS , позволяющая конструировать различные подвижные модели механизмов и животных, приводимых в движение с помощью электропривода.

В начальной школе и частично в средней школе рекомендуется линейка ROBOTIS DREAM , представляющая собой четырехуровневую систему для ранней профориентации учащихся в различных аспектах инженерной деятельности посредством робототехники.

Наборы ROBOTIS DREAM позволяют конструировать различные программируемые подвижные модели машин и механизмов с использованием различных датчиков, устройств управления и беспроводной связи. Благодаря применению данных наборов, учащиеся могут познакомиться с основами конструирования и программирования роботов, выполнения типовых задач соревновательной робототехники.

В средней и старшей школе рекомендуется линейка робототехнических наборов на базе сервомодулей Dynamixel – наборы ROBOTIS STEM и ROBOTIS Premium , ранее именуемые как Bioloid. Наборы ROBOTIS STEM предназначены для изучения принципов проектирования сложных робототехнических систем, а также для конструирования моделей роботов для типовых робототехнических соревнований.

Компания ООО «Прикладная робототехника» занимается внедрением робототехники в сферах образования, науки и бизнеса. Данная публикация является вводной для цикла статей о продукции ROBOTIS, совместных разработках с южно-корейским производителем, разработке и внедрении коммерческих проектов по робототехнике и множестве интересных проектов и событий в мире робототехники.

Из серии Creator Expert. Конструкторы продаются раздельно.

Получи новый опыт сборки с удивительным «Набором для конструирования и программирования LEGO ® BOOST». Собери и настрой Верни - своего персонального говорящего друга-робота, запрограммируй его и выполняй забавные задания при помощи входящего в набор игрового коврика. Ты можешь обратиться к Верни с вопросом, и он ответит тебе с помощью мимики, которая точно точно отражает его настроение. Верни на своих широких гусеницах может двигаться в разных направлениях, менять скорость, различать объекты и цвета, определять расстояние, захватывать и переносить предметы, жестикулировать и метать дротики из пускового устройства, установленного на плече. Кроме того, Верни чувствует удары, может реагировать на них и понимает, когда вы поднимаете его в воздух. Из деталей робота легко собрать M. T. R.4 (Многофункциональный вездеход 4), Гитару 4000, Кота Фрэнки или Автомастерскую, управлять которыми можно с планшета при помощи бесплатного приложения, включающего в себя цифровые инструкции по сборке LEGO для всех 5 моделей, а также интересные задания и идеи для вдохновения.

Программное обеспечение робота BOOST совместимо и с iOS (10.3 и выше), с Android (5.0 и выше), с Xbox One и Windows 10 (10240.0 и выше)

Совместимые устройства Apple:

• iPad Pro
• iPad air 2
• iPad air 3
• iPad air 4
• iPad mini 2
• iPad mini 3
• iPad mini 4
• iPad 4th generation
• iPhone 6
• iPhone 7
• iPhone 8
• iPhone X

Совместимые устройства с Android:

• ASUS ZenPad S
• Google Pixel C
• HTC Nexus 9
• Lenovo Yoga Tablet 2
• Lenovo Yoga Tab 3
• Nvidia SHIELD Tablet (LTE)
• Samsung Galaxy Tab S
• Samsung Galaxy Tab A
• Samsung Galaxy Tab S2 (Nook)
• Sony Xperia Z2 Tablet (LTE)
• Sony Xperia Z3 Tablet Compact (LTE)
• Xiaomi Mi Pad 2
• Samsung Galaxy S4
• LG G3
• Samsung Galaxy S5
• Google Pixel 2
• Lenovo Tab 3 X30F
• BQ Aquaris X5 Plus

Минимальные технические требования:

• 1 Гб оперативной памяти
• двухъядерный процессор 1,4 ГГц
• дисплей 8” или более
• микрофон
• динамик

Минимальные технические требования для Windows:

• ОС: Xbox One, Windows 10 версии 10240.0 или более поздней
• Архитектура: x64
• Bluetooth: Встроенная функция Bluetooth
• Оперативная память: 4 ГБ
• Процессор: 1.4Ghz Duel Core

Соберите собственных роботов с «Набором для конструирования и программирования LEGO ® BOOST». При помощи специального коврика, который входит в набор, и приложения для смартфона или планшета настройте маленького помощника, как вам хочется. Он будет выполнять ваши задачи, реагировать на слова и жесты.

В набор входят программируемый блок, двигатель, датчик, который определяет расстояние и цвет, а также цветные блоки LEGO. С помощью всех этих элементов вы сможете построить пять моделей. Добавьте блоки из уже имеющихся у вас конструкторов LEGO и сделайте совершенно уникальных роботов.

Пять роботов LEGO Boost

Робот Vernie (Vernie the Robot) - умный и веселый помощник, который умеет перемещаться по заданному пути, разговаривать и танцевать. Он самостоятельно определяет цвет и расстояние, а в случае опасности может защитить вашу комнату при помощи шутера.

В данной статье даётся краткий обзор существующих в настоящее время конструкторов для сборки программируемых роботов, их особенностей и отличий.

LEGO Education WeDo

Начнём, пожалуй, с самого известного датского бренда LEGO. Компания производит два типа конструкторов с возможностью программировать для образовательных целей для разных возрастов. Для детей возраста от 7 летLEGOвыпускает сериюLEGO Education WeDo. Здесь вы можете купить стартовый набор «ПервоРобот» и ресурсный набор, если деталей вам не хватило. Также дополнительно можно приобрести датчики движения и наклона, мультиплексоры, моторы и лампочки. Отдельно можно приобрести комплект учебных проектов на компакт диске.

Программное обеспечение LEGO Education WeDo для программирования роботов этой линейки с комплектом заданий приобретается отдельно. Программирование здесь визуальное. Вы просто соединяете друг с другом нужные блоки-действия и таким образом составляете программу.

Конечно, все изделия, созданные с помощью этого конструктора, сложно назвать роботами, скорее простыми механизмами, но, поверьте, детям в возрасте 7–8 лет сложнее и не нужно. Обратите внимание: чтобы собранный механизм функционировал, он должен быть подключён к компьютеру через USB-кабель.

LEGO Education WeDo 2.0

Это вторая версия конструктора LEGO Education WeDo, которая была впервые представлена на выставке CES-2016. Конструктор адаптирован для детей в возрасте от 7 лет. Данная версия конструктора (в отличие от первой) позволяет собирать автономных роботов. Готовый робот работает на двух батарейках AAA, а взаимодействие с ПК происходит по Bluetooth.

Из него можно собрать следующие модели: «Майло (научный вездеход)», «Тягач», «Гоночная машина», «Землетрясение», «Лягушка», «Цветок», «Шлюз», «Вертолёт» и «Мусоровоз».

В комплект набора входят: СмартХаб, средний мотор, датчик движения, датчик наклона и 280 разнообразных деталей. Если вам не хватает каких-либо электронных компонентов, вы можете докупить их отдельно. Дополнительно можно приобрести аккумулятор, который обеспечит более продолжительное время работы. Ещё учтите, что адаптер для зарядки аккумулятора продаётся отдельно (адаптер используется такой же, как и для конструкторов LEGO MINDSTORMS Education EV3 и NXT, см. ниже).

Также вы можете приобрести комплект учебных материалов, с помощью которого можно реализовать 17 проектов по физике, биологии, географии, исследованию космоса и инженерному проектированию, работа над которыми в сумме займёт более 40 академических часов. Микрокомпьютера здесь как такового нет. Вместо него здесь есть СмартХаб, который играет роль связующего звена между ПК/планшетом и электроникой робота. Т. е. все написанные вами программы будут работать на ПК или планшете. У СмартХаба здесь два порта для подключения датчиков и моторов, один индикатор и всего одна кнопка – кнопка питания. Электроника и ПО первой и второй версий конструктора несовместимы.

Из плюсов можно также отметить, что к одному ПК или планшету можно подключить до трёх СмартХабов одновременно. Это позволит воспользоваться сразу шестью портами, т. е. вы сможете собрать довольно сложное устройство, у которого может быть шесть моторов или шесть датчиков.

В стартовый набор уже включено бесплатное базовое ПО, в состав которого входят стартовые проекты. Русский язык поддерживается. ПО работает на Windows (7, 8.1 и RT), MacOS, iPad, Android-планшетах и взаимодействует с микрокомпьютером через Bluetooth 4.0. Программирование визуальное, аналогичное первой версии конструктора. Скачать ПО можно . Кроме того, есть возможность программировать с помощью Scratch 2. А для особо желающих есть SDK с открытым исходным кодом, позволяющий взаимодействовать со СмартХабом через Bluetooth.

LEGO Mindstorms Education EV3

Этот конструктор роботов подходит для детей от 10 лет, хотя и взрослые используют его достаточно активно. Начинающим можно купить стартовый образовательный набор из которого можно собрать балансирующего робота, щенка, ступенехода, сортировщика деталей по цветам и многое другое, что вам подскажет фантазия.

В стартовый набор входят: 541 деталь LEGO Technic и два лотка для их хранения, микрокомпьютер EV3 с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth, аккумулятор, три сервомотора (2 больших и один средний), ультразвуковой датчик, датчик цвета, гироскопический датчик и два датчика касания. В набор не входят программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 и зарядка для аккумулятора.

Отдельно хочу заметить, что EV3 – это уже третья версия конструктора. Предыдущие версии назывались NXT (вторая) и RCX (первая).

Внутри микрокомпьютера EV3 прячется процессор ARM 9 с операционной системой Linux. Здесь есть 4 входных порта и 4 выходных. В вашем распоряжении 16 Мб флеш-памяти и 64 Мб RAM. Для расширения памяти есть слот для карт Mini SDHC объёмом до 32 Гб. На блоке имеется шестикнопочный интерфейс с подсветкой тремя цветами и чёрно-белый дисплей разрешением 178x128. Здесь же находится динамик. Для взаимодействия с роботом микрокомпьютер поддерживает Wi-Fi (встроенного Wi-Fi нет, рекомендуется использовать адаптер NETGEAR Wi-Fi dongle WNA1100 Wireless-N150) и Bluetooth (Bluetooth встроенный). Питание осуществляется от шести пальчиковых батареек AA или от литиевого аккумулятора ёмкостью 2050 мАч. От аккумулятора робот проработает дольше, чем от батареек. Заряжается аккумулятор 3–4 часа.

При желании вы можете купить дополнительный ресурсный набор, в комплект которого входят 853 дополнительные детали LEGO Technic . С таким набором вы сможете собрать робота-слона, танкобота, фабрику игрушек и многое другое.

Существует также дополнительный образовательный набор «Космические проекты» . Чтобы его использовать, вам понадобятся стартовый и ресурсный наборы, о которых написано выше. К этому набору дополнительно можно приобрести комплект заданий, в который входят тематические и обучающие миссии, а также исследовательские проекты.

Кроме перечисленных здесь комплектов, вы можете найти в продаже домашнюю версию набора LEGO Mindstorms EV3 . Из него можно собрать 5 базовых роботов и 12 бонусных моделей. В отличие от стартового образовательного набора LEGO Mindstorms Education EV3, данный набор содержит немного другой комплект деталей и датчиков. Здесь есть пульт управления, а вместо ультразвукового датчика – инфракрасный (который, кроме изменения расстояний, принимает сигнал от пульта) и отсутствует гироскоп.

Будьте внимательны: в наборе отсутствует аккумулятор, и вам придётся использовать 6 пальчиковых батареек (AA) или покупать аккумулятор отдельно, а он недешёвый. Кстати, для пульта тоже понадобятся 2 мизинчиковые батарейки (AAA).

В продаже есть поля для соревнований роботов. Также вы всегда можете отдельно докупить микрокомпьютеры, аккумуляторы, ИК-датчик, ИК-маяк, ультразвуковой и гироскопический датчики, датчики цвета, касания, температуры и звука и сервомоторы. Кстати, датчики от старой версии конструктора NXT тоже подходят.

Каждый микрокомпьютер EV3 имеет четыре входных порта для датчиков и четыре выходных порта для сервомоторов, лампочек и пр. Если вам этого не хватает, вы можете соединить вместе («в гирлянду») до 4 микрокомпьютеров с помощью дополнительных USB-кабелей. В этом случае управление ложится на плечи главного микрокомпьютера, и вы получаете до 16 входных портов и до 16 выходных.

Роботы этой серии программируются с помощью программного обеспечения LEGO Mindstorms EV3 . Для домашнего набора ПО скачивается бесплатно . Для образовательных наборов ПО стало бесплатным с 1 января 2016 года. Программирование здесь визуальное блочное, основанное на графическом языке программирования LabVIEW, который позволяет создавать как простые, так и сверхсложные программы. Можно создавать свои блоки с помощью инструмента MyBlocks. Максимальный размер программы – 16 блоков, не считая блока начала программы и цикла. Работает ПО на Microsoft Windows или Apple Macintosh. Русский язык поддерживается.

Образовательная версия ПО LEGO Mindstorms EV3 , кроме программирования, позволяет собирать статистические данные с датчиков и записывать их в память микрокомпьютера или в реальном времени передавать их через USB-кабель, Wi-Fi или Bluetooth. Собранные данные можно анализировать, строить по ним графики. В помощь ученикам и преподавателям Здесь есть мультимедийные уроки.

Если вас интересует альтернативная среда программирования, то, кроме LEGO Mindstorms EV3, вы можете программировать с помощью сред разработки LabVIEW (требуется дополнительный модуль LabVIEW LEGO MINDSTORMS) и RobotC (язык программирования C, RobotC версии 4x поддерживает серии EV3 и NXT). Обе среды программирования платные. В RobotC вы даже сможете тестировать робота с вашей программой в виртуальном мире (см. рис. ниже). Виртуальные миры можно скачать .

Совсем продвинутые изобретатели могут приобрести датчики сторонних компаний, таких как HiTechnic и Vernier . Например, вы можете дополнительно приобрести инфракрасный датчик для обнаружения людей и животных, компас, барометр, датчик силы, датчик обнаружения объектов на небольшом расстоянии, датчик угла (измеряет углы и скорость поворота) и другие. Компания HiTechnic предлагает датчики, непосредственно адаптированные для EV3 и NXT, и к каждому датчику можно скачать программные блоки для ПО LEGO Mindstorms EV3. Компания Vernier предлагает приобрести адаптер , позволяющий использовать их датчики в конструкторе, и дополнительно даёт скачать программный блок для ПО LEGO Mindstorms EV3.

TETRIX

MATRIX

Robotis OLLO

Корейская компания Robotis, основанная в 1999 году, предлагает конструктор OLLO для самостоятельной сборки роботов. Он продаётся в виде наборов, рассчитанных на разный возраст. Из набора Figure (7+) можно создавать фигурки животных, но здесь нет ни моторов, ни датчиков, ни контроллеров. Из наборов Action (8+ ) и Starter (8+) уже можно создавать подвижные непрограммируемые модели. Здесь есть моторчик, но нет ни датчиков, ни контроллеров. А вот наборы Explorer (10+), Inventor (10+) и Bug (10+) уже позволят конструировать и программировать роботов. Для набора Explorer есть расширяющий набор Inventor Expansion Set , который превращает набор Explorer в Inventor.

Из набора Explorer вы сможете сделать 12 моделей, а из набора Inventor – 24 модели по инструкции, но ничто не помешает вам сконструировать свои собственные модели роботов. Максимальный набор Inventor содержит контроллер, два двигателя, два сервомотора, два ИК-датчика, ИК-приёмопередатчик, тактильные датчики, светодиодный модуль. В контроллере есть четыре порта для подключения приводов, два многофункциональных порта для подключения датчиков, приводов и порт для дистанционного управления и загрузки программ.
Из набора Bug вы сможете собрать 4 робота-жука, которыми можно управлять с помощью контроллера, они смогут ходить по линии (карточки для создания маршрута в комплекте) и обнаруживать объекты. Здесь в комплекте нет адаптера USB Downloader LN-101 для подключения к компьютеру, а он нужен, если вы собираетесь программировать.

Программируются роботы Robotis OLLO , как и все другие роботы компании, с помощью фирменного программного обеспечения RoboPlus . Для программирования используется C-подобный язык. В состав ПО входят RoboPlus Task, RoboPlus Manager (настройка оборудования), RoboPlus Motion (программирование сложных движений робота), RoboPlus Terminal (терминал) и Dynamixel Wizard (настройка и калибровка сервоприводов).

После написания вашей программы её нужно загрузить в контроллер, соединив его с компьютером, и после включения робота ваша программа начнёт выполняться. Скачать программу можно , прочитать инструкцию . Продвинутые программисты могут написать свою собственную прошивку для роботов Robotis OLLO на Embedded C.

Для роботов компании Robotis можно также писать программы прямо на смартфоне или планшете под управлением Android 2.3 и выше с помощью приложения R+ m.Task .

Robotis Bioloid

С этой серией той же корейской компании Robotis с помощью наборов Premium Kit вы сможете собрать человекоподобных роботов. Также в серии есть и другие наборы : STEM Standard (10+), STEM Expansion (10+), Beginner .

Из набора STEM Standard можно сделать 16 различных роботов по схемам, а с набором STEM Expansion можно сделать ещё 9 моделей. В наборе идёт также 48 заданий. Этот набор частично состоит из комплектующих серии Robotis OLLO , а частично – из комплектующих Robotis Bioloid . Т. е. с этим набором вы можете использовать уже имеющиеся у вас наборы обеих серий. Это единственный набор, совместимый с сериями OLLO и Bioloid . В наборе микроконтроллер CM-530, матрица ИК-датчиков (позволяют бежать роботу по линии), 3 ИК-датчика (обнаружение препятствий) и пульт управления RC-100A.

Набор Beginner позволит вам создать роботов 14 различных конструкций. В наборе – микроконтроллер CM-5, 4 сервомотора DYNAMIXEL AX-12A и сенсорный модуль AX-S1.

С набором Premium Kit вы сможете собрать человекоподобного робота в одной из трёх модификаций или 26 простых роботов. Человекоподобный робот из этого набора обладает системой стабилизации тела благодаря двухосному гироскопу, что позволяет ему ловко удерживаться на ногах при ходьбе.

В наборе контроллер CM-530 (32-битный ARM Cortex, 6 кнопок, микрофон, датчик температуры, датчик напряжения, 6 входных/выходных OLLO-совместимых портов, 5 коннекторов для сервомоторов AX/MX Series DYNAMIXEL ), 18 сервомоторов, двухосный гироскоп, 2 ИК-датчика, пульт управления RC-100A .

Программирование роботов серии Robotis Bioloid осуществляется так же в среде ПО RoboPlus .

Hovis Lite

Из этого конструктора, кроме человекоподобного робота, можно собрать ещё порядка 26 различных моделей роботов и механизмов. Hovis Lite – это детище корейской компании DST Robot (до марта 2015 года компания называлась Dongbu Robot). Пластмассовые элементы конструктора могут быть одного из следующих цветов: зелёного, красного, жёлтого или синего. Есть приятный бонус – детали можно распечатать на 3D-принтере. Страничка конструктора находится , а вся документация и 3D-модели .

В наборе микроконтроллер (ATmega128 MCU , в микроконтроллер встроены датчики звука и света), датчик расстояния, IR-пульт дистанционного управления и IR-приёмник для него. Гироскоп/акселерометр и Bluetooth-модель нужно покупать отдельно.

Для программирования есть следующее ПО: DR-SIM (фирменная бесплатная программа для редактирования, тестирования и записи движений), DR-Visual Logic (фирменная бесплатная графическая среда разработки с возможностью просмотра готового кода в виде C-подобного языка), Microsoft Robotics Developer Studio , DR-C , Microsoft Visual Studio и AVR Studio .

VEX EDR

Конструкторы серии VEX EDR , или просто VEX , производит компания VEX Robotics . Предназначены они для возраста от 10 лет. Серия подходит как для школ, институтов, так и для продвинутых роботостроителей. В этой серии вы найдёте как наборы, так и отдельно продающиеся запчасти, объекты и поля для соревнований. Программируемые наборы (с микроконтроллером в комплекте) делятся на стартовые (Programming Control Starter Kit и Dual Control Starter Kit ) и наборы для соревнований (Classroom and Competition Mechatronics Kit , Classroom and Competition Programming Kit и Classroom and Competition Super Kit ). Наборы можно посмотреть на сайте производителя . Из каждого набора вы сможете собрать робота на колёсах с клешнёй (см. рис. ниже). Остальные модели вы можете придумывать самостоятельно, полагаясь на свою фантазию.

В серии VEX EDR очень широкий перечень компонентов. Вы всегда сможете отдельно приобрести датчики для следования по линии, датчики обнаружения препятствий и измерения расстояния до препятствий, датчики света, оптические датчики положения осей (измерение углового перемещения, направления вращения оси, пройденного расстояния и пр.), потенциометры (определение местоположения и направления при вращении), гироскопы, датчики касания, ограничители движений, акселерометры (измерение ускорения), светодиодные фонарики.

Из механики нужно обратить внимание на возможность приобретения шестерёнчатых коробок передач (в том числе и червячную), гусениц, Omni-колёс, колёса Илона.

Программируются роботы этой серии с помощью RobotC , easyC (программирование на языке C с помощью перетаскивания блоков), Flowol (программирование с помощью блок-схем) или Modkit (визуальное программирование с помощью блоков). Все среды разработки платные.

VEX IQ

Эта серия тоже производится компанией VEX Robotics и она тоже позволяет создавать программируемых роботов, но рассчитана на возраст от 8 лет. Всего в серии 3 основных набора (Starter Kit with Controller , Starter Kit with Sensors , Super Kit ), расширяющие наборы, объекты и поля для соревнований, а также комплектующие по отдельности. Все позиции хорошо описаны на сайте производителя . В наборы Starter Kit with Sensors и Super Kit входят датчик цвета, гироскоп и датчик расстояния. Управление с пульта возможно в наборах Starter Kit with Controller и Super Kit . Во все наборы входят датчики касания. Хочется отметить, что в соревновательных наборах вы получите, кроме дополнительных деталей, Omni-колёса и гусеницы. Микроконтроллер VEX IQ оборудован 12 универсальными портами для подключения датчиков и моторов.

Программируются роботы серии VEX IQ с помощью Modkit (визуальное программирование с помощью блоков), а также Flowol и RobotC .

Также существует виртуальная среда проектирования конструкции вашего робота VEX Assembler . С помощью этого ПО вы сможете виртуально изготовить и опробовать вашу конструкцию ещё на этапе проектирования. В программу уже загружено более 110 деталей конструктора VEX IQ , объекты для соревнований и даже целиком робот Clawbot IQ (робот с клешнёй). Программа доступна для свободного скачивания (заполните форму сперава и получите ссылку для скачивания по электронной почте).

VEX PRO

Под этой линейкой продуктов компания VEX Robotics предлагает только комплектующие. Здесь нет наборов. Всё продаётся поштучно или комплектами. Все комплектующие можно посмотреть .

Технолаб

Под этой торговой маркой скрываются всё те же наборы от компаний Robotis и VEX Robotics , о которых было написано выше. Наборы (модули) локализованы и собраны для желающих заниматься робототехникой в зависимости от возраста и степени подготовленности. Всего модулей семь. Это модули предварительного, начального, базового, базового соревновательного, профессионального, исследовательского иэ кспертного уровней. Подробности о комплектации по всем модулям представлены на сайте ООО «Экзамен-Технолаб» . Программирование роботов доступно во всех модулях, кроме модуля предварительного уровня.

Arduino

Торговая марка Arduino – это инструменты для создания не только роботов, но и множества различных гаджетов. Для роботостроителей здесь есть микроконтроллеры, всевозможные датчики, двигатели, сервомоторы, платы расширений, LCD-дисплеи, светодиоды. Но под этой торговой маркой не производятся элементы корпусов или каркасов для сборки роботов. Здесь также нет элементов для монтажа. Единственное исключение – Arduino Robot .

Платформа Arduino поддерживается большим количеством сторонних производителей, поэтому найти комплектующие для сборки роботов можно. Также можно найти в продаже и Arduino -совместимые микроконтроллеры и наборы для самостоятельной сборки роботов, основанных на этой платформе. Все предлагаемые изделия непосредственно от производителя можно посмотреть .

Программировать микроконтроллеры Arduino можно с помощью бесплатной среды разработки Arduino IDE с открытым исходным кодом (см. первую картинку снизу). Написана Arduino IDE на Java и работает на компьютерах под управлением Windows, Mac OS X и Linux. В Arduino IDE используется язык программирования Processing (язык, основанный на Java). Кроме того, некоторые микроконтроллеры Arduino можно запрограммировать с помощью RobotC, Flowol, Minibloq (графический язык программирования, бесплатно, см. вторую картинку снизу), Ardublock (графический язык программирования, встраивается в Arduino IDE, есть перевод инструкции на русский язык, бесплатно), Physical Etoys (бесплатный графический язык программирования для Windows и Linux с открытыми исходниками, русификации нет) и Modkit .

Также для программирования некоторых контроллеров Arduino можно воспользоваться плагином Visual Micro (платный), который встраивается в Microsoft Visual Studio 2008–2013 или в Atmel Studio 6.1–6.2.

Структор

Магазин «Амперка» предлагает собственное решение для сборки Arduino-совместимых роботов – это панели, рейки и крепления для плат, датчиков и моторов под названием Структор . Детали изготавливаются фрезеровкой из листов белого вспененного ПВХ толщиной 5 мм. За счёт использования такого материала у вас есть возможность красить детали красками. Прочность элементов достаточная для того, чтобы создавать конструкции небольшого размера. В то же время материал податлив, и вы можете легко просверливать в деталях отверстия, вкручивать шурупы или менять геометрию деталей канцелярским ножом.

Все элементы легко соединяются друг с другом, а если для динамических конструкций вам не хватает прочности соединений, «Амперка» предлагает склеивать элементы друг с другом. Кроме того, для ещё большей прочности вы можете использовать детали «совметал. конструктора», ведь отверстия в панелях Структора расположены с тем же шагом 10 мм. К сожалению, в мягкости материала, из которого созданы детали конструктора, кроется и небольшой минус – они недолговечны. Со временем материал в месте креплений деформируется, и детали держатся неплотно.

Стоит отдельно отметить, что чертежи для изготовления деталей находятся в открытом доступе, и вы можете самостоятельно изготавливать элементы конструктора.

Готовых наборов конструктора нет. Все элементы продаются плашками. На каждой из них может быть несколько крупных деталей или множество мелких. Все варианты плашек можно посмотреть на сайте магазина . Для соединения деталей можно купить нейлоновые винты, гайки и стойки . Подробности о конструкторе можно узнать .

Multiplo

Multiplo – это Arduino-совместимый конструктор, созданный аргентинской компанией RobotGroup . Конструктор полностью открытый, т. е. доступны как исходники ПО, так и чертежи конструктивных элементов (детали можно распечатать на 3D-принтере или нарезать на лазерном станке с ЧПУ). Основные детали пластиковые, уголки и некоторые другие элементы – алюминиевые, винты, гайки, шайбы и оси – металлические. Эта же компания разработала программу для графического программирования Minibloq , о которой уже было написано выше (один из директоров компании, Хулиан да Силва, является автором этой программы). Официальная страница конструктора , а все инструкции, чертежи и ПО можно скачать .

Конструктор представлен наборами Starter Kit , Building Kit и Monster Kit . В наборе Starter Kit контроллер DuinoBot , батарейный отсек (для трёх батареек AA), два инфракрасных сенсора, два двигателя, пульт управления и приёмник сигнала от него, провода и механические детали для постройки простой тележки. В наборе есть отвёртка и ключи, так что дополнительный инструмент вам не понадобится. В наборе Building Kit дополнительно появляются ультразвуковой датчик, 2 сервомотора, 2 датчика света, 2 светодиодные лампочки, а также дополнительные детальки, в том числе и для сборки клешни.

Набор Monster Kit самый большой. В этом наборе целых два микроконтроллера (можно делать сразу двух роботов из одного набора), а также 4 обычных мотора, 6 сермоторов, батарейные отсеки, один ультразвуковой датчик, 4 инфракрасных датчика, два комплекта дистанционного управления (пульт и датчик для приёма сигнала от него), много механических деталей, в том числе и для сборки двух клешней.

Ещё в официальном магазине есть набор Mechanical Kit , содержащий только механические детали, без электронной части. Также можно приобрести по отдельности микроконтроллер DuinoBot с батарейным отсеком, различные датчики и механические детали. И можно бесплатно скачать файлы для печати полей для соревнований. МагазинMultiploнаходится .

Поскольку конструктор Arduino-совместимый, то программировать можно с помощью аналогичных средств разработки: Arduino IDE , Minibloq , Ardublock , Physical Etoys и Modkit .

Makeblock

Плюсы этого китайского конструктора в том, что здесь используется электроника Arduino и все детали сделаны из прочного штампованного алюминия. Особенно интересны здесь балки, вдоль которых тянется паз с резьбовой перфорацией, в который вы можете вкручивать винты на любом расстоянии друг от друга, и рельсы.

Новичкам здесь понравятся модули с унифицированными разъёмами с цветными метками для удобного и понятного подключения электронных компонентов. Т. е. для правильного подключения нужно просто убедиться в совпадении цвета меток.

Количество как самодостаточных, так и ресурсных наборов в магазине на официальном сайте огромное. Отдельно здесь можно купить датчики, платы, конструктивные элементы и пр. Из тематических наборов хочется выделить наборы для сборки 3D-принтера (набор Makeblock Constructor I 3D Printer Kit ), плоттера (XY-Plotter Robot Kit v2.0 ), робота, играющего на ксилофоне (набор Music Robot Kit ), конструктор для сборки робота-художника различных модификаций, рисующего фломастерами или выжигающего лазером (набор mDrawBot with Bluetooth and Laser Kit – Blue ) и робот-тележка mBot с большим набором датчиков, шасси которого совместимы с деталями LEGO и Makeblock (Bluetooth, Bluetooth и Wi-Fi).

С помощью набора mDrawBot можно собрать одного из 4 роботов-художников:

mScara – это роботизированная рука, рисующая ручкой или фломастером, а с дополнительным набором Laser Kit ручку можно заменить на лазер, который будет выжигать рисунок, например, на фанере.

mSpider – паук-художник, который висит на двух верёвочках и рисует на вертикальных поверхностях.

mEggBot – робот, рисующий на яйцах или шариках для пинг-понга.

mCar – трёхколёсный робот-машинка, рисующий на листе бумаги, по которому он ездит.

Но и это ещё не всё. Специально для набора mDrawBot компания Makeblock разработала программу с помощью которой вы сможете импортировать векторный рисунок формата SVG, конвертировать BMP в SVG и масштабировать рисунок. При нанесении рисунка с помощью лазера поддерживаются разные оттенки.

Наборы-конструкторы общего назначения следующие: Starter Robot Kit (Bleutooth и IR-версии) и Ultimate Robot Kit . Есть аналогичные наборы без электроники.

Для дистанционного управления роботом есть бесплатное приложение для Android и iOS – Makeblock . Некоторые наборы комплектуются пультами дистанционного управления, например, IR-версия набора Starter Robot Kit.

Программируются роботы Makeblock с помощью программы собственной разработки mBlock , основанной на редакторе Scratch 2.0 , с помощью Arduino IDE или ArduBlock . Чтобы работать в Arduino IDE или ArduBlock , необходимо дополнительно установить библиотеку Makeblock . Примеры, инструкции, драйверы и ПО можно найти .

HUNA-MRT

Под корейским брендом HUNA-MRT скрываются наборы для конструирования механизмов и роботов. Наборы FUN&BOT (MyRobotTime) и KICKY (MRT2) – это наборы для начинающих (на возраст 6–8 лет) из пластмассовых деталей, и здесь нет программирования. А вот в наборах серий CLASS (MRT3) (на возраст 7–11 лет) и TOP (на возраст 9–11 лет) уже есть программируемая плата и есть возможность программировать роботов с помощью простой графической среды программирования. Отличие двух последних серий в том, что в серии CLASS (MRT3) детали пластмассовые, а в серии TOP – металлические. Во всём остальном это полностью совместимые наборы. Детали из одной серии можно использовать вместе с деталями других серий этого бренда. Есть также более продвинутый набор HUNITRONIC (для возраста 12–18 лет), который укомплектован аналогом микроконтроллера Arduino UNO и платой Extension IO Shield для подключения датчиков. Все наборы комплектуются графической средой программирования. Получить больше информации о конструкторах можно на сайте ООО «Брейн Девелопмент» . Официальная страничка серии MRT3 .

RoboRobo

Корейская компания RoboRobo предлагает 5 образовательных наборов для сборки программируемых роботов. Они так прямо и нумеруются: Robo Kit №1, Robo Kit №2, Robo Kit №3, Robo Kit №4, Robo Kit №5 . Различаются они количеством деталей, количеством возможных модификаций роботов, которые вы сможете из них собрать по инструкциям, и сложностью. Чем больше цифра, тем больше деталей и тем сложнее. Обязательно обратите внимание, что набор 2 содержит в себе набор 1, набор номер 3 – содержит набор 2 и так далее. Поэтому, если у вас уже есть набор Robo Kit №1 , то вы можете расширить его с помощью набора Robo kit №1-2 до набора Robo Kit №2 и тем самым сэкономить. Всего расширяющих наборов 4: Robo kit №1-2, Robo kit №2-3, Robo kit №3-4 и Robo kit №4-5 . Официальная страничка конструктора .

В максимальном наборе вы найдёте ИК-сенсор, ИК-пульт управления, датчик звука, датчики касания.

Программируются роботы этой компании с помощью графического интерфейса в программе Rogic Program .

Ещё компания RoboRobo предлагает наборы для очень маленьких детей (5–7 лет): Robo Kids № 1 и Robo Kids № 2 . Второй набор – дополнительный к первому. Из первого набора можно собрать 16 роботов, а из второго – ещё 16. В этих наборах производитель предлагает интересный подход к управлению роботами. В распоряжении маленьких программистов есть набор карточек, которые проводятся через сканер, который в свою очередь даёт команды роботу.

Fischertechnik

Конструкторы fischertechnik выпускает немецкая фирма. Детали конструктора пластмассовые. Разные наборы конструктора рассчитаны на разный возраст. Наборы серии JUNIOR(5+) не имеют ни моторов, ни батареек, это просто конструкторы для малышей. С наборами серии BASIC (7+) и ADVANCED (7+) , PROFI (8+) вы можете собирать различные машины и механизмы, они уже могут комплектоваться моторами, солнечными батареями, блоками питания и др. А вот сборка роботов и их программирование начинается в наборах серии ROBOTICS(8+) .

В серии ROBOTICS шесть наборов: ROBOTICS LT Beginner Set (ROBOTICS LT Стартовый набор) (стартовый набор для создания 8 автоматических устройств), ROBOTICS TXT Discovery Set (ROBOTICS TXT Набор первооткрывателя) (для создания 11 механизмов и автономных роботов), ROBO TX Automation Robots (ROBO TX Автоматические роботы) (для создания реалистичных промышленных роботов), ROBO TX ElectroPneumatic (ROBO TX ЭлектроПневматика) (для сборки 4 пневматических конструкций), ROBO TX Explorer (ROBO TX Исследователь) (для создания робота на гусеничном ходу в шести модификациях) и ROBO TX Training Lab (ROBO TX Учебная лаборатория) (для конструирования автоматических устройств и мобильных роботов). Отдельно к наборам можно приобрести аккумуляторный набор, набор для дистанционного управления, набор свет и звук (для создания светозвуковых эффектов), наборы с дополнительными моторами, ресурсный набор и ящики для хранения. При совмещении наборов друг с другом вы сможете значительно расширить возможности в создании роботов.

Часть наборов серии ROBOTICS комплектуются контроллером ROBO TX (кроме стартового набора, который комплектуется контроллером ROBO LT ), часть – контроллером ROBOTICS TXT . Из датчиков в наборах попадаются следующие: фотодатчик, датчик температуры, датчик цвета, ультразвуковой датчик расстояния, ИК-датчик следования по линии.

Характеристики контроллера ROBO TX следующие: 32-битный процессор ARM9 , монохромный дисплей разрешением 128х64, объём памяти 8 MB RAM, 2 MB Flash. Размер контроллера – 90х90х15 мм, вес – 90 г. Здесь 4 выхода для подключения моторов, 8 универсальных входов, 2 разъёма расширений I2C, RS485 для объединения с другими контроллерами, 4 входа и USB для подключения к компьютеру. Также здесь присутствует встроенный Bluetooth. Можно приобрести дополнительный микроконтроллер ROBO TX .

Отдельно можно приобрести более продвинутый контроллер ROBOTICS TXT . Вот его характеристики: ОС Linux, два процессора ARM Cortex A8 (32bit/600MHz) +Cortex M3 , память 128 Мб DDR3 RAM, 64 Мб Flash, слот для карт Micro SD, цветной сенсорный дисплей 2,4" разрешением 320 x 240, 8 универсальных входов, 4 высокоскоростных цифровых входа, 4 выхода на моторы, комбинированный модуль Bluetooth/Wi-Fi, ИК-приёмник (для приёма сигнала от пульта), USB 2.0 для подключения к ПК, USB Host (USB A для подключения USB-камеры fischertechnik или USB-свистков), 10-контактный разъём для входа или выхода по I2C интерфейсу, встроенный динамик, встроенные часы с собственной батарейкой. Размер контроллера – 90x90x25 мм. Контроллеры могут быть спарены. Все подробности о микроконтроллере .

Во все наборы входит ПО для программирования ROBO Pro (в стартовом наборе вы найдёте облегченную версию этого ПО). Свежую версию ПО и русификацию всегда можно скачать на сайте производителя .

Контроллер ROBOTICS TXT программируется с помощью ROBO Pro , C-Compiler , PC-Library , . Сейчас эта робототехническая платформа представлена только одним набором ROBOTICS PRO 1.0 , из которого вы сможете собрать 6 моделей. Набор рассчитан на учеников школы (7+) и студентов.

В наборе микрокомпьютер, программное обеспечение (для частного и образовательного использования), провода, 3 мотора, 3 светодиода, 2 инфракрасных датчика, 1 датчик касания и разнообразные детали.

А вот спецификация микрокомпьютера ERP:

• 32-битный микроконтроллер ARM CORTEX-M2;
• 256 КБ FLASH, 64 КБ RAM;
• USB-порт 12 Mbit/s;
• 3 порта для моторов и 4 – для датчиков (светодиоды можно подключать к любым портам);
• встроенный зуммер;
• питание от 6 батареек AA;
• встроенный Wi-Fi модуль.

Программировать собранные модели можно непосредственно на самом блоке или с помощью программного обеспечения ENGINO ERP . Дистанционно управлять роботами возможно с помощью приложения Engino ERP Remote Control , которое доступно в Google Play и Apple store . Все подробности о конструкторе можно найти .

ТРИК

Кибернетический конструктор ТРИК – это российский конструктор, металлические детали которого совместимы с «совметал конструктором» (та же перфорация M4 c шагом 10 мм).

Конструктор ТРИК предлагает насколько решений: стартовый набор, образовательный, школьный, соревновательный, учебная пара. Разница между наборами – в количестве датчиков и деталей, но в каждом наборе есть контроллер ТРИК , видеокамера и микрофон. Все наборы (кроме стартового) комплектуются пластиковой коробкой с отделениями для хранения деталей. В максимальном наборе имеются следующие датчики: 2 датчика освещённости, 2 датчика расстояния, 2 датчика касания. Кроме того здесь есть Омни-колёса, светодиодные ленты, аккумуляторы, зарядное устройство.

Технические характеристики контроллера ТРИК:

• операционная система: Linux;
• центральный процессор: OMAP-L138 C6-Integra™ DSP+ARM® SoC, 375 МГц, Texas Instruments;
• ядро центрального процессора: ARM926EJ-S™ RISC MPU;
• оперативная память: 256 Мбайт, 6 Мбайт FLASH;
• периферийный процессор: MSP430F5510, 24 МГц, Texas Instruments;
• интерфейсы пользователя: USB 2.0, WiFi b/g/n, BlueTooth, 2xUART, 2xI2C, Micro-SD, Mic in (stereo), Line out (mono);
• интерфейсы двигателей постоянного тока: 4 порта двигателей 6-12V DC, с индивидуальной аппаратной защитой от перегрузки по току (до 2А на двигатель);
• интерфейсы периферийных устройств: 19 сигнальных портов общего назначения (6 одноканальных и 13 двухканальных) с питанием 3.3-5V, из них 6 могут работать в режиме аналогового входа;
• интерфейсы видеосенсоров: 2 входа BT.656 VGA 640*480, поддержка стереорежима;
• встроенный цветной сенсорный LCD монитор 2,4” TFT разрешением 320x240 пикселей;
• встроенный динамик номинальной мощностью 1 W, пиковой 3 W;
• 2-цветный, программно-управляемый светодиодный индикатор;
• слоты расширения: два 26-контактных «щелевых» разъёма модулей расширения;
• дополнительное оборудование (входит в состав контроллера): 3-осевой акселерометр, 3-осевой гироскоп, аудиокодек, усилитель, конвертеры и схемы управления питанием, схемы защиты входов от перегрузок по напряжению и току;
• электропитание 6-12V DC, внешний сетевой адаптер либо LiPo аккумулятор RC 3P (11,1V) / 2P (7,4V).

Программирование возможно на С, С++/Qt,J avaScript, С#/F# (.NET), Python и Java. Есть также собственная среда разработки – TRIK Studio , которая работает на Windows и Linux. Для дистанционного управления разработано приложение TRIK gamepad для Android. Подключение к контроллеру происходит через Wi-Fi. Подробности о конструкторе на официальном сайте .

MOSS

Конструктор MOSS , созданный американской компаниейModular Robotics , – самый необычный конструктор из всех здесь перечисленных. Здесь нет ни проводов, ни привычных способов соединения деталей. Весь конструктор состоит из модулей кубической формы с гранями разных цветов и различных соединительных элементов, таких как скобы и уголки. Все они крепятся друг к другу с помощью шариков-магнитов, которые позволяют создавать жёсткие или шарнирные соединения.

Разные цвета граней модулей сделаны не только для красоты, они ещё обозначают характеристики. Зелёные грани проводят электричество. У модуля аккумулятора все грани зелёные и основная цель этого модуля – поставлять энергию всем остальным модулям. Например, чтобы запитать модуль с мотором, вы должны соединить одну из его зелёных граней с зелёной гранью аккумулятора. Красные и коричневые грани проводят данные: красный – выход данных, коричневый – вход данных. Например, если вы хотите, чтобы датчик расстояния управлял скоростью вращения мотора, вам нужно соединить красную грань модуля датчика расстояния с коричневой гранью модуля мотора. Голубые грани – передающие, через них передаётся энергия и/или данные. Например, если вам нужно запитать какой либо модуль, который находится на расстоянии от батареи, вы можете использовать голубые грани гибкого модуля или несколько простых модулей.

Robo Wunderkind

А вот ещё один кубический конструктор, совместимый с конструктором LEGO. Конструктор Robo Wunderkind так же, как и конструктор MOSS, состоит из модулей в форме куба, за исключением микроконтроллера, который состоит как бы из сдвоенных кубиков (на фото микроконтроллер оранжевого цвета). Модули соединяются друг с другом без проводов с помощью специальных соединительных элементов.

Сейчас на сервисе Kickstarter можно предзаказать следующие варианты наборов: стартовый (STARTER KIT ), расширенный (ADVANCED KIT ) и профессиональный (PROFESSIONAL KIT ) . Первые поставки начнутся в июле 2016 года. Наборы рассчитаны на детей от 5 лет и взрослых. В стартовом наборе есть системный модуль (микроконтроллер), модуль с датчиком расстояния (красного цвета), модуль Bluetooth (голубого цвета), аккумуляторный модуль (зелёного цвета), модуль-сервомотор (жёлтого цвета), пустой модуль, 2 модуля-мотора (синего цвета), 2 колеса, 7 соединительных элементов, 2 адаптера LEGO (для присоединения стандартных деталей LEGO, например, человечков, как показано на картинке) и одно пассивное колёсико. В расширенном наборе добавляются ещё 2 пустых модуля, модуль с LED-дисплеем, модуль с датчиком света, модуль с метеодатчиком, ещё 6 соединительных элементов и ещё 2 адаптера LEGO. В профессиональном наборе , по сравнению с расширенным, добавляется ещё 1 аккумуляторный модуль, ещё один модуль-сервомотор, ещё 3 пустых модуля, модуль с инфракрасным датчиком, модуль с лазерной указкой, модуль с экраном на основе электронных чернил, модуль с камерой, модуль с акселерометром, ещё 9 соединительных элементов, ещё 4 адаптера LEGO, и ещё одно пассивное колёсико.

А вот характеристики конструктора: процессор Allwinner A13 SoC, оперативная память RAM 256 Мб DDR3, Storage eMMC Flash Memory 4 GB, WiFi 802.11 b/g/n, Bluetooth 2.1/3.0/4.0. В системный модуль встроены микрофон и динамик.

Программировать готового робота можно с помощью специального приложения, доступного для iOS и Android. В планах разработчиков есть создание приложения для Windows, правда только к сентябрю 2016 года. Программирование здесь графическое. Кроме того, поддерживается Scratch. Также создатели конструктора предоставляют API для разработки, как они пишут, на любом языке программирования.

(по материалам сайта http://www.proghouse.ru/article-box/26-robots)

Ответственный за информацию: методист ГМЦ ДОгМ Солуянов Евгений Александрович.