2. «Уже в школе дети должны получить
«Уже в школе дети должны получить
возможность раскрыть свои способности,
возможность раскрыть свои способности,
подготовиться к жизни в
подготовиться к жизни в
высокотехнологичном конкурентном мире»
высокотехнологичном конкурентном мире»
Д. А. Медведев
Д. А. Медведев
5. Линейка конструкторов
LEGO Mindstorms
• LEGO Mindstorms — это конструктор для создания
• LEGO Mindstorms — это конструктор для создания
программируемого робота. Впервые представлен
программируемого робота. Впервые представлен
компанией LEGO в 1998 году. Через 8 лет (2006) в
компанией LEGO в 1998 году. Через 8 лет (2006) в
свет вышла модель LEGO Mindstorms NXT, а в
свет вышла модель LEGO Mindstorms NXT, а в
2009 — LEGO Mindstorms NXT 2.0.
2009 — LEGO Mindstorms NXT 2.0.
• LEGO Mindstorms комплектуются набором
• LEGO Mindstorms комплектуются набором
стандартных деталей LEGO (балки, оси, колеса,
стандартных деталей LEGO (балки, оси, колеса,
шестерни) и набором, состоящим из сенсоров,
шестерни) и набором, состоящим из сенсоров,
двигателей и программируемого блока.
двигателей и программируемого блока.
6. • «Конструктор Lego Mindstorms NXT поможет в
• «Конструктор Lego Mindstorms NXT поможет в
курсе технологии средней школы освоить основы
курсе технологии средней школы освоить основы
робототехники, в курсе физики – провести
робототехники, в курсе физики – провести
автоматизированный эксперимент, в курсе
автоматизированный эксперимент, в курсе
информатики – наглядно реализовать сложные
информатики – наглядно реализовать сложные
алгоритмы, а в начальном профессиональном
алгоритмы, а в начальном профессиональном
образовании – рассмотреть вопросы, связанные с
образовании – рассмотреть вопросы, связанные с
автоматизацией производственных процессов и
автоматизацией производственных процессов и
процессов управления, систем безопасности»
процессов управления, систем безопасности»
(Васильев М.В., МПГУ)
(Васильев М.В., МПГУ)
9. Программирование
• Простые варианты программ можно вводить
• Простые варианты программ можно вводить
непосредственно на блоке NXT при помощи
непосредственно на блоке NXT при помощи
расположенных на нем кнопок.
расположенных на нем кнопок.
• Для создания более сложных программ требуется
• Для создания более сложных программ требуется
уже персональный компьютер и специальное
уже персональный компьютер и специальное
программное обеспечение (стандартная среда
программное обеспечение (стандартная среда
разработки программ для Лего Майндстормс
разработки программ для Лего Майндстормс
(Mindstorms) --NXT-G.
(Mindstorms) NXT-G.
• Можно использовать разработки сторонних
• Можно использовать разработки сторонних
производителей, совместимых с Лего Mindstorms
производителей, совместимых с Лего Mindstorms
NXT-G (например, Scratch)
NXT-G (например, Scratch)
16. Опыт Челябинской области
Раздел курса
информатики
Пример вовлечения конструктора Лего
в процесс обучения
Информационные
основы
процессов
управления
Примеры систем автоматического управления,
неавтоматического управления, автоматизированных систем
управления на основе конструктора Лего.
Представление об
объектах
Окруж. мира, о
системе
объектов
Представление сведений об объектах в виде таблицы. В данном
случае, описание Лего-робота, предварительно
сконструированногочащимися. Примеры информационных
моделей систем – сб уорка модели из Лего на уроке. Например,
машина, велосипед, маятник, и т.п.
Алгоритмы.
Исполнитель
алгоритма
Линейный алгоритм. Циклический алгоритм. Разветвляющийся
алгоритм. Реализация видов алгоритмов при помощи собранной
модели (исполнителя алгоритмов) Лего-робота и программного
обеспечения Mindstorms.
Среда
программирования
Знакомство с программным обеспечением Mindstorms для Лего
NXT (объектное программирование), составление программ и
реализация их для робота модели NXT.
Архитектура ПК.
Взаимодействие
устройств
компьютера
Объяснение взаимодействия устройств компьютера по прототипу
работы Легоробота, т.к. он состоит из системного блока,
проводов, двигателей, датчиков.
18. Результаты инноваций
•Внедрение современных научно-практических
•Внедрение современных научно-практических
технологий в учебный процесс
технологий в учебный процесс
•Содействие развитию молодежного и детского
•Содействие развитию молодежного и детского
научно-технического творчества
научно-технического творчества
•Популяризация достижений в области
•Популяризация достижений в области
робототехники и искусственного интеллекта
робототехники и искусственного интеллекта
•Игровые технологии в обучении
•Игровые технологии в обучении
•Новые формы работы с одаренными детьми
•Новые формы работы с одаренными детьми
•Инновационное профильное обучение
•Инновационное профильное обучение
•Популяризация профессии инженера
•Популяризация профессии инженера
Editor's Notes
Новый конструктор в линейке роботов LEGO, предназначенный в первую очередь для начальной школы (2 – 4 классы). Его вполне можно использовать и для работы со старшими классами. Работая индивидуально, парами, или в командах, учащиеся любых возрастов могут учиться, создавая и программируя модели, проводя исследования, составляя отчёты и обсуждая идеи, возникающие во время работы с этими моделями.
ПервоРобот NXT – робототехнический конструктор нового поколения. По сравнению с предыдущими версиями, конструктор обладает более широкими возможностями и проще в использовании – благодаря интеллектуальному блоку управления NXT, разнообразным датчикам, интерактивным сервомоторам, беспроводной технологии Bluetooth® и мощному графическому программному обеспечению.
В новую версию (v.95) базового набора ПервоРобот NXT входят (437 элементов):
Микрокомпьютер NXT (на рис. - 1) «Мозг» ПервоРобота – это микрокомпьютер LEGO® NXT, снабженный входными портами для датчиков и выходными портами для исполнительных устройств, делающий робота программируемым, интеллектуальным, способным принимать решения.
Для обмена данными между персональным компьютером и микрокомпьютером NXT можно воспользоваться USB портом. А можно установить беспроводное соединение между NXT и другими устройствами, поддерживающими Bluetooth-связь, например, с другими NXT, с мобильными телефонами или с компьютерами.
3 интерактивных сервомотора (на рис. - 2)Три интерактивных сервомотора оснащены встроенными датчиками оборотов, которые управляют мощностью моторов, измеряют и задают различную скорость вращения, обеспечивая высокую точность движений робота. Код 9842
Набор датчиков:
Ультразвуковой датчик расстояния (на рис. - 3) Помогает роботу измерять расстояние до окружающих предметов, избегать препятствий и реагировать на движение других объектов. Код 9846
Датчик света (на рис. - 4) Позволяет роботу реагировать на изменение освещённости и цвета поверхности. Код 9844
Датчик звука (на рис. - 5) Позволяет роботу реагировать на звукиразличной громкости – можно запрограммировать робота так, чтобы его действия зависели от показаний датчика звука. Код 9845
Два датчика касания (на рис. - 6) Дают роботу возможность «ощущать» окружающие его препятствия. Можно запрограммировать датчик касания так, чтобы действия робота зависели от того, нажата кнопка датчика или отпущена. Код 9843
На этом ПО работает адронный коллайдер
Наука прямо у вас в руках
NXT-G – это программное обеспечение в комплекте поставки Лего Майндстормс (Mindstorms). NXT-G базируется на широко известном пакете графического программирования LabVIEW. Основной применяемый метод – так называемый «drag-and-drop» (перетащил-и-бросил), предполагает составление алгоритма функционирования робота из логических блоков в специальном визуальном редакторе. LabVIEW – это промышленный стандарт в программировании. Пакет разработан компанией National Instruments. Для более «продвинутого» программирования Лего Майндстормс (Mindstorms) в среде LabVIEW можно использовать также разработку National Instruments. названную «Toolkit for the NXT».
1. Рабочая зона, где вы можете создавать программу, используя графический язык программирования NXT-G.
2. Пример программы: начало программы, программный блок, прикрепленный к направляющей. Перетаскивая с помощью мыши эти блоки с палитры и выстраивая их вдоль направляющей, вы задаете последовательность их выполнения.
3. Палитры с программными блоками. Содержат как стандартные блоки и вновь создаваемые блоки пользователей. Чтобы выбрать палитру (Общую, Полную или Пользователя), щелкните на соответствующей вкладке.
4. Панель свойств и настроек блоков. Большинство из используемых в программах блоков могут выполнять множество функций и поэтому требуют тщательной настройки.
5. Область обратной связи. При установленной связи между компьютером и NXT здесь появляются показания датчиков и внутренних переменных отдельных блоков.
6. Пульт управления NXT. Позволяет загружать, выполнять программы в NXT, проводить диагностику NXT.
7 – Интерактивный учебник
Bricx Command Center
Приложение
к письму Министерства образования
и науки Челябинской области
от 23.08.2010 г. № 103/3976
О встраивании робототехники в образовательный процесс
в образовательных учреждениях Челябинской области
в 2010 – 2011 учебном году