Конструирование роботов STEM. Наборы роботов. Что отличает конструкторы по робототехнике

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.

Конструирование роботов STEM: коротко о главном

Несмотря на то, что первые наборы для сборки роботизированных моделей появились в продаже в начале 2000-х годов (первенец LEGO Mindstorm был представлен публике ещё в 1998 г. ), робототехническое конструирование получило широкое распространение только после создания в 2005 г. массового и дешёвого контроллера Arduino. В настоящее время существует множество производителей детских игрушек, выпускающих продукцию под названием «конструкторы роботов», «роботы-конструкторы», «робототехнические конструкторы» и т.д. Однако компаний, занимающихся производством «настоящих» конструкторов для сборки роботов, чуть больше десятка. Логической классификации электромеханических роботизированных конструкторов не существует до сих пор. Условно их можно разделить на два типа:

сборка электромеханических моделей непрограммируемых роботов
конструирование программируемых роботов

Конструкторы первого типа рассчитаны для детей от 5 лет. Среди всех робототехнических конструкторов доля непрограммируемых составляет свыше 70% . Собираемые модели представляют собой электромеханическую игрушку, которая внешне может напоминать робота, при этом таковым не являясь. Основная задача ребёнка – правильно установить блоки с моторчиками, присоединить к ним различные детали и в результате получить модель, которая может ездить, крутиться на месте, шагать, двигать «руками» или вращать «головой».

Всё это она будет делать либо после подачи электропитания простым щелчком переключателя на батарейном блоке, либо по команде пульта дистанционного управления (ПДУ). Он может быть проводным или беспроводным (в этом случае модель должна иметь специальный модуль - радиоприёмник сигналов) и представляет собой джойстик с питанием от батареек. При этом собранная модель не способна на проявление «самостоятельной» активности - она в большей степени электромеханическая, чем роботизированная. Даже если в состав такого робота входят всевозможные датчики положения, сенсоры освещения и гироскопы, микропроцессор с «зашитой» программой способен управлять моделью только так, как это предусмотрел производитель конструктора. Никаких сторонних команд такая модель не воспринимает. Например, робот – футболист будет гоняться за мячиком, стремясь отнять его у других роботов, чтобы закатить в ворота. Однако забросить мяч в кольцо, расположенное на высоте, вы его не заставите, даже если установленный в нём контроллер в принципе «умеет играть» и в баскетбол.

Примером конструктора псевдороботов является LOZ серии IRobot . Так, включённый Робожук будет переступать «ножками» и передвигаться по столу. Но если он упрётся в препятствие, то не сможет его обойти, чтобы продолжить движение в другом направлении, или «заметить» помеху издали, чтобы изменить курс и избежать столкновения – подобных действий программа не предусматривает. По таким же принципам созданы шагающие роботы Magformers из набора Walking Robot Set , робот Mini Bot из набора 533876 серии Robotics конструктора Fischertechnik или конструктор Artec "Робо, Набор-Б, 7 в 1" компании ЗНАТОК .

Отдельного упоминания заслуживает робот Meccanoid G15 от компании Meccano . Он программируется без помощи компьютера и не требует от ребёнка знания основ или языка программирования. Для общения с игрушкой существует три способа: LIM™ (Learned Intelligent Movement), Ragdoll Avatar и Motion Capture . Первый состоит в том, что ребёнок двигает руки робота, произнося при этом любые звуки или слова, а после завершения процесса «обучения» игрушка повторяет всё в точности. Второй способ позволяет управлять «Мекканоидом» с помощью оригинального программного обеспечения, установленного на iOS или Android смартфоне или планшете. Программирование способом «захвата движения» осуществляется с помощью того же смартфона или планшета с включённой фронтальной камерой, установленного в тело робота. Ребёнок совершает руками различные движения, а игрушка их повторяет. Робот Meccanoid G15 высотой 60 см распознаёт речь, произносит звуки, двигается и выполняет другие команды. В продаже имеется второй вариант робота, Meccanoid G15 KS высотой 120 см, состоящий из 1223 деталей, включая 10 моторов. Обе модели оснащены микропроцессором Meccabrain - контроллером с «зашитым» программным управлением, так что внести изменения в программу производителя не удастся.

Для того, чтобы робот мог совершать целесообразные действия, ему необходим «мозг» для обработки поступающей извне информации и принятия соответствующих решений – контроллер. Этот электронный компонент является основой непрограммируемых и программируемых роботов. Контроллер является миниатюрным и упрощённым аналогом материнской платы персонального компьютера, основой для подключения всех остальных электронных элементов. Он имеет встроенный программируемый микропроцессор и снабжён портами внешних устройств. Внешними являются различные датчики и сенсоры, задача которых – передавать процессору информацию об окружающем мире, и исполнительные модули, которые управляют моторами, светодиодами, динамиками, питанием по команде процессора. Чем больше портов, тем универсальней и дороже контроллер.

Некоторые производители робототехнических конструкторов используют контроллеры собственной разработки. Примерами служат Modular Robotics серий MOSS и Cubelets , LEGO серий Mindstorm и WeDo , Fischertechnik серии Robotics или отечественный Амперка со своим контроллером Iskra . Другие компании при разработке робототехнических конструкторов применяют универсальные контроллеры, созданные сторонними разработчиками – Arduino , его аналоги либо Raspberry Pi .

Примером конструкторов роботов, созданных на открытой программной платформе, является продукция корейской компании HUNA или аргентинский конструктор Multiplo , производство которого налажено в Китае.

Контроллер Arduino , вернее, целую платформу для робототехники, придумали в 2005 году молодые итальянцы во главе с Массимо Банци . Своё изобретение автор назвал в честь короля Ардуина, правившего городом Ивреа в 1002 году . Стоимость этой электронной платы составляет около 30$, она легко и просто программируется, все схемы и исходные коды находятся в открытом доступе. Устройство соединяется с персональным компьютером или ноутбуком обычным USB кабелем. На сегодня платформа «Ардуино» представлена целым семейством плат: самый простой контроллер Arduino Uno , мощный Arduino Mega , самый маленький Arduino Nano , водонепроницаемый LilyPad Arduino , плата с возможностью подключения интернета Arduino Ethernet , Arduino Due , оборудованный 32-х разрядным процессором Cortex-M3 ARM . Производство организовано на таком качественном уровне, что доля отказа контроллеров не превышает 1%.

В 2011 году был создан контроллер Raspberry Pi – платформа, объединяющая в себе мощный процессор для вычислений и широкие возможности для макетирования. Она позволяет подключение множества сложных периферийных устройств, оборудована видео и аудио выходами, стандартными портами USB, комплексным портом GPIO на 17 выводов, модулем Ethernet и собственной оперативной памятью. Операционная система (Raspbian, RISC OS, ArchLinux ) загружается в контроллер с SD карты памяти. Для расширения возможностей к нему можно подключить любую плату Arduino. Поскольку Raspberry Pi является полноценным микрокомпьютером, он в 2 раза дороже «Ардуино». Существует множество других контроллеров, созданных на базе процессоров ARM Cortex, например, Maple или Mbed, но они менее популярны среди производителей робототехнических конструкторов.

Модели программируемых роботов обычно создаются на платформе, состоящей из механических узлов, периферийной электроники в виде датчиков и сенсоров, контроллера в качестве управляющего модуля, и программного обеспечения. Как и контроллеры, платформы бывают открытыми по типу open source («Ардуино», «Мультипло», «Хуна МРТ») и закрытыми («Лего», «Фишертехник»). Особенностью последних является несовместимость с компонентами других производителей, хотя энтузиасты робототехники постоянно стараются хоть как-то расширить функционал того же LEGO Mindstorm. Закрытые платформы создаются с одной целью – привязать как можно больше пользователей к продукту конкретного производителя и не допустить конкуренции, которая вынудила бы снизить цены на свою продукцию. Контроллер LEGO EV3 , являющийся основой конструкторов Mindstorm последнего поколения, имеет всего 8 разъёмов и устроен так, что не позволяет «подцепить» к себе ничего, кроме фирменных проводов. Датчики или приводы сторонних производителей работать с ним не будут.

В отличие от закрытого EV3, открытая российская платформа на базе контроллера Iskra JS совместима с платами Arduino и любыми электронными модулями других производителей. Здесь есть 26 управляющих контактов, 4 порта и 5 шин для подключения дисплеев, сенсоров, гироскопов и т.д. Важнейшим преимуществом открытых платформ является возможность собственноручного написания программы, по которой будет действовать робот. В закрытом варианте можно лишь комбинировать скрипты, созданные производителем.

Программирование контроллеров производится на разных языках. Например, Raspberry Pi использует Python, Arduino понимает С/С++, а Iskra JS имеет встроенный интерпретатор популярного языка Java Script. Чтобы сборка роботов не представляла трудностей даже для маленьких детей, разработан интуитивно понятный графический интерфейс языков программирования.

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.

Преподавание основ робототехники для детей - отличный способ воспитывать любовь к науке и технике, которая будет расти вместе с ними по мере взросления. Веселые комплекты роботов для детей - отличный способ познакомить юных инженеров с простыми концепциями робототехники. Робототехнические проекты увеличивают творческий потенциал, учат детей следовать указаниям, а готовый продукт дает им чувство выполненного долга и уверенности. И, конечно же, у них будет классная игрушка, с которой можно будет играть, когда проект будет завершен. В мире, где мгновенное удовлетворение часто является нормой, необходимость потратить немного времени и усилий на создание игрушки поможет детям понять ценность игрушек, которые у них есть, а также увидеть принцип их действия изнутри.

Существует множество комплектов роботов для детей, начиная от программируемых роботов с дистанционным управлением и заканчивая простыми и легкими для сборки игрушками. При выборе набора роботов учитывайте возраст и уровень подготовки вашего ребенка. Ребенок, имеющий опыт в создании предметов с конструкторами lego или erector, может пользоваться более сложной сборкой, в то время как новичок может наслаждаться чем-то простым и легким. При покупке комплектов робототехники для детей лучше всего искать комплекты, которые не требуют пайки, что, в общем-то, является нормой для большинства наборов разработанных и для взрослых. Следует покупать робота, который будет надежен и долговечен, а уровень проекта подходит для вашего молодого инженера.

(Если вы ищете роботов конструкторов- не волнуйтесь. У нас есть отличное руководство, которое поможет вам выбрать.)

Конструкторы для самостоятельной сборки для детей

Электронный конструктор роботов Makeblock для начинающих

Набор для роботов Makeblock Starter - отличный вариант покупки робота для детей. Приятно создавать и помогать молодым конструкторам изучать не только робототехнику и электронику, но и базовое программирование Arduino. (Arduino - простая в использовании платформа для создания прототипов с открытым исходным кодом.) В комплекте идёт робот-цистерна или трехколесный робот-автомат, а готовый продукт выглядит довольно круто.

Существует две версии. Одна с управлением роботом по инфракрасному каналу связи; другая использует приложение на вашем телефоне и элементы управления через Bluetooth.

Возраст : 12+

Особенности : Серьезные новички, Arduino, робототехника, программирование

Самый определенно самый красивый маленький робот, которого можно купить для детей. Wonder Workshop Dash Robot идеально подходит для детей, только начинающих изучать робототехнику, программирование и конструирование. Управление осуществляется через бесплатное приложение для Apple или Android. Дети могут использовать свой телефон или планшет для программирования перемещения робота Dash, его танца, освещения, создания звуков, преодоления препятствий и даже реагирования на их голос.

Возраст : 8+

Особенности : Новички, программирование, мобильные приложения

Купите робота 4M Tin Can Robot своему мальчику и обучайте переработке вторичных отходов и роботизации одновременно. В комплект входит все, что нужно для того, чтобы собрать симпатичного робота, за исключением использованной банки 0.33 из под пива или пепси-колы. Готовый продукт - это развлекательный ходячий и шатающийся робот, который понравится детям. Сборка не слишком сложна, но вашему молодому ученому может понадобиться немного помощи.

Возраст : 8+

Особенности : Простой, низкая стоимость

Комплект 11-й программируемых роботов - это домкрат всех профессий... Ну, по крайней мере, 11 уникальных поделок. Этот очень маленький человек может работать на основе чрезвычайно популярной платформы Arduino, превращаясь в линейного робота, робота с резиновыми ленточными пистолетами, робота для обнаружения границ, интерактивного игрового робота и многих других.

Возраст : 9+

Особенности : Arduino программирование, Механика

Королем вселенной роботов-конструкторов должен быть . Несмотря на то, что Lego Robotics обладает более высокой ценой, роботы Lego предлагают удивительные усовершенствования в чрезвычайно популярном мире LEGO. Со встроенными драйверами для пяти уникальных роботов EV3 можно управлять непосредственно с смартфона или запрограммировать через приложения iOS / Android и ПК / Mac.

Возраст : 10+

Особенности : LEGO любителей, программирование, профессиональный

4M Table Top робот - это умный, легко собираемый и недорогой электронный конструктор. Детям понравится собирать этого классного красивого маленького робота. После строительства просто установите батареи и запустите его. Он идет через стол, а затем чувствуя, что находится слишком близко к краю, поворачивается, чтобы идти в другом направлении. Это действительно интересное введение в набор роботов для детей.

Возраст : 9+

Особенности : Простой, низкая стоимость

ZOOB BOT - Победитель конкурса NAPPA Children"s Honor. Это веселый и простой конструктор и отличное введение в робототехнику и инженерию. Робот, которого можно купить в интернет магазине, состоит из шестеренок, суставов и осей, которые просто сцепляются вместе. Набор включает инструкции для разных роботов, а также имеет потенциал для новых идей, которые позволят построить намного больше вариантов моделей. Готовый робот - приятная игрушка с подсветкой.

Возвраст : 6+

Особенности : Простой, батарея как опция, дети младшего возраста

Легкая сборка роботов по инструкции и доступная цена делают этот набор робота конструктора для мальчика замечательной покупкой для новичков. Конечный продукт - классная игрушка, и в нее входит цветной плакат для детей, который можно повесить на стену.

Возраст : 8+

Особенности : Простой, для любителей насекомых, низкая стоимость.

9. Thames & Kosmos Remote Control Machines

Еще один конструктор для сборки роботов на пульте дистанционного управления. Можно с дистанционным управлением, комплект которого имеет все необходимое для создания десяти машин. Креативный дизайнер сможет использовать запчасти, чтобы построить еще много различных моделей, ограниченных только фантазией. Включенный в комплект инфракрасный пульт дистанционного управления позволяет пользователю одновременно управлять тремя разными моторами

Возраст : 8+

Особенности : Промежуточный, креатив, механика

4M Doodling Robot - классный и уникальный маленький робот. Этот недорогой комплект - относительно легкой сборки. Дети смогут наслаждаться просмотром его собственных произведений искусства. Готовый робот можно разделить и перестроить в разных конфигурациях, заставив робота рисовать разные рисунки. Это увлекательный урок в строительстве, механике и базовой робототехнике.

Возраст : 8 +

Особенности : Простые, художники, низкая стоимость

Полный комплект для начинающих с учебным пособием для Arduino UNO R3. Комплект для начинающих Kuman для Arduino UNO - идеальная стартовая площадка для детей, чтобы увлечь их робототехникой и программированием продвинутого уровня. С 44 компонентами и учебным на CD, полным проектов и исходного кода, комплект содержит все, что ваш ребенок должен иметь, чтобы начать создавать потрясающие вещи. От простых и забавных проектов до шедевров электронной техники. Это комплект для детей с безграничным воображением и идеями.

Возраст : 10 +

Особенности : Средний / Продвинутый, программирование, безграничные возможности.

Конструктор по робототехнике - это и прекрасный подарок, который понравится любому ребенку; и увлекательный материал для школьных уроков; и отличное средство для формирования и оттачивания различных навыков и умений. Представленные в нашем интернет-магазине развивающие робототехнические конструкторы познакомят детей разных возрастов с особенностями работы механизмов, датчиков и плат, объяснят законы физики и азы программирования и, конечно, позволят собрать настоящего робота.

Робототехнические конструкторы для детей разных возрастов

В Robo Sapiens Store вы можете купить наборы робототехники для детей от 4 до 15 лет. В последние годы это направление активно развивается, что позволило нам сформировать весьма широкий ассортимент. В целом линейки большинства производителей можно разделить на следующие группы.

Конструкторы для дошкольников. Такие наборы сопровождаются подробными инструкциями и не требуют наличия каких-либо специальных знаний у малышей или их родителей. Детали конструктора достаточно крупные, чтобы обеспечивать должную безопасность и удобную работу, и достаточно яркие, чтобы удерживать внимание ребенка. Главная задача таких комплектов - познакомить маленьких инженеров с простыми механизмами и объяснить особенности их работы. Моделями выступают понятные малышам объекты - животные, машинки, самолетики. Кроме того, эти наборы развивают мелкую моторику, учат усидчивости, внимательности, помогают познавать окружающим мир.
Комплекты для учеников младшей школы. Тем, кому уже исполнилось 6 лет, можно предложить более сложные детские роботы-конструкторы. Они показывают, как на практике работают механизмы, датчики и законы физики и как это можно использовать при создании моделей. Подобные наборы, как правило, оставляют достаточно пространства для фантазии самого ребенка, помогая развить креативность и способность находить нестандартные решения. Многие конструкторы для детей от 6 или 7 лет дарят ребенку возможность собрать своего первого робота, который будет огибать препятствия, отъезжать от края стола и т.д.
Наборы для детей 10 лет и старше предполагают, что школьники будут не только собирать роботов, но и учиться программировать. Комплекты могут содержать программируемые и непрограммируемые платы; ПО поставляется или собственно в коробке, вместе с деталями, или скачивается с сайта производителя. Модели также усложняются, чтобы быть интересными подросткам. Купить конструктор по робототехнике для детей можно для использования на занятиях в школе: они будут уместны как на специализированных уроках по робототехнике, так и в качестве наглядного материала в кабинете физики. При этом, конечно, и мальчики, и девочки с удовольствием занимаются роботостроением дома - как увлекательным хобби.

Особенности образовательных решений по робототехнике

У образовательных решений по робототехнике есть несколько важных отличий от конструктора, позволяющего собрать движущиеся модели. Так, образовательные решения не просто содержат все необходимые детали для создания роботов, датчики, моторы и т.д., но и включают полный комплект дидактических материалов. Как правило, это учебники, рабочие тетради, материалы для учителя, задания для закрепления материала, интересные факты о разбираемых физических явлениях и т.д. Они могут быть представлены в самом наборе или же их необходимо будет скачать с сайта производителя.

Эти конструкторы в интересной игровой форме предоставляют различные сведения для изучения робототехники и физики сообразно возрасту и общей подготовке ребенка. Как правило, данные решения отлично интегрируются в российскую образовательную программу, дополняя и расширяя ее. Помимо прочего, они позволяют детям уже в достаточно раннем возрасте обрести многочисленные навыки и сформировать черты характера, которые наверняка пригодятся во взрослой жизни: креативность, любознательность, любовь к открытиям и т.д. И конечно, игры с собственноручно собранными роботами увлекают детей намного больше, чем с моделями стандартных конструкторов.

Детские конструкторы в Robo Sapiens Store

Вне зависимости от того, родитель вы или учитель, ищите ли набор для своего ребенка или для целого класса, в нашем магазине вы наверняка найдете такой конструктор роботов для детей, который в наибольшей степени будет отвечать вашим требованиям. У нас представлены в том числе решения, рассчитанные на работу ребят в группе, специальные линейки для девочек и т.д.

Немаловажно и то, что у нас можно купить робот-конструктор по цене, оставляющей весьма благоприятное впечатление. Мы продаем товары в том числе и достаточно большими партиями - детали вам расскажут наши менеджеры. Мы осуществляем доставку по Москве и области, ответственно подходим к каждому заказу и внимательно относимся ко всем пожеланиям наших клиентов.