Детская робототехника
Регулярно поднимается вопрос про автоматизацию и приход роботов. Так как младший у меня ходит в кружок робототехники, а у меня в дипломе (и раньше в рабочем удостоверении) написано Инженер АСУ, поэтому решил осветить вопрос детской (и не только) робототехники.
Для начала: более менее готовые решения есть на Lego mindstorm, arduino и raspberry. Последний наиболее близок к промышленным решениям. Не знаю, насколько его используют в кружках. Расскажу про первые два.
Lego сделало обалденный продукт для учебы автоматизации. IMHO. Ничего технически сложного в этом нет. Процессор, работающий от пальчиковых батареек, и несколько портативных моторов. Для автоматизации всего этого разработали среду и язык. Язык, конечно визуальный. Циклы есть. Можно управлять с пульта.
При этом, как и любое Лего, можно собирать различные конструкции и писать под них программы. Что в свою очередь подразумевает колоссальное количество различных вариантов для роботов. Но можно все менять или самому писать. В начальном комплекте идет шесть или восемь программ (не помню на память). В интернете можно еще штук 20 скачать. Мы по началу этим и занимались.
С одной стороны, относительно доступное решение, с другой стороны колоссальный простор для творчества. Насчёт доступности конечно вопрос: набор теперь стоит около 20 тр рублей. Лего умеет продать простые решения за дорого. С другой стороны, это готовое решение для изучения робототехники.
Что не отнять, Лего поставляет и среду для разработки, и обучающие видео (правда на английском языке). Ну и в интернете можно найти кучу материалов. Если дворец творчества хочет открыть кружок робототехники, то в целом, закупка 8-10 наборов Лего закрывает потребности в технике. А для подобных заведений 200-300 тысяч вполне подъемный бюджет.
Если посмотреть по запросам “робототехника для школьников”, то видно, что Лего заняло большую часть рынка для детской автоматизации (на картинках в основном LEGO mindstorm).
То что Лего задирает ценник, можно понять на примере arduino. Ценник много бюджетнее. Ну и в целом, более приближен к промышленной автоматизации. Из себя представляет плату с процессором, оперативной памятью и выходами (аналоговыми и цифровыми). В комплекте надо сразу покупать транзисторы, моторы, датчики, сенсоры и т.д. По ценам на АлиЭкспресс видно, что стартовые наборы более доступны.
С другой стороны, если майндосрм сложно использовать для реальной автоматизации, то ардуино вполне себе подходит для промышленных решений.
К примеру, фонарь возле подъезда сосед несколько лет включал и выключал каждый день. Что несколько напрягает. Решение на ардуино для автоматизации данного процессе стоит в пределах 500 р. Работу я не считаю. Фонарь старый, автоматической настройки у него не было.
Если сравнивать с тем, что было 20 лет назад, то это небо и земля. Для того, чтоб автоматизировать любое решение, раньше надо было конструировать плату, писать драйвера для обработки (процессор в компьютере, общение с автоматическим решением через плату плюс драйвер). Знаю, так как сам заканчивал отделение автоматизации фф НГУ. Ну, к примеру, сбор данных с геофизического зонда, который спускают в скважину. И подобная работа тянула на курсовую. Если на этом ещё построить обработку, какие то исследования и выводы, то тянуло на дипломную работу.
Сейчас же для подобной автоматизации достаточно набора ардуино. С помощью набора за 1000 рублей, youtube, интернета, папы, педагога и какой то матери у меня младший выступал на конференции “Я-исследователь”. Суть доклада: умный дом. Три задачи в одном проекте:
Светодиодная лента включалась при затемнении (как автоматизирован фонарь соседа, чуть выше, думаю понятно). Программа считывает данные с датчика освещенности. Значения от 0 до 999. Ниже константы подаётся напряжение на реле к светодиодной ленте. Выше - отключается.
Обогрев включается ниже определенной температуры. При потеплении отключается.
Также программа в цикле считывает данные с датчика температуры. Ниже константы включает обогрев, выше выключает. На саму презентацию приносил в термосах лёд и кипяток. И две кружки со льдом и кипятком. Вместо обогревателя использовалась другая светодиодная лента. В целом, на реле без разницы что подавать. Светодиодную ленту или включение батареи.
Включение освещение по wi-fi. То есть, принесли роутер с собой, можно было подключится к локалке по wi-fi. После чего можно было открыть страницу, развернутую на arduinoна которой Тут уже прямо сказали, что настройку роутера и локалку сделал педагог. Также как и страницу в html на ардуино. Но саму обработку сигнала делал ребенок
В целом, кто то из зрителей даже баловался во время выступления, включая и выключая ленту через wi-fi со своего телефона, чем веселил присутствующих в зале.
Как видно, подобная автоматизация достаточно дешева, и для нее достаточно знаний 9-11 летних школьников. Прогресс сильно упростил вопросы автоматизации.
Немного личной лирики
Конференция проходила в два тура. Первый тур секция “физика, математика, техника” судили психологи.
На оглашении результатов первого тура моего сына не взяли во второй тур. От волнения у него пошла кровь из носа. Чья то мама, явно с медицинским образованием помогала остановить кровь и спросила про успехи. Говорю: не взяли во второй тур. Ну говорит, в следующем году лучше подготовитесь. Не.. говорю, может в следующем году будут судить не психологи. Она мне посоветовала подать апелляцию (мол у меня у старшей дочери тоже было что не взяли, апеллировали, взяли, второе место).
Подал аппеляцию, взяли во второй тур. Аргументировали мол: у нас сложилось впечатление, что это папа все делал. Но ни одного вопроса ребенку не задали (это я уже аргументировал). Спасибо руководителю мероприятия, поверила.
Во втором туре установка сначала не заработала (а это все вынести, лёд, кипяток налить, подключить) и сын ее смог быстро починить. Провода отошли. Было видно, что далеко не папа там был ключевой фигурой. Как результат, единогласное первое место.
Конференция проходила в два тура. Первый тур секция “физика, математика, техника” судили психологи.
На оглашении результатов первого тура моего сына не взяли во второй тур. От волнения у него пошла кровь из носа. Чья то мама, явно с медицинским образованием помогала остановить кровь и спросила про успехи. Говорю: не взяли во второй тур. Ну говорит, в следующем году лучше подготовитесь. Не.. говорю, может в следующем году будут судить не психологи. Она мне посоветовала подать апелляцию (мол у меня у старшей дочери тоже было что не взяли, апеллировали, взяли, второе место).
Подал аппеляцию, взяли во второй тур. Аргументировали мол: у нас сложилось впечатление, что это папа все делал. Но ни одного вопроса ребенку не задали (это я уже аргументировал). Спасибо руководителю мероприятия, поверила.
Во втором туре установка сначала не заработала (а это все вынести, лёд, кипяток налить, подключить) и сын ее смог быстро починить. Провода отошли. Было видно, что далеко не папа там был ключевой фигурой. Как результат, единогласное первое место.
Буквально недавно, на одной научно-практической конференции молодых ученых видел обучающий стенд, сделанный на базе Ардуино. Работа вполне себе промышленная. Аппаратный комплекс ардуино. Части конструкции изготовлено при помощи 3D принтера.
Ложка дегтя во всем этом: аппаратура для решения подобных задач производится не в России. Хотя та же платформа для ардуино открытая и не требует диких нанометров. Я бы рекомендовал создать наборы для типовых задач на уроки трудов и робототехники в школы и дворцы творчества централизованно. Будет вполне приличный рынок, для производства (что поможет сделать производство прибыльным). А сегодняшние школьники, когда начнут заниматься умными домами и автоматизацией будут использовать российские средства без закладок. Ну и грамотность компьютерная будет достаточно высокой.
Сейчас же 80% всех роботов школьниками делается на базе Лего майнсдорм. Которые хоть и помогают освоить азы робототехники, но слабо приспособлены для промышленной автоматизации. У нас недавно проходил кубок губернатора. Кому интересно, может посмотреть выпуск с местного канала.
Есть отличный канал на youtube, “карандаш и самоделкин”. Там два мальчика (явно при помощи родителей за кадром) ведут уроки. Комментарии показательны:
В любом случае, технологии на текущий момент вышли на тот уровень, когда любая автоматизация вполне себе относительно дешёвая и проста. Тут бы немного заняться вопросом государству, чтоб сделать задел на будущее.
Для начала: более менее готовые решения есть на Lego mindstorm, arduino и raspberry. Последний наиболее близок к промышленным решениям. Не знаю, насколько его используют в кружках. Расскажу про первые два.
Lego сделало обалденный продукт для учебы автоматизации. IMHO. Ничего технически сложного в этом нет. Процессор, работающий от пальчиковых батареек, и несколько портативных моторов. Для автоматизации всего этого разработали среду и язык. Язык, конечно визуальный. Циклы есть. Можно управлять с пульта.
При этом, как и любое Лего, можно собирать различные конструкции и писать под них программы. Что в свою очередь подразумевает колоссальное количество различных вариантов для роботов. Но можно все менять или самому писать. В начальном комплекте идет шесть или восемь программ (не помню на память). В интернете можно еще штук 20 скачать. Мы по началу этим и занимались.
С одной стороны, относительно доступное решение, с другой стороны колоссальный простор для творчества. Насчёт доступности конечно вопрос: набор теперь стоит около 20 тр рублей. Лего умеет продать простые решения за дорого. С другой стороны, это готовое решение для изучения робототехники.
Что не отнять, Лего поставляет и среду для разработки, и обучающие видео (правда на английском языке). Ну и в интернете можно найти кучу материалов. Если дворец творчества хочет открыть кружок робототехники, то в целом, закупка 8-10 наборов Лего закрывает потребности в технике. А для подобных заведений 200-300 тысяч вполне подъемный бюджет.
Если посмотреть по запросам “робототехника для школьников”, то видно, что Лего заняло большую часть рынка для детской автоматизации (на картинках в основном LEGO mindstorm).
То что Лего задирает ценник, можно понять на примере arduino. Ценник много бюджетнее. Ну и в целом, более приближен к промышленной автоматизации. Из себя представляет плату с процессором, оперативной памятью и выходами (аналоговыми и цифровыми). В комплекте надо сразу покупать транзисторы, моторы, датчики, сенсоры и т.д. По ценам на АлиЭкспресс видно, что стартовые наборы более доступны.
С другой стороны, если майндосрм сложно использовать для реальной автоматизации, то ардуино вполне себе подходит для промышленных решений.
К примеру, фонарь возле подъезда сосед несколько лет включал и выключал каждый день. Что несколько напрягает. Решение на ардуино для автоматизации данного процессе стоит в пределах 500 р. Работу я не считаю. Фонарь старый, автоматической настройки у него не было.
Если сравнивать с тем, что было 20 лет назад, то это небо и земля. Для того, чтоб автоматизировать любое решение, раньше надо было конструировать плату, писать драйвера для обработки (процессор в компьютере, общение с автоматическим решением через плату плюс драйвер). Знаю, так как сам заканчивал отделение автоматизации фф НГУ. Ну, к примеру, сбор данных с геофизического зонда, который спускают в скважину. И подобная работа тянула на курсовую. Если на этом ещё построить обработку, какие то исследования и выводы, то тянуло на дипломную работу.
Сейчас же для подобной автоматизации достаточно набора ардуино. С помощью набора за 1000 рублей, youtube, интернета, папы, педагога и какой то матери у меня младший выступал на конференции “Я-исследователь”. Суть доклада: умный дом. Три задачи в одном проекте:
Светодиодная лента включалась при затемнении (как автоматизирован фонарь соседа, чуть выше, думаю понятно). Программа считывает данные с датчика освещенности. Значения от 0 до 999. Ниже константы подаётся напряжение на реле к светодиодной ленте. Выше - отключается.
Обогрев включается ниже определенной температуры. При потеплении отключается.
Также программа в цикле считывает данные с датчика температуры. Ниже константы включает обогрев, выше выключает. На саму презентацию приносил в термосах лёд и кипяток. И две кружки со льдом и кипятком. Вместо обогревателя использовалась другая светодиодная лента. В целом, на реле без разницы что подавать. Светодиодную ленту или включение батареи.
Включение освещение по wi-fi. То есть, принесли роутер с собой, можно было подключится к локалке по wi-fi. После чего можно было открыть страницу, развернутую на arduinoна которой Тут уже прямо сказали, что настройку роутера и локалку сделал педагог. Также как и страницу в html на ардуино. Но саму обработку сигнала делал ребенок
В целом, кто то из зрителей даже баловался во время выступления, включая и выключая ленту через wi-fi со своего телефона, чем веселил присутствующих в зале.
Как видно, подобная автоматизация достаточно дешева, и для нее достаточно знаний 9-11 летних школьников. Прогресс сильно упростил вопросы автоматизации.
Немного личной лирики
Конференция проходила в два тура. Первый тур секция “физика, математика, техника” судили психологи.
На оглашении результатов первого тура моего сына не взяли во второй тур. От волнения у него пошла кровь из носа. Чья то мама, явно с медицинским образованием помогала остановить кровь и спросила про успехи. Говорю: не взяли во второй тур. Ну говорит, в следующем году лучше подготовитесь. Не.. говорю, может в следующем году будут судить не психологи. Она мне посоветовала подать апелляцию (мол у меня у старшей дочери тоже было что не взяли, апеллировали, взяли, второе место).
Подал аппеляцию, взяли во второй тур. Аргументировали мол: у нас сложилось впечатление, что это папа все делал. Но ни одного вопроса ребенку не задали (это я уже аргументировал). Спасибо руководителю мероприятия, поверила.
Во втором туре установка сначала не заработала (а это все вынести, лёд, кипяток налить, подключить) и сын ее смог быстро починить. Провода отошли. Было видно, что далеко не папа там был ключевой фигурой. Как результат, единогласное первое место.
Конференция проходила в два тура. Первый тур секция “физика, математика, техника” судили психологи.
На оглашении результатов первого тура моего сына не взяли во второй тур. От волнения у него пошла кровь из носа. Чья то мама, явно с медицинским образованием помогала остановить кровь и спросила про успехи. Говорю: не взяли во второй тур. Ну говорит, в следующем году лучше подготовитесь. Не.. говорю, может в следующем году будут судить не психологи. Она мне посоветовала подать апелляцию (мол у меня у старшей дочери тоже было что не взяли, апеллировали, взяли, второе место).
Подал аппеляцию, взяли во второй тур. Аргументировали мол: у нас сложилось впечатление, что это папа все делал. Но ни одного вопроса ребенку не задали (это я уже аргументировал). Спасибо руководителю мероприятия, поверила.
Во втором туре установка сначала не заработала (а это все вынести, лёд, кипяток налить, подключить) и сын ее смог быстро починить. Провода отошли. Было видно, что далеко не папа там был ключевой фигурой. Как результат, единогласное первое место.
Буквально недавно, на одной научно-практической конференции молодых ученых видел обучающий стенд, сделанный на базе Ардуино. Работа вполне себе промышленная. Аппаратный комплекс ардуино. Части конструкции изготовлено при помощи 3D принтера.
Ложка дегтя во всем этом: аппаратура для решения подобных задач производится не в России. Хотя та же платформа для ардуино открытая и не требует диких нанометров. Я бы рекомендовал создать наборы для типовых задач на уроки трудов и робототехники в школы и дворцы творчества централизованно. Будет вполне приличный рынок, для производства (что поможет сделать производство прибыльным). А сегодняшние школьники, когда начнут заниматься умными домами и автоматизацией будут использовать российские средства без закладок. Ну и грамотность компьютерная будет достаточно высокой.
Сейчас же 80% всех роботов школьниками делается на базе Лего майнсдорм. Которые хоть и помогают освоить азы робототехники, но слабо приспособлены для промышленной автоматизации. У нас недавно проходил кубок губернатора. Кому интересно, может посмотреть выпуск с местного канала.
Есть отличный канал на youtube, “карандаш и самоделкин”. Там два мальчика (явно при помощи родителей за кадром) ведут уроки. Комментарии показательны:
В любом случае, технологии на текущий момент вышли на тот уровень, когда любая автоматизация вполне себе относительно дешёвая и проста. Тут бы немного заняться вопросом государству, чтоб сделать задел на будущее.