Робототехнические конструкторы

Сегодня к нам на рассмотрение попадут следующие конструкторы:

LEGO WeDo 

Ваш ребенок уже чувствует себя профессионалом Лего сборки и собирает все самостоятельно? Тогда самое время познакомить его с Lego WeDo! Данный конструктор позволяет ученику освоить простые механизмы, зубчатую передачу, ремённую передачу, соосное соединение, а самое главное с помощью простого языка программирования задать базовые действия для робота. Вау-эффект создается за счет того, что можно не только собрать конструкцию, но и заставить ее двигаться! LEGO, в свою очередь, предлагает проработанный курс из 12 учебных проектов. Также в комплект входит книга для учителя и инструкции по сборке моделей. Все предоставляется бесплатно вместе с программным обеспечением.

LEGO WeDo существует в нескольких версиях. Первая версия предполагает соединение к компьютеру по проводу и запуск программы осуществляется также с компьютера. Автономно ваша конструкция работать не будет, так как у нее просто нет управляющего контроллера - мозгом выступает компьютер. В комплект набора, кроме конструктивных элементов, входит 1 мотор, 1 датчик расстояния и датчик угла наклона.

А во второй версии WeDo 2.0 уже появляется блок bluetooth и аккумулятор, позволяющий запуск вашего робота на расстоянии. Но все равно программа работает на компьютере, а робот является лишь исполнителем.

К любому набору можно докупить детали.

Конструктор предполагается для ребят начальных классов от 6 до 10 лет. В крупных городах существует много как бюджетных, так и коммерческих кружков обучающих детей на данном конструкторе по методике LEGO.

ПЛЮСЫ

• Простая сборка
• Огромный выбор деталей
• Проработанное методическое пособие       

МИНУСЫ

• Мало возможностей
• Нет контроллера       

LEGO MINDSTORMS

Этот набор уже подходит для того что бы делать серьезные проекты! LEGO MINDSTORMS - явный лидер образовательной робототехники. Все те же любимые детали LEGO, которые не только можно заставить двигаться вперед и назад, но и запрограммировать выполнять сложные алгоритмы и вычисления. На таком конструкторе ребенок изучает базовое программирование: циклы и условия осваиваются в 2 счета. А студент спокойно апробирует сложные регуляторы теории автоматического управления. У конструктора есть 3 версии:

RCX 

Устаревшая версия на сегодняшний день, редко где встретишь и явно уступает конкурентам.

NXT 

Стабильная и мощная версия практически не уступающая EV3. На сегодня имеет большую методическую поддержку, но уже теряет позиции на рынке. Для NXT много производителей придумали и выпустили необычные датчики, например HiTechnic.

EV3

Многофункциональный конструктор с linux на борту. Огромные возможности как по вариантам сборки, так и по способам программирования. Набирающая обороты методическая поддержка.

Набор LEGO MINDSTORMS NXT - рабочая лошадка образовательной робототехники мира. В наборе вы встретите блок управления, к которому подключаются моторы и датчики касания, расстояния, звука и цвета. Конструктор позволяет собрать как простую базовую тележку, на которой можно изучить азы программирования, так сложные проекты. Методик обучения много, одна из самых популярных - это методика Президентского лицея №239. Пройти курс обучения можно по видеороликам на Лекториуме.

LEGO MINDSTORMS EV3 - конструктор, позволяющий учится как начинающим робототехникам на визуальной среде программировани EV3 SoftWare (советую скачивать образовательную версию, а не домашнюю - она более полная и содержит обучающие инструкции), так и продолжающим на текстовых языках программирования RobotC, BricxCC(C подобные языки), LeJOS (Java), Python. 

Сообщество вокруг данного конструктора сложилось уже очень большое и можно найти очень много дополнительной информации в сети. Основными книгами для изучения EV3 можно назвать "Курс программирования робота EV3" Овсяницких. Книги можно приобрести и в электронном виде.

На сегодняшний день также идет продвижение программирования EV3 на ТРИК Studio. Но об этом в следующей главе.

ПЛЮСЫ

Простое соединение

Методическая поддержка

Разнообразие ПО

Широкие возможности по сборке

МИНУСЫ

Закрытость платформы

Дорогие комплектующие

ТРИК 

Российский конструктор, в центре внимания которого находится очень умный компьютер являющейся аналогом персонального компьютера или ноутбука. Позволяет одновременно решать задачи обработки аудио- и видеоданных, синтеза речи, навигации; управлять сервоприводами и моторами; собирать показания с аналоговых и цифровых датчиков; обмениваться информацией по Wi-Fi и Bluetooth, организовывать сенсорные сети ANT. Детали же конструктора собираются скручиванием гаек и винтов как в советском железном конструкторе. 

На самом деле компания КиберТех производит не только конструктор но и еще мощное программное обеспечение TRIK Studio.

Интуитивно понятная среда программирования позволяет программировать роботов с помощью последовательности картинок. 

Отличительной особенностью TRIK Studio является интерактивный режим имитационного моделирования. Можно попробовать пройти уроки по программированию роботов прямо в TRIK Studio. 

Если из картинок и визуально программирования уже выросли - тогда можно программировать и на текстовом языке программировании Java. В среде также реализовано программирование роботов Lego Mindsorms NXT 2.0 и EV3, но возможности таких роботов сильно ограничены в сравнении с ТРИК. Как раз для преподавателей робототехники Лицей 239 проводит бесплатное обучение педагогов на платформе Lego Mindstorms NXT и EV3 на TRIK Studio.

ПЛЮСЫ

Мощное железо

Соединение с советским конструктором

Прочные детали

Обилие подключаемых датчиков

МИНУСЫ

Дорогой контроллер

Тяжелая сборка

Хлипкое соединение проводов

Баги в TRIK Studio

ScratchDuino РОББО Платформа 

Образовательный набор, который стал практически российской разработкой сочетает в себе простой способ соединения конструктивных элементов, небольшую базу деталей и простой программирование. Отличный конструктор для маленьких ребят, которые хотят начать обучаться робототехнике. Язык программирования Scratch позволяет не только управлять роботом, но и создавать мультфильмы и компьютерные игры. Но еси вы хотите на данном роботе сделать что-то посерьезнее движения по линии, то у вас могут возникнуть трудности. Роботы очень медленные, требовательны к полигону и даже маленький выступ может стать для него серьезным препятствием. В итоге ScratchDuino - это ардуино помещенное в пластиковый прозрачный корпус с ограниченными возможностями.

Клуб РОББО приглашает всех ребят начать изучать робототехнику именно с этого конструктора - именно этот клуб является разработчиком данной платформы.

ПЛЮСЫ

Простая сборка

Простое программирование

Система обучения

МИНУСЫ

Мало возможностей платформы

Требовательность к полигону

Huna 

Робот Huna обратил на себя внимание в 2016 году, когда дети 7-8 лет на нем стали побеждать в различных городских состязаниях 14-летних подростков на других платформах. Интересный российский конструктор, с быстрыми моторами и очень простым языком программирования позволял без внедрения в науку занимать лидирующие место в простых видах соревнований. Входной порог для изучения языка программирования - 6, 7 лет. 

Но и этот конструктор не без минусов. Надежность контроллера и соединения проводов вызывает опасения. IDE простая и заточена под управление вперед или назад с небольшим градиентом. Многофункциональности из этой платформы не выжмешь.

ПЛЮСЫ

Быстрая скорость

Простота программирования

МИНУСЫ

Хлипкое соединение проводов

Малая функциональность

Примитивное ПО

Амперка 

Только последний продукт компании Амперки - Робоняша - можно назвать роботом, все остальное - робототехнические проекты. Амперка - конструктор изначально был основан только на ардуино и представлял собой россыпь электротехнических деталей, объединенных серией научно-технических экспериментов, например, умный дом или умный уход за цветком. К такому набору не составляет труда докупить деталей на том же Алиэкспресс и собрать отличный проект. В 2016 году развитие Амперки пошло дальше - они поместили в центр своего набора не Ардуино, а Искру и поменяли язык программирования с С на JavaScript - контроллер стал мощнее, а программирование местами даже проще и наглядней, плюс поддержка IDE прямо в браузере. И вот уже на Искре появляется РобоНяша, которую полноценно можно назвать роботом. Но на робототехнических соревнованиях вы ее не встретите - она обладает похожими болезнями, что и РОББО Платформа - низкая скорость и малые возможности. Поэтому самым правильным решением в отношении Амперки будет брать ее как базу для подготовки к серьезной робототехнике с пайкой настоящих железных роботов. 

ПЛЮСЫ

Настоящий, а не адаптированный язык программирования

Платформа для мощных проектов

Широкие возможности кастомизации

МИНУСЫ

Мало подходит для потокового обучения.

Из коробки малофункциональный робот

VEX 

Большие роботы для больши задач! Мощная платформа, что-то среднее между LEGO и ТРИК. Продвигается больше как подростковая или студенческая платформа. На ней постоянно проводятся различные состязания. 

Основой идеологии VEX - это STEM обучение (science, technology, engineering and mathematics). Поэтому для этих конструкторов есть отличные методические пособия прямо на их сайте.

ПЛЮСЫ

Платформа для крупных проектов

Язык программирования С-подобный

Много конструктивных возможностей

Методическая поддержка

МИНУСЫ

Сложное конструирование

Нет простого программирования

TETRIX 

Есть что-то схожее между ТРИК, VEX и TETRIX. Это конструктор позволяющий собрать больших роботов с крутыми подъемниками, рычагами и прочими механизмами. Если вы не боитесь распилить деталь или приклеить ее к ДСП листу - это явно ваш выбор. Но самое главное преимущество таится в совместимости с LEGO MINDSTORMS. Поэтому ребята, которые отлично обучаются на LEGO не редко переходят и к TETRIX тогда, когда понимают что простых пластиковых деталек им уже не хватает.

Собственным контроллером TETRIX тоже обладает, но он редко встречается в России и практически не используется из-за популярности и доступности LEGO.

ПЛЮСЫ

Платформа для крупных проектов

Совместимость с LEGO

Крепкие конструктивные элементы

МИНУСЫ

Слабый собственный контроллер

Высоки порог вхождения в конструирование

ROBOTIS   

Человекоподобные роботы будоражат умы всех фантастов мира. Именно BIOLOID компании ROBOTIS может стать первым неуклюжим прадедушкой терминатора. Конструктор позволяет собирать животно- и человекоподобные модели. Позволяет программировать их бегать и даже сражаться на арене. Пожалуй, самым слабым местом этого набора являются моторы - они очень часто выходят из строя.

Свой язык программирования очень прост и многофункционален - позволяет программировать не только командами, но и записывать реальные показания с моторов. Как будто младенца учишь ходить. Сборка же такого робота не самое простое занятие. Андроида можно собрать за 5 часов кручения гаечек и винтиков, поэтому разбирать конструкцию ой как не хочется.

BIOLOID - именно конструктор - можно много различных конструкций собрать. Но если вам нужен именно человекоподобный робот без вариативности - то подойдет серия роботов DARwin или Open Platform Humanoid. Но тут уже все серьезно - стоимость не менее миллиона рублей, объемное видеозрение, ROS в качестве ПО. 

Есть маленькое исключение из этой серии - это ROBOTIS MINI. В нем даже управление с телефона есть и цена не заоблачная, а сравнимая с другими образовательными конструкторами. 

ПЛЮСЫ

Человекоподобные роботы из коробки

Многофункциональный интересный язык программирования

Разнообразие моделей

МИНУСЫ

Слабые двигатели

Сложное конструирование

Цена

Fischertechnik 

Первое, на что обращаешь внимание, при знакомстве с Fischertechnik - стационарность платформы и возможность подключения множество моторов. Идеальная схема для создания непрерывных моделей производственной линии и статических конструкции. Но и классических роботов, конечно, можно собрать. Показателями такие роботы отличаться не будут, но вот контроллер и правда мощный - с Wi-Fi и Bluetooth на борту, с сенсорным цветным экраном и мощным железом - работать с таким одно удовольствие. Но если таких мощностей не нужно - можно выбрать простой контроллер без экрана. 

Интересным дополнением будут рабочие тетради к набору на русском языке, позволяющие ребенку обучаться играя.

ПЛЮСЫ

Мощный контроллер с широкими возможностями

Вариативность контроллеров

Методическая поддержка

МИНУСЫ

Хлипкие провода

Однообразность мобильных роботов

Сводная информация

LEGO WeDo

Резолюция: Робототехника для маленьких. Самые простые механизмы, азы программирования, хорошая методика и больше развлечения для детей.

ПО: LEGO WeDo

Возраст: 6-10 лет

Цена: 20 тыс. руб.

LEGO MINDSTORMS

Резолюция: Самый популярный робототехнический конструктор с армией фанатов, поддержкой множеств языков программирования, профессионально разработанной методикой.

ПО: NXT G, EV3 SoftWare, RobotC, RoboLab, BrixCC и др.

Возраст: 10-14 лет

Цена: 30 тыс. руб.

ТРИК

Резолюция: Российский конструктор с очень умным контроллером и совместимостью с советским железным конструктором.

ПО: TRIK Studio

Возраст: 12-25 лет

Цена: 40-70 тыс. руб.

ScratchDuino Робоплатформа

Резолюция: Простой робот на базе Ардуино с простым языком программирования. В тепличных условиях для изучения робототехники.

ПО: Scratch

Возраст: 6-10 лет

Цена: 23 тыс. руб.

HUNA РобоТрек

Резолюция: Конструктор с проводками на базе Ардуино, с простым языком программирования и с отличными быстрыми двигателями.

ПО: MRT

Возраст: 6-10 лет

Цена: 10-15 тыс. руб.

Амперка

Резолюция: Прекрасные наборы для создания робототехнических проектов на Ардуино и Искра, больше подходит для статичных роботов и проектов умный дом.

ПО: Arduino IDE, Espruino Web IDE

Возраст: 12-25 лет

Цена: 3-10 тыс. руб.

VEX

Резолюция: Большие роботы с большими возможностями и взрослым конструированием.

ПО: RobotC, easyC

Возраст: 12-18 лет

Цена: 30-90 тыс. руб.

TETRIX

Резолюция: Любите железо и серьезных роботов? Тогда TETRIX для Вас!

ПО: Arduino IDE

Возраст: 12-18 лет

Цена: 50-110 тыс. руб.

ROBOTIS BIOLOID

Резолюция: Андроидный роботы и другие конечные конструкции - отличительная особенность ROBOTIS

ПО: ROBO Plus

Возраст: 12-25 лет

Цена: 60-130 тыс. руб.

Fischertechnik

Резолюция: Интересный конструктор с интересными проектами и с разными по мощности контроллерами.

ПО: ROBO Pro

Возраст: 10-14 лет

Цена: 15-30 тыс. руб.

ИТОГ

На вкус и цвет товарищей нет. Каждый найдет для себя свой любимый набор и будет утверждать, что он лучший на всем целом свете. Главным остается - это подбирать набор под возраст ребенка и взгляд в будущее. Так, идеальными наборами для учеников начальных классов (1-4 класс, 6-10 лет) станут:

LEGO WeDo — ОПТИМАЛЬНО

ScratchDuino Робоплатформа — ЛУЧШЕ ИЗУЧАТЬ В КРУЖКЕ

HUNA РобоТрек — ЭКОНОМИЧНО

Для робототехников средней школы (5-7 класс, 10-14 лет) отлично подойдут конструкторы:

LEGO MINDSTORM — ОПТИМАЛЬНО

Fischertechnik — ЭКОНОМИЧНО

Прекрасным подростковым (8-11 класс, 14-18 лет) роботом станет:

ТРИК — ПОДХОДИТ И ДЛЯ КРУЖКА И ДЛЯ ДОМА

VEX — ЛУЧШЕ ИЗУЧАТЬ В КРУЖКЕ

TETRIX — ЛУЧШЕ ИЗУЧАТЬ В КРУЖКЕ

ROBOTIS BIOLOID — ЛУЧШЕ ИЗУЧАТЬ В КРУЖКЕ

Амперка — ЭКОНОМИЧНО

И отличными студенческими (18-25 лет) робототехническими комплексами для серьезных задач могут быть:

ТРИК — ПОДХОДИТ И ДЛЯ КРУЖКА И ДЛЯ ДОМА

ROBOTIS — ЛУЧШЕ ИЗУЧАТЬ В КРУЖКЕ

Амперка — ЭКОНОМИЧНО

Самым лучшем решением для знакомства с роботами должны стать занятия робототехникой в кружках Вашего города. Ведь они предлагают вам готовое решение по обучающей программе, конструктор который не нужно покупать и общение со сверстниками по любимой тематике.

А для поиска мотивации для занятия этим отличным делом достаточно сходить на ближайшие робототехнические соревнования, которые проходят в дружеской атмосфере по все стране в большом количестве.