Προγραμματισμός ρομπότ ρομποτικής. Online και offline προγραμματισμός. Αποθηκεύστε διαφορετικές εκδόσεις κώδικα

Εργαζόμενοι στη διασταύρωση της κυβερνητικής, της ψυχολογίας και του συμπεριφορισμού (η επιστήμη της συμπεριφοράς) και ένας μηχανικός που συντάσσει αλγόριθμους για βιομηχανικά ρομποτικά συστήματα, των οποίων τα κύρια εργαλεία περιλαμβάνουν ανώτερα μαθηματικά και μηχανοτρονική, εργάζονται στην πιο πολλά υποσχόμενη βιομηχανία τα επόμενα χρόνια - τη ρομποτική . Τα ρομπότ, παρά τη συγκριτική καινοτομία του όρου, είναι από καιρό οικεία στην ανθρωπότητα. Εδώ είναι μερικά μόνο στοιχεία από την ιστορία της ανάπτυξης των έξυπνων μηχανισμών.

Iron Men Henri Droz

Ακόμη και στους μύθους της Αρχαίας Ελλάδας αναφέρονταν μηχανικοί σκλάβοι, που δημιούργησε ο Ήφαιστος για να εκτελούν βαριές και μονότονες εργασίες. Και ο πρώτος εφευρέτης και κατασκευαστής ενός ανθρωποειδούς ρομπότ ήταν ο θρυλικός Λεονάρντο ντα Βίντσι. Τα πιο λεπτομερή σχέδια της Ιταλικής ιδιοφυΐας έχουν διασωθεί μέχρι σήμερα, που περιγράφουν έναν μηχανικό ιππότη ικανό να μιμείται τις ανθρώπινες κινήσεις με τα χέρια, τα πόδια και το κεφάλι του.

Δημιουργία του πρώτου αυτόματους μηχανισμούςΜε ελεγχόμενο πρόγραμμαξεκίνησε στα τέλη του 15ου αιώνα από Ευρωπαίους ωρολογοποιούς. Οι πιο επιτυχημένοι σε αυτόν τον τομέα ήταν οι Ελβετοί ειδικοί, πατέρας και γιος Pierre-Jacques και Henri Droz. Δημιούργησαν μια ολόκληρη σειρά («writing boy», «draftsman», «musician»), ο έλεγχος της οποίας βασιζόταν σε μηχανισμούς ρολογιού. Ήταν προς τιμήν του Henri Droz που αργότερα όλα τα προγραμματιζόμενα ανθρωποειδή αυτόματα άρχισαν να ονομάζονται "androids".

Στις απαρχές του προγραμματισμού

Οι βάσεις για τον προγραμματισμό βιομηχανικών ρομπότ τέθηκαν στην αυγή του 19ου αιώνα στη Γαλλία. Εδώ αναπτύχθηκαν τα πρώτα προγράμματα για αυτόματες μηχανές κλωστοϋφαντουργίας (νηματοποίηση και ύφανση). Ο ταχέως αναπτυσσόμενος στρατός του Ναπολέοντα είχε απόλυτη ανάγκη από στολές και, κατά συνέπεια, υφάσματα. Ένας εφευρέτης από τη Λυών, ο Joseph Jacquard, πρότεινε έναν τρόπο γρήγορης αναδιάρθρωσης μιας μηχανής ύφανσης για παραγωγή διάφοροι τύποιπροϊόντα. Συχνά απαιτείται αυτή η διαδικασία τεράστιο ποσόχρόνο, κολοσσιαίες προσπάθειες και προσοχή όλης της ομάδας. Η ουσία της καινοτομίας ήταν η χρήση καρτών από χαρτόνι με διάτρητες τρύπες. Οι βελόνες, που μπαίνουν στα κομμένα σημεία, όπως απαιτείταιτα νήματα μετακινήθηκαν. Η αλλαγή των καρτών έγινε γρήγορα από τον χειριστή του μηχανήματος: νέα διάτρητη κάρτα - νέο πρόγραμμα - νέου τύπουύφασμα ή σχέδιο. Η γαλλική ανάπτυξη έγινε το πρωτότυπο σύγχρονων αυτοματοποιημένων συστημάτων, ρομπότ με δυνατότητες προγραμματισμού.

Η ιδέα που πρότεινε ο Jacquard χρησιμοποιήθηκε με ενθουσιασμό από πολλούς εφευρέτες στις αυτόματες συσκευές τους:

• Επικεφαλής του στατιστικού τμήματος S. N. Korsakov (Ρωσία, 1832) - στον μηχανισμό σύγκρισης και ανάλυσης ιδεών.
• Μαθηματικός Charles Babbage (Αγγλία, 1834) - στην Αναλυτική Μηχανή για την επίλυση ενός ευρέος φάσματος μαθηματικών προβλημάτων.
• Μηχανικός (Η.Π.Α., 1890) - σε συσκευή αποθήκευσης και επεξεργασίας στατιστικών δεδομένων (πίνακας). Για την ιστορία: το 1911 η εταιρεία. Ο Hollerith ονομάστηκε IBM (International Business Machines).

Οι κάρτες διάτρησης ήταν τα κύρια μέσα αποθήκευσης μέχρι τη δεκαετία του '60 του περασμένου αιώνα.

Οι ευφυείς μηχανές οφείλουν το όνομά τους σε έναν Τσέχο θεατρικό συγγραφέα Στο έργο "R.U.R.", το οποίο δημοσιεύτηκε το 1920, ο συγγραφέας αποκάλεσε ένα ρομπότ τεχνητό άτομο που δημιουργήθηκε για δύσκολες και επικίνδυνες περιοχές παραγωγής (ρομπότ). (Τσεχικά) -καταναγκαστικά έργα). Τι διακρίνει ένα ρομπότ από μηχανισμούς και αυτόματες συσκευές; Σε αντίθεση με το τελευταίο, το ρομπότ όχι μόνο εκτελεί ορισμένες ενέργειες, ακολουθώντας τυφλά τον καθιερωμένο αλγόριθμο, αλλά είναι επίσης σε θέση να αλληλεπιδρά πιο στενά με το περιβάλλον και το άτομο (χειριστή), να προσαρμόζει τις λειτουργίες του όταν αλλάζει εξωτερικά σήματακαι προϋποθέσεις.

Είναι γενικά αποδεκτό ότι το πρώτο ρομπότ εργασίας σχεδιάστηκε και εφαρμόστηκε το 1928 από τον Αμερικανό μηχανικό R. Wensley. Ο ανθρωποειδής «σιδερένιος διανοούμενος» ονομάστηκε Herbert Televox. Ο βιολόγος Makoto Nishimura (Ιαπωνία, 1929) και ο Άγγλος στρατιώτης William Richards (1928) διεκδικούν επίσης τις δάφνες των πρωτοπόρων. Οι ανθρωπόμορφοι μηχανισμοί που δημιούργησαν οι εφευρέτες είχαν παρόμοια λειτουργικότητα: μπορούσαν να κινούν τα άκρα και το κεφάλι τους, να εκτελούν φωνητικές και ηχητικές εντολές και να απαντούν σε απλές ερωτήσεις. Ο κύριος σκοπός των συσκευών ήταν να επιδείξουν επιστημονικά και τεχνικά επιτεύγματα. Ο επόμενος γύρος στην ανάπτυξη της τεχνολογίας κατέστησε δυνατή τη σύντομη δημιουργία των πρώτων βιομηχανικών ρομπότ.

Γενιά μετά τη γενιά

Η ανάπτυξη της ρομποτικής είναι μια συνεχής, σταδιακή διαδικασία. Μέχρι σήμερα, έχουν εμφανιστεί τρεις διαφορετικές γενιές «έξυπνων» μηχανών. Κάθε ένα χαρακτηρίζεται από ορισμένους δείκτες και τομείς εφαρμογής.

Η πρώτη γενιά ρομπότ δημιουργήθηκε για ένα στενό είδος δραστηριότητας. Τα μηχανήματα είναι ικανά να εκτελούν μόνο μια συγκεκριμένη προγραμματισμένη ακολουθία λειτουργιών. Οι συσκευές ελέγχου ρομπότ, τα κυκλώματα και ο προγραμματισμός πρακτικά εξαλείφουν την αυτόνομη λειτουργία και απαιτούν τη δημιουργία ειδικού τεχνολογικού χώρου με τα απαραίτητα προσθετος εξοπλισμοςκαι συστήματα πληροφοριών και μετρήσεων.

Οι μηχανές δεύτερης γενιάς ονομάζονται αισθητήρια ή προσαρμοστικά. Ο προγραμματισμός ρομπότ πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη ένα μεγάλο σύνολο εξωτερικών και εσωτερικών αισθητήρων. Με βάση την ανάλυση των πληροφοριών που προέρχονται από αισθητήρες, αναπτύσσονται οι απαραίτητες ενέργειες ελέγχου.

Και τέλος, η τρίτη γενιά - έξυπνα ρομπότπου είναι ικανοί:

• Συνοψίζει και αναλύει πληροφορίες,
• Βελτιώστε και αυτομάθητε, συσσωρεύστε δεξιότητες και γνώσεις,
• Αναγνωρίστε εικόνες και αλλαγές στην κατάσταση και, σύμφωνα με αυτό, οργανώστε το έργο του εκτελεστικού σας συστήματος.

Στον πυρήνα τεχνητή νοημοσύνηβρίσκεται αλγοριθμική και λογισμικό.

Γενική ταξινόμηση

Σε κάθε αντιπροσωπευτική σύγχρονη έκθεση ρομπότ, η ποικιλία των «έξυπνων» μηχανών μπορεί να εκπλήξει όχι μόνο τους απλούς ανθρώπους, αλλά και τους ειδικούς. Τι είδη ρομπότ υπάρχουν; Η πιο γενική και ουσιαστική ταξινόμηση προτάθηκε από τον Σοβιετικό επιστήμονα A.E. Kobrinsky.

Με βάση τον σκοπό και τις λειτουργίες τους, τα ρομπότ χωρίζονται σε παραγωγικά, βιομηχανικά και ερευνητικά. Το πρώτο, σύμφωνα με τη φύση της εργασίας που εκτελείται, μπορεί να είναι τεχνολογικό, ανυψωτικό και μεταφορικό, καθολικό ή εξειδικευμένο. Η έρευνα έχει σχεδιαστεί για να μελετήσει περιοχές και περιοχές που είναι επικίνδυνες ή απρόσιτες για τον άνθρωπο ( χώρος, το εσωτερικό της γης και τα ηφαίστεια, τα βαθιά στρώματα των ωκεανών του κόσμου).

Ανά τύπο ελέγχου μπορούμε να διακρίνουμε βιοτεχνικό (αντιγραφή, εντολή, cyborg, διαδραστικό και αυτόματο), κατ' αρχήν - άκαμπτα προγραμματιζόμενο, προσαρμοστικό και ευέλικτο προγραμματιζόμενο. Η ταχεία ανάπτυξη της σύγχρονης τεχνολογίας παρέχει στους προγραμματιστές εικονικά απεριόριστες δυνατότητεςκατά το σχεδιασμό έξυπνων μηχανών. Αλλά μια εξαιρετική λύση κυκλώματος και σχεδιασμού θα χρησιμεύσει μόνο ως ακριβό κέλυφος χωρίς το κατάλληλο λογισμικό και αλγοριθμική υποστήριξη.

Προκειμένου το πυρίτιο του μικροεπεξεργαστή να αναλάβει τις λειτουργίες του εγκεφάλου του ρομπότ, είναι απαραίτητο να «γεμίσει» το αντίστοιχο πρόγραμμα στον κρύσταλλο. Η συνηθισμένη ανθρώπινη γλώσσα δεν είναι ικανή να παρέχει μια σαφή επισημοποίηση των προβλημάτων, την ακρίβεια και την αξιοπιστία της λογικής τους αξιολόγησης. Επομένως, οι απαιτούμενες πληροφορίες παρουσιάζονται σε συγκεκριμένη μορφή χρησιμοποιώντας γλώσσες προγραμματισμού ρομπότ.

Σύμφωνα με τα καθήκοντα διαχείρισης που επιλύονται, διακρίνονται τέσσερα επίπεδα μιας τέτοιας ειδικά δημιουργημένης γλώσσας:

• Το χαμηλότερο επίπεδο χρησιμοποιείται για τον έλεγχο ενεργοποιητών στη μορφή ακριβείς τιμέςγραμμική ή γωνιακή κίνηση μεμονωμένων τμημάτων του ευφυούς συστήματος,
• Το επίπεδο χειριστή σας επιτρέπει γενική διαχείρισηολόκληρο το σύστημα, τοποθετώντας το σώμα εργασίας του ρομπότ σε χώρο συντεταγμένων,
• Το επίπεδο λειτουργιών χρησιμεύει στη διαμόρφωση πρόγραμμα εργασίας, καθορίζοντας τη σειρά απαραίτητες ενέργειεςγια να επιτευχθεί ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα.
• Στο υψηλότερο επίπεδο - εργασίες - το πρόγραμμα υποδεικνύει χωρίς λεπτομέρειες τι πρέπει να γίνει.

Οι ρομποτικοί προσπαθούν να περιορίσουν τα ρομπότ προγραμματισμού στην επικοινωνία μαζί τους σε γλώσσες υψηλότερου επιπέδου. Στην ιδανική περίπτωση, ο χειριστής θέτει την εργασία: «Συναρμολογήστε τον κινητήρα εσωτερικής καύσης ενός αυτοκινήτου» και αναμένει από το ρομπότ να ολοκληρώσει πλήρως την εργασία.

Γλωσσικές αποχρώσεις

Στη σύγχρονη ρομποτική, ο προγραμματισμός ρομπότ αναπτύσσεται κατά μήκος δύο διανυσμάτων: προγραμματισμός προσανατολισμένος στο ρομπότ και προγραμματισμός προσανατολισμένος στο πρόβλημα.

Οι πιο κοινές γλώσσες που προσανατολίζονται σε ρομπότ είναι οι AML και AL. Το πρώτο αναπτύχθηκε από την IBM μόνο για τον έλεγχο ευφυών μηχανισμών δικής της παραγωγής. Το δεύτερο, προϊόν ειδικών από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ (ΗΠΑ), αναπτύσσεται ενεργά και έχει σημαντικό αντίκτυπο στη διαμόρφωση νέων γλωσσών αυτής της τάξης. Ένας επαγγελματίας μπορεί εύκολα να διακρίνει τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του Pascal και του Algol στη γλώσσα. Όλες οι γλώσσες που προσανατολίζονται σε ρομπότ περιγράφουν έναν αλγόριθμο ως μια ακολουθία ενεργειών ενός «έξυπνου» μηχανισμού. Από αυτή την άποψη, το πρόγραμμα συχνά αποδεικνύεται πολύ δυσκίνητο και άβολο στην πρακτική εφαρμογή.

Κατά τον προγραμματισμό ρομπότ σε γλώσσες προσανατολισμένες στο πρόβλημα, το πρόγραμμα καθορίζει μια ακολουθία όχι ενεργειών, αλλά στόχων ή ενδιάμεσων θέσεων ενός αντικειμένου. Η πιο δημοφιλής γλώσσα σε αυτό το τμήμα είναι η AUTOPASS (IBM), στην οποία το κράτος περιβάλλον εργασίαςπαρουσιάζονται με τη μορφή γραφημάτων (κορυφές – αντικείμενα, τόξα – συνδέσεις).

Εκπαίδευση ρομπότ

Κάθε σύγχρονο ρομπότ είναι ένα σύστημα μάθησης και προσαρμογής. Όλες οι απαραίτητες πληροφορίες, συμπεριλαμβανομένων των γνώσεων και των δεξιοτήτων, της μεταφέρονται κατά τη διάρκεια της μαθησιακής διαδικασίας. Αυτό γίνεται τόσο με την απευθείας αποθήκευση των σχετικών δεδομένων στη μνήμη του επεξεργαστή (λεπτομερής προγραμματισμός - δειγματοληψία), όσο και με τη χρήση των αισθητήρων του ρομπότ (με οπτική επίδειξη) - όλες οι κινήσεις και οι κινήσεις των μηχανισμών του ρομπότ αποθηκεύονται στη μνήμη και στη συνέχεια αναπαράγονται στην εργασία κύκλος. Κατά τη μάθηση, το σύστημα αναδομεί τις παραμέτρους και τη δομή, τις φόρμες του μοντέλο πληροφοριών έξω κόσμος. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ ρομπότ και αυτοματοποιημένων γραμμών, βιομηχανικών μηχανών με άκαμπτη δομή και άλλων παραδοσιακών εργαλείων αυτοματισμού. Οι αναγραφόμενες μέθοδοι διδασκαλίας έχουν σημαντικές ελλείψεις. Για παράδειγμα, κατά τη δειγματοληψία, η επαναδιαμόρφωση απαιτεί λίγο χρόνο και εργασία από έναν εξειδικευμένο ειδικό.

Το πρόγραμμα προγραμματισμού ρομπότ που παρουσιάζεται από τους προγραμματιστές του Εργαστηρίου φαίνεται πολλά υποσχόμενο Τεχνολογίες πληροφορικήςστο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (CSAIL MIT) στο Διεθνές Συνέδριοβιομηχανικός αυτοματισμός και ρομποτική ICRA-2017 (Σιγκαπούρη). Η πλατφόρμα C-LEARN που δημιούργησαν έχει τα πλεονεκτήματα και των δύο μεθόδων. Παρέχει στο ρομπότ μια βιβλιοθήκη στοιχειωδών κινήσεων με καθορισμένους περιορισμούς (για παράδειγμα, τη δύναμη λαβής για έναν χειριστή σύμφωνα με το σχήμα και την ακαμψία του εξαρτήματος). Ταυτόχρονα, ο χειριστής επιδεικνύει βασικές κινήσεις στο ρομπότ σε μια τρισδιάστατη διεπαφή. Το σύστημα, με βάση την εργασία στο χέρι, δημιουργεί μια ακολουθία λειτουργιών για την ολοκλήρωση του κύκλου εργασίας. Το C-LEARN σάς επιτρέπει να ξαναγράψετε ένα υπάρχον πρόγραμμα για ένα ρομπότ διαφορετικής σχεδίασης. Ο χειριστής δεν απαιτεί εις βάθος γνώσεις προγραμματισμού.

Ρομποτική και τεχνητή νοημοσύνη

Οι ειδικοί του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης προειδοποιούν ότι η τεχνολογία μηχανών θα αντικαταστήσει περισσότερες από τις μισές σημερινές θέσεις εργασίας τις επόμενες δύο δεκαετίες. Πράγματι, τα ρομπότ εργάζονται εδώ και πολύ καιρό όχι μόνο σε επικίνδυνες και δύσκολες περιοχές. Για παράδειγμα, ο προγραμματισμός έχει εκτοπίσει σημαντικά τους ανθρώπινους μεσίτες στα παγκόσμια χρηματιστήρια. Λίγα λόγια για την τεχνητή νοημοσύνη.

Στο μυαλό του μέσου ανθρώπου, αυτό είναι ανθρωπόμορφο ρομπότ, ικανό να αντικαταστήσει ένα άτομο σε πολλούς τομείς της ζωής. Αυτό είναι εν μέρει αλήθεια, αλλά σε μεγαλύτερο βαθμό η τεχνητή νοημοσύνη είναι ένας ανεξάρτητος κλάδος της επιστήμης και της τεχνολογίας, που χρησιμοποιεί προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών, που προσομοιώνει τη σκέψη του «Homo sapiens», το έργο του εγκεφάλου του. Στο τρέχον στάδιο ανάπτυξης, η τεχνητή νοημοσύνη βοηθά τους ανθρώπους περισσότερο και τους ψυχαγωγεί. Όμως, σύμφωνα με τους ειδικούς, η περαιτέρω πρόοδος στον τομέα της ρομποτικής και της τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να θέσει μια σειρά από ηθικά, ηθικά και νομικά ερωτήματα για την ανθρωπότητα.

Στη φετινή έκθεση ρομπότ στη Γενεύη, η πιο προηγμένη android στον κόσμο, η Σοφία, ανακοίνωσε ότι μάθαινε να είναι άνθρωπος. Τον Οκτώβριο, η Σόφια αναγνωρίστηκε ως πολίτης για πρώτη φορά στην ιστορία της τεχνητής νοημοσύνης. Σαουδική Αραβίαμε πλήρη δικαιώματα. Το πρώτο σημάδι;

Σημαντικές τάσεις στη ρομποτική

Οι ειδικοί της ψηφιακής βιομηχανίας τόνισαν αρκετές εξαιρετικές τεχνολογικές λύσεις το 2017 Εικονική πραγματικότητα. Δεν έχει μείνει έξω ούτε η ρομποτική. Η κατεύθυνση της βελτίωσης του ελέγχου ενός πολύπλοκου ρομποτικού μηχανισμού μέσω εικονικό κράνος(VR). Οι ειδικοί προβλέπουν τη ζήτηση για τέτοια τεχνολογία στις επιχειρήσεις και τη βιομηχανία. Πιθανές περιπτώσεις χρήσης:

• Έλεγχος μη επανδρωμένου εξοπλισμού (φορτωτές και χειριστές αποθήκης, drones, τρέιλερ),
• Διεξαγωγή ιατρικής έρευνας και χειρουργικών επεμβάσεων,
• Ανάπτυξη δυσπρόσιτων αντικειμένων και περιοχών (βυθός ωκεανού, πολικές περιοχές). Επιπλέον, τα ρομπότ προγραμματισμού τους επιτρέπουν να λειτουργούν αυτόνομα.

Αλλο δημοφιλής τάση- συνδεδεμένο αυτοκίνητο. Πιο πρόσφατα, εκπρόσωποι του γίγαντα Apple ανακοίνωσαν την έναρξη της ανάπτυξης του δικού τους «drone». Όλο και περισσότερες εταιρείες εκφράζουν το ενδιαφέρον τους για τη δημιουργία μηχανημάτων ικανών να κινούνται ανεξάρτητα σε ανώμαλους δρόμους, διατηρώντας το φορτίο και τον εξοπλισμό.

Αυξανόμενη πολυπλοκότητα των αλγορίθμων προγραμματισμού ρομπότ και μηχανική μάθησηθέτει αυξημένες απαιτήσεις σε υπολογιστικούς πόρους και, κατά συνέπεια, σε υλικό. Προφανώς βέλτιστη λύσηΣε αυτήν την περίπτωση, οι συσκευές θα συνδεθούν στην υποδομή cloud.

Ένας σημαντικός τομέας είναι η γνωστική ρομποτική. Η ταχεία αύξηση του αριθμού των «έξυπνων» μηχανών αναγκάζει τους προγραμματιστές να σκέφτονται όλο και περισσότερο πώς να διδάξουν στα ρομπότ να αλληλεπιδρούν αρμονικά.

14443

Τα ρομπότ, ειδικά τα ανθρωποειδή, δεν μπορούν να αφήσουν αδιάφορους ακόμα και εκείνους που δεν ενδιαφέρονται πολύ σύγχρονες τεχνολογίες. Πιθανώς, ο προγραμματισμός τέτοιων ρομπότ είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα και συναρπαστική δραστηριότητα. Έτσι είναι, αλλά λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν πόσο δύσκολο είναι να διδάξεις ένα ρομπότ ακόμα και στους περισσότερους απλά πράγματαπου μας φαίνονται εντελώς φυσικά. Θα μπορούσατε να το δείτε μόνοι σας εάν είχατε πρόσβαση στη σύγχρονη ρομποτική.

Ο προγραμματισμός ρομπότ σήμερα είναι προνόμιο στενών ειδικών και όλοι όσοι ενδιαφέρονται για τη ρομποτική μπορούν είτε να ζηλέψουν σιωπηλά είτε να ικανοποιηθούν με την εργασία με προσομοιωτές, για παράδειγμα, V-REP - ένας προσομοιωτής ρομπότ που αναπτύχθηκε από την ελβετική εταιρεία Coppelia Robotics. Ωστόσο, γιατί όχι;Το σύστημα V-REP έχει εκπληκτικά ευρεία λειτουργικότητα, υποστηρίζεται από πολλά λειτουργικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων των Windows, και το πιο σημαντικό, είναι δωρεάν για οικιακή χρήση. Περιέχει επίσης βιβλιοθήκες για τον προγραμματισμό ρομπότ που χρησιμοποιούν C/C++, Python, Java, Matlabκαι κάποιες άλλες γλώσσες.

Το V-REP συνοδεύεται από ένα σετ έτοιμα μοντέλα- σταθερά και κινητά ρομπότ, τα οποία μπορούν να ελεγχθούν με επεξεργασία σεναρίων. Ορισμένα μοντέλα διαθέτουν ένα ειδικό σετ ρυθμιστικών για τον έλεγχο τους. Όλα τα ρομπότ έχουν ήδη βασικό πρόγραμμακαι υπακούουν στους πραγματικούς νόμους φυσικό κόσμο, την ίδια βαρύτητα. Η πλατφόρμα διανέμεται σε τρεις εκδόσεις: ΕΥΑΛ, EDUΚαι Παίχτης. Η πρώτη είναι μια πλήρως λειτουργική έκδοση χωρίς περιορισμούς, η δεύτερη είναι μια εκπαιδευτική έκδοση με περιορισμούς αδειοδότησης, που απευθύνεται σε μαθητές Λυκείου, μαθητές και απλά ενθουσιώδεις χρήστες. Το Player είναι ένα πρόγραμμα που έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί σκηνές που δημιουργούνται σε επαγγελματική έκδοση. Δεν έχει τη δυνατότητα επεξεργασίας σεναρίων.

Για να εξοικειωθείτε με την πλατφόρμα, η δεύτερη επιλογή είναι αρκετά κατάλληλη - V-REP PRO EDU. Ο προσομοιωτής ρομπότ έχει εγκατασταθεί ως κανονικό πρόγραμμα. Μετά την εκκίνηση, θα δείτε ένα παράθυρο χωρισμένο σε τρία μέρη.

Η δεξιά και μεγαλύτερη περιοχή είναι το στάδιο με δυνατότητα μεγέθυνσης όπου λαμβάνει χώρα όλη η δράση. Στο αριστερό άκρο βρίσκεται βιβλιοθήκη αντικειμένων- ρομπότ, καθώς και διάφορα πρόσθετα στοιχεία, κάτι σαν στήριγμα. Ο μεσαίος πίνακας περιέχει ιεραρχία αντικειμένων- σκηνές, κάμερες, φιγούρες, πηγές φωτός, μοντέλα και σενάρια που τα ελέγχουν.

Πώς να εργαστείτε με το V-REP

Με την πρώτη ματιά, όλα είναι απλά - σύρετε το μοντέλο από τη βιβλιοθήκη στη σκηνή, πατήστε το κουμπί Αναπαραγωγή και παρακολουθήστε τις κινήσεις του θαλάμου. Κάποια μοντέλα είναι αρκετά έξυπνα, π.χ. "Ο άνθρωπος" Νομοσχέδιοκατανοεί τέλεια πώς να αποφεύγει τα εμπόδια, πού βρίσκονται τα όρια της επιφάνειας της σκηνής και τι πρέπει να κάνει για να αποφύγει την πτώση "άβυσσος".

Εδώ είναι ένα ανθρωποειδές ρομπότ Ansiθα περπατήσει σε ευθεία μέχρι να πέσει στην άκρη και να αποχαιρετήσει τη ζωή.

Αφημένα στην τύχη τους, τα ρομπότ περιφέρονται στα τυφλά, συγκρούονται και πέφτουν και, έχοντας πέσει στην επιφάνεια, κινούν τα άκρα τους αδέξια και αβοήθητα.

Το καθήκον σας- εκπαιδεύστε τους, αλλά αυτό θα απαιτήσει γνώση βασικές αρχέςπρογραμματισμού, ιδανικά μια γλώσσα Λούα, γιατί σε αυτό γράφονται τα εσωτερικά σενάρια V-REP. Ανοιξε πηγήΤο σενάριο ελέγχου είναι πολύ απλό - απλά πρέπει να κάνετε διπλό κλικ στο εικονίδιο "αρχείο"στη στήλη ιεραρχία αντικειμένων.

Για διασκέδαση, μπορείτε να πειραματιστείτε αλλάζοντας τις τιμές των παραμέτρων και στη συνέχεια παρατηρώντας τη συμπεριφορά των ρομπότ. Υπάρχει επίσης ένα καλό σετ στο V-REP έτοιμα παραδείγματα- σκηνές σε μορφή TTT, το οποίο είναι προσβάσιμο μέσω του κύριου μενού Αρχείο –> Άνοιγμα σκηνών.

Τα κιτ κατασκευής ρομπότ είναι μια ιδανική ευκαιρία για συνδυασμό παιχνιδιού και εκμάθησης βασικών δεξιοτήτων προγραμματισμού. Γι' αυτό είναι τόσο δημοφιλή στον κόσμο.

Διαφέρουν όχι μόνο στους κατασκευαστές, αλλά και στις μεθόδους και τις δυνατότητες προγραμματισμού, τους τύπους συνδετήρων και τα υλικά.

Τα περισσότερα απλοποιημένα (για αρχάριους) και ρομπότ διαθέτουν ειδικό λογισμικό που σας επιτρέπει να ορίζετε εύκολα εντολές στη δημιουργία σας. Σε πιο προηγμένα μοντέλα, θα πρέπει πρώτα να μάθετε γλώσσες που βασίζονται στη C.

LEGO Mindstorms

Ο σχεδιαστής διατίθεται σε δύο τύπους:

• παιδικό?
• προχωρημένος.

Το νηπιαγωγείο περιέχει μόνο λίγους κινητήρες, λαμπτήρες και οδηγίες με πιθανές επιλογέςσυνελεύσεις. Αλλά με το LEGO, οι οδηγίες συχνά δεν χρειάζονται πλέον μετά την πρώτη συναρμολόγηση και η φαντασία μπαίνει στο παιχνίδι.

Αξίζει να σημειωθεί ότι αν και ο προγραμματισμός αυτών των ρομπότ είναι δυνατός, δεν παρέχονται μονάδες ελέγχου σε αυτό το σετ, πράγμα που σημαίνει ότι το ρομπότ θα είναι πάντα συνδεδεμένο στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας καλώδιο USB.

Ένα προηγμένο σετ ανοίγει πολύ περισσότερα περιθώρια για φαντασία. Υπάρχει σε διάφορες παραλλαγές και γενιές (on αυτή τη στιγμήτρεις γενιές). Διαφέρουν ως προς τον αριθμό των εξαρτημάτων, την παρουσία πρόσθετων μικροϋπολογιστών, καθώς και διάφορους αισθητήρες και άλλες συσκευές. Οι μικροϋπολογιστές αυτής της σειράς είναι εξοπλισμένοι λειτουργικό σύστημα Linux.Αυτά τα προγράμματα δεν υποστηρίζουν μόνο ειδικές γλώσσεςπρογραμματισμού, αλλά και C++, C ακόμα και Python.

Για να διευκολύνετε τον επαναπρογραμματισμό του ρομπότ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το επίσημο πρόγραμμα LEGO, το οποίο σας επιτρέπει να προσαρμόσετε στοιχεία χρησιμοποιώντας μια διαισθητική διεπαφή.

Η Lego είναι ο ηγέτης στην κατασκευή ρομπότ για περισσότερα από δέκα χρόνια. Διοργανώνονται διαγωνισμοί για δημιουργία, όπου το κύριο βραβείο είναι συνήθως μια θέση προϋπολογισμού σε ένα αναγνωρισμένο πανεπιστήμιο.

LEGO Mindstorms - μία από τις 17 επιλογές κατασκευής

HUNA

Είναι συγκριτικό νέα μάρκα, από Νότια Κορέα, που σταδιακά κερδίζει δημοτικότητα στους κύκλους της νεανικής κυβερνητικής. Υπάρχουν δύο τύποι κιτ HUNA. Η θεμελιώδης διαφορά τους είναι ότι, στη μία περίπτωση, τα μέρη είναι κατασκευασμένα από πλαστικό και στην άλλη από μέταλλο. Ταυτόχρονα όμως μπορούν να συνδυαστούν, αφού έχουν κοινή αρχή σύνδεσης εξαρτημάτων.

Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τα συναρπαστικά κιτ μεταλλικών κατασκευών για αγόρια.

Τα πλαστικά κιτ HUNA προορίζονται για παιδιά ηλικίας έξι ετών και άνω, καθώς δεν απαιτούν γνώση καν των βασικών του προγραμματισμού.

Ο «εγκέφαλος» των σετ σιδήρου είναι Ελεγκτής Arduino, το οποίο έχει ήδη εγκατεστημένο ειδικό υλικολογισμικό. Το περιβάλλον προγραμματισμού εδώ είναι η συνηθισμένη γλώσσα σε σχήμα C για το Arduino, αλλά για μεγαλύτερη ευκολία έχει οπτικοποιηθεί.

Λόγω του Arduino, καθώς και των πιο προηγμένων συστημάτων, αυτά τα κιτ ειδικεύονται σε κοινό άνω των δεκαπέντε ετών. Αυτοί δηλαδή που έχουν ήδη ξεπεράσει τους Mindstorms.

Makeblock

Ο επόμενος σχεδιαστής στη λίστα μας είναι ο κινέζικος Makeblock.Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, εδώ χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά Arduino. Ο αριθμός των σετ που πωλούνται στον επίσημο ιστότοπο είναι απλά τεράστιος. Μπορείτε να βρείτε τόσο φθηνά σετ κανονικών μηχανημάτων όσο και αρκετά σοβαρά σετ που σας επιτρέπουν να δημιουργήσετε μόνοι σας έναν 3D εκτυπωτή.

Όλα τα μέρη του Makeblock είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο, πάνω στο οποίο εφαρμόζεται ηλεκτροστατική βαφή (όπως τα αυτοκίνητα). Έτσι, η πιθανότητα ότι με την πάροδο του χρόνου οι λεπτομέρειες θα φαίνονται αντιαισθητικές τείνει στο μηδέν.

Από ενδιαφέροντα μοντέλαΘα πρέπει να σημειωθούν όσοι εκτελούν σχέδια, μεταξύ αυτών:

• mScara– ένας ρομποτικός βραχίονας στον οποίο μπορείτε να βάλετε λέιζερ αντί για μαρκαδόρο.
• mSpider– σχεδιάζει σε κάθετα επίπεδα, κινείται πάνω σε χορδές σαν αράχνη.
• mCar- μια μηχανή που σχεδιάζει με μαρκαδόρο όπου πάει.

Υπάρχει επίσης ειδικό λογισμικό για αυτά τα ρομπότ που σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα σχέδιο οποιασδήποτε πολυπλοκότητας. Για να το κάνετε αυτό, απλώς κατεβάστε το στο επεξεργαστής γραφικώνπρογράμματα.

#Structor

Αυτό το σετ κατασκευής παράγεται στη Ρωσία και διαφέρει από άλλα στο ότι τα μέρη του είναι κατασκευασμένα από αφρώδες PVC. Το πάχος τους είναι πέντε χιλιοστά, γεγονός που σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μικρές αλλά αρκετά ανθεκτικές κατασκευές.

Και το γεγονός ότι το PVC είναι ένα μαλακό υλικό καθιστά δυνατή την επίλυση αιώνιο πρόβλημασχεδιαστές - οι λεπτομέρειες δεν είναι αυτό που θέλετε να δείτε. Σε αυτή την περίπτωση, όλα μπορούν να λυθούν με ένα συνηθισμένο μαχαίρι γραφικής ύλης ή νυστέρι.

Πλεονεκτήματα του PVC:

• χαμηλό κόστος;
• ευκολία επεξεργασίας - απλά πρέπει να οπλιστείτε με ένα μαχαίρι, μολύβι και χάρακα.
• υψηλή αντοχή;
• αντοχή στην υγρασία?
• πυρασφάλεια - η θερμοκρασία ανάφλεξης του φύλλου PVC υπερβαίνει τους 400 βαθμούς Κελσίου.

Οι κατασκευαστές προσφέρουν να επιλύσουν τη χαμηλή δομική αντοχή με δύο τρόπους.Το πρώτο είναι απλά να κολλήσετε τα μέρη μεταξύ τους. Η ειδική κόλλα "Cosmofen" είναι η πλέον κατάλληλη για τέτοιους σκοπούς. Ο δεύτερος τρόπος είναι να συνδυάσετε το #Struktor με έναν σοβιετικό (ή παρόμοιο) σιδερένιο κατασκευαστή.

#Structor από το “Amperka”

Αν και τα εξαρτήματα δεν θα διαρκέσουν πολύ από μια τέτοια επεξεργασία, μπορείτε πάντα να αγοράσετε ένα φύλλο πλαστικού και να κόψετε καινούργια. Τα σχέδια των εξαρτημάτων είναι ελεύθερα διαθέσιμα και κανείς δεν απέκλεισε τη φαντασία.

Τα στοιχεία #Structor ελέγχονται χρησιμοποιώντας Arduino. Και χάρη στην ευελιξία του υλικού από το οποίο κατασκευάζονται τα σχεδιαστικά στοιχεία, οποιοσδήποτε αισθητήρας, σερβομηχανισμός ή κινητήρας μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί στη σχεδίαση.

Ερεθίζω

Η εταιρεία είναι γνωστή κυρίως για τα ρομπότ δόνησης της.Αλλά λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν ότι παράγει επίσης κιτ για τη δημιουργία ολοκληρωμένων ρομπότ. Τα κιτ προορίζονται για παιδιά ηλικίας δέκα ετών και άνω. Αλλά ευχαριστώ ευρύ φάσμαΤα προϊόντα τους μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε σχολεία ή πανεπιστήμια.

Εάν λείπει κάποιο στοιχείο, μπορείτε πάντα να το αγοράσετε ξεχωριστά. Ο ιστότοπος του κατασκευαστή έχει πολλά διάφορους αισθητήρες, κινητήρες και άλλα σχεδιαστικά στοιχεία. Επιπλέον, αγοράζοντας πρόσθετα εξαρτήματα, μπορείτε να αυξήσετε την πολυπλοκότητα των προϊόντων.

Μόνο τα σετ της κορεατικής εταιρείας Vex περιέχουν κιβώτια ταχυτήτων ή τροχούς Elon.

Ο προγραμματισμός πραγματοποιείται σε ένα από τα πολλά περιβάλλοντα.Υπάρχουν τρεις Τετάρτες συνολικά. Το πρώτο είναι μια οθόνη όπου, αντί να γράφουν εντολές, τα μπλοκ απλά σύρονται και απορρίπτονται. Το δεύτερο είναι τα κλασικά διαγράμματα ροής, όπως στα μαθήματα πληροφορικής. Το τρίτο περιβάλλον είναι πολύ παρόμοιο με το λογισμικό LEGO - το ίδιο drag and drop μπλοκ με εντολές και τιμές.

Ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό είναι επίσης η παρουσία του λογισμικού VEX Assembler.Αυτό είναι ένα πρόγραμμα επεξεργασίας 3D στο οποίο μπορείτε να σχεδιάσετε και να δοκιμάσετε το ρομπότ σας πριν ξεκινήσετε να το κατασκευάζετε στην πραγματική ζωή.

VEX Robotics από την HEXBUG

FischerTechnik

Τα κιτ κατασκευής παράγονται από γερμανική εταιρεία.Η σειρά ROBOTICS, που ανοίγει τον κόσμο των ρομπότ για παιδιά, έχει έξι σετ. Όλοι προτείνουν τη δημιουργία πολλών ρομπότ που εκτελούν ορισμένες λειτουργίες. Όπως με όλα τα κιτ κατασκευής, η διασκέδαση ξεκινά όταν έχουν δοκιμαστεί όλες οι οδηγίες.

Για να αποφευχθεί η έλλειψη ανταλλακτικών και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, τα κιτ επέκτασης μπορούν να αγοραστούν χωριστά, τηλεχειριστήριοκαι πολλα ΑΚΟΜΑ.

Τα χειριστήρια, που πωλούνται χωριστά, αξίζουν ιδιαίτερης προσοχής.Αν και το κόστος τους είναι συγκρίσιμο με το κόστος ενός ολόκληρου σετ, τα όρια που ανοίγουν εύκολα αντισταθμίζουν αυτό το γεγονός.

Υπάρχουν δύο τύποι ελεγκτών προς πώληση:

• Robo TX;
• Robo TXT.

Η υψηλή τιμή για αυτούς οφείλεται στο γεγονός ότι δεν πρόκειται απλώς για ελεγκτές, αλλά για πραγματικούς μικροϋπολογιστές με υποστήριξη Wi-Fi, Bluetooth και αρκετά ισχυρό υλικό για το μικρό τους μέγεθος. Για τη βελτίωση της απόδοσης, αυτοί οι ελεγκτές μπορούν να συνδυαστούν σε ένα δίκτυο.

Ο προγραμματισμός πραγματοποιείται στις δωρεάν πρόγραμμα Robo Pro.Όλες οι εντολές ορίζονται χρησιμοποιώντας λογικά μπλοκ, τα οποία σας επιτρέπουν να διδάξετε στο παιδί σας τα βασικά του προγραμματισμού με παιχνιδιάρικο τρόπο.

ΤΕΧΝΑΣΜΑ

Ο σχεδιαστής «γεννήθηκε» στη Ρωσία.Οι κατασκευαστές του αποφάσισαν να βοηθήσουν τους λάτρεις της ρομποτικής που χρησιμοποιούν σοβιετικά κιτ μεταλλικών κατασκευών. Επομένως, όλα τα μέρη έχουν τρύπες με τα ίδια δέκα χιλιοστά με τους σιδερένιους κατασκευαστές.
Αυτό το σετ κατασκευής είναι νέο στην αγορά, αλλά έχει ήδη αποδειχθεί ότι είναι καθολικό και πολύ βολικό.

Αυτή τη στιγμή υπάρχουν τέσσερις τύποι κιτ:

• εκκίνηση;
• εκπαιδευτικός;
• σχολείο;
• ανταγωνιστικός.

Η διαφορά τους είναι στον αριθμό των ανταλλακτικών και των ηλεκτρονικών. Σε όλα τα κιτ θα βρείτε μικροελεγκτή, μικρόφωνο και βιντεοκάμερα ή αισθητήρες, LED και τροχούς.

Ο μικροελεγκτής TRIC τρέχει σε Linux και διαθέτει ενσωματωμένο επεξεργαστή με 24 megahertz και έως και 256 MB μνήμη τυχαίας προσπέλασης. Μπορεί επίσης να επεκταθεί με μια κάρτα Flash.

Κιτ συναρμολόγησης TRIX

Δημιουργοί αυτού του κατασκευαστήαποφάσισε να μην συνδέσει τον ελεγκτή σε ένα περιβάλλον προγραμματισμού.Επομένως, υποστηρίζει C, C++, Python ακόμη και Java. Για όσους μόλις μαθαίνουν προγραμματισμό, υπάρχει ένα ειδικό περιβάλλον προγραμματισμού σχεδιασμένο για τον ελεγκτή TRIC.

Δεδομένου ότι το χειριστήριο υποστηρίζει πολλές εντολές, για ευκολότερο έλεγχο υπάρχει μια εφαρμογή για smartphone με Android. Οι εντολές μεταδίδονται μέσω Wi-Fi.

ΒΡΥΟ

Η αμερικανική εταιρεία που εφηύρε το MOSS ακολούθησε έναν αντισυμβατικό δρόμο - εγκατέλειψε τα καλώδια.Αντίθετα, χρησιμοποιούνται κυβικά μέρη που έχουν χρωματιστές άκρες. Ο σκοπός τους είναι ο εξής:

1. Πράσινο – μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από την μπαταρία.
2. Κόκκινο – εισαγωγή δεδομένων.
3. Καφέ άκρες – έξοδος δεδομένων.
4. Μπλε - αυτές οι άκρες μεταδίδουν τόσο ηλεκτρισμό όσο και δεδομένα. Απαιτούνται για τη σύνδεση εξαρτημάτων χρησιμοποιώντας ένα εύκαμπτο στοιχείο.

Ναι, ο σχεδιασμός είναι αρκετά περίπλοκος, αλλά αν το καταλάβετε, η φαντασία σας στη δημιουργία ρομπότ θα είναι ασταμάτητη. Και ακόμη και ένα 8χρονο παιδί, για το οποίο έχει σχεδιαστεί ο σχεδιαστής, μπορεί να καταλάβει ποια είναι η ουσία του. Οι μονάδες συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας μεταλλικές μπάλες προσαρτημένες σε μαγνήτες. Αυτοί οι μαγνήτες βρίσκονται στις γωνίες των μονάδων.

Robo Wunderkind από την MOSS

Ο προγραμματισμός μικροελεγκτή μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας δύο προγράμματα.Το πρώτο είναι ένας οπτικοποιητής με πρόσθετες παραμέτρους. Είναι κατάλληλο για όσους δεν γνωρίζουν πολύ καλά τον κώδικα C.

Το δεύτερο πρόγραμμα απευθύνεται σε όσους το γνωρίζουν καλά. Μεταγλωττίζει τον κωδικό σας και τον μεταφέρει στον ελεγκτή. Και τα δύο αυτά προγράμματα λειτουργούν σε Windows και Mac OS, αλλά δεν υποστηρίζονται σε Linux.

Για τον απομακρυσμένο έλεγχο του ρομπότ MOSS, υπάρχουν πολλά προγράμματα για κινητές συσκευές. Αυτό περιλαμβάνει πίνακες ελέγχου, εξαγωγή δεδομένων από αισθητήρες, σχεδίαση γραφημάτων και πολλά άλλα. Όλα τα προγράμματα είναι διαθέσιμα για iOS και μερικά για Android.

Για παιδιά ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑμπορείτε να επιλέξετε ένα κιτ συναρμολόγησης χωρίς ηλεκτρικό εξάρτημα, για παράδειγμα, .

Αξίζει να σημειωθεί ότι η αναθεώρηση δεν έλαβε υπόψη κατασκευαστές που κοστίζουν πάνω από εκατό χιλιάδες ρούβλια, καθώς και εκείνους που απαιτούν κάποιο είδος συγκόλλησης.

Ρομπότ MECCANO που ελέγχεται από smartphone ή tablet

βίντεο

Αυτό το βίντεο θα σας πει λεπτομερώς για τα προγραμματιζόμενα ρομπότ: πώς είναι και ποιο είναι καλύτερο να επιλέξετε.

Για να επιλέξετε έναν σχεδιαστή, πρέπει να αποφασίσετε σε ποιον απευθύνεται:

• Το LEGO Mindstorms είναι το καλύτερο για ένα παιδί που ασχολείται με τα ρομπότ. Και δεδομένου ότι τα περισσότερα παιδιά έχουν μια εκτενή συλλογή LEGO, η φαντασία του παιδιού θα είναι πραγματικά απεριόριστη.
• Αν ψάχνετε για ένα σετ κατασκευής για τον εαυτό σας, τότε θα πρέπει να προσέξετε το TRIC ή το #Struktor, αφού και τα δύο είναι συμβατά με το σοβιετικό σετ κατασκευής σιδήρου και το δεύτερο είναι επίσης από PVC.
• Αλλά, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, αυτά τα παιχνίδια κατασκευής θα βελτιώσουν σημαντικά τις ικανότητες λογικής σκέψης του παιδιού σας και επίσης θα το προετοιμάσουν για αυτό που θα το περιμένει στο σχολείο ή το κολέγιο.

Πριν αγοράσετε, θα ήταν καλή ιδέα να μελετήσετε λεπτομερώς κάθε κιτ συναρμολόγησης που σας αρέσει. Και επίσης σκεφτείτε να στείλετε το παιδί σας σε μια ραδιοερασιτεχνική λέσχη αν του αρέσει αυτό το θέμα.