Роботи - це просто. І вони можуть все. В принципі, на цьому розповідь про конструктора LEGO Mindstorms EV3 можна було б завершити. Однак, незважаючи на те що на дворі вже друга декада XXI століття, далеко не всі люди готові прийняти на віру ці два твердження. Доведеться перейматися обґрунтуванням.
Перший набір LEGO Mindstorms, що з'явився в 1998 році за безпосередньої участі MIT, моментально виріс у щось більше, ніж просто іграшка. Конструктор, що дозволяє за лічені хвилини збирати досить складні механічні системи і наділяти їх інтелектом без знання навіть азів програмування, став улюбленим засобом швидкого прототипування для винахідників-аматорів, студентів-технарів і навіть професіоналів-промисловців.
Конструктор покоління EV3, який надійшов у продаж з 1 вересня цього року і потрапив до нас на тест, - вже четверта генерація Mindstorms. Як і у колишніх версій, його успіх ґрунтується на трьох китах - конструктивних елементах серії Lego Technics, різноманітних електричних компонентах, включаючи потужні сервомотори, датчики і контролер, і унікальному програмному забезпеченні - фактично потужній мові програмування з доброзичливим графічним інтерфейсом Drag & Drop.
Рецепт ідеального винахідницького коктейлю для дітей і дорослих залишився колишнім. А щоб розпробувати найтонші нюанси смаку нової версії, ми вирішили вийти за рамки інструкції зі складання і запропонувати конструктору нестандартне завдання.
Принцип доміно
Чи чули ви про День доміно? Ентузіасти вибудовують колосальні послідовності з мільйонів кісточок доміно, поставлених на ребро. Вони утворюють химерні візерунки, фантастичні ландшафти, казкові картини. Послідовність повинна бути вибудувана таким чином, щоб перша впала кістяшка за принципом доміно змусила впасти всі інші. Перемагає команда, якій вдалося задіяти в принципі доміно найбільшу кількість кісточок. Поточний світовий рекорд становить 4 491 863 штуки.
Звичайно, рекордні конструкції з доміно копітко шикуються вручну. Але ми вирішили схитрити і побудувати робота, який зможе виставити кісточки за нас, слідуючи накресленою на підлозі лінії. Взаємодія з предметами, які не входять до складу конструктора, - ось і перше непросте завдання для набору. Ширина стандартної кістки - 25 мм. Ширина планки LEGO Technics - 7,5 мм. У сховищі шириною в три планки кісточка не поміщається, в чотирипланочному відсіку їй занадто вільно. Проте вихід з положення знайшовся: у наборі є невелика кількість тонких деталей, яких виявилося достатньо, щоб вийти на потрібну ширину. З цього можна зробити висновок, що конструктивний набір Technics досить універсальний, щоб будувати з нього машини для самих різних завдань.
Все найкраще - дітям
З моменту появи першого LEGO Mindstorms студентські змагання з робототехніки стали виглядати дещо передбачувано: більше не обтяжуючи себе роботою з металом, пластиком та іншими матеріалами, майбутні інженери без докорів сумління використовують для своїх проектів дитячий конструктор. І якщо студентам це честі не робить, то самому конструктору - навпаки.
Взявши за основу успіх LEGO у вишах, фахівці компанії представили освітній набір Mindstorms Education, призначений для університетів і шкіл. Саме такий комплект і потрапив до нас на тест. Крім розширеного набору деталей до нього входить два види програмного забезпечення - для учнів і вчителів. Учительський комплект включає методичні матеріали, електронний журнал, редактор контенту для оформлення навчальних проектів власного авторства. Учні отримують електронні зошити, відеоролики та докладні інструкції зі складання, приклади вирішення завдань з поясненнями, поради та ідеї для самостійної роботи.
Mindstorms здатний допомогти у вивченні практично будь-якого природничо-наукового предмета. Адже він може служити і як просунутий вимірювальний прилад з можливістю реєстрації даних (досліди з хімії), і як програмне середовище (інформатика), і як набір для експериментів в області механіки і фізики. Навіть алгебраїчні функції набагато цікавіше вивчати на прикладі конкретних технологічних завдань. Наявність у класі декількох наборів Mindstorms дозволяє учням спільно будувати складні машини з використанням декількох контролерів і безлічі моторів і датчиків.
Єдина необхідна умова для повноцінного використання цього конструктора в школі - нескінченний ентузіазм, захопленість і натхнення вчителя. Адже для того щоб осягнути всі можливості Mindstorms і навчитися використовувати його творчо, навіть фахівцеві знадобиться не один місяць.
Принцип дії робота добре зрозумілий з фотографій: машина волочить по поверхні батарею кісточок, відпускаючи їх по одній. Важелевий механізм захоплення для крайньої кісточки - відмінний приклад точності механіки LEGO. У ньому використано черв'якову передачу, два види шестерень, шатуни і тяги. Для створення складних кінематичних схем у набір Mindstorms входить безліч зубчастих коліс, кутові передачі, поворотні столи, різноманітні важелі та осі, гусениці, які можна використовувати як ланцюговий привід. Крім того, конструктор повністю сумісний з будь-якими наборами LEGO серії Technics. Набір містить дуже багато різних деталей, і це швидше мінус, ніж плюс. Замість універсальних модулів, що роблять честь будь-якому конструктору, для кожного завдання потрібно шукати якийсь унікальний куточок, перехідник, сполучний елемент. Щоб відчути логіку конструювання, потрібно обов'язково присвятити кілька годин збірці моделей за інструкцією. Крім того, деталі легко з'єднуються між собою, але роз'єднуються з великими труднощами. Хоча, мабуть, це розплата за міцність збірних конструкцій. Існують аналоги, наприклад німецький Fischertechnik, які дозволяють збирати більш універсальні і жорсткі конструкції з меншої кількості елементів. Однак саме LEGO залишається чемпіоном за гнучкістю рухомих механічних схем. А електронний модуль EV3 і зовсім робить новий Mindstorms унікальним.
Фото
Розумна цегла
Контролер з промовистою назвою LEGO Intelligent Brick («розумна цеглинка») - ось що робить EV3 дійсно всемогутнім. Це мініатюрний комп'ютер на базі Linux з 80 МБ пам'яті на борту і слотом для 32-гігабайтної SD-карти для зберігання програм. До настільного ПК він може підключатися і за допомогою USB-кабелю, і за Bluetooth, і за допомогою опціонального Wi-Fi-модуля.
Важливе нововведення EV3 - простий редактор програм прямо на борту «розумної цеглинки». Навіть не маючи під рукою комп'ютера, можна програмувати робота, керувати моторами, контролювати показання датчиків і навіть вести журнал значень. Причому і програми, і журнали смак "
