Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Robolab )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Лего Mindstorms
Lego Mindstorms Sound Finder.jpg
Робот на платформе NXT
ПредметРобототехника
Доступность1998 - ( 1998 )
Официальный веб-сайт

Lego Mindstorms - это аппаратная и программная структура, созданная Lego для разработки программируемых роботов на основе строительных блоков Lego . Каждая версия системы включает в себя компьютерный блок Lego, который управляет системой, набор модульных датчиков и двигателей, а также детали Lego из линии Technic для создания механических систем.

С момента создания было пять поколений платформы Mindstorms: исходная система Robotics Invention System, NXT, NXT 2.0, EV3 и набор Robot Inventor. С каждым выпуском платформы возможности двигателя и датчика расширялись. Предпоследняя система, Lego Mindstorms EV3 , была выпущена 1 сентября 2013 года. Некоторые соревнования роботов используют этот набор, например FIRST Lego League и Всемирная олимпиада роботов .

История [ править ]

Оригинальная система изобретений робототехники Lego Mindstorms родилась в результате сотрудничества Массачусетского технологического института (MIT) и группы компаний Lego. В 1985 году Кьельд Кирк Кристиансен , тогдашний главный исполнительный директор (генеральный директор) Lego Group, услышал о работе Сеймура Паперта из Массачусетского технологического института и был поражен тем, насколько схожи его цели обучения через строительство с целями недавно созданного образовательного подразделения Lego Group. . Lego Group начала сотрудничество с Media Lab Papert, финансируя их исследования и делясь идеями. [1] : 14 [2] [3]В результате этого сотрудничества (а также работы группы «Эпистемология и обучение» Паперта и его соавтора Митчела Резника) возникла идея дать детям возможность использовать язык программирования LOGO для управления роботами из конструктора Lego, созданными ими самими, подключенными к компьютеру. [4] В 1988 году Media Lab создала компьютер, совместимый с Lego Brick, который можно было использовать для управления роботом без подключения к настольному компьютеру. [5] Компания Lego Group проявляла интерес к коммерциализации этого Brick-совместимого компьютера, как только персональные компьютеры получили широкое распространение, и в 1996 году Lego Group начала развивать этот компьютер в то, что в конечном итоге стало известно как система изобретений робототехники. [1] : 25

В 1996 году недавно созданное подразделение Lego Education по домашнему обучению начало разработку «Серого кирпича» Media Lab в качестве официального продукта. [6] В то же время Media Lab работала с группой эпистемологии и обучения над разработкой версии «Серого кирпича» специально для обучения в классе, и сотрудничество между этими тремя организациями привело к созданию двух отдельных версий кирпичного компьютера: Робототехническая команда eXplorer (RCX) от Lego Group и «Красный кирпич» от Media Lab. Жидкокристаллический дисплей (ЖКД), который используется совместно двумя блоками, был специально запрошен учителями, опрошенными группой эпистемологии и исследований, чтобы отображать состояние двигателей или датчиков в режиме реального времени. [1] : 18 [7]Оба модуля также запускали программы, созданные с помощью визуального программирования, RCX - с использованием программного обеспечения для кодирования, основанного на блоках LOGO Blocks Массачусетского технологического института. Команде разработчиков проекта Mindstorms пришлось переработать язык после того, как выяснилось, что он слишком сложен для целевой аудитории (10-14-летние мальчики [1] : 26 ), из-за чего они пропустили первоначальную дату запуска в 1997 году. Роботизированная система изобретений 1.0 от Lego Mindstorms была выпущена в сентябре 1998 года. [7] [8]

Pre-Mindstorm [ править ]

До Mindstorms компания Lego ранее экспериментировала с роботизированными наборами. Одной из основных основ этих наборов была система Lego Technic и ее система на 4,5 В, а затем и на 9 В для периферийных электрических устройств, которые развивались в течение 1980-х годов.

Компьютерные интерфейсы [ править ]

Одним из первых примеров программируемого Lego был адаптер LEGO Interface-A, используемый для образовательной системы Lego Dacta TC-Logo. Эти наборы середины-конца 1980-х годов обеспечивали выделенный аппаратный интерфейс для управления системой Lego Technic 4,5 В с помощью компьютера и впервые представили электрические датчики Lego. Этот интерфейс управлялся с IBM-PC или Apple-IIe с помощью специальной версии логотипа., простой язык программирования, предназначенный для использования в образовании детей. В середине 1990-х Lego Dacta Control Lab выпустила как продолжение системы Lego 9 V, используя стандартный последовательный порт, а не пользовательскую интерфейсную карту. Этот шаг также представил новые датчики 9 В, которые позже станут ключевым компонентом наборов Mindstorms первого поколения. Стоит отметить, что в Control Lab были выделенные порты для активных и пассивных датчиков, в то время как более поздние продукты, такие как Mindstorms первого поколения, обеспечивали поддержку обоих типов на одних и тех же портах.

Центр управления техникой [ править ]

Центр управления (1990 г.) был первым программируемым автономным продуктом Lego в том смысле, что он мог хранить программы на основе последовательностей и запускать их. Он имел три порта вывода и ручное управление, и он был способен хранить только линейные последовательности ручного ввода плюс информацию о времени. Он мог хранить до двух программ одновременно.

Ручное управление можно использовать для независимого управления тремя двигателями. Записать программу; контроллер нужно было перевести в режим программирования, и тогда любое ручное управление записывалось в программу. Паузы также могут быть включены в программу. Когда запись была сделана, контроллер мог успешно вызвать и выполнить любое ручное действие, выполненное во время записи. Выполняющуюся программу можно настроить на бесконечный цикл.

Кибермастер [ править ]

Лего Кибермастер

Cybermaster в основном продавался в Европе и Австралии / Новой Зеландии и в течение короткого времени был доступен в Соединенных Штатах через журналы Lego Club. Он был нацелен на более старшую аудиторию как ранняя попытка слияния с робототехникой и Lego.

Блок имеет много общих, особенно программных, функций с RCX, но отличается по внешнему виду и техническим характеристикам: один выход (плюс два встроенных) и четыре датчика.

  • Он использует RF (диапазон 27 МГц R / C) вместо ИК для связи.
  • Он имеет два встроенных мотора со встроенными тахометрами и спидометрами .
  • Он ограничен пассивными датчиками (простой аналого- цифровой преобразователь с внутренними подтягивающими резисторами).
  • Датчики, поставляемые с ним, имеют цветовую маркировку и имеют внутренние резисторы в открытом состоянии (что позволяет Pbrick определять, какой датчик подключен к какому порту).
  • Он имеет фиксированную прошивку (поэтому ее нельзя обновить или заменить).
  • Он имеет ограниченную оперативную память для программ (395 байт) [ требуется пояснение ] и только один программный слот.

Несмотря на очевидные ограничения, он имеет ряд преимуществ перед своим «старшим братом» RCX.

  • РЧ-канал имеет больший радиус действия и является всенаправленным.
  • Встроенные датчики тахометра и спидометра на внутренних двигателях обеспечивают ту же функцию, что и внешний датчик вращения для RCX, но без использования портов датчиков.

Это делает его очень полезным для различных мобильных платформ и для выполнения сложных задач движения / позиционирования.

Он использует тот же протокол, что и RCX, но не может напрямую связываться с ним (из-за IR и RF), но с ретранслятором (компьютер с 2 последовательными портами и простой программой) они могут связываться косвенно.

Codepilot [ править ]

Продается как часть комплекта Barcode Truck. Этот блок был первым программируемым кирпичом (или Pbrick). Он оснащен одним двигателем, одним сенсорным датчиком и датчиком освещенности. Его можно запрограммировать, настроив его на «обучение» и используя датчик освещенности для подачи команд со штрих-кодом. Набор команд очень ограничен. Поскольку штрих-код представляет собой всего лишь серию световых вариаций, эта форма ввода команд получила название VLL (Visual Light Link) и использовалась в нескольких более поздних моделях Lego.

Набор Robotics Discovery и Droid / Darkside Developer Kit [ править ]

Набор Robotics Discovery Set был более доступным и простым пакетом, чем набор Robotics Invention Set. Вместо того, чтобы быть основанным на RCX, у него был собственный программируемый блок под названием Scout. Еще более простая версия Разведчика будет представлена ​​в двух наборах Mindstorms, посвященных Звездным войнам.

Разведчик [ править ]

Lego также выпустила синий компьютер под названием Scout , который имеет 2 порта для датчиков, 2 порта для двигателей (плюс один дополнительный, если он связан с Micro Scout с помощью оптоволоконного кабеля ) и встроенный датчик освещенности, но без интерфейса для ПК. Он поставляется с набором Robotics Discovery Set. Scout можно запрограммировать из набора встроенных программных комбинаций. Чтобы запрограммировать Scout, пользователь должен включить на нем «режим питания». Скаут может хранить одну программу.

Scout основан на микроконтроллере Toshiba с 32 КБ ПЗУ и 1 КБ ОЗУ, из которых около 400 байт доступны для пользовательских программ. Из-за чрезвычайно ограниченного объема ОЗУ многие предопределенные подпрограммы были предоставлены в ПЗУ. Scout поддерживает только пассивные внешние датчики, что означает, что можно использовать только сенсорные датчики, датчики температуры и другие отключенные от источника питания датчики. Эти преобразователи аналого-цифровые , используемые в Scout только разрешение 8 бит в отличие от 10-битных преобразователей RCX. [9]

У компании Lego был план создать набор бустеров, который позволит вам программировать Scout с компьютера с помощью программного обеспечения, такого как код RCX. Однако из-за сложности этого проекта от него отказались.

RCX может управлять блоком Scout с помощью программного блока «Отправить ИК-сообщение». RCX выполняет все функции управления и, следовательно, может быть запрограммирован с помощью ПК, в то время как Scout принимает команды. Все параметры блока Scout должны быть отключены.

Micro Scout [ править ]

Micro Scout был добавлен в качестве начального уровня в робототехнику Lego. Это очень ограниченный Pbrick с одним встроенным датчиком освещенности и одним встроенным двигателем. Он имеет семь встроенных программ и может управляться с помощью модуля Scout, Spybotics или RCX с помощью VLL. Как и Scout, Micro Scout также основан на микроконтроллере от Toshiba .

Устройство было продано как часть Droid Developer Kit (с R2-D2 ), а затем Darkside Developer Kit (с AT-AT Imperial Walker ).

Система изобретений робототехники [ править ]

Основным ядром наборов Mindstorms первого поколения были наборы Robotics Invention System. Они были основаны на кирпичике RCX (Robotic Command eXplorers) и периферийных устройствах 9 В LEGO Technic, доступных в то время. Он также включает в себя три сенсорных датчика и оптический датчик, использующий технологию более ранних датчиков 9 В из наборов перед Mindstorms.

RCX [ править ]

Программируемый блок RCX первого поколения

RCX основан на однобитном микроконтроллере Renesas H8 / 300 , включая 32 КБ ПЗУ для низкоуровневых функций ввода-вывода, а также 32 КБ ОЗУ для хранения высокоуровневого микропрограммного обеспечения и пользовательских программ. RCX программируется путем загрузки программы через специальный инфракрасный интерфейс. После того, как пользователь загружает программу, RCX может запускать ее самостоятельно, не требуя доступа к компьютеру. Программы могут использовать три входных порта датчиков и три выходных порта 9 В в дополнение к ИК-интерфейсу, что позволяет нескольким модулям RCX обмениваться данными. Встроенный ЖК - дисплей может отображать уровень заряда батареи, состояние портов ввода / вывода, выбранную или запущенную программу и другую информацию. [10]

Блоки RCX версии 1.0 оснащены разъемом для адаптера питания, а не только батареями. В версии 2.0 (а также в более поздних версиях 1.0, включенных в RIS 1.5) разъем адаптера питания был удален. Блоки RCX с адаптером питания были популярны для проектов стационарной робототехники (например, манипуляторов) или для управления поездами моделей Lego . В последнем контексте RCX может быть запрограммирован с помощью программного обеспечения Digital Command Control (DCC) для управления несколькими проводными поездами.

Инфракрасный интерфейс RCX может связываться с роботами-шпионами , Scout Bricks , Lego Trains и NXT (с помощью стороннего инфракрасного датчика связи). Несущая частота ИК-приемника RCX 1.0 составляет 38,5 кГц, а несущая частота ИК-приемника RCX 2.0 - 76 кГц. Обе версии могут передавать на любой частоте. RCX обменивается данными с компьютером с помощью последовательной или USB- ИК-башни. Поскольку RCX больше не выпускается, поддержка интерфейса ограничена более свежими операционными системами, чем Windows XP.

На всех версиях RCX напечатан уникальный номер, который можно зарегистрировать на ныне несуществующем веб-сайте Lego Mindstorms RCX. Это было необходимо для получения технической поддержки. Первый выпущенный RCX имеет маркировку «000001» и демонстрировался на мероприятии Mindstorms 10th Anniversary. [11]

Пакеты расширения [ править ]

Было сделано шесть пакетов расширения для системы изобретений робототехники. Большинство наборов расширения содержит больше деталей и инструкций, тогда как другие наборы расширения были более амбициозными. В эти наборы входят:

  • РобоСпорт
  • Экстремальные существа
  • Окончательный набор аксессуаров
  • Команда видения
  • Исследование Марса
  • Набор Ultimate Builders

Известные наборы включают Ultimate Accessory Set, содержащий больше датчиков и ИК-пульт дистанционного управления для отправки команд на RCX. Другой примечательный набор, Vision Command, поставлялся с камерой Lego и специальным программным обеспечением. Это программное обеспечение могло обнаруживать различное освещение, движение и цвета.

Lego Mindstorms NXT [ править ]

Основная статья: Lego Mindstorms NXT

Lego Mindstorms NXT - это программируемый комплект робототехники , выпущенный Lego в июле 2006 года, заменивший комплект LEGO Mindstorms первого поколения. [12] Набор состоит из 577 штук, в том числе: 3 серводвигателя, 4 датчика ( ультразвуковой , звуковой, сенсорный и световой ), 7 соединительных кабелей, USB-порт.интерфейсный кабель и интеллектуальный модуль NXT. Intelligent Brick - это «мозг» машины Mindstorms. Это позволяет роботу автономно выполнять различные операции. В комплект также входит NXT-G, графическая среда программирования, которая позволяет создавать и загружать программы в NXT. В программе также есть инструкции для 4 роботов; Alpha-Rex (гуманоид), Tri-Bot (автомобиль), Robo-Arm T-56 (роботизированная рука) и Spike (скорпион)

Образовательная версия Lego Mindstorms NXT [ править ]

Это образовательная версия набора NXT от Lego Education, предназначенная для использования в школах. Программное обеспечение продавалось отдельно (но сейчас его можно загрузить бесплатно ), а также набор образовательных ресурсов для наилучшего использования. Он включает в себя датчик освещенности, ультразвуковой датчик, датчик звука, три лампы и пару сенсорных датчиков. Первый набор состоит примерно из 400 штук, а дополнительный - из примерно 600 штук. Образовательная версия больше всего подходит для тех, у кого есть старые версии наборов Mindstorms, в основном благодаря трем кабелям преобразователя.

Lego Mindstorms NXT 2.0 [ править ]

Основная статья: Lego Mindstorms NXT 2.0

Lego Mindstorms NXT 2.0 был запущен 5 августа 2009 г. Она содержит 619 штук (включает в себя датчики и двигатели), два сенсорных датчиков, в ультразвуковой датчик, и ввел новый датчик цвета. NXT 2.0 использует операции с плавающей запятой, тогда как более ранние версии используют целочисленные операции. [13] Комплект стоит около 280 долларов США.

Датчик цвета Mindstorms

Lego Mindstorms EV3 [ править ]

Кирпич из Lego Mindstorms EV3
Основная статья: Lego Mindstorms EV3

Lego Mindstorms EV3 - это продукт Lego Mindstorms третьего поколения. EV3 - это дальнейшее развитие NXT. [14] [15] Система была выпущена 1 сентября 2013 года. В набор LEGO MINDSTORMS EV3 входят двигатели (2 больших серводвигателя и 1 средний серводвигатель), датчики (2 датчика касания, ультразвуковой датчик, датчик цвета, инфракрасный датчик и новый гироскопический датчик), программируемый блок EV3, 550+ элементов LEGO Technic и пульт дистанционного управления (инфракрасный маяк, который работает только в режиме Home / Retail). EV3 можно управлять с помощью смарт-устройств. Он может загружать альтернативную операционную систему с карты microSD, что позволяет запускать ev3dev , операционную систему на основе Debian .

Lego Education Спайк Прайм [ править ]

Spike Prime был анонсирован в апреле 2019 года. [16] Хотя базовый набор не входит в линейку продуктов Mindstorms, он включает в себя три двигателя (1 большой и 2 средних) и датчики расстояния, силы и цвета [17], блок управления на основе Микроконтроллер STM32F413 [18] и 520+ элементов LEGO Technic.

Изобретатель робота Lego Mindstorms [ править ]

Lego Mindstorms Robot Inventor был анонсирован в июне 2020 года [19] и выпущен позднее осенью. Он имеет 4 средних двигателя от Spike Prime, 2 датчика (датчик расстояния и датчик цвета / света) также от Spike Prime, концентратор Spike Prime с 6-осевым гироскопом, акселерометр и поддержку контроллеров и управления телефоном. В нем также есть 902+ элемента LEGO Technic.

Языки программирования [ править ]

Дополнительная информация: Программирование Lego Mindstorms NXT §
ИмяУстройствоТип программыТип (ы) языкаПримечанияСсылки
RCXNXTEV3Бегает по кирпичуДистанционное управление
Актер-ЛабораторияПользовательский язык, похожий на блок-схему
АдадаАдаТребуется nxtOSEK
Интерфейс Ada для MindStormsАда
App InventorдаApp InventorСпециальная поддержка датчиков и двигателей LEGO (tm) MINDSTORMS (tm) NXT
brickOSдаНетНетC / C ++интернет сайт
ChИнтерпретатор C / C ++Управляйте Lego Mindstorms на C / C ++ в интерактивном режиме без компиляции
лязгатьC, C ++
CoderZдадаНетЯваРаботает с Blockly или с Java (с использованием LejOS). Также включает онлайн-симулятор 3D [20]интернет сайт
Cpp4РоботыНетНетдадаC / C ++Cpp4Robots - расширение (плагин) для среды Microsoft Visual Studio. Это расширение позволяет программировать Lego EV3 на родном языке C / C ++ и в среде разработки Microsoft Visual Studio. Это расширение Cpp4Robots работает со встроенным ПО по умолчанию в модуле EV3.интернет сайт
DialogOSГрафическая блок-схема для роботов с голосовым управлениемDialogOS сочетает в себе распознавание речи и синтез речи с робототехникой, что позволяет создавать говорящих роботов, которые реагируют на ваши голосовые команды.
ОчаровательныйПеретаскивание, аналогично NXT-GПрограммируйте своих роботов, просто перетаскивая строку функций.
EV3BasicНетНетдададаMicrosoft Small Basicинтернет сайт
ev3_scratchдаНетдаScratch (язык программирования)Скретч-код запускается в браузере, передавая команды роботу EV3 по Bluetooth .
FLL NXT НавигациядаИспользует файлы NXT-G и .txt
GCCC / C ++ , Objective-C , Fortran , Java, Ada и другие
GnikrapНетНетдададаJavaScript / Scratch like программированиеинтернет сайт
GNU Toolchain для h8300C / C ++, ASM
HVMдаСреда разработки для языка программирования Java для Mindstorms EV3, на основе EclipseРаботает с Java 1.7. Работает со стандартной прошивкой Lego. Не требует карты microSD. Требуется беспроводной Bluetooth-ключ для EV3интернет сайт
Интерактивный CЯзык Си-стиля.Язык, разработанный для конкурса MIT Lego Robot Design Contest
jaraco.nxtдадаPythonМодули Python, обеспечивающие низкоуровневые интерфейсы для управления кирпичом Lego NXT через Bluetooth. Также включает код для управления двигателями с помощью контроллера Xbox 360 с помощью пиглета.
LabVIEWдадададаЯзык визуального программирования National Instruments LabVIEW (G-код)Основной язык, используемый для разработки программного обеспечения Mindstorms NXT. Можно использовать доступный дополнительный комплект для создания и загрузки программ в NXT, создания оригинальных блоков NXT или управления роботом напрямую через USB или Bluetooth с помощью NXT fantom.dll
LEGO MINDSTORMS EV3 API для .NETНетНетдаНетда.NET, WinJS и C ++.NET API для кубика LEGO MINDSTORMS EV3, который можно использовать с настольных компьютеров, Windows Phone и WinRT. С помощью этого API вы можете подключаться, контролировать и считывать данные датчиков с вашего кирпичика LEGO EV3 через Bluetooth, Wi-Fi или USB.интернет сайт
Лего.НЕТВсе, что можно скомпилировать в CIL , лучше всего работает с C #.Без компилятора, преобразует CIL в машинный код
Лего :: NXTдаНетдаPerlНабор модулей Perl, обеспечивающих низкоуровневое управление кирпичом Lego NXT через Bluetooth в режиме реального времени.
ЛегоЛогПрологИспользует программу NQC для интерпретации команд, отправляемых с ПК, на котором запущен код Prolog.
LegoNXTRemoteдаНетдаЦель-CПрограмма дистанционного управления для дистанционного управления и программирования Lego NXT Brick. Поддерживает NXT 2.0 и 1.0, датчики, все 3 двигателя, автоматическое «рулевое» управление и запуск предварительно загруженных программ.
leJOSдададададаЯваСистема на основе Java для продвинутых программистов может работать с большинством датчиков и такими вещами, как GPS, распознавание речи и картографические технологии. Может взаимодействовать с Eclipse IDE или запускаться из командной строки
ЛестатC ++Позволяет управлять NXT напрямую из любой программы на C ++ в Linux.
librcxC / C ++Библиотека для GCC
Logitech SDKVisual Basic , Visual C ++Может быть объединен с контрольной библиотекой RCX, такой как spirit.ocx из MindStorms SDK, чтобы использовать Lego Cam
Язык визуального программирования Microsoft (VPL)даНетдаГрафическая блок-схема, основанная на .NETС Microsoft Robotics Studio он использует встроенную программу NXT msrs для отправки и получения сообщений от управляющей программы на компьютере через Bluetooth.
SDK MindstormsVisual Basic, Visual C ++, MindScript, LASMВам не нужен VB для использования функций VB, поскольку MS Office поставляется с урезанной версией VB для создания макросов.
МонобрикдададаC #.NET 4.5. Прошивка запускается с SD карты.интернет сайт
NQCдадаNQC , C-подобный язык
NXT ++C ++Позволяет управлять NXT напрямую из любой программы на C ++ в Visual Studio, Windows.
NXT_PythonдаНетдаPythonNXT_Python - это пакет для управления роботом LEGO NXT с использованием языка Python. Он может общаться через USB или Bluetooth.
NXT-PythonдаНетдаPythonОснован на NXT_Python, включает дополнительные расширенные функции, поддержку около 30 датчиков и несколько серверных модулей для подключения модулей. Работает на Windows, Linux, Mac.
NXTGCCAssembly, C , make-файлы, Eclipse и т. Д.Первый набор инструментов GCC для программирования прошивки Lego Mindstorms NXT.
nxtOSEKC / C ++
OCaml-mindstormOCamlМодуль для управления роботами LEGO NXT с помощью OCaml через интерфейсы Bluetooth и USB.
На экранеПользовательский язык, который можно запрограммировать прямо на RCX.
pbForthдаЧетвертыйБольше не разрабатывается.
pbLuaдаAPI для языка программирования Lua для Mindstorms NXT, текстовыйpBLua: ... написан на переносимом C с минимальными требованиями к времени выполнения; может быть скомпилирован на лету на NXT; это небольшой, легко читаемый и удобный для написания язык; имеет обширную документацию, доступную в Интернете и в формате мертвого дерева, и очень дружелюбную группу новостейинтернет сайт
PBrickDevPBrickDev, язык на основе блок-схем.Имеет больше функциональных возможностей, чем язык RIS, например, журналы данных и подпрограммы / многопоточность.
ПРО-БОТСвоеобразный язык на основе Visual Basic / spirit.ocxРазработан для роботов, которые постоянно находятся в контакте с рабочей станцией.
ОбработкадаJava (упрощенный / запрограммированный стиль C)Обработка (язык программирования) - это язык программирования и среда с открытым исходным кодом для людей, которые хотят программировать изображения, анимацию и взаимодействия. Он используется студентами, художниками, дизайнерами, исследователями и любителями для обучения, создания прототипов и производства. Для управления NXT с помощью Processing вы можете использовать библиотеку NXTComm Processing, разработанную Хорхе Кардосо.
QuiteCCБиблиотека для использования с GCC и поставляется с GCC для Windows.
Код RCXдаКод RCX, настраиваемый язык на основе блок-схемВключен в потребительскую версию Mindstorms, продаваемую в магазине игрушек
ROBOLABдаЯзык блок-схем на основе LabVIEWЭто среда программирования, предлагаемая школам, использующим MindStorms, поддерживает Lego Cam. Структура программирования имитирует структуру дизайна блок-схемы почти значок за значком. Таким образом, он очень помогает пользователям в переводе дизайна блок-схемы на значки Robolab.
RoboMindПростой образовательный язык сценариев доступен с арабского на украинский.Обучающая среда RoboMind позволяет быстро разрабатывать и тестировать сценарии для виртуальной среды роботов. Затем сценарии можно напрямую передать роботу Lego Mindstorms NXT. Работает на стандартной прошивке.
RoboRealmМультиплатформенный язык, который работает с IRobot Roomba, NXT, RCX, VEX и многими другими популярными роботизированными наборами. Этот язык также поддерживает обработку видео с помощью веб-камеры, что дает вашему роботу отличное зрение, поскольку он может фильтровать определенные цвета, фиксировать определенную область цвета, отображать переменные с робота или компьютера и многое другое. Программа работает с клавиатурой, джойстиком и мышью.
ROBOTCдадададаИнтегрированная среда разработки ориентированы на студентов , которые используются для программирования и управления LEGO NXT , досадить , RCX и Arduino роботов , используя язык программирования , основанный на языке программирования Си .ROBOTC дает возможность использовать текстовый язык на основе языка C. Он включает в себя встроенные инструменты отладчика, а также (но не ограничиваясь ими) шаблоны кода, математические / триггерные операции (sin, cos, tan, asin, acos ... и т. Д.), Удобную для пользователя функцию автозаполнения, встроенную в интерфейс, встроенные примеры программ. Это заслуживает особого упоминания за его инструмент для отладки. Для любого разработчика вы будете знать, насколько важно иметь хороший инструмент для отладки. Среди всех других языков программирования робототехники, которые поддерживают платформу Mindstorms, среда отладки RobotC заслуживает особого упоминания; хотя это не бесплатно.
Робототехника.NXTдадаHaskellИнтерфейс Haskell через Bluetooth. Он поддерживает прямые команды, сообщения и множество датчиков (также неофициальных). Он также поддерживает простое управление блоком NXT на основе сообщений через удаленно выполняемую программу (включая базовый код NXC).
ROSLinux библиотека на основе написания роботов. Стек «nxt» обеспечивает интерфейс с NXT.
рубин-nxtдадаРубинОбеспечивает низкоуровневый доступ к NXT через Bluetooth, а также некоторые предварительные высокоуровневые функции.
RWTH - Набор инструментов Mindstorms NXTдадаMATLABИнтерфейс для управления NXT из MATLAB через Bluetooth или USB (с открытым исходным кодом).
Simulink (поддержка LEGO MINDSTORMS NXT)даSimulinkПредоставляет инструмент быстрого программирования для NXT одним щелчком мыши. Код C автоматически генерируется из графической модели Simulink. Затем код развертывается и загружается на NXT, откуда его можно запускать. Mathworks предоставляет набор графических блоков, которые представляют различные датчики и исполнительные механизмы, которые использует NXT.
SqLegoПиск
Свифт / РобототехникададаSwift (язык программирования)Robotary - это студия робототехники для Mac, использующая язык программирования Swift.интернет сайт
TclRCXдаTcl
Логотип TerrapinЛОГОТИП
TinySoarВзлететьРеализация архитектуры искусственного интеллекта Soar, работающая на блоке RCX. Soar объединяет действия, планирование и обучение в систему, основанную на правилах.
TinyVMдаЯваПредшественник языка lejos. Сменная прошивка на основе Java с открытым исходным кодом для микроконтроллера Lego Mindstorms RCX.
Переводчик (The)Оккам
TuxMinds(Linux) Графический интерфейс для различных дистрибутивов, IDE с открытым исходным кодом на основе Qt. Поддерживает множество ботов. RCX, NXT и Asuro предопределены.С помощью файла конфигурации на основе XML можно добавить практически любой бот (или микроконтроллер). Таким же образом можно добавить собственное оборудование.
URBI от Gostai для Lego Mindstorms NXTURBI , C ++, Java, MatlabПростой в использовании параллельный и управляемый событиями язык сценариев с компонентной архитектурой и интерфейсами с открытым исходным кодом для многих языков программирования. Он также предлагает распознавание / синтез голоса / речи, распознавание / обнаружение лиц, одновременную локализацию и отображение и т. Д.
Команда видениядаКод RCXОфициальный язык программирования для Lego Cam, который позволяет вам управлять своим роботом с помощью цвета, движения и вспышек света.
XSЛисп

Использование в образовании [ править ]

Наборы Mindstorms также продаются и используются в качестве образовательного инструмента, первоначально в рамках партнерства между Lego и Media Laboratory Массачусетского технологического института . [21] [22] Образовательная версия продуктов называется Mindstorms for school или Mindstorms Education , а более поздние версии поставляются с программным обеспечением на основе графического интерфейса пользователя ROBOLAB , разработанным в Университете Тафтса [23] с использованием LabVIEW National Instruments в качестве движка. Кроме того, поставляемое программное обеспечение может быть заменено сторонними прошивками и / или языками программирования, включая одни из самых популярных языков, используемых профессионалами в индустрии встроенных систем, напримерJava и C. Одно из различий между образовательной серией, известной как «Набор задач», и серией для потребителей, известной как «Набор изобретателя», заключается в том, что она включает в себя еще один сенсорный датчик и еще несколько вариантов переключения передач. Однако между двумя версиями есть несколько других отличий, которые нельзя распознать, если не провести параллельный анализ того, что предлагает каждая из них. Версия, продаваемая через LEGO Education, предназначена для более глубокого обучения или преподавания, которое часто происходит в классе или школе. Версия LEGO Education поставляется с поддержкой под названием Robot Educator. Он включает 48 руководств, которые помогут учащемуся от основ кодирования до более сложных и сложных понятий, таких как регистрация данных. Этот ресурс для поддержки учащихся и / или преподавателей не включен в розничную версию Mindstorms.Всегда полезно обратиться к консультанту LEGO Education, чтобы узнать о других различиях, так как их еще несколько. Розничная версия была разработана для использования дома / в качестве игрушек, а модель для преподавателей была разработана для поддержки более глубокого обучения с дополнительными ресурсами и элементами для этого. Вот почему LEGO Education Mindstorms содержит больше датчиков и деталей, чем розничная версия.

Сообщество [ править ]

Существует сильное сообщество профессионалов и любителей всех возрастов, которые делятся проектами, методами программирования, создают стороннее программное и аппаратное обеспечение и вносят вклад в другие идеи, связанные с Lego Mindstorms. Система / веб-сайт Lego Mindstorms устроена так же, как вики , и позволяет использовать творческий потенциал и совместные усилия участников. Lego также поощряет обмен и пиринг , делая программный код доступным для загрузки, а также проводя различные конкурсы и мероприятия.

См. Также [ править ]

  • ПЕРВАЯ ЛЕГО ЛИГА
  • WRO ( Всемирная олимпиада роботов )
  • Робофест
  • FIRST Tech Challenge
  • РобоКубок Юниор
  • Большой трак
  • iRobot Create
  • Роботис Биолоид
  • Роботизированная мастерская
  • Набор робототехники
  • Студия C-STEM
  • Ботбол

Цитаты [ править ]

  1. ^ a b c d Беланд, Кристофер (15 декабря 2000 г.). LEGO Mindstorms: Структура инженерной (R) эволюции (доклад на конференции). Docket 6.399J Структура инженерных революций. Архивировано 27 января 2021 года . Проверено 25 марта 2019 .
  2. ^ Робертсон, Дэвид (2013). Кирпич за кирпичиком: как компания Lego переписала правила инноваций и завоевала мировую индустрию игрушек . США: Crown Publishing. С. 184–185. ISBN 9780307951618. Архивировано 29 ноября 2020 года . Проверено 27 января 2021 года .
  3. ^ "Lego Mindstorms: История образовательных роботов" . Взломайте образование . 10 апреля 2015. Архивировано 16 декабря 2017 года . Проверено 15 декабря 2017 года .
  4. ^ Резник, Митчел; Окко, Стивен (nd). LEGO / Logo: Обучение через дизайн и о дизайне (исследовательский документ). Массачусетский Институт Технологий. Архивировано 20 октября 2016 года . Проверено 25 марта 2019 .
  5. ^ "To Mindstorms and Beyond: Evolution of Construction Kit for Magical Machines" (PDF) . Медиа-лаборатория Массачусетского технологического института. Архивировано (PDF) из оригинала 22 августа 2017 года . Проверено 15 декабря 2017 года .
  6. ^ Askildsen, Tormod (4 декабря 2018). «Размышления LEGO Mindstorms - Что произошло до анонса в январе 1998 года» . lan.Lego.com . Группа LEGO. Архивировано 26 марта 2019 года . Проверено 26 марта 2019 .В 1995 году (...) я получил разрешение на создание новой функции, которую мы назвали «Домашнее обучение» в LEGO Dacta. (...) Параллельно с этим Медиа-лаборатория Массачусетского технологического института, которая в течение нескольких лет тесно сотрудничала с LEGO Dacta, работала над концепцией, которую они назвали «интеллектуальным кирпичиком LEGO». Они экспериментировали с рядом довольно крутых прототипов. Чтобы я мог глубже понять, как дети хотят узнавать новое, мы организовали многочисленные обсуждения в фокус-группах по всей территории США. Слушают детей. Основные выводы указали нам в сторону развлечения, даже «тяжелого развлечения», создания вещей и «чего-то с технологией». Эти выводы очень хорошо нашли отклик у наших друзей из Media Lab, и в какой-то момент в 1996 году было решено поставить отметку « интеллектуальный кирпичик LEGO "в центре проекта домашнего обучения.
  7. ^ a b Оливер, Дэвид; Роос, Джонатан (2003). «Как справляться с неожиданностями: критические инциденты в команде LEGO Mindstorms» . Человеческие отношения . 56 (9): 1057–1082. DOI : 10.1177 / 0018726703569002 . S2CID 145417935 . Архивировано 27 января 2021 года . Проверено 26 марта 2019 . 
  8. ^ Askildsen, Tormod (4 декабря 2018). «Размышления LEGO Mindstorms - Что произошло до анонса в январе 1998 года» . lan.Lego.com . Группа LEGO. Архивировано 26 марта 2019 года . Проверено 26 марта 2019 . Наш первоначальный план состоял в том, чтобы выпустить продукт в конце 1997 года (...) Но несколько критических инцидентов задержали нас.
  9. ^ "ROBOTICS DISCOVERY SET - ИНФО ДЛЯ HACKERS" . 10 февраля 2001 года Архивировано из оригинала 10 февраля 2001 года.
  10. ^ Kekoa Праудфут (1999). «Внутреннее устройство RCX» . mralligator.com . Архивировано 11 ноября 2018 года . Проверено 14 декабря 2018 .
  11. ^ "DSC03489.jpg" . flickr.com . Архивировано 17 ноября 2016 года . Проверено 4 апреля 2018 года .
  12. ^ «Что такое NXT? LEGO Group представляет набор инструментов LEGO MINDSTORMS NXT Robotics Toolset на выставке бытовой электроники» . Пресс-релиз . ЛАС-ВЕГАС: Компания LEGO. 4 января 1986. Архивировано из оригинала 8 июля 2009 года . Проверено 3 декабря 2008 года .
  13. ^ "Часто задаваемые вопросы о робототехнике Lego" . 2009. Архивировано из оригинала 8 августа 2010 года . Проверено 2 марта 2010 года .
  14. ^ «EV3-Обзор» . Архивировано из оригинального 24 июня 2013 года .
  15. ^ Крук, Иордания. «LEGO Mindstorms EV3: лучшее, быстрое и сильное поколение робототехнического программирования» . TechCrunch . Архивировано 23 октября 2017 года . Дата обращения 22 мая 2015 .
  16. ^ «Сегодня объявлен новый практический подход к обучению в классах» . www.lego.com . Архивировано 10 августа 2020 года . Проверено 8 января 2021 года .
  17. ^ «LEGO® Education SPIKE ™ Prime Set 45678 | LEGO® Education | Купить онлайн в официальном магазине LEGO® в США» . www.lego.com . Архивировано 3 декабря 2020 года . Проверено 8 января 2021 года .
  18. ^ "gpdaniels / spike-prime" . 25 января 2021 года. Архивировано 25 декабря 2020 года . Проверено 8 января 2021 года - через GitHub.
  19. ^ «Новый робот-изобретатель LEGO® MINDSTORMS® позволяет создателям создавать и воплощать в жизнь все, что они могут вообразить» . www.lego.com . Архивировано 15 января 2021 года . Проверено 8 января 2021 года .
  20. ^ "CoderZ, онлайн-среда обучения робототехнике MINDSTORMS" . www.thenxtstep.com . Архивировано 14 июня 2017 года . Дата обращения 30 мая 2017 .
  21. ^ "Программируемый кирпич MIT" . Группа эпистемологии и обучения . Массачусетский Институт Технологий. 13 февраля 1998 года Архивировано из оригинала 25 октября 2005 года . Проверено 1 октября 2013 года .
  22. ^ "Программируемые кирпичи" . Проекты . MIT Media Lab. Архивировано из оригинального 21 октября 2013 года . Проверено 3 декабря 2008 года .
  23. ^ Эрвин, Бен; Сир, Марта; Роджерс, Крис (2000). «LEGO Engineer и RoboLab: обучение инженерии с помощью LabVIEW от детского сада до аспирантуры» (PDF) . Международный журнал инженерного образования . 16 (3): 181–192. Архивировано 23 сентября 2013 года (PDF) . Проверено 1 октября 2013 года . За последние 6 лет преподаватели Университета Тафтса разработали два разных пакета программного обеспечения для систем сбора данных LabVIEW и Lego. Эти пакеты позволяют нам преподавать инженерное дело с помощью кубиков Lego и LabVIEW учащихся от 5 до 50 лет. Универсальность аппаратного и программного обеспечения открывает широкие возможности в том, что студенты могут создавать и программировать. От роботов и устройств дистанционного зондирования до кинетических скульптур. По мере того, как учащиеся разрабатывают и создают свои проекты, они заинтересованы в изучении математики и естественных наук, которые им необходимы для оптимизации своего проекта. На этот мотиватор откликаются и студенты колледжей, и воспитанники детских садов. В статье мы объясняем, как мы разработали программное обеспечение, которое дополняет эти проекты, обеспечивая автоматизацию и анимацию. Программное обеспечение использует LabVIEW, расширяя его возможности до детских садов и кубиков Lego.Наконец, мы покажем, как мы использовали LabVIEW и сбор данных Lego для обучения естествознанию в начальной школе, инженерии для первокурсников, приборов и экспериментов, а также как старшеклассники и аспиранты использовали аппаратное и программное обеспечение для решения различных задач сбора данных.

Дополнительные ссылки [ править ]

  • Багналл, Брайан. Максимум LEGO NXT: создание роботов с мозгами Java . Вариант Пресс. 2007. ISBN 0-9738649-1-5 . 
  • Багналл, Брайан. Ядро LEGO Mindstorms . Prentice-Hall PTR. 2002. ISBN 0-13-009364-5 . 
  • Баум, Дэйв. Полное руководство по LEGO MINDSTORMS , 2-е изд. Апресс. 2002. ISBN 1-59059-063-5 . 
  • Эрвин, Бенджамин. Творческие проекты с LEGO Mindstorms (книга и компакт-диск). Эддисон-Уэсли. 2001. ISBN 0-201-70895-7 . 
  • Феррари и др. Создание роботов с помощью LEGO Mindstorms: идеальный инструмент для маньяков Mindstorms . Syngress. 2001. ISBN 1-928994-67-9 . 
  • Джиндлинг, Дж., А. Иоанниду, Дж. Ло, О. Локкебо и А. Репеннинг, « LEGOsheets: среда программирования, моделирования и управления на основе правил для программируемого блока LEGO », Proceeding of Visual Languages , Дармштадт, Германия, IEEE Computer Society Press, 1995, стр. 172–179.
  • Бренья Мораль, Хуан Антонио. Разрабатывайте программы LeJOS Шаг за шагом , " http://www.juanantonio.info/lejos-ebook/ ".

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный LEGO Mindstorms
  • Lego Mindstorms в Керли