Робот конструктор программируемый: Программируемый Робот конструктор, ротоботехнические наборы купить в Москве — Роботбаза

Содержание

Робототехника для детей. Конструкторы для программирования

Для поверхностного изучения робототехники подойдёт любой из стартовых наборов. Но, если вы планируете заниматься робототехникой серьёзно, то стоит посмотреть чуть глубже. Нужно оценить возможности каждого конструктора (виды датчиков, мощность и функциональность микроконтроллеров, наличие тех или иных частей для создания корпусов и др.).

Хорошей базой всевозможных датчиков, элементов конструкций и ПО для программирования роботов конструктор LEGO и VEX Robotics.

Если же вы хотите практически безграничных возможностей, то нужно обратить внимание на торговую марку Arduino. но нужно самостоятельно придумывать конструкции ваших роботов. Не удивительно, что с использованием этой платформы часто делают роботов из фанеры ,картона, оргстекла или печатают детали на 3D принтере.

Отечественный конструктор ТРИК также даёт большие возможности для творчества, т. к. здесь в комплекте есть камера, микрофон, акселерометр. А если вы присматриваетесь к конструкторам без проводов, то обратите внимание на конструктор Arduino и Robo Wunderkind.

 

Вам будет это интересно: детский клуб робототехники РОБОТЕРРА

Конструктор Arduino

Возрастная категория от 7 до профи

Торговая марка Arduino – это инструменты для создания не только роботов, но и множества различных гаджетов. Для роботостроителей здесь есть микроконтроллеры, всевозможные датчики, двигатели, сервомоторы, платы расширений, LCD дисплеи, светодиоды. Но под этой торговой маркой не производятся элементы корпусов или каркасов для сборки роботов. Здесь также нет элементов для монтажа. Программировать микроконтроллеры Arduino можно с помощью бесплатной среды разработки Arduino IDE, MBlock, Scratch с открытым исходным кодом

Коструктор ТРИК

Возрастная категория от 12 лет

Это российский металлический конструктор. Разница между наборами в количестве датчиков и деталей, но в каждом наборе есть контроллер ТРИК, видеокамера и микрофон. Программирование возможно на С, С++/Qt, JavaScript, С#/F# (.NET), Python и Java. Есть также собственная среда разработки — TRIK Studio, которая работает на Windows и Linux

Конструктор LEGO Education WeDo, стартовый набор «ПервоРобот»

Возрастная категория 5-8 лет

Изделия, созданные с помощью этого конструктора, сложно назвать роботами, скорее простыми механизмами. Собранный механизм должен быть подключен к компьютеру через USB-кабель, чтобы он функционировал. Для программирования используется визуальное программирование, то есть ребенок составляет программу из блоков-действий

Конструктор LEGO Education WeDo 2.0

Возрастная категория 7-10 лет

В отличие от первой версии, здесь уже можно собирать автономных роботов, ведь готовый робот работает на двух батарейках AAA, а взаимодействие с ПК происходит по Bluetooth . СмартХаб, который играет роль связующего звена между ПК/планшетом и электроникой робота. Т.е. все программы, которые вы напишите, будут работать на ПК или планшете. В стартовый набор уже включено бесплатное базовое ПО, в состав которого входят стартовые проекты. Русский язык есть. ПО работает на Windows (7, 8.1 и RT), MacOS, iPad, Android-планшетах и взаимодействует с микрокомпьютером через Bluetooth 4.0. Программирование здесь визуальное, аналогичное первой версии конструктора. Кроме того есть возможность программировать с помощью Scratch 2.

Конструктор LEGO Mindstorms Education EV3

Возрастная категория от 10 до 18 лет

Серия Lego Mindstorms познакомит ребят с принципами робототехники, научит азам составления алгоритмов и программированию. Внутри огромной коробки вы найдёте все необходимое для постройки собственных роботов. В комплекте идёт инструкция для создания нескольких моделей. Есть тематические наборы

Конструктор TETRIX/MATRIX

Возрастная категория с 12 лет

Предназначенные для развития навыков инженерного конструирования и программирования роботов в средней и старшей школе. С помощью конструктора этой серии вы сможете строить прочных металлических роботов на радиоуправлении, в том числе и различные средства передвижения и механизмы. А чтобы создавать программируемых роботов из этого конструктора вам понадобится оборудование и программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 или NXT. В конструкторе MATRIX есть пульт управления

Конструктор Hovis Lite

Возрастная категория от 7 лет

Пластмассовый конструктор для создания человекоподобных роботов. Есть возможность детали распечатать на 3D-принтере. Для программирования используется бесплатная программа для редактирования, тестирования и записи движений и фирменная бесплатная графическая среда разработки, с возможность просмотра готового кода в виде C-подобного языка, а так же Microsoft Robotics Developer Studio, DR-C, Microsoft Visual Studio и AVR Studio и другие.

Конструктор VEX EDR/VEX IQ/VEX PRO для профессионалов

Возрастная категория от 10 лет

Предназначен для для школ, институтов, так и для продвинутых роботостроителей.

Программируются роботы этой серии с помощью RobotC, easyC (программирование на языке C с помощью перетаскивания блоков), Flowol (программирование с помощью блок-схем) или Modkit (визуальное программирование с помощью блоков). Все среды разработки платные.

Конструктор Технолаб

Возрастная категория от 5 лет до профи

Всего модулей семь Наборы собраны для желающих заниматься робототехникой в зависимости от возраста и степень подготовленности и называются модулями.. Это модули предварительного, начального, базового, базового соревновательного, профессионального, исследовательского и экспертного уровней. Программирование роботов доступно во всех модулях кроме модуля предварительного уровня.

Конструктор Robo Wunderkind

Возрастная категория от 5 лет

Состоит из модулей в форме куба, Модули соединяются друг с другом без проводов с помощью специальных соединительных элементов Программировать готового робота можно с помощью специального приложения, доступного для iOS, Android и Windows. Программирование визуальное. Кроме того поддерживается Scratch.

 

Программируемый робот для детей: полный обзор, отзывы

Согласно последним опросам родителей, проведенным социологами в нашей стране, все большую популярность завоевывают конструкторы по робототехнике для детей, причем не только среди школьников старших классов, но и среди 4-5-летних малышей.

Сейчас на отечественном рынке представлен огромный выбор комплектов, которые рассчитаны на детей самых разных возрастов, с разным уровнем подготовки и знаний.

Особенности конструкторов

Все программируемые роботы объединяет не только функция игры, но и обучения. Конструкторы для школьников зачастую сопровождаются рабочими тетрадями, учебниками, глоссариями, методическими материалами для учителя. Комплекты для младших групп, в частности для дошкольников, не рассчитаны на использование серьезных педагогических материалов, однако, и в этом случае ребенок не просто играет, а изучает в доступной форме механизмы, физические законы.

Бесспорно, робот-конструктор для детей четырех — шести лет не предлагает сбор и программирование человекоподобного андроида. На начальных этапах робототехника – это изучение моделей, работа с простейшими моторами и т. д.

Возрастные группы

Сегодня роботы-конструкторы выпускаются для детей в возрасте от четырех до пятнадцати лет. Продуманный набор соответствует уровню знаний юного конструктора или инженера: чем старше ребенок, тем сложнее ему предлагаются модели. Большинство производителей предлагают модели для следующих возрастных групп:

От 4 до 6 лет

Простые модели с яркими и крупными деталями и увлекательным содержанием. Обычно, в этом случае малышу предлагают собрать самолетики, машинки, животных, чтобы получить первое представление о том, что такое механизм. Задача таких конструкторов для малышей состоит в том, чтобы развить мелкую моторику ребенка, усидчивость, внимание, изобретательность, обучить работе в команде.

От 7 до 9 лет

Робот-конструктор по робототехнике для младших школьников становится более сложным. Это можно сказать как о самих моделях, так и об изучаемых темах. Дети более подробно знакомятся с физическими законами и явлениями, начинают изучать работу различных датчиков. По этой причине такие наборы с успехом используются на уроках физики. Многие комплекты предлагают не только построить машинку, но и заставить ее двигаться: ехать по линии, отъезжать от края стола.

От 10 до 15 лет

Программируемый робот для старших школьников, подразумевает практически полное погружение в робототехнику (исключая моделирование и печать деталей, хотя набор от Fischertechnik позволяет собрать настоящий 3D-принтер). Работа с механизмами в этом случае сочетается с программированием – комплекты могут поставляться с программируемыми платами, чтобы будущий инженер мог увидеть, как они функционируют, и попробовать задать команды самостоятельно.

LEGO

Один из самых популярных и известных в мире брендов является и признанным лидером в образовательном роботостроении. Во многих школах на занятиях используются именно его комплекты, которые отличаются универсальностью, широким набором материалов для педагогов, наличием рабочих тетрадей.

Известный бренд предлагает несколько линеек для детей разных возрастов. Для самых маленьких подойдут «Первые механизмы» (5+) или «Простые механизмы» (7+). Занятия с этими конструкторами не требуют серьезных знаний в роботостроении, наборы лишь знакомят детей с тем, что такое и как функционирует механизм. Будущий инженер-конструктор узнает, как работают рычаги, зубчатые колеса и многое другое.

Линейки WeDo и WeDo 2

Эта игрушка робот программируемый, позволит ребятам от 7 до 10 лет собрать первый настоящий механизм. Комплекты состоят из множества деталей для тела робота, а также самые разные датчики (наклона, движения), дидактические материалы, программное обеспечение.

В отдельную группу следует выделить конструкторы, в которых подробно разбираются темы, связанные не только с физическими явлениями, но и с некоторыми другими дисциплинами, технологией, к примеру. К таким наборам можно отнести «Возобновляемые источники энергии», «Пневматику» и другие.

MINDSTORMS Education EV3

Это самые сложные из предлагаемых LEGO конструкторов, которые предназначены для учащихся средней школы. Комплекты позволяют создать полноценного сборного программируемого робота, имеющего различные датчики, который способен взаимодействовать с другими роботами от этого производителя.

Huna

Южнокорейские специалисты, разрабатывая программируемые конструкторы для детей, придерживаются правила — «От простого к сложному». Уже детям с шести — восьмилетнего возраста бренд предлагает собрать несложные механизмы с двигателем, датчиками, которые определяют расстояние, звуковым сопровождением. В основу таких комплектов заложены знакомые всем малышам модели: герои сказок (к примеру, Паровозик Томас или персонажи из «Трех поросят»), машинки, животные. Каждый комплект оснащен понятной инструкцией, которая поможет ребенку (конечно, с помощью взрослых) собрать интересную движущуюся модель.

MRT (My Robot Time)

Ребят постарше заинтересует эта линейка, в которой можно подобрать комплекты посложнее. Во все наборы входит мотор, датчики и прочие необходимые элементы. Главной особенностью программируемых роботов от Huna является возможность соединения деталей по всем шести сторонам.

Интересной разработкой компании стали наборы для совместной, групповой работы: ребята могут построить зоопарк и даже город или пофантазировать на темы «Новый год и Рождество», «Мечты и реальность».

Fischertechnik (Германия)

Не уступает конкурентам и этот немецкий производитель, который подготовил наборы для детей разных возрастных групп. К примеру, для начинающих изобретателей в возрасте от пяти лет создан «Набор для малышей», а также «Супернабор для малышей».

Каждый такой комплект позволит ребенку построить несколько моделей самолетов, машинок, подъемный кран и другие понятные и знакомые объекты.

Младшим школьникам компания Fischertechnik предлагает решить более сложные задачи. К примеру, построить машину, двигающуюся от солнечных батарей или трактор с дистанционным управлением. Бренд разработал наборы для изучения оптических явлений, пневматики, топливных элементов, законов динамики, различных двигателей. Эти и другие подобные образовательные конструкторы помогут ребятам в игровой форме ознакомиться с различными сторонами школьного курса физики, но, главное, – применить теоретические знания на практике.

Engino (Кипр)

Бренд, известный огромным ассортиментом самых различных образовательных интерактивных программируемых роботов. Кроме того, компания Engino предлагает оригинальную серию для девочек: детали конструкторов выполнены в пастельных тонах, а сами модели ближе прекрасной половине человечества.

Mechanical Science и Discovering Stem

Нельзя не отметить и эти серии от компании Engino. С их помощью ребенок наглядно изучит различные физические явления — работу рычагов, кривошипов, клиньев, познакомится с законами Ньютона и солнечной энергии. Stem расшифровывается как Science (наука), Technology (технология), Engineering (инженерное дело) и Mathematics (математика). Этим областям и посвящены конструкторы.

Makeblock (Германия)

Самые интересные конструкторы-роботы, производимые этой компанией, – это, бесспорно, те, что можно использовать по назначению после сборки. К примеру, Airblock Drone или Laserbot гравировщик, которые позволяют собрать катер или дрон на воздушной подушке. Наборы укомплектованы всем необходимым для полноценной работы устройства. Например, юному гравировщику потребуется лазерная головка, программное обеспечение, кронштейны и многое другое.

Silverlit — программируемый робот (36 функций)

Эта технологичная уникальная игрушка от китайских производителей является настоящим чудом. Программируемый робот обладает тридцатью шестью функциями, а в комплекте с ним идет еще и небольшой робот. Основной герой комплекта умеет:

  • выполнять последовательные действия (не более тридцати шести за один цикл), из которых наиболее интересны повороты, удар ногой, ходьба вперед и назад, выражение обеспокоенности, танцы, обхождение препятствий;
  • реагировать на громкие звуки. При хлопке в стороне от робота Silverlit, он издает звук;
  • охранять помещение: робот предупреждает знаками ребенка о том, что перед ним появилось какое-то препятствие;
  • общаться со своей мини-копией Maxi Pals, подавая световые сигналы;
  • сверкать глазами, поворачивать голову, шевелить суставами ног и рук;
  • удерживать нетяжелые предметы в руках.

Роботы от Silverlit изготовлены из качественных материалов. В комплект входит дистанционный пульт управления, который для удобства можно закрепить на спине робота. Программируемый робот Silverlit небольшого размера. В комплект поставляются батарейки, но только к основному, большому роботу Maxi Pals.

Эта игрушка заинтересует детей с пяти лет. Выглядят роботы очень симпатично — оригинальные космонавты, одетые в оригинальные скафандры. Игрушка имеет особый датчик, позволяющий обходить препятствия и сканировать пространство.

Конструкторы-роботы человекоподобные, программируемые

Наверное, совсем скоро роботы-андроиды станут незаменимыми помощниками домашних хозяек: они смогут готовить пищу и убирать в доме. Пока такие модели используют лишь в развлекательных или образовательных целях.

Darwin-mini

Элементы робота от компании Robotic совместимы с конструктором серии Dream, того же бренда. Рост робота составляет 26,95 см, семнадцать сервомоторов используется для движений. Передвигается он со скоростью 24 см/сек, аккумулятор рассчитан на полчаса непрерывной работы.

В комплект набора входит модуль Bluetooth. А вот гироскопического и других датчиков в этом комплекте нет. Контроллер с открытой платформой управляет роботом. Она оборудована четырьмя портами, к которым подключаются дополнительные датчики-светодиоды, которые в комплект не входят, но могут понадобиться для выполнения некоторых дополнительных задач.

Для сборного программированного робота применяется бесплатное ПО RoboPlus. Поведение робота можно запрограммировать с помощью редактора RoboPlus Task, а более сложные движения — используя программу RoboPlus Motion.

Bioloid Premium Kit

Комплект от известной корейской компании Robotics. Помимо трех человекоподобных роботов, можно собрать из предлагаемого комплекта 26 различных механизмов. Комплект рассчитан на детей старшего и среднего школьного возраста.
Собранный робот имеет: гироскоп, два инфракрасных датчика препятствий, 18 сервомоторов, инфракрасный датчик расстояния. Кроме того, в конструкцию включены датчики напряжения, температуры, микрофон. В комплекте входит пульт дистанционного управления.

Отзывы покупателей

Программируемые роботы детей — это интереснейшие игрушки, способные увлечь детей с очень раннего возраста. Они развивают мышление, фантазию, знакомят ребят со многими природными явлениями и физическими законами. Многие родители отмечают, что эти игры позволяют прекрасно проводить время с детьми.

Роботы-игрушки. Топ-10 проектов c Kickstarter для развития ребенка и обучения программированию / Хабр

Одним из направлений робототехники стали интеллектуальные игрушки для обучения детей творчеству, основам наук и программированию. Порой такие детские роботы уже обладают элементами искусственного интеллекта (ИИ) и способны самообучаться в процессе общения.  Воплотить в жизнь самые оригинальные идеи из детской игровой робототехники помогают небольшим стартапам платформы Кикстартер и Индигого. Из представленных на этих краудфандинговых платформах проектов мы сформировали подборку наиболее востребованных идей, получивших финансирование для дальнейшего развития проекта.

Clicbot – обучающий робот-игрушка

Clicbot – универсальный программируемый робот-игрушкаhttps://youtu.be/sJaa1-Vnz4E

Clicbot – универсальный программируемый робот-игрушка. Благодаря модульной конструкции робот можно собрать в виде гуманоида, двух и четырех колесной тележки, манипулятора, напоминающего формой и движениями промышленные роботы-автоматы. Имеется 50 предварительно запрограммированных забавных конструкций и множество других вариантов для самостоятельного творчества.

Интерактивный Clicbot способен слушать собеседника и реагировать на его действия. Хотя, он и не предназначен для использования в качестве полностью автономного робота-компаньона, но его поведение может легко программироваться. У Clicbot более 1000 настроек и каждая имеет свои под варианты. Он может ходить, ползать, танцевать, ездить, участвовать в гонках или даже подавать утренний кофе, увлекая детей занятиями по робототехнике и программированию.

Головной блок управления включает акселерометр, гироскоп, датчик расстояния, микрофон, динамик, модуль Wi-Fi. Видеокамера позволяет распознавать лица и образы, команды управления, поддерживает технологию FPV (First-Person View) для телеприсутствия и удаленного  наблюдения. Для программирования Clicbot можно использовать графический редактор Google Blockly или язык Python

На платформе Кикстартер ClicBot собрал $903 248 от 1678 спонсоров.
keyirobot.com

Bittle – программируемый роботизированный кот

Bittle – это игрушечный аналог роботов от Boston Dynamic. Он чем-то напоминает и другого робота-собаку – Sony Aibo. Но при этом Bittle продается по цене роботизированной игрушки в виде конструктора для самостоятельной сборки.

Bittle умеет ловко преодолевать препятствия, двигаясь на четырех лапах как настоящие животные. Он может запоминать десятки шаблонных движений, выполнять причудливые трюки по командам с пульта управления. А в случае потери равновесия и опрокидывания робот способен вернуться в исходное положение и продолжить движение к цели.

Bittle создан на основе доработанной платы Arduino, для сложных движений использует различные датчики и внешние устройства. Плата управления включает процессор Atmega328P/16 МГц, 2 КБ памяти SRAM и 32 КБ флэш-памяти. Кроме того есть инерциальный измерительный модуль, блок ШИМ для 12 сервоприводов, инфракрасный приемник и зуммер. Есть 4 разъема для модулей расширения.

Bittle – это открытая платформа, позволяющая объединить гаджеты разных производителей в единую систему. Добавить роботу возможности ИИ можно подключением микрокомпьютера Raspberry Pi. Написанная на Python программа может запускаться на Raspberry Pi и других поддерживаемых процессорах, управляя Bittle через проводное или беспроводное соединение.

Для упрощенного программирования есть фреймворк OpenCat. Он определяет минимальную структуру данных и алгоритмы движений для четвероногих роботов. Вы сможете научить Bittle новым навыкам и трюкам, чтобы выигрывать призы в соревнованиях международного сообщества OpenCat.

На развитие проекта Bittle на Индигого было собрано $709 391 от 2505 спонсоров.
petoi.com

MOSS – универсальный инструмент для обучения программированию

Комплекты MOSS от компании Modular Robotics –  это оригинальный конструктор для создания роботов. Разнообразные по назначению, программируемые кубики (Cubelets) легко комбинируются и позволяют собирать сотни разнообразных роботов.

Подбор кубиков в процессе сборки робота имитирует процесс простейшего программирования. Программирование с помощью графического редактора Blockly и MOSS Scratch задает алгоритмы контроля датчиков и управления исполнительными механизмами для движения, поворотов, подачи световых и звуковых сигналов.

Программировать и управлять роботом можно через Bluetooth с помощью смартфона или планшета с клавиатуры или пульта дистанционного управления.

При первоначальной цели на Кикстартер в $100 000 для финансирования проекта удалось собрать $361 293.

modrobotics.com

Makeblock Neuron – платформа электронных строительных блоков

Makeblock Neuron – это удобная для сборки программируемая платформа с использованием электронных строительных блоков. Более 30 типов блоков в виде кнопок, джойстиков, сенсоров и датчиков звука, освещенности, температуры, влажности и других параметров позволяют создавать множество оригинальных гаджетов.

Для соединения блоков между собой предусмотрены подпружиненные разъемы с магнитами. Помогает при этом интуитивно понятная система программирования. Каждый блок уже имеет предварительно запрограммированную функцию. Программировать новые функции можно в приложении Neuron или в редакторе mBlock 5. Для беспроводной передачи сигналов управления используются технологии Bluetooth и Wi-Fi.

Проект Neuron от китайской компании Makeblock получил на Кикстартер одобрение 1464 спонсоров, вложивших в развитие этой идеи $367 129.

makeblock.com

Thimble: новая электронная игрушка каждый месяц

Электронные наборы компании Thimble предназначены для любознательных детей и взрослых. Они помогают в увлекательной форме изучать основы электроники, робототехники, мехатроники и программного обеспечения. Новые наборы деталей для создания высылаются по подписке ежемесячно.

Среди наборов Thimble представлены комплекты для сборки игровых контроллеров, музыкальных синтезаторов, устройств для Умного дома. Можно заняться сборкой более сложных программируемых роботов на микроконтроллере Arduino с управлением через Wi-Fi.

Для начинающих предназначены более простые наборы: различные световые и музыкальные игрушки, термометры, таймеры, дверные звонки. Приложение Thimble включает пошаговые руководства по сборке и позволяет обмениваться опытом и знаниями с другими сборщиками каждой игрушки.

Для развития проекта Thimble через Кикстартер собрано $295 760 от 1776 заинтересованных заказчиков.

thimble.io

MarsCat – домашний робот-кот

Полностью автономный, интерактивный MarsCat – идеальный робот-игрушка с программируемыми возможностями. Он может выражать эмоции мяуканьем, движениями тела и глаз. Сделать поведение MarsCat натуральным и выразительным помогают 16 серводвигателей.

Программируемый микроконтроллер ATMega2560 позволяет реализовать 6 программируемых шаблонов поведения, MarsCat может быть восторженным или задумчивым, энергичным или ленивым, общительным или застенчивым.

Моделировать поведение настоящего животного помогают алгоритмы ИИ, реализуемые миникомпьютером Raspberry PI. Приобретенные одним роботом навыки и шаблоны поведения хранятся в отдельном модуле памяти и могут быть легко воспроизведены в другом роботе простой заменой памяти. Программировать поведение робота MarsCat помогает специальный комплект разработчика.

Реализовать проект MarsCat в жизнь помогли 227 спонсоров, вложивших в эту идею через Кикстартер $213 198.

elephantrobotics.com

Робот-автомобиль Zumi

Роботизированный автомобиль Zumi помогает детям изучать основы сложных наук, писать программы с использованием блочного кодирования и языка Python. Более опытные программисты смогут создавать программы для уникальных экспериментов с беспилотными автомобилями, научатся проектировать собственные нейронные сети, чтобы обучить Zumi классифицировать объекты и распознавать лица и жесты людей.

В процессе передвижения по трассе Zumi использует Tensor Flow и Open CV – это те же самые программные инструменты, что есть и у настоящих беспилотных автомобилей.

Прототип Zumi был удостоен награды «Лучшая инновация» в категории «Роботы и дроны» на выставке CES 2019

Реализовать проект Zumi в жизнь помогли 888 спонсоров, вложивших в эту идею через $150 091

shop.robolink.com

ROYBI – портативный робот-компаньон с ИИ

Портативный компаньон на базе ИИ создан для обучения детей иностранным языкам и базовым навыкам точных наук. Интерактивный робот идентифицирует ребенка по лицу, распознает эмоции и демонстрирует дружелюбное поведение для вовлечения детей в процесс обучения. Система распознавания голоса позволяет оценивать точность ответов и произношения.

ROYBI взаимодействует с повсеместно доступной онлайн-платформой для обучения детей и взрослых. Контролировать и оценивать занятия помогают формируемые роботом отчеты с рекомендациями по улучшению процесса обучения.

ROYBI был включен в США по версии CNBC в список 100 наиболее перспективных стартапов в 2019 году.

Запущенный на платформе Индигого проект ROYBI привлек $120 538

roybirobot. com

Заботливый Kiki

Kiki – это робот-компаньон для детей и взрослых. Он распознает эмоции и действия собеседника, способен реагировать на них. Робот развивает свои уникальные способности в зависимости от особенностей взаимодействия с окружающим миром, при этом меняется и его поведение.

Высокопроизводительный встроенный процессор позволяет Kiki запускать модели глубокого обучения, чтобы распознавать лицо и адекватно воспринимать реакции собеседника. Несколько сенсорных датчиков в разных частях корпуса помогают воспринимать поглаживания, а всенаправленные микрофоны позволяют искать человека даже вне поля обзора камеры.

Реалистичное поведение этого робота базируется на исследованиях ведущих психологов о личностных особенностях человека. Действия в соответствии с заложенными моделями поведения и обучения обеспечивают некую осмысленность и логичность поступков Kiki.

Самообучающийся робот Kiki собрал на платформе Кикстартер $105 611.

kiki. ai

Smartipresence – простой робот телеприсутствия

Конструктор Smartipresence поможет создавать собственных недорогих роботов телеприсутствия на основе любого смартфона.

Запущенное на смартфоне приложение поддерживает режим ИИ и позволяет распознавать образы с помощью облачного сервиса. По команде пользователя Smartipresence в сеансе видеосвязи будет сопровождать человека или даже домашнее животное, чтобы его лучше видел удаленный собеседник. Режим действий Smartipresence задается через приложение на смартфоне.  Smartipresence можно визуально программировать в среде  Scratch, либо с помощью Espruino на основе языка JavaScript.

Этот проект английского инженера Росса Аткина уже поддержали на Кикстартер 186 спонсоров, собравших для запуска проекта $17329.

В этой подборке мы собрали наиболее интересные и перспективные модели детских роботов-игрушек, включающие технологии телеприсутствия, распознавания речи и голоса, автономность действий и поведения на основе ИИ и машинного обучения, которые еще недавно были доступны лишь «взрослым роботам».  


Напишите в комментарии, а какие на ваш взгляд наиболее перспективные роботы-игрушки есть на рынке или уже у вас дома?


Нам было интересно сделать такой обзор, чтобы проанализировать какие технологии внедряются в роботов для детей, как решаются задачи human interaction для самой маленькой по возрасту аудитории. Мы в Dragon Tree Labs работаем над системами взаимодействия роботов и людей, интерфейсами в широком смысле, создавая интуитивно-понятные принципы коммуникаций. Это откроет новые возможности для работы, обучения, развлечений и общения, без оглядки на возраст, расстояние, мобильность и физические ограничения пользователей. Читай наш блог и следи за нашими разработками и достижениями.

CSC 297 Конструкция робота: центральное управление

CSC 297 Конструкция робота: центральное управление
CSC 297 Строительство роботов: центральное управление

Если бы у меня были мозги…
источник изображения

Введение

Во многих отношениях «интеллект», воплощенный в роботе, может
рассматривать как распределенный атрибут, который начинается с механического
компонентов и распространяется вверх через приводы и датчики, их локальные
драйверы и контроллеры, различные вспомогательные контроллеры,
(обычно, но не всегда) центральному координирующему контролеру высокого уровня.

Это центральный контроллер и его программирование.
считается интеллектом робота.
Это не единственный способ думать об интеллекте роботов.
Существует давняя традиция, наиболее известная из которых была представлена ​​Родни Бруксом.

(Википедия),
рассматривать интеллект как существенно распределенную
явление, возникающее в результате кооперативного взаимодействия компонентов системы.
Из этой точки зрения можно многому научиться как с философской
и как модель биологического интеллекта.
Однако текущая практика и технологии, а также, возможно, человеческие способы
мысли, способствуют концентрации
вычислительные ресурсы и централизованная координация деятельности.
Другими словами, большинство современных роботов, даже если они содержат сложные
вспомогательные контроллеры, заканчиваются координирующим «мозгом».

Безопасность и три закона

У роботов Азимова был «позитронный мозг», который управлял всем
и таинственным образом применил три закона робототехники

(Википедия)
на каком-то фундаментальном уровне.
Эта магия обеспечивала безопасность людей (и роботов).
К сожалению, никто не знает, как определить «законы» Азимова.
или реализовать с точки зрения современных технологий.
«Центральный контроллер робота» в основном является синонимом
с «программируемым процессором общего назначения с вычислительной
полный набор инструкций», также известный как компьютер.
Таким образом, три закона робототехники существуют лишь постольку, поскольку они
запрограммированы конструктором, и поэтому они обычно
отсутствует и/или глючит.
Хорошо спроектированные специализированные процессоры для управления питанием, связью,
и управление двигателем, часто имеют низкий уровень безопасности и функциональности
встроенные гарантии (например, они отключатся при перегреве).
Возможно, это начало, но до признания человека еще далеко.
и определение того, что какая-то операция может повредить его.

Следствие тезиса Черча-Тьюринга

(Википедия)
это завершение вычислений
устройство может быть запрограммировано для вычисления всего, что может любое программируемое устройство.
вычислить (с учетом только ограничений ресурсов).
Таким образом, он может запускать ошибочные, вредоносные или вредоносные программы.
Это также (интересный) факт, что общая программируемость не требует
много структуры для достижения.
Оказалось довольно сложно спроектировать незавершенный в вычислительном отношении
наборы инструкций, полезные за пределами очень узких областей.
На самом деле неожиданно оказалось, что более одного языка специального назначения
быть вычислительно полным, или стало таковым с добавлением того, что казалось
безобидная удобная функция.

Программистам хорошо известно, что новые программы
(и вторая, третья и четвертая версии…) почти никогда не бывают «правильными»
в том смысле, что они работают, как предполагалось.
Контроллеры роботов не являются исключением из этого правила.
Разница в том, что классические компьютеры мало влияют на
физического мира и, таким образом, представляют небольшой прямой риск физического
повреждения или травмы независимо от того, какую программу они выполняют.
Робот, который по определению предназначен для сильного взаимодействия с физическим
мир — другое дело.
Плохо управляемый робот может физически повредить себя, свое окружение,
и ранить окружающих.
Есть причина, по которой большинство современных роботов либо такие маленькие и легкие,
что они могут причинить лишь незначительную травму или прочно закреплены внутри клеток
или зоны отчуждения людей.

Одна из самых больших задач робототехники — производство робототехнических систем.
который будет выполнять «безопасные» команды, но прерывать или изменять «небезопасные».
В каком-то смысле это явно невозможно, так как всегда может быть
какая-то опасность, о которой робот не «знает»
(придумано из проблемы остановки, если ничего другого).
Но даже решение строго ограниченных задач, таких как наличие робота-манипулятора
гибко передвигаться,
но не сталкиваться с общей статической средой
невероятно сложно.
И это без багов в программе.

Один из простых подходов к безопасности — сделать роботов медленными, слабыми и физически
прочные, так что, что бы они ни делали, они вряд ли серьезно повредят
себя или находящихся рядом людей.
Мы подчеркнем этот подход в CSC 297.
Другой — заключить их в запретные зоны, что, по крайней мере, удерживает людей.
вне опасности.
В любом случае всегда следует исходить из того, что робот может в любой момент
все, на что он физически способен.

Мозги и мускулы

Для целей этого курса мы будем рассматривать «мозги» робота как
любые процессоры общего назначения, которые конструктор может запрограммировать
чтобы помочь реализовать все, что делает робот.
Все остальное будем считать «мускулом».
Обратите внимание, что это порог, ориентированный на конструктор.
Контроллеры более низкого уровня, например, часто имеют «программируемые» параметры.
Пока компоненты используются в режиме «черного ящика»,
реализация простого, четко определенного поведения,
мы будем считать их частью мускулов.
Немного более проблематичным является случай, когда конструктор
программирование низкоуровневых алгоритмов управления в общее назначение
процессоры.
Примем эти процессоры за мозг, так как их функция
не имеет узких ограничений с точки зрения конструктора.

Так как же компьютер становится частью робота?
Как упоминалось в разделе об управлении двигателем,
большая часть искусства и проблемы робототехники заключается не в том, чтобы идентифицировать
компьютеры, приводы и датчики как отдельные компоненты,
но в создании функциональных связей между ними.
Компьютеры манипулируют абстрактными битами; приводы и датчики имеют дело с физическими
реальность.
Они населяют принципиально разные миры, не
исторически хорошо связаны.
И, как это было у Гамлета, есть загвоздка

(Википедия).

Немного истории

Старые недобрые времена

Вначале, если бы вы были конструктором роботов,
вы сделали своего робота из компонентов, предназначенных для промышленных
автоматизация.
(Или если бы вы были действительно сумасшедшим и у вас были бы годы времени и миллионы
долларов на найм инженеров, вы разработали и построили свои собственные компоненты
и их интерфейсы с нуля.)

Промышленные компоненты поставлялись с проприетарными интерфейсами,
и чтобы использовать их, вам обычно приходилось покупать проприетарное программное обеспечение, чтобы общаться с ними.
и часто проприетарное оборудование для запуска проприетарного программного обеспечения.
Это сильно ограничивало гибкость.
И стоил очень дорого.
Кроме того, программное обеспечение, как правило, было написано с определенным
приложение в виду, что обычно не совсем подходит для того, что вы
хотел сделать.
Но так как он был проприетарным, вы не могли модифицировать его, чтобы он делал то, что вам нужно.
действительно хотел, или даже узнать, как то, что он сделал, было на самом деле реализовано.
Конструкторы роботов в те дни тратили много усилий на обратный инжиниринг.
проприетарные системы и обход их ограничений.

Если вы хотите запрограммировать операции, выходящие за рамки
то, что было задумано инженерами системы, в которую вы купились,
единственным выбором для вычислений был мейнфрейм, который
имел собственную операционную систему, чтобы мешать, и нуждался во всевозможных
аппаратных и программных надстроек, чтобы он мог направлять проприетарные
система автоматизации, которой вы хотите управлять.
И этот мейнфрейм и его система питания никуда не двигались,
так что забудьте о мобильных системах с тесно связанным управлением
(если только не засунуть в грузовик, и да, ранние конструкторы так и делали)

Лучшие времена

Ситуация улучшилась за последние 30 лет.
С вычислительной стороны,
мэйнфрейм уступил место мини-компьютеру, который уступил место
настольный компьютер, который уступил место ноутбуку (который вы могли разумно
помещается в мобильного робота).
Сегодня у нас есть смартфон, который если и не идеален для управления
роботы, воплощает технологию, которая есть.

Со стороны исполнительного механизма/датчика стандарты для компонентов автоматизации
постепенно становятся широко распространенными и относительно открытыми.
По мере того, как системы, управляемые компьютером, вошли во все аспекты
потребительские технологии от игрушек до телевизоров, автомобилей и печей
и холодильники,
разнообразие доступных компонентов взорвалось, цена
резко упали, и производители все чаще придерживаются широко
доступные стандарты.

С точки зрения конструктора-любителя еще большую роль
был сыгран на рынке игрушек и хобби на радиоуправлении.
Были энтузиасты радиоуправляемых самолетов (а также лодок и транспортных средств).
долгое время

(Википедия).
Первоначальная технология, однако, была довольно неуклюжей, и применение
специфический.
Разработка крошечных недорогих цифровых микроконтроллеров
произвел революцию в отрасли.
Компоненты стали меньше, дешевле, быстрее, точнее,
более стандартизированы и более доступны.
Они также стали программироваться электронным способом, и, таким образом,
намного более гибкий.
И были разработаны легкодоступные информационные форумы (форумы?) для любителей.
в Интернете.
Внезапно построить свой собственный радиоуправляемый автомобиль или модифицировать серийный автомобиль.
сделать что-то интересное было намного проще.

Поскольку все они соответствуют единому простому стандарту управления,
Стандартные компоненты RC

(Википедия)
просты в использовании с минимальной инфраструктурой и
техническое образование.
По сути, стандарт использует сигнал ШИМ с частотой 50 Гц для кодирования одиночного сигнала.
аналоговое значение, которое может представлять положение, угол, скорость, интенсивность,
или любой другой
одномерная величина, которую компонент может активно поддерживать.
Сигналы управления легко генерируются недорогими аналоговыми ИС.
(например, микросхема таймера 555) и простые микроконтроллеры.

Радиоуправляемые сервоприводы обеспечивают доступное управление положением для небольших роботов
всех видов.
Небольшие мощные электродвигатели с регулируемой скоростью для радиоуправляемых самолетов и
автомобили хороши для всего, что должно двигаться быстро.
Добавьте легкие и недорогие цифровые акселерометры и гироскопы,
и перезаряжаемые литий-полимерные батареи, а также автономно
стабилизированные игрушечные квадрокоптеры можно купить или построить менее чем за 100 долларов.
Стандарт RC также вызвал интерес любителей к более крупным, обычно
дистанционно управляемые, а иногда и полуавтономные механизмы, такие как
участники соревнований боевых ботов и школьных соревнований «роботов».
Этот рынок снизил цены и увеличил доступность более крупных
компоненты, подходящие для автоматизации

В первые десятилетия 21 века рынок хобби развивался для
артефакты, которые определенно являются роботами в нашем понимании этого слова
(взаимодействие с физическим миром под адаптивным, внутренним контролем).
Система LEGO Mindstorms

(Википедия)
был ранним игроком, но теперь есть ряд
более гибких и менее «игрушечных» платформ на рынке.
Добавьте относительно недорогие 3D-принтеры, которые позволяют легко воспроизводить
сложных физических частей и
в общем, это похоже на золотой век для любительского конструктора роботов.

Аппаратное обеспечение мозга

Хорошо, вернемся к трению.
Только какое железо доступно конструктору мозгов роботов?
В основном есть три варианта:
микроконтроллеры (как

Ардуино
обеспечивает),
ПК или более крупные системы (например, ваш ноутбук),
и «карточные компьютеры» (например,

Raspberry Pi).
Это не исключительный выбор.
Любой или все эти типы компонентов в любой комбинации
может подходить для данного применения робота.
Однако часто бывает так, что конструктор заканчивается программированием.
преимущественно на одном уровне.
Тогда для этого конструктора «мозги» лежат там.

1. Микроконтроллеры

Классический выбор для встроенных вычислений — микроконтроллер.

(Википедия).
Для простых автономных роботов, которым не нужно видеть или
другие ресурсоемкие задачи, микроконтроллерные мозги
очень привлекательный.
Платы Arduino, которые мы будем использовать в этом курсе
микроконтроллеры снабжены доступными выводами и достаточно
дополнительная схема, чтобы дать им некоторую защиту от разрушения
начинающими конструкторами и обеспечивают простой программный интерфейс.

По сути, микроконтроллер является программируемым, универсальным.
процессор-на-чипе
со схемой интерфейса, которая облегчает работу с датчиками и
приводы в режиме реального времени, а не пакетная обработка цифровых данных.
Обычно микропроцессоры имеют встроенные цифровые входы и выходы.
Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, а также одна или несколько схем точных часов.
Встроенные операционные системы, как правило, минимальны или отсутствуют, и часто
ограничен низкоуровневыми загрузчиками, необходимыми для запуска и работы процессора.

Микроконтроллеры часто используют вариации Гарвардской архитектуры.

(Википедия)
с отдельными пространствами памяти инструкций и данных, а не знакомыми
Архитектура фон Неймана

(Википедия),
где инструкции и данные имеют общий
адресное пространство.
Поскольку микроконтроллеры обычно отвечают за выполнение только одного
программа, в отличие от рабочих компьютеров, которые могут совместно использовать ресурсы
среди десятков приложений,
к инструкциям в микроконтроллерах обращаются в основном последовательно,
и обычно не перезаписываются во время выполнения.
Это позволяет сохранять программы на различных программируемых носителях.
постоянная память (ПЗУ), энергонезависимая, компактная,
и гораздо более энергоэффективны, чем полнофункциональная оперативная память (ОЗУ).
Ранние микроконтроллеры часто имели всего несколько десятков слов ОЗУ.
Даже современные микроконтроллеры могут иметь всего несколько килобайт оперативной памяти по сравнению с
до сотен килобайт программного ПЗУ.

Тактовые частоты микроконтроллеров часто намного ниже, чем у
на рабочих компьютерах часто всего несколько МГц или даже кГц
(в отличие от ГГц, типичного для процессоров ПК).
Преимуществом является гораздо меньшее потребление энергии.
Это отражает основную философию встроенных вычислений, которая не
платить за больше вычислительных ресурсов, чем вам нужно.
Микроконтроллеры с высокой тактовой частотой доступны для приложений, которые в них нуждаются.

Однако современные микроконтроллеры обычно размещаются на одном кристалле.
обычно используются некоторые внешние компоненты кондиционирования питания
для обеспечения надежной работы.
Распространены 8-битные архитектуры, но 16-, 32- и даже 64-битные
Доступны архитектуры.
Простые стоят десятки копеек, а достаточно мощные стоят
доступны за несколько долларов.

Программирование микроконтроллеров

Традиционно микроконтроллеры программировались инженерами встраиваемых систем.
Обычно это связано с использованием специального оборудования, известного как
«программатор», который общается с чипом по специальному встроенному
последовательная связь, использующая специфичный для чипа протокол для записи инструкции
память и выполнять другие функции инициализации.
Первоначально программисты поставлялись производителями чипов.
сопровождались проприетарным программным обеспечением, обеспечивающим ассемблер или компилятор
функциональность, позволяющая инженеру писать программы над двоичным кодом
уровень кода.
Получение официального аппаратного обеспечения для программирования и системного программного обеспечения, поддерживающего
для непрофессионалов это было непросто и могло быть дорого.

Микроконтроллеры, как правило, относительно просты для компьютеров, поэтому
перепроектированные программисты и вспомогательное программное обеспечение иногда становились
доступны для часто используемых чипов, особенно после того, как любители начали
поинтересоваться.
Отрасль также претерпела медленную консолидацию.
стандартов программирования, получивших довольно широкое распространение за пределами компании
который изначально их разработал.
Примером может служить встроенный последовательный протокол, известный как ICSP для In.
Последовательное программирование цепей.
Он был разработан компанией Microchip для семейства микроконтроллеров PIC.
и используется в AVR (чип в платах Arduino) и Parallax.
Микроконтроллеры Propeller тоже.
Так называемые «программисты PIC» теперь широко и недорого доступны.
Другие программаторы могут быть получены, которые поддерживают различные чипы.
семьи, хотя «универсального» программатора пока не видно.

Однако, что сделало микроконтроллеры легко доступными для любителей,
была разработка системы Arduino

(Википедия).
Это началось в Interaction Design Institute Ivrea в Италии примерно в 2005 году.
Разработчики взяли микроконтроллеры AVR, посадили их на плату
в котором были разъемы для распиновки, система кондиционирования питания и USB-совместимый последовательный порт.
интерфейс и объединил плату с программным обеспечением с открытым исходным кодом для разработки
среда, которая позволяла дополнять код C++ несколькими специальными функциями
для компиляции и загрузки на AVR с ПК Mac, Windows или Linux.
Внезапно программирование довольно мощных микроконтроллеров стало одновременно простым и
доступный для любителя.

Arduino не была первой такой системой, ориентированной на хобби.
Этому предшествовало более десяти лет система BASIC Stamp.

(Википедия)
разработан Parallax и продается через потребительские магазины
например, Радио Шэк.
Однако процессоры Stamp были довольно ограничены, имея всего несколько десятков процессоров.
байт оперативной памяти.
Более того, язык BASIC интерпретировался на кристалле, что делало
программы крайне медленные.
На самом деле основным мотивом для разработки Arduino была
Разочарование разработчиков ограничениями BASIC Stamp как
обучающая и экспериментальная платформа.

2. Ваш основной ПК

Если ваш робот большой или вы хотите инвестировать в обучение
использовать беспроводные каналы с высокой пропускной способностью (например, Bluetooth или WiFi),
вы можете использовать ноутбук (или даже настольный) компьютер.
Преимущество в том, что у вас есть много доступных вычислений, достаточно
для обработки изображений или сложной обработки звука, а также стандартные
имеются средства разработки программного обеспечения.
Машины Workbox также имеют удобные режимы взаимодействия с пользователем —
клавиатура, мышь, экранные окна, легко подключаются к другому оборудованию
и к сетям по стандартным проводным и беспроводным каналам,
и иметь фактически неограниченное хранилище.

Недостатком является то, что автономные компьютеры в основном слишком
высокоразвитые для выполнения грубых операций, таких как работающие двигатели или
считывающие датчики.
Обычно они разговаривают только с другими интеллектуальными устройствами.
Для запуска мотора или считывания показаний датчика с ноутбука обычно требуется как минимум
один слой промежуточного оборудования.
Некоторые датчики высокого уровня (камеры, аудиомагнитофоны) и дорогие или сложные
приводы (высокоуровневые сервоприводы, манипуляторы роботов) доступны со встроенными
USB-интерфейсы.
Такие компоненты могут быть полезны, если у вас есть деньги,
и, вероятно, являются лучшим выбором, если вы планируете использовать компьютерное зрение.
или распознавание речи, но для более новых приложений вы часто застреваете
с интерфейсом, который не обеспечивает именно то, что вы хотите.

Еще одним недостатком автономного компьютера является то, что он никогда полностью не
тебе командовать. Это сложное, «живое» устройство, у которого много дел,
от прослушивания клавиатуры и мыши для команд от своего хозяина,
для поддержания экрана в актуальном состоянии, дисков и принтеров в рабочем состоянии,
Интернет-соединения активны, службы уведомлений в порядке и т. д. и т. д. и т. д.
Другими словами, у него есть операционная система, которая является частью его существа.
Это может и мешает делать все, что нужно
точность в реальном времени лучше, чем несколько десятых долей секунды.
Например, размахивая битой, или опуская ногу, или поднимая яйцо.

Автономные компьютеры также относительно большие и энергоемкие.
Батарейки хватает всего на несколько часов.
Если вы когда-нибудь продемонстрируете робота с бортовым ноутбуком, вы обнаружите
одна из ваших самых больших забот — не дать батарее разрядиться
в критические моменты.
Они также относительно дороги.
1000 долларов дешево, если вы работаете по государственному контракту, но
если вы любитель-конструктор роботов, у вас может быть только один
ноутбук, и на нем есть всякие ценные вещи.
Вы, вероятно, действительно не хотите ставить его на этот экспериментальный подводный
транспортное средство, которое вы только что собрали вместе.

Итак, предположим, по какой-то причине вы решили, что хотите управлять двигателем.
из своего рабочего ящика.
Если это старомодный настольный компьютер, он может иметь последовательный порт RS-232.
Есть способы взломать это, используя последовательные команды чтения/записи.
встроен в операционную систему и доступен из C и других
языки программирования,
включить светодиод или бросить простой транзисторный ключ.
Это очень неоптимальный подход.

Самый простой разумный вариант — получить цифро-аналоговый (Ц-А)
коробка преобразователя.
Это аппаратное обеспечение, которое подключается к компьютеру через USB, Bluetooth,
WiFi (или даже через объединительную плату основной шины, хотя это становится редкостью).
Он имеет набор адресуемых выходов, которые можно настроить на вывод
заданное аналоговое напряжение с возможностью привода не менее нескольких миллиампер.
Чтобы использовать его, вам необходимо установить программное обеспечение драйвера и, возможно, связать библиотеки
которые обеспечивают доступ с вашего любимого языка программирования.
Один из протоколов обеспечивает доступ через последовательное чтение и запись к именованному
устройство.
Фактически «аналоговые» выходы могут быть ШИМ-сигналами или конфигурироваться как таковые.
Если это так, их можно использовать для прямого управления H-мостами с поддержкой ШИМ или другими устройствами.
устройства.
Более сложные цифро-аналоговые преобразователи могут допускать временные ряды значений.
указать и вывести в виде сигнала.

Обратное устройство представляет собой аналого-цифровой преобразователь (А в Ц), который
именно то, что вы думаете: он сэмплирует аналоговое входное значение и делает
результат доступен в цифровой форме на главный компьютер.
Применяются аналогичные проблемы с доступом к драйверам и программам.
Многие аналого-цифровые преобразователи позволяют снимать, сохранять и сохранять временные ряды выборок.
а затем передается хосту в куске.
Это полезно для сэмплирования аудио и других сигналов, но делает интерфейс менее
более сложный.

Более продвинутое роботизированное оборудование, конечно же, доступно для подключения к
универсальные компьютеры: камеры, платформы с панорамированием, наклоном и масштабированием, захваты, руки,
вплоть до целых роботов.
В этом суть обычного ПК.
Однако чем сложнее аппаратное обеспечение, тем больше
сложным (и часто недружественным) становится пользовательский интерфейс.
Часто устройствам в основном нужен весь компьютер, и они не делят
хорошо, если вы хотите объединить несколько вместе.
Интерфейсы по-прежнему часто являются частными, непрозрачными и сложными или
невозможно попасть внутрь или изменить.
Они часто зависят от системы, особенно когда вы уходите от
потребительского уровня, товары, и многие из них хорошо работают только в пределах
что составляет проприетарную операционную систему.
Покупка готовых систем может сэкономить вам много работы, но
прийти со своим собственным набором головных болей.
Никаких бесплатных обедов, даже для роботов.

3. «Карточные компьютеры»

Последний вариант настолько новый, что класс не
действительно, кажется, есть имя еще.
«Микрокомпьютер» был бы уместным, если бы он еще не был
неоднократно использовался для самых маленьких вещей, начиная с первого неуклюжего
ящики под столом появились в середине 1980-х.
Так что, возможно, «карточный компьютер», потому что они размером с кредитную карту.

Эти устройства, представленные на примере
Raspberry Pi

(Википедия),
бигльборд

(Википедия) и
Галилео

(Википедия)
системы,
в основном полноценные компьютерные системы на плате размером с кредитную карту.
У них частота процессора порядка 1 ГГц, мегабайт на борту
Оперативная память, гигабайты флэш-памяти, а иногда даже графика высокого разрешения
процессоры и драйверы видеоэкранов.
Они работают под управлением полнофункциональных операционных систем Linux, Mac или Windows.
Они потребляют всего пару ватт мощности.
Вы можете надеть его на маленького робота с батарейным питанием.
Это поразительно компактные устройства, и они
можно купить за 50 долларов.
Они существуют из-за другой поразительно компактной технологии:
смартфон.

Что делает эти системы интересными, кроме почти невероятного
коэффициент масштабирования, заключается в том, что они предназначены для
разработка встроенных систем.
Помимо поддержки обычных периферийных устройств ПК, они имеют
цифровые и аналоговые контакты ввода-вывода, предназначенные для микроконтроллероподобных
взаимодействие с датчиками и исполнительными механизмами.
В некотором смысле они представляют собой нечто среднее между тяжелыми ПК,
и микроконтроллеры.

Поскольку они представляют собой сложные многофункциональные системы, они имеют
система, с которой нужно работать и вокруг которой.
Работать с ними значительно сложнее, чем с Arduino.
Как и ПК, они не идеальны для управления в реальном времени.
Поскольку выделение ресурсов осуществляется через операционную систему,
доступ к контактам ввода-вывода не так прост, как с микроконтроллерами.
С другой стороны, вам не нужно добавлять дополнительное оборудование для включения.
двигатель или управлять сервоприводом.
И вся эта вычислительная мощность имеет потенциал.
Хотя он и не такой мощный, как полноценный ПК, он достаточно хрустящий, чтобы
выполнять простые задачи распознавания зрения и звука.

Еще неизвестно, насколько полезными окажутся эти маленькие системы.
для любителей робототехники.
Они, безусловно, обладают огромным потенциалом.
Скорее всего, это будет связано с надежностью и простотой использования.
Если ОС склонна к сбоям, или аппаратное обеспечение ненадежно, или хорошая, стабильная
IDE никогда не взлетит (или если старший брат решит, что такие вещи не должны
находиться в частных руках)
тогда потенциал может никогда не реализоваться.
Однако, если вам нужны бортовые умные устройства, они могут быть ответом.

Что доступно

1. Доступные для хобби микроконтроллеры

1.1 БАЗОВАЯ Штамп

Один из первых доступных для хобби микроконтроллеров.
существует с начала 90-х. Все еще встречается в образовательных и
простые наборы для хобби.
Использование интерпретируемого PBASIC является серьезным препятствием для скорости,
и ограничение в 26 байт для хранения переменных сильно ограничивает тип
программы, которые можно запустить, а также количество и тип датчиков и
Эффекторы, которые можно использовать.
Почти во всех отношениях доминирует Arduino.
Единственный возможный плюс — чрезвычайно малый форм-фактор DIP.
Наверное, не лучший выбор даже для полусерьезного любителя-конструктора.

Технические характеристики

  • Процессор: различные чипы/платы Parallex.
  • Программирование: язык PBASIC с поддержкой I2C, PWM,
    Хобби-сервопривод, ЖК-драйверы.
  • Хост: Windows или Mac
  • Технические характеристики: Top-of-line BS2: 20 МГц = 12 000 инструкций PBASIC/сек,
    16 КБ EEPROM, 38 байт RAM (!!) (12 входов/выходов, 26 переменных),
    128 байт оперативной памяти, 16-32 контакта ввода-вывода + 2 для последовательного порта.
  • Форм-фактор: макет DIP, отладочные платы.
  • Мощность: 0,2 Вт + мощность привода для выходов.
  • Стоимость: чип интерпретатора, 10 долларов, платы 25–80 долларов,
  • Комментарии: ОЧЕНЬ ограниченная память — 38 байт (!!!)
  • Дополнительная информация:
    • Параллакс
    • Википедия
    • Мануал от Polulu

1.2 Ардуино

Логический преемник BASIC Stamp.
Разработка началась в Италии в 2005 году в Interaction Design Institute Ivrea.
В основном макетные платы и интерактивная среда разработки
(IDE) для различных микросхем микроконтроллеров Atmel.
Открытая аппаратная архитектура и программная среда IDE привели к большому онлайн-
сообщество поддержки.
Доступны многочисленные Arduino/совместимые клоны в дополнение к
«официальные» платы Arduino.
Arduino также поддерживает «щиты», которые представляют собой платы, совместимые по выводам.
которые можно установить поверх плат Arduino, чтобы обеспечить дополнительную
аппаратная функциональность.
В принципе, действительно хорошая платформа для любительского конструктора роботов.

Технические характеристики

  • Процессор: 8-разрядный Atmel AVR или 32-разрядный Atmel ARM.
  • Программирование: Arduino IDE, скомпилированный C с подпрограммами поддержки и
    библиотеки (RC-сервопривод, шаговый двигатель, последовательная связь и многие другие)
  • Хост: Mac, Windows, Linux. Проще всего на Mac.
  • Технические характеристики: 16 МГц, 32–256 КБ флэш-памяти, 2–8 КБ SRAM, 1–4 КБ EEPROM,
    6-16 аналоговых входов, 14-54 цифровых входа, 4-15 ШИМ,
    1-4 UART, ICSP, TWI, порт USB;
    Более высокие значения для Due — (84 МГц, 512 КБ FLASH, 96 КБ SRAM).
  • Мощность: 0,1-1 Вт
  • Вес: 7 г (микро), 28 г (уно), 36 г (мега).
  • Стоимость: 20–50 долларов США,
  • Дополнительная информация:
    • домашняя страница ардуино
    • Википедия
    • Руководство по Arduino от Миннесотского университета.
    • Linux Journal Введение в программирование Arduino
    • Большой онлайн-указатель знаний об Arduino/Freeduino
    • Большой список Arduino Shields

1.3 Микроконтроллеры PIC

Семейство микроконтроллеров PIC, в настоящее время производимое компанией Microchip Technology,
датируется 1975 годом и развивалась на протяжении многих поколений.
В настоящее время производится множество различных моделей, совместимых по выводам.
версии предыдущих моделей продолжают производиться как Microchip, так и
другие производители.
Первоначально PIC расшифровывался как «Контроллер периферийного интерфейса».
который стал программируемым контроллером интерфейса
а затем Программируемый интеллектуальный компьютер.
Но все просто называют их процессорами PIC.

Микроконтроллеры PIC по-прежнему в основном программируются с использованием аппаратных средств.
Программатор ПОС.
Используемый последовательный протокол называется ICSP.

(Википедия),
для внутрисхемного последовательного программирования.
Потому что один и тот же протокол используется чипами Amtel AVR и ARM.
в Arduino, значительный любительский интерес к программированию
Чипы PIC эволюционировали.
В результате программисты PIC, поддерживаемые программным обеспечением с открытым исходным кодом,
стали доступны недорого.

Использование PIC по-прежнему намного удобнее, чем использование Arduino.
но заинтересованный конструктор мог бы подумать об этом, так как широкий
различные чипы доступны за несколько долларов или меньше.
Чипы «голые», то есть не вмонтированные в макетную плату,
но если у вас есть бот, которому нужно много микроконтроллеров,
одна только разница в цене может оправдать усилия.

Технические характеристики

  • Процессор: семейство Microchip PIC
  • Программирование: аппаратный программатор PIC;
    Компиляторы Microchip C для некоторых микросхем.
  • Технические характеристики: серии PIC12, PIC14, PIC18, PIC24, PIC32;
    32, 128, 256, 512, (больше?) байт ОЗУ/регистр;
    1-3 арифметических аккумулятора,
    Память инструкций 512-512 КБ (12-32 бита),
    Размер набора инструкций 35-80+,
    3 цикла прерывания, макс. тактовая частота 32-80 МГц.
  • Мощность: Обычно Стоимость: от 1 до 10 долларов.
  • Вес: 6 г для больших DIPS, до 0,1 г или меньше для некоторых
    пакеты для поверхностного монтажа.
  • Дополнительная информация:
    • Википедия
    • Страница микрочипа PIC
    • Учебник Марка Хеннесси

2. Доступные для хобби «Карточные компьютеры»

2.1 Малиновый Пи

Первый широко доступный карточный компьютер для хобби.
Разработан в Великобритании на базе Кембриджского университета.
с 2006 года фондом Raspberry Pi Foundation.
Предназначен для облегчения преподавания информатики в
начальные и средние школы.
Первые платы доступны в 2011 году.

Технические характеристики

  • Процессор: (система-на-чипе Broadcom BCM2835, ядро ​​ARM11 (76JZF-S),
  • Программирование: Python (поддерживается базовая версия).
    Поддержка доступна для C/C++, Java, Ruby.
  • Хост: автономный с добавленным монитором, мышью и клавиатурой, а также SD-картой.
    Удаленный доступ возможен после настройки через Linux и кабель Ethernet.
  • ОС: NOOBS (простой запуск для начинающих), Linux (поддерживается базовая версия),
    ОС RISC, FreeBSD доступна,
  • 700 МГц, 256–512 МБ DRAM, слот SD/microSD,
    8-17 GPIO + UART + I2C + SPI,
    1-4 порта USB, 10/100 Ethernet, 15-контактный вход камеры MIPI,
    Видеовыход HDMI, композитный на разъеме TRRS 3,5 мм.
  • Мощность: 1-3 Вт.
  • Вес: 45 г.
  • Стоимость: $35-$50.
  • Дополнительная информация:
    • Домашняя страница Raspberry Pi
    • Википедия

2.2 Beagleboard/(BeagleBone

Beagleboard — это открытая аппаратная архитектура.
для разработки встроенных систем при поддержке Texas Instruments и Digikey.
BeagleBone (2011) (Black Rev-C, 2014) — последний выпуск карточного компьютера.
Платформа изначально предназначалась для учебных заведений и
Фонд Beagleboard — это некоммерческая группа, которая координирует разработку
и продвижение.
Косвенно, конечно, предприятие продвигает аппаратное обеспечение TI ARM,
но это довольно хорошая, хорошо развитая система.

Beaglebone поддерживает сложенные карты расширения, аналогичные платам расширения Arduino.
но вместо этого назывались «накидками». Несколько были освобождены.

Технические характеристики

  • Процессор: система-на-чипе Texas Instruments OMAP3530,
    Ядро Sitara ARM Cortex A8.
  • Программирование: доступны C/C++, Python, Java, Ruby и другие.
  • Хост: автономный с добавленным монитором, мышью и клавиатурой.
    Удаленный доступ с внешнего ПК через USB или Ethernet.
  • ОС: Linux предварительно загружен на встроенную флэш-память; ОС RISC, FreeBSD, другие поддерживаются.
  • Технические характеристики: 1 ГГц, 512 МБ DRAM, 4 ГБ встроенной флэш-памяти,
    два 46-контактных разъема расширения,
    8 ШИМ-выходов, 4 UART, 2 I2C, 2 SPI, 2 CAN-шины, LCD, GPMC, MMC1,
    аналого-цифровой преобразователь, 4 таймера,
    встроенный быстрый Ethernet, порт USB, видеовыход Micro-HDMI.
  • Мощность: 1-2 Вт без периферийных устройств.
  • Вес: 40 г.
  • Стоимость: $45-$90
  • Дополнительная информация:
    • Домашняя страница бигльборда
    • Википедия
    • Руководство по началу работы от журнала Make.

2.

3 Галилео

Ответ Intel с открытым исходным кодом на Beagleboard.
Ходят слухи, что платформа чуть менее проварена, чем BeagleBone
по состоянию на 2014 год.
В нем нет видеокарты, так что это не совсем автономный компьютер.
С другой стороны, он включает в себя совместимость с
Arduino IDE по умолчанию и совместим по выводам с платами Arduino.
В остальном, в основном эквивалентная система.

Технические характеристики

  • Процессор: Intel Quark SoC X1000, 32-разрядная версия x86, P54C/i586.
  • Программирование: Arduino IDE, а также C/C++ и Python от Intel.
  • Хост: Mac, Windows, Linux.
  • ОС: Linux. Также Windows и VxWorks (промышленная ОС реального времени)
  • Технические характеристики: 400 МГц, 256 МБ DRAM, 512 КБ SRAM, 8 МБ флэш-памяти,
    8-11 КБ EEPROM, слот Micro-SD, 20 цифровых входов/выходов [6 12-битных PWM],
    6 аналоговых входов, 2 UART, I2C, SPI, JTAG
    мини-PCI экспресс, 10/100 Ethernet,
    USB-хост и клиентские порты, без видеокарты.
  • Мощность: 2,5-3,5 Вт.
  • Вес: 50 г.
  • Стоимость: 50–70 долларов.
  • Дополнительная информация:
    • Страница Intel Галилео
    • Страница Ардуино Галилео
    • Википедия (не очень полная по состоянию на 01/2015, но может быть улучшена.)

Вернуться на главную страницу робототехники

Создание молекулярных роботов из микротрубочек для программируемого роения

. 2022;2430:219-230.

doi: 10.1007/978-1-0716-1983-4_14.

Джакия Джаннат Кейя
1
 , Мусуми Актер
1
 , Ариф Мд Рашедул Кабир
1
 , Мст Рубая Рашид
2
 , Акира Какуго
3

4

Принадлежности

  • 1 Факультет естественных наук, Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония.
  • 2 Высшая школа химических наук и инженерии, Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония.
  • 3 Факультет естественных наук, Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония. какуго@sci.hokudai.ac.jp.
  • 4 Высшая школа химических наук и инженерии, Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония. какуго@sci.hokudai.ac.jp.

  • PMID:

    35476335

  • DOI:

    10.1007/978-1-0716-1983-4_14

Джакия Джаннат Кейя и др.

Методы Мол Биол.

2022.

. 2022;2430:219-230.

doi: 10.1007/978-1-0716-1983-4_14.

Авторы

Джакия Джаннат Кейя
1
 , Мусуми Актер
1
 , Ариф Мд Рашедул Кабир
1
 , Мст Рубая Рашид
2
 , Акира Какуго
3

4

Принадлежности

  • 1 Факультет естественных наук, Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония.
  • 2 Высшая школа химических наук и инженерии, Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония.
  • 3 Факультет естественных наук, Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония. какуго@sci.hokudai.ac.jp.
  • 4 Высшая школа химических наук и инженерии, Университет Хоккайдо, Саппоро, Япония. какуго@sci.hokudai.ac.jp.

  • PMID:

    35476335

  • DOI:

    10.1007/978-1-0716-1983-4_14

Абстрактный

Роевая робототехника в последние годы привлекает большое внимание в области робототехники. В этой главе описывается методология создания роботов молекулярного роя посредством точного контроля активной самосборки микротрубочек (МТ). Представлены подробные протоколы конструирования молекулярных роботов путем конъюгации ДНК с МТ и демонстрации роения МТ. Роение опосредовано взаимодействием на основе ДНК и фотооблучением, которые действуют как процессоры и датчики соответственно для роботов. Кроме того, также описаны необходимые протоколы для использования скопления МТ для молекулярных вычислений.


Ключевые слова:

Программирование ДНК; кинезин; микротрубочка; молекулярный робот; светочувствительная ДНК; Роение.

© 2022. Автор(ы) по эксклюзивной лицензии Springer Science+Business Media, LLC, входящей в состав Springer Nature.

Похожие статьи

  • Молекулярные роботы с сенсорами и интеллектом.

    Хагия М., Конагая А., Кобаяши С., Сайто Х., Мурата С.
    Хагия М. и др.
    Acc Chem Res. 2014 17 июня; 47 (6): 1681-90. doi: 10.1021/ar400318d. Epub 2014 6 июня.
    Acc Chem Res. 2014.

    PMID: 24

    9

  • Молекулярные роевые роботы: недавний прогресс и будущие проблемы.

    Кабир А.М.Р., Иноуэ Д., Какуго А.
    Кабир АМР и др.
    Sci Techn Adv Mater. 2020 16 июня; 21 (1): 323-332. дои: 10.1080/14686996.2020.1761761.
    Sci Techn Adv Mater. 2020.

    PMID: 32939158
    Бесплатная статья ЧВК.

    Обзор.

  • Контроль роения молекулярных роботов.

    Кейя Дж.Дж., Кабир А.М.Р., Иноуэ Д., Сада К., Хесс Х., Кузуя А., Какуго А.
    Кейя Дж.Дж. и др.
    Научный представитель 2018 г. 6 августа; 8 (1): 11756. doi: 10.1038/s41598-018-30187-1.
    Научный представитель 2018.

    PMID: 30082825
    Бесплатная статья ЧВК.

  • Управление роем с помощью ДНК в биомолекулярной моторной системе.

    Кейя Дж.Дж., Судзуки Р., Кабир А.М.Р., Иноуэ Д., Асанума Х., Сада К., Хесс Х., Кузуя А., Какуго А.
    Кейя Дж. Дж. и др.
    Нац коммун. 2018 31 января; 9 (1): 453. doi: 10.1038/s41467-017-02778-5.
    Нац коммун. 2018.

    PMID: 29386522
    Бесплатная статья ЧВК.

  • Управляемое светом роение и сборка коллоидных частиц.

    Чжан Дж., Го Дж., Моу Ф., Гуань Дж.
    Чжан Дж. и др.
    Микромашины (Базель). 2018 19 февраля; 9 (2): 88. дои: 10.3390/ми

    88.
    Микромашины (Базель). 2018.

    PMID: 30393364
    Бесплатная статья ЧВК.

    Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

использованная литература

    1. Мурата С., Конагая А., Кобаяши С., Сайто Х., Хагия М. (2013) Молекулярная робототехника: новая парадигма артефактов. New Generat Comput 31: 27–45

      —

      DOI

    1. Хагия М. , Конагая А., Кобаяши С., Сайто Х., Мурата С. (2014) Молекулярные роботы с датчиками и интеллектом. Acc Chem Res 47: 1681–1690

      —

      DOI

    1. Менг В., Маскат Р.А., Макки М.Л., Милнс П.Дж., Эль-Сагир А.Х., Бат Дж., Дэвис Б.Г., Браун Т., О’Рейли Р.К., Турберфилд А.Дж. (2016) Автономный молекулярный ассемблер для программируемого химического синтеза. Нат. хим. 8: 542–548

      —

      DOI

    1. Чжао Д., Нойбауэр Т.М., Феринга Б.Л. (2015)Динамический контроль хиральности фосфиновых лигандов для энантиоселективного катализа. Нац Коммуна 6:6652

      —

      DOI

    1. Мураока Т., Кинбара К., Аида Т. (2006) Механическое скручивание гостя светочувствительным хозяином. Природа 440: 512–515

      —

      DOI

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Главная — VEX Robotics

$USD

Выберите магазин:

США
Канада
Соединенное Королевство
Европа
Австралия
Азия/Тихоокеанский регион

Классы Pre-K+

VEX 123 — это интерактивный программируемый робот, который переносит компьютерные науки и вычислительное мышление с экрана в руки учащихся начальной школы.

Классы 3+

VEX GO — это доступная система конструирования STEM, которая использует естественную любознательность детей. VEX GO использует систему пластиковых конструкций VEX IQ и адаптирует ее для учащихся начальной школы.

Классы 6+

VEX IQ — это сборная робототехническая система, разработанная с нуля, чтобы дать начинающим пользователям шанс быстро добиться успеха, но при этом иметь возможность постоянно бросать вызов более продвинутым пользователям.

Классы 9+

Экосистема VEX EXP продвигает высококачественное STEM-образование, которое необходимо, актуально и непрерывно. Педагоги также получают профессиональное развитие, учебную программу и поддержку.

Классы 9+

Система VEX V5 включает в себя универсальные элементы, которые избавляют начинающих пользователей от сложностей с проектированием, но в то же время предоставляют опытным пользователям бесконечные возможности проектирования и решения сложных задач.

VEX Robotics — обучающая робототехника для всех. Решения VEX охватывают все уровни как формального, так и неформального образования с доступными, масштабируемыми и доступными решениями. Помимо научных и инженерных принципов, VEX поощряет творчество, командную работу, лидерство и решение проблем между группами. Это позволяет преподавателям всех типов вовлекать и вдохновлять специалистов по решению проблем STEM завтрашнего дня!

Узнать больше >

Образовательная робототехника открывает разум.

В VEX мы представляем себе мир, в котором у каждого учащегося есть возможность вдохновиться волнением практического, умственного обучения STEM и ощущением создания чего-то с помощью технологий. Вот некоторые другие удивительные эффекты преподавания и обучения с помощью образовательной робототехники:

Понимание нашего мира более полное

Интеграция STEM-образования новыми способами

Разработка вычислительной работы Мышление

Стало комфортно с итерацией

Оценка. Обучение от неудачи

Оценка.

Экосистема VEX Robotics охватывает весь континуум от Pre-K до College. Чтобы поддерживать вас и ваших студентов на каждом этапе пути, мы предлагаем комплексное решение с инструментами, учебными планами и профессиональным развитием в рамках экосистемы VEX.

Готовы начать?

Выберите категорию, которая лучше всего соответствует вашим потребностям!

Есть вопросы?

Начните здесь, чтобы быстро найти советы по устранению неполадок, справочные статьи и информацию о конкретных продуктах. Изучите такие темы, как обучение с помощью роботов VEX, наши сертификаты для преподавателей и все, что связано с соревнованиями.

Узнать больше >

Что такое лаборатории STEM?

Созданные для поддержки преподавателей, STEM LABS — это веселые, простые в использовании практические уроки, соответствующие образовательным стандартам. Они поощряют командную работу, сотрудничество и управляемые исследования… и они бесплатны!

View STEM Labs >

Какой комплект мне следует использовать?

От K до карьеры, линейки продуктов VEX Robotics охватывают все уровни как формального, так и неформального образования с доступными, масштабируемыми и доступными решениями. Найдите идеальный комплект для своего класса сегодня!

Посмотреть обзор продукта >

Как обучить VEX?

Бесплатная программа VEX Certified Educator не только способствует профессиональному развитию, но и помогает уверенно преподавать робототехнику. Станьте лидером EdTech в своей школе и сообществе уже сегодня!

Get certified >

Coding

Easy to Use, Easy to Learn

Coding

Easy to Use, Easy to Learn

Coding

Easy to Use, Легко выучить

Кодирование

Легко в использовании, простая в изучении

Кодирование

Легкие в использовании Кодекс, простые в изучении

9000 4444. 0125

Легко в использовании, простой в изучении

Кодирование

Легко в использовании, легко выучить

Кодирование

Легко использовать, легко учиться

Легко.

Простота использования, простота обучения

Кодирование

Простота использования, простота обучения

Кодирование

Простота использования, 904 903 Простота обучения0125

Кодирование

Легко в использовании, легко изучать

Кодирование

Легко в использовании, легко изучать

кодировка

. Кодирование

Легко в использовании, простой в изучении

Кодирование

Легко в использовании, простой в изучении

Кодирование

. Легко.0003

Construction

Hands-on, Minds-on

Construction

Hands-on, Minds-on

Construction

Hands-on, Minds-on

Construction

Практические, Minds-On

Строительство

Практический, Minds-On

Строительство

Практические, мысли на

Construction

Практика, Minds-On

Избранные продукты

VEX 123

VEX GO

VEX IQ

Прошивка VEXOS (IQ / V5)

Forms

сертификации

2

2

сертификации

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

. Справка

VEX и VEX Robotics являются товарными знаками или знаками обслуживания Innovation First, Inc.