Дистанционное преподавание робототехники | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №52 (342) декабрь 2020 г.

Дата публикации: 24.12.2020

Статья просмотрена: 7 раз

Библиографическое описание:

Руселевич, Н. Ф. Дистанционное преподавание робототехники / Н. Ф. Руселевич. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 52 (342). — С. 42-45. — URL: https://moluch.ru/archive/342/76986/ (дата обращения: 07.03.2021).



Пандемия коронавируса COVID-19 внесла большие коррективы в разные сферы жизнедеятельности человека и сфера образования не исключение. Повсеместный переход на дистанционное обучение создает не мало трудностей как для учащихся, так и для преподавателей. Последние несколько месяцев одним из важных вопросов для преподавателей образовательной робототехники являются вопрос «Как работать?»

Уже несколько лет рассматриваются разные варианты для проведения занятий по робототехнике не только с реальными конструкторами, но и с использованием разных симуляторов и других инструментов. Нельзя сказать, что выбор доступных средств достаточно широк. Однако, за последнее время наблюдается тенденция развития данных направлений.

Даже при наличии реальных конструкторов, использование эмуляторов и других инструментов конструирования развивает ряд других навыков, добавляет новые возможности при изучении робототехники.

Образовательная робототехника включает в себя две главные части: конструирование и программирование.

Систем автоматизированного проектирования (САПР), используемых в образовательной робототехнике, немало, и выбор инструмента зачастую зависит от робототехнической платформы, на которой работает преподаватель, возраста учащихся и целей занятий [1].

Например, для подготовки проектной документации для Lego существует Lego Digital Designer (LDD) (Рисунок 1). Программа достаточно проста в освоении и имеет интуитивно понятный интерфейс. Функционала программы вполне достаточно для сборки роботов Lego. Полезной функцией является то, что после полной сборки робота формируется инструкция, которую можно выгрузить из программы и просматривать через текстовые редакторы [2].

Интерфейс программы Lego Digital Desinger

Рис. 1. Интерфейс программы Lego Digital Desinger

Для конструкторов VEX используют другие САПР. Наиболее популярная система на текущий момент SnapCAD для VEX IQ (Рисунок 2). Достаточно простая в использования, содержит библиотеку элементов VEX IQ, есть возможность создать свои детали и распечатать их на 3D-принтере.

Если же занятия проходят на конструкторах «старших» серий VEX, то для проектирования можно использовать САПР с расширенным функционалом, такие как Inventor [3].

SnapCAD для VEX IQ

Рис. 2. SnapCAD для VEX IQ

Однако, и работая с другими робототехническими конструкторами, можно использовать симуляторы, где можно отрабатывать как простые, так и сложные действия. В основном, все симуляторы, обладающие расширенным функционалом (возможностью создавать физическую среду, загружать собственные полигоны и модели роботов), можно назвать «условно бесплатными», т. е. у них есть бесплатный период использования.

Симуляторы Virtual Robotics Toolkit (Рисунок 3). Имеет возможность импорта моделей из LEGO Digital Designer, что является безусловным плюсом если использовать LDD в качестве конструктора. Поддержка программирования роботов комплекта EV3G, так же в программе есть базовые симуляции (полигоны).

Virtual Robotics Toolkit - an Advanced LEGO Mindstorms Simulator • Smashing Robotics

Рисунок 3. Virtual Robotics Toolkit

Отдельно стоит отметить среду программирования роботов с интерактивным режимом имитационного моделирования TRIK Studio (Рисунок 4). Разработана на русском языке имеется реализация для конструкторов ТРИК, Lego Mindstorms, большая библиотека методических разработок может послужить отличным справочным и дидактическим материалом при проведении занятий. Так же есть возможность загрузки собственных полигонов. Программирование осуществляется в Scratch-подобной среде или на текстовых языках программирования.

TRIK Studio

Рис. 4. TRIK Studio

Безусловно, использование симуляторов не сможет заменить живого занятия с конструкторами, но это может являться отличным аналогом в силу определенных обстоятельств. В виртуальных средах возможно изучать конструирование без оборудования, при наличии только интернет-соединения и ПК. Изучение возможностей систем автоматизированного проектирования (САПР) дает возможности дальнейшего улучшения моделей [4].

Виртуальные программные симуляторы позволяют отлаживать программы быстрее, что в последствии дает возможность тестировать их реальных роботах.

Дети с повышенной мотивацией к изучению дисциплины имеют возможность дома в любое время заниматься проектированием, конструированием и написанием кода. Что, несомненно, ускоряет усвоение материала. Изучение САПР стимулирует развитие различных навыков, умений, развивает кругозор.

Литература:

  1. Корягин, А. В. Образовательная робототехника (Lego WeDo) / А. В. Корягин, Н. М. Смольянинова. — Москва: ДМК-пресс, 2016. — 254 c. — Текст: непосредственный.
  2. LEGO Digital Designer. — Текст: электронный // https://www.lego.com/en-us/ldd: [сайт]. — URL: https://www.lego.com/en-us/ldd (дата обращения: 26.11.2020).
  3. VEX Roboticx. — Текст: электронный // https://www.vexrobotics.com/: [сайт]. — URL: https://www.vexrobotics.com/ (дата обращения: 30.11.2020).
  4. SIMULATE LEGO® MINDSTORMS® ROBOTS. — Текст: электронный // https://www.virtualroboticstoolkit.com/: [сайт]. — URL: https://www.virtualroboticstoolkit.com/ (дата обращения: 02.12.2020).
  5. Бесплатная среда программирования роботов с интерактивным режимом имитационного моделирования. — Текст: электронный // https://trikset.com/products/trik-studio: [сайт]. — URL: https://trikset.com/products/trik-studio (дата обращения: 12.12.2020).
Основные термины (генерируются автоматически): VEX, LDD, TRIK, образовательная робототехника, LEGO, автоматизированное проектирование, возможность, проведение занятий, расширенный функционал, Рисунок.


Задать вопрос