Ссылка на Первую Часть
Виды наборов Lego для создания роботов
Lego Mindstorms RCX
Первое поколение Lego Mindstorms было основано на кирпиче, известном как RCX (Robotic Command eXplorer). Даже сегодня, после многих разработок в области одиночных бортовых компьютеров (SOC), выступления RCX по-прежнему весьма интересны, особенно в образовательных целях.
Lego Mindstorms NXT
Вторая версия Lego Mindstorms (называемая NXT от NEXT) была выпущена Lego в июле 2006 года. По сравнению с версией RCX, NXT оказался значительно улучшенным не только с точки зрения аппаратного обеспечения, но и с точки зрения программного обеспечения. На самом деле, разработчики отказались от стандартного интерфейса программирования и приняли философию визуального программирования, где программа может быть спроектирована путем простого подключения базовых блоков, представляющих основные функциональные возможности Lego NXT brick.
Набор Lego Mindstorms NXT Kit EV 3
В связи с мировым успехом Lego Mindstorms Kits, компания Lego решила выпустить Lego Mindstorms NXT EV3, которая станет самой популярной роботизированной платформой, когда-либо разработанной компанией. Представленная в январе 2013 года на выставке потребительской электроники (CES), ее релиз был запланирован на осень 2013 года и в итоге стал самой мощной из платформ.
В одном из образовательных учреждений, были проведены соревнования по Lego Mindstorms, чтобы помочь студентам не смотря на юный возраст создать своего первого робота
В ходе соревнований, перед студентами были поставлены две задачи:
Мобильный захват
Цель этой задачи состояла в том, чтобы построить транспортное средство, способное перемещаться, следуя линии на полу и распознавая препятствия, установленные на пути, и, в зависимости от цвета, просто убрать их со своего пути или собрать в корзину, расположенную на задней панели робота.
Эта задача, требовала создания робота-манипулятора с четырьмя степенями свободы, который должен был быть установлен на транспортное средство. Задача считалась выполненной, когда все объекты были правильно обработаны, а нужные цветные объекты собраны в корзину.
Для решения этой задачи пришлось столкнуться с двумя основными трудностями. Прежде всего, поскольку каждый кирпич Lego может управлять только тремя двигателями, студенты должны были использовать два контрольных кирпича, что требовало от них внедрения протокола связи для взаимодействия двух блоков управления через Bluetooth. Кроме того, траектория движения была спроектирована так, что некоторые крутые повороты были очень сложными из-за размеров автомобиля. Для решения этой проблемы был реализован динамический ПИД-регулятор, позволяющий повысить способность робота следовать заданной линии.
Парковка для роботов
Основная задача заключалась в том, чтобы построить автостоянку под роботов, создать транспортное средство, которое должно было в итоге припарковаться
Для решения этой задачи была с имитирована улица, построенная из картонных коробок. На улице были парковочные места с разными размерами с обеих сторон, некоторые из них были достаточно большими для автомобилей, другие слишком маленькими, чтобы вместить машину. Кроме того, улица была спроектирована только с одним входом (как тупиковая улица) и не была достаточно широкой, чтобы транспортное средство не могло совершить разворот, заставляя автомобиль, достигший конца улицы, выполнять сложные маневры для того, чтобы изменить направление, а затем проверить другую сторону улицы на наличие подходящей парковки.
Учитывая этот сценарий, конкурс, в котором участвовали пять групп студентов, состоял из пяти испытаний с различной стартовой последовательностью
Тест был признан успешным в том случае, если автомобиль нашел подходящую парковку, так и в том случае, если он покинул место теста, после изучения всей улицы с обеих сторон, так как ни одна парковка не была доступна. Время для каждого испытания было определенно, и команда-победителелей была той, которая добилась успеха с минимальным средним временем (командам, не способным успешно выполнить задачу, назначался штрафной балл).
Имея одинаковый набор Lego для всех групп, стоит отметить, что они разработали совершенно разные и интересные решения. В частности, поскольку для управления автомобилем использовались два двигателя (рулевое управление и движение вперед/назад), только одна группа использовала третий двигатель для перемещения гидролокатора, входящего в комплект, создавая тем самым фактически радар, способный сканировать одновременно обе стороны улицы.
