Робот из коробки своими руками: Как сделать робота из картона своими руками?

  • Home
  • Рукам
  • Робот из коробки своими руками: Как сделать робота из картона своими руками?

Содержание

10 причин, почему вам нужен робот из картона

Как превратить детство ребенка в настоящее приключение? Очень просто. Привнесите в его жизнь немного фантазии. Чтобы создать незабываемые впечатления, не нужны деньги и чудо-игрушки, достаточно подручных материалов, изобретательности и вдохновения.

Например, можно смастерить невероятного авторского робота из обычной картонной коробки.

Все, что вам понадобится — книга-инструкция от известного детского художника Вивьен Шварц «Я — робот» и ребенок, мечтающий стать конструктором. А в итоге получится настоящая уникальная модель робота. И такой не будет больше ни у кого.

Предложите ребенку влезть в коробку, он станет процессором вашего робота, а потом дополните его деталями. Будет очень весело. Не верите? Тогда читайте 10 причин, почему стоит создавать робота из коробки:

1. Такое занятие полезно для развития фантазии

Ребенок почувствует себя изобретателем, ведь он сам решает то, каким будет его робот. Это может быть танцующий робот, робот-жук, робот-луноход или межгалактический исследовательский аппарат. Все в руках ребенка!

2. Картонный робот — самая бюджетная игрушка на свете

Которая при этом поражает воображение и действительно интересна детям. Все материалы можно взять в кладовке или гараже, купить на блошином рынке. А все, что нужно для изготовления чудо-игрушки — картон, маркер, нож и ножницы.

3. Экологичная игрушка

Родители могут быть спокойны. Картон — безопасный материал, с которым могут играть все дети. И им обязательно будет весело создавать чудо техники из казалось бы самого примитивного и простого материала.

4. Вторая жизнь старых вещей

Все бесполезные на первый взгляд вещи могут стать составляющими робота. Коробки, пластиковые трубы и бутылки, этикетки, старые диски — все это можно пустить в дело.

5. Бесконечная игра

Очень часто игрушки, принесенные из магазина, быстро надоедают. Но робот из коробки — совсем другое дело! С ним можно играть очень долго: модернизировать корпус, придумывать новые функции и дополнять его самыми разными деталями. Сегодня ваш робот твердо шагает по земле, а завтра он поедет, потому что у него появились колеса.

6. Семейное творчество

На самом деле картонного робота можно мастерить всей семьей, клеить, вырезать, раскрашивать вместе с родителями, братьями и сестрами. И всем будет весело, даже вашему коту:) Совместное творчество объединяет.

7. Самый большой конструктор в доме или набор “Сделай сам”

Сборка собственного робота поможет детям сделать что-то своими руками, а это очень полезно для ребят, которые никак не могут оторваться от гаджетов. Кроме того, картонный робот станет самым большим и увлекательным конструктором в вашем доме.

8. У кого робот лучше?

Если одновременно начать делать роботов с друзьями или даже всем классом, то будет еще веселее. Можно устроить конкурс на лучшего робота в школе или картонный флэш-моб в соцсетях.

9. Робот-учитель

Для ребенка, который изображает робота, любая скучная работа станет настоящим приключением. Малышам можно прививать простые бытовые навыки, например, «робот чистит зубы» или «робот собирает игрушки». А детей постарше можно обучать при помощи робота: если решить, что он разговаривает только по-английски, можно изучать язык.

10. Распорядок дня

Родители могут использовать эту игру в своих целях. Например, предложите ребенку составить распорядок дня для робота. В 8 часов он встает, в 9 — завтракает и так далее. Можно записывать все правильные действия робота на доске почета. Справился с каким-то делом — получил звездочку. Отличный мотиватор!

Творчество — лучший способ сделать веселее однообразные дни. Творите и изобретайте вместе с вашими детьми, почувствуйте себя робототехниками!

Рассказать друзьям:

Подписаться на журнал:

схемы и подробные пошаговые инструкции с фото и видео

Робот — это одна из самых любимых игрушек у мальчиков. Мы предлагаем Вам сделать робота по предложенным нами схемам и инструкциям. Внешний вид их довольно-таки разнообразен, так что выбирайте на свой вкус. Такая игрушка очень понравиться Вашему ребенку, предложите ему сделать робота из бумаги вместе. Делать его довольно-таки просто: распечатайте схему, вырежьте детали, аккуратно соедините их и раскрасьте по необходимости.

Робот, поднимающий руки

Распечатайте схему на тонком картоне. Крупный пунктир означает выпуклый сгиб, мелкий – вогнутый, а серые поля – места для склеивания. Сделайте все сгибы и вырежьте необходимые отверстия.

Схема лежит здесь

Собираем робота:

  • Вырежьте по 2 детали для каждой руки и склейте их попарно, чтобы сделать руки более плотными.

  • Сверните и склейте ноги.

  • Соедините ноги и «бедро» робота.

  • Сложите получившуюся фигуру вдвое и соедините ноги между собой.

  • Оберните основание туловища вокруг «бедра» и приклейте его вкруговую.

  • Приклейте спереди и сзади направляющие полоски – на них будет держаться туловище.

  • Загните ярлычки для склеивания.

  • Cоедините две половины туловища.

  • Вставьте ноги в туловище через отверстие в его верхней части.

  • Вставьте руки в боковые отверстия и приклейте их к «бедрам» робота, как показано на картинке.

  • Приклейте ступни.

  • Сложите и склейте голову.

  • Прикрепите голову к туловищу.

Робот готов! Если вы все сделали правильно, при подтягивании туловища вверх, он будет поднимать руки.

Делаем бумажного робота по готовым схемам

Приступая к работе, приготовьте следующие инструменты:

  • Схемы
  • Ножницы
  • Клей
  • Толстая игла или шило
  • Тонкие канцелярские резинки
  • Фломастеры (опционально)

Порядок действий:

  1. Распечатайте одну из следующих схем на листе плотной бумаги размера А4 (первый робот предназначен для самостоятельного раскрашивания):

Скачать схему 1

Скачать схему 2

Скачать схему 3

Скачать схему 4

Скачать схему 5

  1. Разложите лист на ровной мягкой поверхности (например, на ковре) и аккуратно проткните все отверстия.
  2. Вырежьте все фрагменты острыми ножницами – края должны быть ровными.
  3. Согните детали по намеченным линиям сгибов и нанесите по капле клея на каждый белый ярлычок.
  4. Разрежьте канцелярские резинки на короткие фрагменты и соедините между собой суставы робота:
  • Плечи, грудь, торс и шея
  • Ноги и торс
  • Бедра и икры
  • Икры и ступни
  • Плечи и предплечья
  • Предплечья и кисти

Для соединения, сложите две детали так, чтобы отверстия на них совпадали. Завяжите на конце резинки узелок и проденьте ее свободный конец сквозь оба отверстия. Подтяните резинку до упора и завяжите еще один узелок впритык к бумаге.

И, наконец, приклейте голову к шее.

Еще один интересный мастер-класс. Это видео хоть и на английском языке, но повторить его очень легко

Коробочный робот своими руками 4M (GOLD_00-03419), цена 577 грн

Коробочный робот своими руками 4M (GOLD_00-03419)

Научный набор от 4M Коробочный робот позволяет создать двигающегося робота из картонной коробки с помощью инструкции с рисунками внутри упаковки.
Такой необычный набор понравиться юным техникам от 5 лет.
Соберите мотор по инструкции из деталей в комплекте. Сделайте из упаковки этого набора корпус для робота. Раскрасьте и декорируйте коробочного робота по своему вкусу.
Как работает эта научная игрушка? Кулачки робота преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное, благодаря чему робот может передвигаться.
Научный набор дает возможность детям играть и узнавать новое. Используя упаковку этого набора для создания корпуса робота, дети научаться повторному использованию вещей и узнают об основах экологической этики. Собирая мотор робота, они на практике поймут некоторые физические принципы. Таким образом в игре происходит знакомство с основами робототехники, экологии, физики, механики. А декорируя игрушечного робота, дети проявляют художественные навыки, творческие способности, креативность.
Набор серии Sci: Bits положительно влияет на любознательность, изобретательность, развивает мышление, интеллект, тренирует навыки конструирования, воображение, формирует уверенность в своих способностях. Комплект подходит для занятий дома, в младшей школе, на развивающих курсах по образовательной методике STEAM.
В комплекте: модуль двигателя, двигатель с червячной передачей и проводами, крышка двигателя, ось с зубчатым колесом, 2 трубчатые конструкции, 2 кулачка, 2 клеммные крышки, 2 ножки, винты, крышка батарейного отсека, инструкция с рисунками (напечатанная на внутренней поверхности упаковки). Дополнительно нужны (нет в комплекте): 1 х АА батарея, небольшая крестовая отвертка, ножницы и маркер.

Больше ассортимент в нашем каталоге магазина.

Весь товар проверяется на брак перед отправкой!!!

Подарки папе на 23 февраля и интервью со мной :: Это интересно!

Если раскрасить молоток веселенькими узорами, то папе определенно будет веселее работать, подумали мы. Катя взяла акриловые краски и быстренько воплотила идею в жизнь. Честно говоря, мы немножко побаивались, как папа воспримет то, что его любимый молоток настолько изменился.

Но Антон был доволен, значит, сюрприз удался 🙂

Обновленный молоток для папы

Робота было делать не так быстро, мы потратили на него пол дня. Зато он получился таким милым и дружелюбным 🙂

Робот Робби и его создательница

Дальше немного подробностей  и деталей.

Вот это то, из чего мы собирали робота. Бросовый материал: коробки, крышки от банок и бутылок, рулончики от туалетной бумаги. Все скрепляли скотчем и клеевым пистолетом. Крышки-колесики Катя прикрутила на винтики, чтобы крутились по-настоящему. Вот и все премудрости.
Бросовый материал для робота

Вот во что превратилась груда ненужного мусора)))

Робот из картонных коробок

Еще детали крупным планом: глаза, лампочки, кнопки, гусеницы.

Части робота

А вот так мы делали руки роботу из рулончиков от туалетной бумаги и веревочек: 


Рука для робота

Благодаря гибкому соединению их можно поворачивать как угодно:


Робот может принимать разные позы

А теперь про обещанное интервью.

Его я давала для он-лайн журнала позитивной жизни «Жизнь прекрасна» в рубрике «Позитивное материнство». Если вы хотите узнать подробнее о том, позитивная ли я мама и как мне удается все успевать, то загляните сюда: http://lifeisgreat.ru/node/400. Спасибо большое Юлии Сырых за приглашение!

Коробки – роботы из бумаги

Что-то меня в детство потянуло. То сказочные домиками увлеклась, то скульптурой Сары Тернер семьи. Но на сей раз мы с вами попробуем смастерить шкатулку из картонной коробки. Где ее использовать и что в ней хранить подскажет ваша фантазия. Я очень много встречала различных шкатулок, изумительных самодельных ларцов, но все они больше подходили девочкам. А у меня три сына, и для них хотелось бы соорудить что-то особенное, чтобы больше подходило для мальчишек. Такой сказочной и фантастической шкатулкой для моих сорванцов больше бы подошла японская игрушка-конструктор – робот из бумаги, созданный Такаши Tsunoda.

Это Чудовище-робот сам по себе увлечет ребят, и они с удовольствием будут хранить свои секреты в этом загадочном ларце. Конечно, настоящую японскую игрушку-сундучок нам нигде не взять, а вот похожую на нее мы сами можем сделать. Каждый из нас может стать волшебником. Стоит только пофантазировать, а ваши мечты могут превратиться в реальность. А чтобы эти сундучки-роботы для ваших детей стали желанными, сделайте их все вместе. Пусть ваши дети примут активной участие, тогда уж эти игрушки они действительно будут беречь.

Не выбрасывайте пустые картонные коробки, особенно из плотного картона. Из них сундучки получаются намного прочнее и надежнее. К картонной коробке можно приклеить и ножки, и ручки, а снаружи наклеить рисунки роботов, машинок, предварительно нарисовав их на простой бумаге. Можно эту коробку перекрашивать и переклеивать хоть каждый день, если детям это будет интересно. Конечно, самым маленьким детишкам это сделать будет не под силу. Да и секретов у них еще нет. А вот дети примерно с 8 лет должны заинтересоваться этим проектом. Покажите ребятишкам эти картинки и посмотрите на их реакцию. Думаю, что идея эта им понравится. Ведь должно же быть у них что-то свое, да еще и сделанное своими руками. В Японии были представлены более 1000 работ таких роботов в коллекциях японских художников и дизайнеров, которые использовали не только как игрушки, но и как сопутствующие товары, например, чай в таких сундучках.

Фото по клику сундучков роботов из бумаги:

 

Как сделать косморобота из спичечных коробок — Вектор-успеха.

рф

Мастер-класс для одноклассников. Мастер-класс может использоваться для самостоятельной работы детей по творческому конструированию из бросового материала. Предназначен для детей 9-10 лет. Готовый Косморобот из спичечных коробок может украсить детскую комнату, расположившись возле компьютера. А так же может применятся для сюжетно-ролевых игр.

Материалы и инструменты

1. Коробки от спичек 16 шт.
2. Листы фольги или фольга от шоколадок 3 шт
3. Горячий клей 1 шт.
4. Ножницы 1 шт.
5. Вкладыш от яйца Киндер-сюрприз
6. Бутылочная пробка

Как сделать косморобота из спичечных коробков своими руками? Пошаговая инструкци для детей и взрослых.

Каждую спичечную коробку необходимо обвернуть фольгой. Для этого нужно нарезать полоски, ширеной как спичечный коробок. Чтобы фольга не разворачивалась прикрепляем её при помощи горячего клея.

Изготавливаем руки робота. Две коробочки соединяем вкладышем от одной коробки, размещая его между ними.

Второй вкладыш разрезаем пополам и вставляем с двух сторон руки робота, как бы закрывая торцевые стороны. Рука готова. Делаем аналогично вторую.

Для изготовления ног робота необходимо также соединить две обклеенные коробки. А к нижней части ноги приклеить одну коробку дополнительно.

Так выглядит готовая деталь ноги. Их нужно сделать две.

Ноги соеденяет нижняя часть туловища. Для её изготовления наклеиваем одну на другую обклееные коробки плашмя. На получившуюся деталь крепим горячим клеем ноги робота.

Грудную часть поделки выполняем из четырёх, склеенных коробок.

Затем соединяем грудную и нижнюю части.

Теперь приклеиваем руки робота. Их можно опустить вниз, так как на рисунке ниже.

Но мы сделали их так, что они вытянуты вперёд, ведь космический робот должен быть наготове к защите. А его оружие только в таком положении рук может быть нацелено на космоврага. Чтобы наш робот создавал впечатление полноценного трансформера, детали рук и ног украшаем кружками, вырезанными из бутылочной пробки. Приклеенные по центру деталей, они изображают шарниры.

Переходим к изготовлению головы.

Для этого оборачиваем фольгой детали вкладыша от яйца Киндер-сюрприз. Каждую половинку отдельно.

Соединяем половинки, спрятав концы подогнутой фольги внутрь.

Вот что получилось

А на голове сделать антеннки из сподручного материала.

Космический робот-трансформер к звёздному путешествию готов!

24.05.2017 г. 774

Интересные детские поделки из мусора

  Замечательные фантастические фильмы о роботах и забавные мультфильмы, такие как «Роботы», «Валли», дарят прекрасные идеи для детского творчества. Неистребимо вечное желание мальчишеквсе разобрать на части и из получившихся деталюшек, сотворить что-нибудь своё. С такой игрушкой ребёнок будет играть охотнее и дольше, чем с роботом из магазина. Милый и трогательный робот Валли и его забавная компания вдохновляет детей на создание поделок из различного мусора своими умелыми руками.

Поделки из мусора для детей

Дети удивительно изобретательны. В ход идет все, что под рукой, да и просто бытовой мусор. Большая коробка от телевизора может стать космическим кораблём, боевым роботом, а пластмассовая канистра – подводным батискафом. Каждый день приносит новые идеи для воплощения их в детском творчестве. Взрослым, остается только помочь ребятишкам воплотить все свои задумки, предложив помощь в создании поделок вместе со своими детьми. И если рукоделия — территория мам, то в создании роботов папы примут самое живое участие. Пригодится всё: пустые банки от консервов, крышки от банок, ложки и вилки, стаканчики от йогурта, детали от поломанных игрушек, винтики и гаечки, пожертвованные папой. Список может пополняться в зависимости от модели и даже пола робота. Нужны будут: клеевой пистолет для соединения деталей робота и всех его панелек, ножницы по металлу для вырезания элементов робота из металлических банок. Полезным будет несколько рулончиков изоляционной ленты различного цвета. Такого робота можно сделать из консервной банки, ложек и крышки от банки большего диаметра. Все детали крепят при помощи клеевого пистолета, а реснички вырезют ножницами по металлу. Отважного пёсика – спасателя делают из двух консервных банок и чайных ложек -лап. Глаза из шайб и гаек, нос — шляпка от обойного гвоздя. Для ушек — две консервных крышки. Их можно приклеить или закрепить двумя заклёпками. Яркую бабочку делают из банки от пепси и бутылочки от лекарств, лапки — из детских браслетов и частей конструкторов, усики – из проволоки. Украшают туловище рисунками и приклеивают нарисованные крылья.

Следующего забавного робота создают из двух консервных банок, обернутых красивой упаковочной бумагой, для ножек и ручек пригодятся пробки от газировки, нанизанные на проволоку.

Для изготовления этого сердитого робота оборачивают пакет от сока упаковочной бумагой и разрисовывают.

Из коробки от сухих завтраков, маленьких пластиковых стаканчиков и крышек от пластиковых бутылок делается этот робот.

Консервные банки послужат основой и для этой модели. Для рук и ног используют части деревянной пирамидки.

Из пластмассовой игрушки спирали и проволоки при помощи скотча сделан этот забавный робот.

Эту симпатичную барышню можно сделать из консервной банки, баночки от лекарств и украсить бусами, лентами, шариками и звёздочками.

Колпачок  этого веселого клоуна — из пластикового стаканчика, глаза из пробок от бутылок.

Веселая букашка сделана из бутылки от йогурта, глаза — крышки от бутылок, для зрачков взяты колесики  Для украшения подойдут бусинки, пуговицы и другие детали от поломанных игрушек.

Использованная упаковка от таблеток, в ячейки которой положили пластилин или цветную фольгу – основа этого робота.

В конструкции этого робота голова — кухонная губка. Ноги — бутылочки от лекарств, туловище — коробка, завернутая в газету.

Замечательный робот из коробок, завернутых в яркую цветную фольгу, украшен батарейками, колесиками  проводами и гаечками.

Такие интересные поделки для детей можно сделать из подручных материалов. А также можно разрисовывать баночки, бутылки и другой мусор создавая игрушки из пластиковых бутылок.

Спасибо за подборку работ Anna 


Ещё много мастер-классов по рукоделию:

При копировании материалов активная ссылка на сайт CREATIVETHERAPY.RU обязательна!

Эти игрушки «Сделай сам» — лучшие наборы роботов для детей

Содержание

  • Лучший набор для сборки роботов — выпуск 2022 года
  • Наборы для сборки роботов для детей и подростков

Обучение детей основам робототехники — отличный способ привить любовь к науке и технике, которая будет расти вместе с ними по мере их взросления. Забавные наборы роботов для детей — отличный способ познакомить детей с простыми инженерными концепциями. Проекты по робототехнике повышают творческий потенциал, учат детей следовать указаниям, а готовый продукт дает им чувство выполненного долга и уверенности. Мало того, у них есть крутая игрушка, с которой можно поиграть, когда проект будет завершен.

В мире, где мгновенное удовлетворение часто является нормой, необходимость потратить немного времени и усилий на создание игрушки поможет детям оценить игрушки, которые у них есть, и механику, стоящую за ними. Процесс сборки действительно развивает зрительно-моторную координацию и моторные навыки — то, что понадобится каждому ребенку, когда он вырастет.

Существует множество наборов роботов для детей, от программируемых роботов с дистанционным управлением до простых, легко собираемых игрушек.Выбирая проект для создания, учитывайте возраст и уровень интересов вашего ребенка. Ребенку, имеющему опыт конструирования из лего или конструкторов, могут понравиться более сложные наборы роботов, а новичку может понравиться что-то простое и легкое. Покупая наборы для робототехники для детей, лучше всего искать те, которые не требуют пайки, как это делают многие проекты, предназначенные для взрослых. Покупайте набор, в котором готовый дизайн выглядит круто и долговечен, а уровень проекта соответствует вашему юному инженеру.

(Если вы ищете готовые игрушки-роботы, не волнуйтесь. У нас есть отличное руководство, которое поможет вам выбрать лучшую игрушку-робота для детей.)

Лучший набор для сборки роботов — издание 2022 г.

Наборы для сборки роботов для детей и подростков

Верхний комбинезон: конструктор Lego Mindstorms Robot Inventor 51515

Это новинка 2020 года , и это именно тот набор робототехники LEGO, которого мы так долго ждали! Это идеальный набор для робототехники для ребенка, который хочет попробовать свои силы в STEM.Вот почему мы называем этот набор лучшим набором робототехники для детей на этот рождественский сезон. Черт возьми, у него так много функций, что вы, возможно, захотите получить их сами, если вам нравятся роботы.

Насчитывая почти 1000 штук, внутри находятся часы создания пьесы. В этом комплекте вы найдете 4 средних двигателя, датчик цвета, датчик расстояния и интеллектуальный концентратор. Вы можете выбрать, какого из пяти разных роботов вы хотите построить — это может зависеть от настроения вашего ребенка в этот день.

Blast — самый высокий из них, его рост составляет более 14 дюймов. Этот робот может использовать когти, молот или даже стрелять ракетами. Трикки умеет играть в мяч (как в баскетбол, так и в футбол). Может, тебе хочется поиграть на музыкальном инструменте? Среди прочего, вы можете запрограммировать Чарли играть на барабанах. Игрушки-роботы продвинулись так далеко за последние несколько лет — это удивительно, сколько всего вещей сможет сделать ваш ребенок с этой игрушкой!

Все роботы управляются с помощью простого в использовании приложения LEGO MINDSTORMS Robot Inventor на основе Scratch.Этот набор LEGO поставляется с перезаряжаемой батареей — когда этот подарок открыт, не нужно искать энергию в последнюю минуту.

Этот набор предназначен для детей от 10 лет и старше, но ребенок, любящий конструкторы Lego и роботов, возможно, получит удовольствие от него на несколько лет раньше. (У него есть мелкие детали, так что не , а рано.)

Начальный набор роботов Makeblock

Стартовый набор роботов Makeblock — это отличный набор роботов для детей. Это весело строить и помогает строителям изучать не только робототехнику и электронику, но и использовать базовое программирование Arduino.(Arduino — это простая в использовании платформа для прототипирования электроники с открытым исходным кодом.) Набор позволяет построить либо полуавтономный танк, либо трехколесный автомобиль, и конечный продукт довольно крут.

Существует две версии этого набора для робототехники. Один управляет механическим созданием с помощью инфракрасных команд; другой использует приложение на вашем телефоне и элементы управления Bluetooth. В любом случае, этот набор робототехники для детей представляет собой отличный мост между игрушкой и более монументальной роботизированной задачей. Бонус:  Возможно, ваш ребенок обнаружит, что ему нравится программировать на Ardunio!

Возраст: 12+

Подходит для: Серьезные новички, Arduino, программирование

Чудо-мастерская Dash Robot

Без сомнения, самый симпатичный маленький робот для детей, Wonder Workshop Dash идеально подходит для детей, которые только начинают изучать робототехнику, программировать и создавать.Несмотря на то, что он существует на рынке уже несколько лет, он не потерял своей популярности. На то есть веская причина — программировать и использовать его действительно весело, и детям легко освоить его. На наш взгляд, это лучший набор робототехники для детей младшего возраста, потому что дети могут начать «программировать» практически сразу после того, как достали робота из коробки.

Вы можете обнаружить, что ваш ребенок играет с прибором Wonder Workshop Dash в своей школе. По последним подсчетам более 20 000 школ используют эту игрушку для обучения программированию и логике на соответствующем возрасту уровне. Он реагирует на голосовые команды, предоставляемые приложением, поэтому дети без опыта могут быстро почувствовать радость, наблюдая за тем, как их робот реагирует на команды.

Управляемый через бесплатное приложение для систем Apple и Android, дети могут использовать свой телефон или планшет для создания и программирования робота Dash, чтобы он двигался, танцевал, светился, издавал звуки, избегал препятствий и даже реагировал на их голос. Они сделали это просто, так что ваш ребенок может просто весело провести время!

Возраст: 8+

Подходит для: Новички, программирование, приложения

Жестяная банка 4M

Если вы не готовы вкладывать сотни долларов в роботизированную игрушку, которая может понравиться вашему ребенку, а может и не понравиться, попробуйте 4M Tin Can robot .Обучайте переработке и робототехнике с роботом 4M Tin Can. В наборе есть все для сборки милого создания, кроме использованной банки. Готовый продукт — забавный ходячий и качающийся робот, который понравится детям.

Это не слишком сложная сборка, но вашему юному ученому может понадобиться небольшая помощь. Я думаю, что это идеально — дешево показать ребенку, что возможно с роботами. Если им это нравится, вы должны вскоре перейти к более функциональным вариантам.

Возраст: 8+

Подходит для: Простой, недорогой

LEGO Mindstorms EV3

LEGO Mindstorms EV3, впервые выпущенный в 2013 году, был королем пространства для создания роботов своими руками даже сейчас, в 2022 году.Удивительно, как сильно постарела эта роботизированная игрушка за последнее десятилетие.

Несмотря на то, что он стоит дороже, чем некоторые другие наборы робототехники, робототехника Lego предлагает удивительные улучшения в чрезвычайно популярном мире LEGO. Он основан на чрезвычайно популярных системах LEGO и LEGO Technic. С помощью руководств по сборке пяти уникальных роботов EV3 можно управлять непосредственно со смартфона или программировать через приложение для iOS/Android и ПК/Mac.

Возраст: 10+

Подходит для: Любители LEGO, Кодирование, High-end

ELEGOO UNO R3 Project Smart Robot Car Kit V 3.0 Плюс

Некоторые дети уже готовы к набору робототехники из реального мира — с серводвигателями, макетными платами и датчиками, которые соединяются вместе. Если ваши дети старшего возраста готовы к такому вызову, Elegoo UNO R3 — отличный выбор, чтобы держать их в напряжении и бросать им вызов.

Одна из самых сложных частей сборки комплекта робота из микроконтроллера и деталей — найти все необходимые компоненты. Elegoo Uno решит эту проблему для вас и вашего ребенка. У вас будут все детали в одном месте, а с помощью простых инструкций вы сможете сравнительно легко собрать робота.Хотя Elegoo Uno R3 — это весело, это не игрушка — это настоящий робот, которого вы в конечном итоге программируете с помощью микроконтроллера Arduino.

Это означает, что вам потребуется некоторый опыт работы с электроникой, чтобы собрать этого робота. Мы не говорим об опыте — но вам нужно знать разницу между + и — выводами и почему, например, их изменение может быть плохим. Такого сайта должно быть достаточно. Но эта кривая обучения также означает, что вы можете добавлять к роботу датчики и другие забавные элементы по мере роста ваших навыков и навыков вашего ребенка.

Учебные ресурсы Botley the Coding Robot Activity Set

Хотя управлять роботом с экрана или планшета может быть здорово, иногда это просто еще один уровень сложности, мешающий веселью. Botley the Coding Robot был создан, чтобы ваши дети как можно быстрее научились программировать своего робота. Просто убедитесь, что у вас есть 5 батареек AAA под рукой!

Созданный компанией Learning Reseources, одним из лидеров в области STEM и обучающих игрушек с середины 1980-х годов, Botley предлагает несколько разных способов игры.В режиме следования по линии Ботли будет следовать по толстой темной линии на картонных фигурках. Этот режим лучше всего подходит для детей младшего возраста, когда они промокают ноги, чтобы получить немедленную положительную обратную связь.

Дети постарше обнаружат, что настоящее программирование осуществляется с помощью пульта дистанционного управления. Шаги вводятся в пульт (на базовом языке направленного программирования), чтобы сообщить роботу-кодировщику Ботли, куда идти. Дети должны будут использовать свои навыки решения проблем, чтобы заранее спланировать, куда они хотят, чтобы робот пошел.Также есть циклы и команды ветвления (если встречается препятствие, вместо этого идите в этом направлении).

Это не такой надежный язык программирования, как некоторые из более сложных роботов, но в этом и смысл, не так ли? Это должно стать хорошим первым введением в логику и программирование в реальном мире.

Настольный робот 4M

Столешница 4M — умный, легко собираемый и недорогой набор для занятий. Детям понравится собирать этот прикольный маленький паучок.После сборки просто установите батареи и запустите его. Он проходит через стол, а затем чувствует, когда он слишком близко к краю, и поворачивается, чтобы пойти в другом направлении. Это действительно веселое знакомство с электронными проектами для детей.

Возраст: 9+

Подходит для: Простой, недорогой

ЗООБ БОТ

Почетный победитель детского конкурса NAPPA, робот ZOOB BOT представляет собой забавную и простую сборку. Это отличное введение в робототехнику и строительство, не слишком сложное для детей младшего возраста.

Робот состоит из 40 шестерен, шарниров и осей, которые просто соединяются друг с другом. Он включает в себя инструкции для различных стилей роботов, но творческий производитель может создать гораздо больше. Готовый робот — это забавная игрушка со светящимися глазами. Это действительно отличный подарок для 6- или 7-летнего ребенка, но и 5-летнему ребенку он тоже может понравиться при небольшом присмотре родителей.

Возраст: 6+

Подходит для: Простой, с дополнительным аккумулятором, для детей младшего возраста

Smithsonian Science Activity Robo Spider Kit

Простые инструкции и разумная цена делают набор Smithsonian Science Activity Robo-Spider Kit отличной робототехникой для начинающих.Конечный продукт представляет собой крутую игрушку и включает в себя цветной плакат, который дети могут повесить на стену.

Для детей: 8+ лет

Подходит для: Просто, для любителей насекомых, недорого

Машины с дистанционным управлением Thames & Kosmos

Еще одна программа для создания дистанционно управляемых машин Thames & Kosmos Remote Control Machines имеет все необходимое для создания десяти машин. Креативный создатель сможет использовать эти части, чтобы построить гораздо больше.Входящий в комплект инфракрасный пульт дистанционного управления позволяет пользователю одновременно управлять тремя различными двигателями, чтобы получить массу удовольствия после завершения строительства.

Возраст: 8+

Подходит для: Промежуточный уровень, творчество, механика

Робот для рисования 4M

Робот 4M Doodling — классный и уникальный маленький гаджет. Эта недорогая конструкция представляет собой относительно простую сборку, и детям понравится смотреть, как она создает собственные произведения искусства. Готового робота можно разбирать и перестраивать в разных конфигурациях, заставляя «паука» рисовать разные узоры.Это увлекательный урок по строительству, механике и основам робототехники.

Возраст: 8+

Подходит для: Простой, художник, недорогой

Kuman Project Полный стартовый набор для Arduino UNO

Полный стартовый набор Kuman для Arduino UNO — это идеальная стартовая площадка для детей и подростков, позволяющая вывести их создание и программирование на новый уровень. Arduino — это микроконтроллеры, которые можно запрограммировать для выполнения множества проектов. Вы можете считывать входы датчиков и отправлять команды на цифровые и аналоговые выходы.Это означает, что они идеально подходят для создания более совершенных роботов с нуля. Вы можете найти много идей для начала работы в Project Hub.

С 44 компонентами и учебным компакт-диском, полным проектов и исходного кода, набор содержит все, что нужно вашему ребенку, чтобы начать создавать удивительные вещи. От простых и забавных проектов до шедевров электронной техники — это набор для детей с безграничным воображением и идеями. У вас будут детали для создания простого робота, но вы всегда можете купить двигатели и другие предметы, необходимые для создания вашего индивидуального проекта робота.

Возраст: 10+

Подходит для: Средний/Продвинутый, кодирование, безграничные возможности

Набор программируемых роботов 11 в 1

Набор программируемых роботов 11 в 1 — мастер на все руки… Ну, по крайней мере, 11 профессий. Работающий на чрезвычайно популярной платформе Arduino, этот маленький парень может трансформироваться в робота, следующего по линии, стреляющего из пистолета с резиновой лентой, обнаруживающего края или интерактивного игрового робота — наряду со многими другими. Отлично подходит для часов веселья и многократного использования.

Возраст: 9+

Подходит для: Программирование Arduino, Механика

Все эти практические занятия предлагают увлекательный и познавательный опыт сборки. Если вы ищете больше научных проектов, с которыми вы можете замарать руки, ознакомьтесь с нашими обзорами подписки STEM..

Характерное изображение адаптировано из изображения Брэда Монтгомери, предоставленного Flickr.

Что можно сделать из материалов, которые можно найти в доме?

Сегодня мы рассмотрим переработку вторсырья и то, как мы можем превратить повседневные материалы в нечто прекрасное.Мы будем собирать материалы со всего дома, такие как вторсырье и канцелярские товары, чтобы построить робота.

Роботы — это машины, которые могут выполнять задачу автоматически, независимо от того, управляются они с помощью пульта дистанционного управления или управляются встроенным кодом внутри робота. Хотя мы, возможно, не сможем построить полностью функционирующего автоматизированного робота дома, мы можем манипулировать повседневными материалами, чтобы создавать шарнирные движения, которые оживляют нашего робота.

Апсайклинг — это форма вторичной переработки, при которой мы находим способ вторичного использования материалов, которые обычно отправляются прямо на свалку или на перерабатывающий завод, где их разбивают и превращают в новые материалы.Однако переработка по-прежнему требует много ресурсов для сбора вторсырья с мест, доставки его на завод для сортировки, отправки на другие заводы для переработки и так далее. Находя новые способы использования старых материалов, мы можем уменьшить количество мусора на наших свалках и уменьшить углеродный след.

Время разработки этого проекта займет около 5-10 минут, а время сборки может занять 30 минут и более. Этот проект подходит для всех возрастов.

Список материалов:

В то время как это список материалов мы использовали для наш бот, ваши материалы могут быть любыми! Воображение и дизайнерское мышление являются ключом к тому, чтобы заставить вашего робота работать из материалов, которые у вас есть.

  • Картонная коробка
  • Картонные детали
  • Картонные тубусы
  • Кнопки (также можно использовать латунные застежки или скрепки)
  • Пластиковые листы (например, разрезанный пластиковый контейнер для выпечки)
  • Лента или пистолет для горячего клея И клейные палочки
  • Cleaners
  • ножницы
  • ножницы
  • каштурок (дерево дюбель или солома может также работать)
  • отверстия Punch (полезно, но ножницы могут сделать работу, если вы осторожны)

Указания :

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

Этот проект во многом основан на вашем творчестве — если вы этого не хотите, никакие два робота не будут выглядеть одинаково.

Сначала соберите все материалы. Соберите как можно больше вещей! Проверьте мусорное ведро и попросите у родителей случайные предметы, которые вы можете использовать, и все остальное, что вы можете найти. Чем больше различных материалов у вас есть, тем больше способов вы можете представить и спланировать для создания своего робота.

Теперь пришло время воображать, планировать и проектировать! Какие материалы лучше всего подходят для того, что вы хотите построить? Подумайте о том, что вы хотите, чтобы ваш робот умел делать, и как вы могли бы добиться этого.Например, мы хотели, чтобы голова и руки нашего робота имели движение, поэтому мы подумали о том, как добавить детали, которые могли бы поворачиваться или выдвигаться. Нарисуйте свой план на чистом листе бумаги, в блокноте или в приложении для 3D-рисования.

Теперь приступайте к сборке своего робота. Поскольку все наши роботы могут в конечном итоге выглядеть по-разному, вот несколько советов, которые помогут вам начать работу:

  • Если у вас уже есть коробка нужного размера, тело или туловище робота — это хорошее место для начала. Если нет, вырежьте и соберите коробку по размеру тела вашего робота.Все это можно соединить скотчем или горячим клеем. На самом деле, большинство вещей, которые вам нужны для этого проекта, можно просто склеить или склеить.
  • Использование дюбелей или карандашей может быть отличным способом заставить предметы поворачиваться или двигаться. Например, мы хотели, чтобы голова нашего робота двигалась из стороны в сторону, поэтому мы взяли шпажку и протолкнули ее через край нашего картона — см. рисунок ниже. Затем я подумал о том, как голова будет выходить из верхней части тела робота и прорезать отверстия по бокам, где шампур мог бы выходить и иметь свободное движение, а сверху вырезал широкую щель, которая была шире головы, чтобы у него может быть пространство для перемещения из стороны в сторону.
  • Вот способ, как заставить руки поворачиваться и выдвигаться:
  • Возьмите четыре трубки от туалетной бумаги и отрежьте две по вертикали, затем закрепите их лентой, чтобы они стали тоньше и могли поместиться внутри других трубок, не вызывая трения вдоль стены
  • Затем двумя другими трубками обрежьте стороны примерно на дюйм от дна. Это будет слот для направляющей, поэтому он должен быть достаточно толстым, чтобы в него поместилась шпажка (или соломинка, палочка от эскимо)
  • Затем соберите рельсовую систему.В две более тонкие трубки мы собираемся вставить шпажку (или соломинку, палочку от эскимо) примерно на полдюйма от верха.
  • Теперь возьмите каждую из своих тонких трубок и поместите их, направляющим концом вперед, в трубки с прорезанными в них прорезями, затем осторожно заклейте концевое отверстие, не скрепляя трубки вместе. Идея состоит в том, что внутренняя труба будет скользить по дорожке, не проваливаясь. Это может потребовать проб и ошибок.
  • Не забудьте украсить! Весь этот процесс позволяет вам задействовать свое творческое мышление, когда вы работаете над созданием своего робота.Помните, что разработка чего-то с нуля — это повторяющийся процесс, а это означает, что вам может потребоваться переосмыслить и переработать несколько раз, прежде чем они будут завершены, и это нормально. Постарайтесь не унывать. Чем больше мы стараемся, тем больше мы узнаем, и тем больше удовольствия мы можем получить!

Как настроить для младших и старших учащихся

Для младших учащихся сосредоточьтесь на создании классного робота, даже если у него нет движущихся частей. Предложите маленьким детям включить хотя бы одну подвижную часть, например руку или голову.Даже крутящиеся пуговицы по бокам или на груди было бы весело!

Для учащихся старшего возраста: посмотрите, сможете ли вы найти какие-нибудь старые игрушки или компьютеры и открыть их (под присмотром взрослых и с соответствующими инструментами), чтобы найти что-нибудь, что могло бы либо придать вашему роботу крутой вид, либо, если деталь работает, светящийся светодиод или моторизованный компонент к вашему роботу. Светодиод означает светоизлучающий диод, и у них есть анодный (+) и катодный (-) провода, которые должны быть подключены к источнику питания, чтобы загореться, обычно около 2-3 вольт, поэтому обычная батарейка поможет.У двигателей постоянного тока есть вращающийся конец оси, поэтому все, что прикреплено к этому концу, будет вращаться при подключении к источнику питания. Эта страница проекта с инструкциями немного затрагивает безопасность разборки игрушек и общие советы.

Наконец, вот некоторые методы строительства из картона, которые могут оказаться полезными:

© Exploratorium, www.exploratorium.edu

Little Hiccups: Last Minute Halloween DIY: костюм робота

Отказ от ответственности: этот пост содержит партнерские ссылки.

Каждый год мне нравится шить для своих детей костюмы на Хэллоуин, но почти каждый год я откладываю это на последний момент.У меня всегда есть хорошие намерения сделать костюмы как можно раньше — обычно я закупаю все материалы за несколько месяцев — но когда дело доходит до фактического изготовления упомянутых костюмов, я всегда откладываю это до самой последней минуты. Вероятно, не помогает и то, что октябрь всегда очень загруженный месяц в нашем доме, день рождения Лолы приходится на середину месяца, а многие из наших любимых фестивалей проходят в преддверии Хэллоуина.

Когда я делаю детские костюмы на Хэллоуин, я всегда стараюсь работать с одеждой, которая уже есть в шкафу.Вместо полных костюмов мне нравится делать аксессуары, которые сочетаются с обычной одеждой. Таким образом, аксессуары можно носить гораздо дольше для игры с переодеванием

Я уверен, что есть много других родителей, таких как я, которые оставляют костюмы на самый последний момент, так что всю эту неделю я буду делимся супер простыми костюмами, которые можно сделать своими руками в последнюю минуту.

Сначала у нас есть простой костюм робота!

Этот костюм действительно легко сделать, и в основном он состоит из предметов, которые есть у вас дома, в том числе из вторичного сырья! Вы можете сделать его практически любого размера (просто используйте большую или меньшую коробку) и можете украсить его по своему усмотрению.Вы можете покрасить коробку или использовать серебряную контактную бумагу, чтобы покрыть ее, но мне нравится использовать клейкую ленту, чтобы покрыть ее, так как она также укрепляет костюм. Мы все знаем, что костюмы на Хэллоуин немного изнашиваются к тому времени, когда трюк или угощение закончены, поэтому все, что делает костюм сильнее, хорошо в моих книгах!

Вот посмотрите, как я сделала костюм робота для Матильды…

Что вам понадобится:
Серая длинная пижама (мне нравятся эти на сайте primary.com) или леггинсы и топ с длинными рукавами
Картонная коробка достаточного размера, чтобы поместиться Ребенок Torso
пластиковые бутылки крышки

серебряная утка лента

серебряные уборщики труб
серебряные волосы глить
Box Cutter



клеевой пистолет
Серебряные туфли или ботинки ( Эти туземцы мы ходим каждый день, но эти ботинки Hunter идеально подходят для трюков или лечения в холодных краях)

Для начала вам нужно найти коробку, которая подходит для туловища вашего ребенка.Мы получаем много доставок Amazon на дом, поэтому у меня был ассортимент коробок, чтобы попробовать, но в конечном итоге я решил использовать старую коробку для подгузников, так как она идеально подходила Матильде. Коробки Amazon намного прочнее, поэтому, если у вас есть подходящая коробка, используйте ее. Надежно заклейте коробку скотчем.

Вырежьте дно коробки и обклейте края скотчем, чтобы убедиться, что она по-прежнему надежно держится вместе.

Теперь вам нужно вырезать отверстия для головы и рук. В качестве отверстия для головы я обвел тарелку для супа размером чуть больше головы Матильды.Убедитесь, что он расположен по центру верхней части коробки, и обведите его ручкой. Вырежьте круг канцелярским ножом. Для прорезей для рук я нашел стакан, который был как раз подходящего размера, чтобы Матильда могла удобно разместить его на руках. Вам нужно убедиться, что отверстия для рук достаточно велики для движения. Проследите вокруг стекла с каждой стороны примерно на дюйм вниз от верха. Вырежьте канцелярским ножом.

Прежде чем приступить к украшению, всегда полезно дать ребенку примерить коробку. Матильда была убеждена, что она уже похожа на робота!
Теперь начнем обклеивать коробку скотчем.Начните с покрытия по краям. Что мне нравится в декорировании клейкой лентой, так это то, что вам не нужно использовать ножницы, так как ее легко разорвать. Чтобы закрыть закругленные края, просто наклейте полоску скотча по краю, оторвите ее до края картона, затем загните край и разгладьте. Лента довольно гибкая, поэтому комки легко разгладить. Чтобы закругленные края были гладкими, лучше сделать несколько надрезов и сгибать меньшие части за один раз. Как только все края будут покрыты, пришло время покрыть всю коробку.Работая сверху, накройте коробку одной полосой за раз, пока не дойдете до дна. Поскольку на коробке, которую я использовал, была красочная графика, мне потребовалось два слоя скотча, чтобы полностью покрыть ее, чтобы графика не просвечивала. Если ваша коробка обычная, вы можете использовать только один слой.
Как только коробка будет полностью обмотана скотчем, можно приступать к декорированию. Я чувствовал, что телу робота нужно что-то большее, чем просто кнопки, поэтому я сделал простой экран набора номера, чтобы добавить к нему. Вы можете найти шаблон здесь .   Я напечатал циферблат на самоклеящейся бумаге, но вы всегда можете просто распечатать его на обычной бумаге и приклеить. Я вырезал стрелу из картона и заклеил ее черным малярным скотчем. Я проткнул отверстие как в стрелке, так и в рамке (в месте, где встречаются цвета на циферблате) шпажкой, а затем скрепил их шплинтом. Матильде нравится, когда стрела крутится.
Затем мы с Матильдой разработали выбранное ею место для «пуговиц» на крышке бутылки, и я приклеил их на место с помощью пистолета для горячего клея.Просто нанесите немного горячего клея на край крышки и приклейте ее. Клей довольно крепкий, так что много его не понадобится.
Когда клей высохнет, пора надевать костюм!

Оденьте ребенка в серую пижаму и осторожно наденьте ему на голову коробку с роботом. Я завязала волосы Матильды в два маленьких пучка. Я совершил ошибку, сделав это до того, как надел на нее коробку, а это означало, что мне пришлось немного поправить ее волосы. Коробку проще всего надеть перед прической. Я обернул чистилкой для волынки каждую из ее булочек и направил их вверх, как усики.Затем я «нарисовал» пальцами серебряные блестки на ее волосах.


Все сделано!
Время танца роботов!
Бери ведерко с тыквой и иди за конфетами. Кошелек или жизнь!
Скоро у меня будет еще несколько простых самодельных костюмов, так что следите за обновлениями.

9 лучших игрушек-роботов для детей 2022

Персонал, предоставлено Ubtech

Когда-то вы, вероятно, научились некоторым навыкам STEM, играя с блоками Lego и бревнами Линкольна.С развитием технологий развиваются и игрушки. Теперь лего и другие низкотехнологичные игрушки в сочетании с высокотехнологичными роботами помогают превратить изучение инженерии, программирования и математики в развлечение. Школьная работа с рейтингом STEM, несомненно, является частью учебной программы вашего ребенка, и эти игрушки могут укрепить навыки и дать начинающим изобретателям возможность заниматься творчеством самостоятельно за пределами класса.

Ознакомьтесь с рекомендациями по девяти лучшим наборам для робототехники, чтобы развлечь детей в возрасте от 3 лет и старше.

Лучшие роботы-игрушки для детей

    Чему дети могут научиться у роботов

    Исследования показывают, что кроме STEM-грамотности робототехника может способствовать развитию других навыков, таких как практическое творчество, решение проблем, общение и работа в команде.Таким образом, обучение робототехнике — это не только подготовка вашего ребенка к карьере программиста или инженера; он вооружает их техническими навыками и навыками решения проблем, которые им понадобятся для учебы и работы.

    И хотя вы можете подумать, что клубы робототехники предназначены только для учащихся средних и старших классов, исследования показали, что, когда робототехника вводится в подготовительный класс до второго класса, дети также могут освоить базовые навыки робототехники и программирования. Многие из этих наборов роботов можно давать детям от 3 лет, в то время как некоторые из них более продвинуты для детей от 8 лет и старше.Родители, которые не знают, заинтересованы ли их дети в наборе для робототехники, могут выбрать один из менее дорогих комплектов стоимостью менее 50 долларов. Более дорогие варианты стоимостью более 100 долларов предлагают больше сложности и часто могут быть адаптированы для детей, когда они становятся старше и опытнее.

    Как мы выбирали эти комплекты роботов

    Все предлагаемые нами комплекты робототехники имеют средний рейтинг покупателей 4 звезды или выше. В ходе нашего исследования мы рассмотрели экспертные источники, такие как Wirecutter , Digital Trends и Tom’s Guide , и просмотрели бесчисленные обзоры.Каждый комплект в этом списке оценивался по его образовательным стандартам STEM, а также по тому, насколько он интуитивно понятен, информативен и (что не менее важно) забавен для детей. Мы также рассмотрели широкий выбор игрушек, чтобы учесть интересы детей, возраст и уровень навыков, а также бюджет родителей.

    Реклама — продолжить чтение ниже

    1

    Лучший в целом

    Игрушка-робот Lego Star Wars Boost Droid Commander

    Вы всегда можете рассчитывать на то, что Лего будет веселым и увлекательным, но этот набор роботов добавляет в классическую игрушку некоторые элементы программирования.Набор из 1177 предметов включает в себя трех дроидов Lego Star Wars — R2-D2, Gonk Droid и Mouse Droid, а также датчик цвета и расстояния и интерактивный двигатель. Дети могут запрограммировать дроидов на выполнение 40 различных миссий.

    Как и большинство наборов робототехники, он также совместим с собственным приложением для смартфонов под названием Lego Boost, доступным на устройствах iOS, Android, Kindle и Windows 10.

    2

    Для основ

    Учебные ресурсы Набор заданий Botley the Coding Robot

    Этот набор из 77 предметов по разумной цене дает детям в возрасте от 5 лет прочную основу для программирования и робототехники.Botley the Coding Robot оживает с помощью простого в использовании пульта дистанционного управления, поэтому вам не нужно загружать приложения (и нет времени на экран).

    В комплект входят листы с заданиями по программированию, а также множество забавных аксессуаров для создания полос препятствий. Кроме того, дети могут играть с Ботли прямо из коробки.

    3

    Для юных изобретателей

    Tinkering Labs Electric Motors Catalyst STEM Kit

    Этот набор позволяет детям собирать и перестраивать роботов, автомобили и существ по своему воображению.Он идеально подходит для начинающего изобретателя, который любит возиться с вещами в доме и включает в себя деревянные детали, электродвигатели и батареи, а также оборудование и инструменты, включая защитные очки и отвертку.

    Также есть элемент игры — 10 игровых карточек, которые заставляют детей создавать различные творения на месте. Этот комплект пользуется популярностью у покупателей, получив в среднем 4,6 звезды от более чем 460 рецензентов, и рекомендуется для детей в возрасте от 8 до 12 лет.

    4

    Лучший бюджет

    Робот-детектор кромок 4M Tin Can

    Этот набор роботов позволяет детям заниматься творчеством с минимальными затратами.Использованная банка из-под газировки, батарейка ААА и маленькая крестовая отвертка — все, что нужно, чтобы научиться перепрофилировать объект и превратить его в забавного и функционального бота с датчиком движения.

    Этот набор рекомендуется для детей в возрасте от 8 лет и старше. Он содержит легко читаемые инструкции и является отличным начальным конструктором, который поможет вашим детям почувствовать себя уверенно, прежде чем они перейдут к более крупным и более дорогим наборам для робототехники.

    5

    Для детей от 10 лет и старше

    Конструктор Lego Mindstorms 51515 «Робот-изобретатель»

    Несмотря на то, что этот набор стоит дорого, вы получаете массу действий, а также сложные задачи по программированию, благодаря этому программируемому дистанционно управляемому роботу.

    Для детей старшего возраста в возрасте от 10 лет в набор Lego входят планы пяти уникальных моделей, а также приложение для смартфона с более чем 50 заданиями, почти 1000 деталей и перезаряжаемой батареей. Если вы уже знаете, что ваш ребенок одержим робототехникой, возможно, этот комплект удовлетворит его любопытство.

    6

    Для юных космонавтов

    Серия JIMU AstroBot: набор «Космос»

    С помощью этого набора дети в возрасте от 8 лет и старше могут создать трех разных космических роботов — AstroBot, Rover и Astron — или использовать свои навыки и воображение, чтобы построить собственного.

    Приложение набора, совместимое с iOS и Android, использует 3D-анимацию, чтобы научить детей собирать роботов шаг за шагом. Затем, после загрузки приложения Blockly или аналогичного языка блочного кодирования, такого как Scratch, дети приступают к работе. Они могут заставить роботов выполнять физические задачи, такие как перемещение объектов, а также настраивать световые и звуковые эффекты и даже придавать им индивидуальные черты.

    7

    Для детей от 8 лет и старше

    Набор роботов Makeblock mBot

    mBot от Makeblock — отличный вариант для молодых программистов, так как небольшого робота можно построить примерно за 15 минут, используя простое руководство и пошаговые инструкции в 3D.

    Дети могут начать программировать на Scratch, графическом языке программирования, с помощью бесплатного прилагаемого программного обеспечения, а также есть приложение с 60 игровыми заданиями, которые бросят вызов детям и помогут им развить свои навыки.

    8

    Расширенный ИИ

    Игрушка-робот Anki Cozmo

    Для детей, которые прошли начальный уровень и готовы к серьезному (хотя и дорогому) испытанию, этот набор позволяет собрать и запрограммировать собственного робота.

    Cozmo оснащен искусственным интеллектом и может выражать эмоции, узнавать людей и запоминать имена с помощью камеры со скоростью 30 кадров в секунду и программного обеспечения для распознавания лиц.

    С помощью приложения, совместимого с iOS и Android, дети могут запрограммировать Cozmo, чтобы он делал все, от танцев и чихания до игры в горячую картошку, настраивая блоки кодирования.

    9

    Шаг вперед

    Кодирующий робот Wonder Workshop Dash

    Для родителей, которые хотят познакомить детей с программированием или развить их навыки, Dash от Wonder Workshop станет отличным выбором для детей в возрасте от 6 лет и старше.

    По сравнению с комплектами, которые требуют тщательной сборки, прежде чем они будут запущены и запущены, Dash поставляется заряженным и готовым к работе примерно на 5 часов. Робот-кодировщик совместим с Lego, и в набор входят два соединителя для строительных кубиков, а дети могут добавлять свои собственные кубики Lego, чтобы создавать другие творения.

    Также можно загрузить четыре бесплатных приложения, которые помогут детям перейти от начальных концепций к более продвинутым.

    Рэйчел Кляйн Рэйчел Кляйн Рэйчел Кляйн уже более десяти лет является профессиональным редактором и писателем с опытом работы в области цифровых медиа, издательского дела и журналистики.Пейдж Шмодис Пейдж Шмодис — редактор журналов Runner’s World, Bicycling и Popular Mechanics, которая исследует и пишет обзоры и новости о продуктах для дома, техники и активного отдыха.

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    Реклама — продолжить чтение ниже

    11 лучших наборов для сборки робота

    Вам всегда нравились роботы, и вы хотели заняться сборкой роботов? Но начав думать о том, «как сделать робота», первый возможный ответ, который приходит вам в голову, — «с чего начать?».

    Даже микроробот может состоять из множества компонентов от микроконтроллеров, датчиков и приводов до коммуникационного модуля и множества проводов. Итак, если все это запутанно, то вы можете начать с набора «сделай сам».

    Наборы для сборки роботов «Сделай сам» бывают разного уровня сложности в зависимости от ваших знаний и навыков в области робототехники. С этими наборами для самостоятельной сборки сделать робота может быть намного проще, чем вы думаете.

    После того, как вы соберете робота с помощью этих наборов, вы всегда сможете расширить его возможности, добавив дополнительные датчики, моторы и расширенные коды.

    Наборы программируемых роботов от начального до продвинутого уровня — мы составили список наборов для самостоятельного изготовления роботов, которые помогут вам собрать собственного робота.

    1. Комплект Crenova Robot Car Kit для Arduino: Вы любите роботов + Вы любите автомобили + Вы новичок в робототехнике = Вам нравится этот продукт теперь начали делать самоходных роботов на базе Arduino. Плата на основе Arduino имеет в своей основе микроконтроллер atmega328P, который имеет разнообразное семейство программируемых функций и операций.

    Crenovo Robot Car имеет множество сенсорных модулей, которые пользователь может добавлять и удалять соответствующим образом. Автомобиль-робот Crenova имеет множество различных интерфейсов программирования в зависимости от опыта пользователя в программировании, от интерфейса перетаскивания на основе блоков до сценариев Python.

    Он постоянно получает высокие оценки в обзорах продуктов на различных сайтах электронной коммерции. УТП этого комплекта заключается в том, что он содержит множество сложных деталей, объединенных в блок, который можно разделить, поэтому он очень подходит для начинающих и учащихся среднего уровня.

    Будьте терпеливы с этим набором, так как его изготовление займет немного больше времени, но конечный результат стоит потраченного времени.

    2. SainSmart 17-DOF Biped Humanoid Kit: Легкая поездка в мир гуманоидов для различных доменов, начиная от IoT и заканчивая гуманоидами. Набор SainSmart 17-DOF Biped Humanoid Robot Kit использует высокоточный цифровой сервопривод для маневренных действий.

    Этот набор для сборки робота от SainSmart состоит из жесткого алюминиевого шасси, которое можно собрать вместе с помощью онлайн-руководства, доступного на веб-сайте. Гуманоид 17-степеней свободы хорошо подготовлен для участия в танцевальном конкурсе гуманоидов.

    Он имеет простой в использовании графический интерфейс программирования, и опытный пользователь также может написать для него код.

    При средней оценке 4/5 звезд на Amazon проверенными покупателями покупка по цене 259 долларов является относительно выгодным вариантом.99.

    3. UBTECH- Джиму: Если бы существовал робот-конструктор LEGO, он ничем не отличался бы от Джиму робототехника. UBTECH занимается разработкой потребительских роботов-гуманоидов, роботов для коммерческого использования и робота Jimu после своих новаторских исследований, проведенных в области цифровых сервоприводов, являющихся ядром гуманоидов.

    В 2016 году UBTECH Robotics стала единорогом с оценкой более 1 миллиарда долларов.Jimu — это робот, состоящий из более чем 300 частей, собранных вместе. Так что, если вас интересует механика робота, вам стоит купить именно его.

    UBTECH Jimu — это неабстрактный набор с множеством мелких и сложных деталей, которые нужно добавлять. Это дает вам четкое представление о его работе. UBTECH Jimu стоит своих денег по цене $89,99.

    Однако Jimu можно программировать только с помощью визуального блока, что мешает вашим планам настройки.

    4.Elegoo EL-KIT-012: интуитивно понятный, простой, настраиваемый даже для начинающих

    Источник: Elegoo

    Компания Elegoo Inc., основанная в 2011 году, является технологической компанией, в основном занимающейся исследованиями и разработками, производством и маркетингом аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом. Elegoo EL-KIT-012 — это интеллектуальный автомобильный комплект для начинающих.

    Со специальной платой Elegoo UNO R3, питающей системный микроконтроллер, комплект легко настраивается благодаря множеству вариантов настройки, доступных вместе с коробкой.Умный робот-автомобиль Elegoo дает практический опыт программирования Arduino, сборки электроники и знаний в области робототехники.

    Полный комплект; он содержит 24 вида модульных частей, включая модуль предотвращения препятствий, модуль отслеживания линии, инфракрасный пульт дистанционного управления, Bluetooth и т. д. Комплект Elegoo представляет собой простой в сборке комплект.

    Весь интерфейс модуля был модифицирован портами Xh3.54, чтобы сделать сборку автомобиля намного проще и удобнее и снизить вероятность ошибок. Средний рейтинг пользователей в его основной онлайн-магазине Amazon составляет около 4/5 звезд, а цена составляет около долларов 69 долларов.99.

    Плюсы в том, что в своем ценовом диапазоне он предлагает больше, чем его конкуренты. Минусы в том, что его немного легко построить для учащихся, ищущих вызовы.

    5. Набор роботов Makeblock DIY Ultimate 2.0: линейный трассировщик, катапульта, катящийся резервуар, наблюдение и все остальное, что вы можете придумать, Makeblock можно превратить в него

    Стартап в области робототехники, задуманный в 2011 году и зарегистрированный в 2013 году. У Makeblock есть вдохновляющая формулировка миссии, которая гласит: «Помогать людям воплощать свои идеи в жизнь, обогатить почву творчества и вывести образование на новый уровень».

    И они постоянно создают новые продукты, которые представляют собой отличные стартовые наборы, подходящие для каждой возрастной группы от младшего школьника до взрослых. Этот комплект также основан на Arduino.

    Набор роботов Makeblock DIY Ultimate 2.0 предлагает множество возможностей для пользователей, поскольку он обеспечивает различные интерфейсы кросс-платформенного программирования от ПК до смартфона. Его можно запрограммировать с помощью графического редактора кода с функцией перетаскивания для полноценного хардкорного программирования в среде IDE или SHELL.

    Makeblock 2.0 полностью модульный, так что вы можете построить и запрограммировать робота и заставить его делать что угодно, от тележки с камерой до бармена.

    Этот удивительный продукт стоит более 350 долларов , что немного дороговато.

    6. Квадрокоптер LHI 250 мм Pro Pure Carbon Fibre: создайте собственную версию дрона

    Источник: LHI Shop

    Если вы так долго ждали появления БПЛА, мы вас не разочаруем. LHI — компания из Шэньчжэня, специализирующаяся на производстве квадрокоптеров и запчастей к ним.

    Комплект рамы для квадрокоптера LHI 250 мм Pro Pure Carbon Fibre поставляется с контроллером полета CC3D, двигателем MT2204 2300KV, ESC Simonk 12A и пропеллерами 6030 CF. Рама квадрокоптера из углеродного волокна 250 прочная и легкая.

    Полетный контроллер квадрокоптера представляет собой комплексное стабилизирующее оборудование, работающее на прошивке OpenPilot. Работающий на 32-битном микроконтроллере STM32, это один из продвинутых квадрокоптеров для любителей.

    Это пакет с хорошим соотношением цены и качества по цене 105 долларов США.99. С помощью этого комплекта вы сможете понять основы создания дрона или БПЛА.

    Самое главное, наблюдение за тем, как ваш робот летит высоко, является достаточным стимулом, чтобы попробовать.

    7. Официальный набор роботов Arduino: Сделано гигантом, для новичков

    Источник: Arduino

    Arduino — мировой лидер в области аппаратных и программных платформ с открытым исходным кодом. Его DIY Robot Kit удобен для начинающих и имеет массу потенциальных применений.

    С исчерпывающей документацией по Arduino.cc, это один из лучших наборов «Как сделать робота». В комплект поставки входит светодиодный дисплей, USB-кабель и ряд различных встроенных входов с расширением для дополнительных датчиков и слотом для SD-карты.

    В этом роботе есть все, что любой хотел бы получить от робота с питанием от Arduino, но слишком боялся процедур сборки с дорогостоящей и чувствительной электроникой. Плюсы этого робота Arduino — простота сборки.

    Вам просто нужно соединить разные части вместе, и вуаля, ваш робот готов.Минусами робота Arduino может быть его цена, которая составляет $ 260+.

    Тот факт, что вы сэкономите много сил и в то же время многому научитесь, оправдывает его цену.

    8. Робот Финч. Если вы супергерой-программист, Финч — ваш помощник. Это интегрированный робот, в который впаяны все его компоненты.

    Основная цель этого робота — добиться большей тяги с программированием робота, а не беспокоиться обо всем, от ослабленных соединений до подгорания цепи.Робот был разработан, чтобы позволить учащимся программировать широкий спектр датчиков, включая свет, температуру, отслеживание препятствий, акселерометры и т. д.

    Робот Finch не требует батарей, так как он питается от внутренней батареи, заряжаемой от USB. Робот имеет различные программные интерфейсы для разных возрастов, начиная от собственного легко программируемого графического интерфейса Snap! на С++ и С#.

    Бот Finch имеет хорошую цену ( всего $99,99 ), по сравнению с ботом Arduino, который также решает проблему с новичками в пайке сложных схем.Тем не менее, вы не можете экспериментировать с электроникой здесь.

    Программирование — ваш лучший друг с роботом Finch.

    Комплект роботов Zumo для Arduino, версия 1.2 (без двигателей): сложный комплект для тех, кто ищет вызовы в себе. , Лас-Вегас, Невада. Они производят роботов и популярные наборы для самостоятельной сборки с 2000 года.

    Это, пожалуй, самый сложный набор для самостоятельной сборки во всем этом списке, потому что набор роботов Zumo нужно собирать, паять и программировать без какого-либо графического интерфейса.В комплект Zumo Robot входит один Zumo Shield для Arduino, v1.2, комплект шасси Zumo и лезвие Zumo.

    Все поставляется в разобранном виде в плоской упаковке. Продукт также имеет исключительно хорошие рейтинги на онлайн-платформах. Стоимость этого сокращения составляет $42,95 за штуку.

    Одна из самых интересных особенностей этого комплекта — возможность добавления любого модуля, совместимого с вводом-выводом микроконтроллера.

    Однако мотор в комплекте не поставляется, так что не забудьте купить их отдельно.

    10. Робот Pololu m3pi: играйте с промышленной робототехникой с помощью 3pi

    Источник: Pololu

    Это еще один набор роботов «сделай сам», произведенный Pololu Corp. M3pi не требует много пайки, так как большинство компонентов встроенный или встроенный в печатную плату.

    Это также один из самых продвинутых комплектов роботов в этом списке. Робот оснащен надежным микроконтроллером AVR ATmega328P, который используется во многих легких промышленных роботах.

    Популярный компилятор GNU GCC C/C++ отлично работает с 3pi. Atmel Studio предоставляет удобную среду разработки.

    Поддерживая репутацию компании на высоком уровне, 3pi является предпочтительным роботом на многих соревнованиях на уровне колледжей.

    11. Вездеходный робот OWI 3-в-1 (ATR): специальный робот с ам Многофункциональный мобильный комплект

    наземный робот.Они разрабатывают роботов с начала 80-х годов.

    Корпорация OWI привержена своему видению развития увлеченности робототехникой молодых умов. Ярким примером является ATR 3-в-одном.

    Это вездеходный многофункциональный мобильный робот на гусеничном ходу, использующий различные гусеничные модули для преобразования робота в 3 различных варианта: вилочный погрузчик, вездеход и захват. С помощью проводного контроллера роботу подаются команды двигаться вперед, назад, поворачиваться, захватывать и поднимать.

    ATR — это особый робот, представленный в этом списке из-за огромного количества различных функций, которые он может выполнять. Его конструкция и условия использования помогают расширить ваше понимание различных областей применения робота.

    Чтобы привести себя в форму, нужно всего 4 часа. Недостатками ATR являются проводной пульт дистанционного управления и ограниченные возможности программирования.

    Цена $60,95 за робота-вездехода — это сделка, которую можно сразу же совершить.

    Учебное пособие по программированию робототехники: как запрограммировать простого робота

    Примечание редактора: 16 октября 2018 г. эта статья была переработана для работы с новейшими технологиями.

    Посмотрим правде в глаза, роботы — это круто. Они тоже когда-нибудь будут править миром, и, надеюсь, к тому времени они пожалеют своих бедных мягкотелых создателей (они же разработчики робототехники) и помогут нам построить космическую утопию, наполненную изобилием. Я шучу, конечно, но только отчасти.

    Стремясь оказать хоть какое-то влияние на этот вопрос, в прошлом году я прошел курс теории автономного управления роботами, кульминацией которого стало создание симулятора робота на основе Python, который позволил мне практиковать теорию управления на простом, мобильном, программируемом робот.

    В этой статье я собираюсь показать, как использовать среду роботов Python для разработки управляющего программного обеспечения, описать схему управления, которую я разработал для своего смоделированного робота, проиллюстрировать, как он взаимодействует с окружающей средой и достигает своих целей, а также обсудить некоторые из фундаментальные проблемы программирования робототехники, с которыми я столкнулся на этом пути.

    Чтобы следовать этому руководству по программированию робототехники для начинающих, вы должны иметь базовые знания о двух вещах:

    • Математика — мы будем использовать некоторые тригонометрические функции и векторы
    • Python — поскольку Python является одним из наиболее популярных базовых языков программирования роботов — мы будем использовать основные библиотеки и функции Python

    Фрагменты кода, показанные здесь, являются лишь частью всего симулятора, который опирается на классы и интерфейсы, поэтому для непосредственного чтения кода вам может понадобиться некоторый опыт работы с Python и объектно-ориентированным программированием.

    Наконец, необязательные темы, которые помогут вам лучше следовать этому руководству, — это знание того, что такое конечный автомат и как работают датчики диапазона и энкодеры.

    Проблема программируемого робота: восприятие против реальности и хрупкость контроля

    Фундаментальная проблема всей робототехники заключается в следующем: невозможно узнать истинное состояние окружающей среды. Программное обеспечение для управления роботом может только угадывать состояние реального мира на основе измерений, возвращаемых его датчиками.Он может только попытаться изменить состояние реального мира посредством генерации управляющих сигналов.

    Программное обеспечение для управления роботом может только угадывать состояние реального мира на основе измерений, возвращаемых его датчиками.

    Таким образом, одним из первых шагов в разработке системы управления является создание абстракции реального мира, известной как модель , с помощью которой можно интерпретировать показания датчиков и принимать решения. Пока реальный мир ведет себя в соответствии с предположениями модели, мы можем делать правильные предположения и осуществлять контроль.Однако как только реальный мир отклонится от этих предположений, мы больше не сможем делать правильные предположения, и контроль будет потерян. Часто, потеряв контроль, восстановить его уже невозможно. (Если только какая-то доброжелательная внешняя сила не восстановит его.)

    Это одна из основных причин сложности программирования робототехники. Мы часто видим видеоролики о новейшем исследовательском роботе в лаборатории, демонстрирующем фантастические подвиги ловкости, навигации или командной работы, и у нас возникает соблазн спросить: «Почему это не используется в реальном мире?» Что ж, в следующий раз, когда вы увидите такое видео, обратите внимание на то, насколько строго контролируется лабораторная среда.В большинстве случаев эти роботы способны выполнять эти впечатляющие задачи только до тех пор, пока условия окружающей среды остаются в узких рамках их внутренней модели. Таким образом, одним из ключей к развитию робототехники является разработка более сложных, гибких и надежных моделей, и указанное продвижение зависит от ограничений доступных вычислительных ресурсов.

    Одним из ключей к развитию робототехники является разработка более сложных, гибких и надежных моделей.

    [Примечание: как философы, так и психологи отмечают, что живые существа также страдают от зависимости от собственного внутреннего восприятия того, что говорят им их чувства.Многие достижения в робототехнике связаны с наблюдением за живыми существами и наблюдением за тем, как они реагируют на неожиданные стимулы. Подумай об этом. Какова ваша внутренняя модель мира? Он отличается от муравья и рыбы? (Надеюсь.) Однако, подобно муравью и рыбе, он, вероятно, чрезмерно упрощает некоторые реалии мира. Когда ваши представления о мире неверны, вы рискуете потерять контроль над вещами. Иногда мы называем это «опасностью». Точно так же, как наш маленький робот борется за выживание в неизвестной вселенной, мы все тоже.Это мощное озарение для робототехников.]

    Симулятор программируемого робота

    Симулятор, который я построил, написан на Python и очень удачно назван Sobot Rimulator . Вы можете найти v1.0.0 на GitHub. В нем не так много наворотов, но он создан, чтобы делать одну вещь очень хорошо: обеспечивать точную симуляцию мобильного робота и давать начинающему робототехнику простую основу для практики программирования программного обеспечения для роботов. Хотя всегда лучше иметь настоящего робота для игры, хороший симулятор робота Python гораздо более доступен и является отличным местом для начала.

    В реальных роботах программное обеспечение, генерирующее управляющие сигналы («контроллер»), должно работать на очень высокой скорости и выполнять сложные вычисления. Это влияет на выбор того, какие языки программирования роботов лучше всего использовать: обычно для таких сценариев используется C++, но в более простых робототехнических приложениях Python является очень хорошим компромиссом между скоростью выполнения и простотой разработки и тестирования.

    Программное обеспечение, которое я написал, имитирует реального исследовательского робота по имени Хепера, но его можно адаптировать к целому ряду мобильных роботов с различными размерами и сенсорами.Так как я старался запрограммировать симулятор как можно ближе к возможностям реального робота, логика управления может быть загружена в реального робота Хепера с минимальным рефакторингом, и он будет выполнять те же функции, что и смоделированный робот. Реализованные специфические функции относятся к Khepera III, но их можно легко адаптировать к новой Khepera IV.

    Другими словами, программирование смоделированного робота аналогично программированию реального робота. Это очень важно, если симулятор будет использоваться для разработки и оценки различных подходов к управляющему программному обеспечению.

    В этом руководстве я буду описывать архитектуру программного обеспечения для управления роботом, которое поставляется с версией 1.0.0 Sobot Rimulator , и предоставлять фрагменты из исходного кода Python (с небольшими изменениями для ясности). Тем не менее, я призываю вас погрузиться в источник и возиться. Симулятор был разветвлен и использовался для управления различными мобильными роботами, в том числе Roomba2 от iRobot. Точно так же, пожалуйста, не стесняйтесь разветвлять проект и улучшать его.

    Логика управления роботом ограничена этими классами/файлами Python:

    • моделей/руководитель.py — этот класс отвечает за взаимодействие между симулируемым миром вокруг робота и самим роботом. Он развивает конечный автомат нашего робота и запускает контроллеры для вычисления желаемого поведения.
    • models/supervisor_state_machine.py — этот класс представляет различных состояний , в которых может находиться робот, в зависимости от его интерпретации датчиков.
    • Файлы в каталоге models/controllers — эти классы реализуют различное поведение робота при известном состоянии среды.В частности, конкретный контроллер выбирается в зависимости от конечного автомата.

    Цель

    Роботам, как и людям, нужна цель в жизни. Задача нашего программного обеспечения, управляющего этим роботом, будет очень простой: он попытается добраться до заданной целевой точки. Обычно это основная функция, которой должен обладать любой мобильный робот, от автономных автомобилей до роботов-пылесосов. Координаты цели запрограммированы в управляющем программном обеспечении до того, как робот будет активирован, но могут быть сгенерированы из дополнительного приложения Python, которое наблюдает за движениями робота.Например, представьте, что вы проезжаете через несколько путевых точек.

    Однако, чтобы усложнить ситуацию, окружение робота может быть усеяно препятствиями. Робот НЕ МОЖЕТ столкнуться с препятствием на пути к цели. Поэтому, если робот сталкивается с препятствием, ему придется найти обходной путь, чтобы продолжить путь к цели.

    Программируемый робот

    Каждый робот имеет разные возможности и задачи управления. Давайте познакомимся с нашим моделируемым программируемым роботом.

    Первое, что нужно отметить, это то, что в этом руководстве наш робот будет автономным мобильным роботом . Это означает, что он будет свободно перемещаться в пространстве и делать это под своим контролем. Это отличается, скажем, от робота с дистанционным управлением (который не является автономным) или заводского робота-манипулятора (который не является мобильным). Наш робот должен сам выяснить, как достичь своих целей и выжить в своей среде. Это оказывается удивительно сложной задачей для начинающих программистов робототехники.

    Входы управления: Датчики

    Существует множество различных способов оснащения робота для наблюдения за окружающей средой. Это могут быть датчики приближения, датчики освещенности, бамперы, камеры и так далее. Кроме того, роботы могут связываться с внешними датчиками, которые дают им информацию, которую они сами не могут наблюдать напрямую.

    Наш эталонный робот оснащен девятью инфракрасными датчиками — более новая модель имеет восемь инфракрасных и пять ультразвуковых датчиков приближения, расположенных «юбкой» во всех направлениях.Датчиков, обращенных к передней части робота, больше, чем к задней, потому что роботу обычно важнее знать, что находится перед ним, чем то, что находится позади него.

    В дополнение к датчикам приближения робот имеет пару колесиков , которые отслеживают движение колес. Они позволяют отслеживать, сколько оборотов делает каждое колесо, при этом один полный оборот колеса вперед составляет 2765 тактов. Повороты в противоположном направлении отсчитываются назад, уменьшая количество тактов, а не увеличивая его.Вам не нужно беспокоиться о конкретных числах в этом руководстве, потому что программное обеспечение, которое мы напишем, использует пройденное расстояние, выраженное в метрах. Позже я покажу вам, как вычислить его из тиков с помощью простой функции Python.

    Контрольные выходы: Мобильность

    Некоторые роботы передвигаются на ногах. Некоторые катятся как мяч. Некоторые даже скользят, как змеи.

    Наш робот оснащен дифференциальным приводом, то есть передвигается на двух колесах. Когда оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, робот движется прямолинейно.Когда колеса движутся с разной скоростью, робот поворачивается. Таким образом, управление движением этого робота сводится к правильному управлению скоростью вращения каждого из этих двух колес.

    API

    В Sobot Rimulator разделение между «компьютером» робота и (симулируемым) физическим миром воплощено в файле robot_supervisor_interface.py , который определяет весь API для взаимодействия с датчиками и моторами «реального робота»:

    • read_proximity_sensors() возвращает массив из девяти значений в собственном формате датчиков
    • read_wheel_encoders() возвращает массив из двух значений, указывающих общее количество тиков с начала
    • set_wheel_drive_rates( v_l, v_r ) принимает два значения (в радианах в секунду) и устанавливает скорость левого и правого колес на эти два значения

    Этот интерфейс внутренне использует объект робота, который предоставляет данные от датчиков и возможность перемещать моторы или колеса.Если вы хотите создать другого робота, вам просто нужно предоставить другой класс робота Python, который можно использовать с тем же интерфейсом, а остальная часть кода (контроллеры, супервизор и симулятор) будет работать из коробки!

    Симулятор

    Так же, как вы использовали бы настоящего робота в реальном мире, не уделяя слишком много внимания законам физики, вы можете игнорировать то, как моделируется робот, и просто сразу перейти к тому, как запрограммировано программное обеспечение контроллера, так как это будет почти то же самое между реальным миром и симуляцией.Но если вам интересно, я кратко представлю это здесь.

    Файл world.py — это класс Python, представляющий смоделированный мир с роботами и препятствиями внутри. Ступенчатая функция внутри этого класса заботится об эволюции нашего простого мира:

    • Применение правил физики к движениям робота
    • Учет столкновений с препятствиями
    • Предоставление новых значений для датчиков робота

    В конце он вызывает супервайзеров роботов, ответственных за выполнение программного обеспечения мозга робота.

    Пошаговая функция выполняется в цикле, так что robot.step_motion() перемещает робота, используя скорость колеса, вычисленную супервизором на предыдущем шаге моделирования.

      # пошаговое моделирование через один временной интервал
    шаг определения (сам):
    дт = само.дт
    # перешагнуть всех роботов
    для робота в self.robots:
    # пошаговое движение робота
    robot.step_motion ( дт )
    
    # применить физические взаимодействия
    self.physics.apply_physics()
    
    # ПРИМЕЧАНИЕ. Наблюдатели должны бежать последними, чтобы убедиться, что они наблюдают за «текущим» миром.
    # пошагово всех супервайзеров
    для супервайзера в себе.супервайзеры:
    супервизор.шаг( дт )
    
    # увеличить мировое время
    self.world_time += дт
      

    Функция apply_physics() внутренне обновляет значения датчиков приближения робота, чтобы супервизор мог оценить окружающую среду на текущем этапе моделирования. Те же принципы применимы и к энкодерам.

    Простая модель

    Во-первых, у нашего робота будет очень простая модель. Он будет делать много предположений о мире. Некоторые из важных включают:

    • Местность всегда ровная и ровная
    • Препятствия никогда не бывают круглыми
    • Колеса никогда не скользят
    • Ничто и никогда не сможет толкнуть робота вокруг
    • Датчики никогда не выходят из строя и не дают ложных показаний
    • Колеса всегда крутятся, когда им говорят

    Хотя большинство из этих предположений разумны в среде, похожей на дом, могут присутствовать круглые препятствия.Наше программное обеспечение для предотвращения препятствий имеет простую реализацию и следует за границей препятствий, чтобы объехать их. Мы подскажем читателям, как улучшить систему управления нашего робота с дополнительной проверкой, чтобы избежать круговых препятствий.

    Контур управления

    Теперь мы перейдем к ядру нашего управляющего программного обеспечения и объясним поведение, которое мы хотим запрограммировать внутри робота. В этот фреймворк можно добавить дополнительные варианты поведения, и вы должны попробовать свои собственные идеи после того, как закончите читать! Программное обеспечение для робототехники, основанное на поведении, было предложено более 20 лет назад, и оно до сих пор является мощным инструментом для мобильной робототехники.Например, в 2007 году набор моделей поведения использовался в DARPA Urban Challenge — первом соревновании для автомобилей с автономным управлением!

    Робот — это динамическая система. Состояние робота, показания его датчиков и воздействие его управляющих сигналов постоянно меняются. Управление ходом событий включает в себя следующие три шага:

    1. Подайте управляющие сигналы.
    2. Измерьте результаты.
    3. Генерировать новые управляющие сигналы, рассчитанные на то, чтобы приблизить нас к нашей цели.

    Эти шаги повторяются снова и снова, пока мы не достигнем нашей цели. Чем больше раз мы можем делать это в секунду, тем лучше мы будем контролировать систему. Робот Sobot Rimulator повторяет эти шаги 20 раз в секунду (20 Гц), но многие роботы должны делать это тысячи или миллионы раз в секунду, чтобы иметь адекватный контроль. Помните наше предыдущее введение о разных языках программирования роботов для разных систем робототехники и требованиях к скорости.

    В общем, каждый раз, когда наш робот производит измерения с помощью своих датчиков, он использует эти измерения для обновления своей внутренней оценки состояния мира — например, расстояния до цели.Он сравнивает это состояние с эталонным значением того, каким он хочет состояния (для расстояния он хочет, чтобы оно было равно нулю), и вычисляет ошибку между желаемым состоянием и фактическим состоянием. Как только эта информация известна, генерация новых управляющих сигналов может быть сведена к задаче минимизировать ошибку , которая в конечном итоге приведет робота к цели.

    Изящный трюк: упрощение модели

    Чтобы управлять роботом, которого мы хотим запрограммировать, мы должны послать сигнал на левое колесо, сообщая ему, как быстро поворачивать, и отдельный сигнал на правое колесо, сообщая ему , как быстро поворачивать.Назовем эти сигналы v L и v R . Однако постоянно думать в категориях v L и v R очень обременительно. Вместо того, чтобы спрашивать: «Как быстро мы хотим, чтобы левое колесо вращалось, и как быстро мы хотим, чтобы вращалось правое колесо?» более естественно спросить: «Как быстро мы хотим, чтобы робот двигался вперед, и как быстро мы хотим, чтобы он поворачивал или менял направление?» Назовем эти параметры скоростью v и угловой (вращательной) скоростью ω (читай «омега»).Оказывается, мы можем основывать всю нашу модель на v и ω вместо v L и v R , и только после того, как мы определили, как мы хотим, чтобы наш запрограммированный робот двигался, математически преобразовать эти два значения в v L и v R нам нужны для фактического управления колесами робота. Это известно как модель одноколесного велосипеда управления.

    Вот код Python, который реализует окончательное преобразование в супервизоре .ру . Обратите внимание, что если ω равно 0, оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью:

      # генерировать и отправлять правильные команды роботу
    def _send_robot_commands(я):
      # ...
      v_l, v_r = self._uni_to_diff(v, омега)
      self.robot.set_wheel_drive_rates(v_l, v_r)
    
    def _uni_to_diff(я, v, омега):
      # v = поступательная скорость (м/с)
      # омега = угловая скорость (рад/с)
    
      R = self.robot_wheel_radius
      L = self.robot_wheel_base_length
    
      v_l = ((2.0 * v) - (omega*L)) / (2.0 * Р)
      v_r = ((2,0 * v) + (омега*L)) / (2,0 * R)
    
      вернуть v_l, v_r
      

    Оценка состояния: робот, познай себя

    Используя свои датчики, робот должен попытаться оценить состояние окружающей среды, а также свое собственное состояние. Эти оценки никогда не будут идеальными, но они должны быть достаточно хорошими, поскольку робот будет основывать все свои решения на этих оценках. Используя только свои датчики приближения и бегущую строку, он должен попытаться угадать следующее:

    .
    • Направление на препятствия
    • Расстояние до препятствий
    • Позиция робота
    • Рубрика робота

    Первые два свойства определяются показаниями датчика приближения и довольно просты.Функция API read_proximity_sensors() возвращает массив из девяти значений, по одному для каждого датчика. Мы заранее знаем, что седьмое показание, например, соответствует датчику, который указывает на 75 градусов вправо от робота.

    Таким образом, если это значение показывает значение, соответствующее расстоянию 0,1 метра, мы знаем, что на расстоянии 0,1 метра находится препятствие, 75 градусов левее. Если препятствия нет, датчик вернет показания максимальной дальности 0,2 метра.Таким образом, если мы покажем 0,2 метра на седьмом датчике, мы будем считать, что препятствия в этом направлении на самом деле нет.

    Из-за того, как работают инфракрасные датчики (измеряют инфракрасное отражение), возвращаемые ими числа являются нелинейным преобразованием фактического обнаруженного расстояния. Таким образом, функция Python для определения указанного расстояния должна преобразовать эти показания в метры. Это делается в supervisor.py следующим образом:

      # обновить расстояния, указанные датчиками приближения
    def _update_proximity_sensor_distances(self):
        себя.close_sensor_distances = [0,02-(log(readval/3960,0))/30,0 для
            readval в self.robot.read_proximity_sensors() ]
      

    Опять же, у нас есть конкретная модель датчика в этой платформе робота Python, в то время как в реальном мире датчики поставляются с сопутствующим программным обеспечением, которое должно обеспечивать аналогичные функции преобразования нелинейных значений в метры.

    Определение положения и направления робота (вместе известное как поза в программировании робототехники) является несколько более сложной задачей.Наш робот использует одометрию для оценки своей позы. Здесь на помощь приходят тикеры колес. Измеряя, насколько повернулось каждое колесо с момента последней итерации цикла управления, можно получить точную оценку того, как изменилась поза робота, но только в том случае, если изменение небольшое. .

    Это одна из причин, по которой важно очень часто повторять цикл управления в реальном роботе, где двигатели, приводящие в движение колеса, могут быть несовершенными. Если бы мы слишком долго ждали, чтобы измерить ход колес, оба колеса могли бы сделать довольно много, и будет невозможно оценить, где мы оказались.

    Учитывая наш текущий программный симулятор, мы можем позволить себе запустить вычисление одометрии с частотой 20 Гц — на той же частоте, что и контроллеры. Но было бы неплохо иметь отдельный поток Python, работающий быстрее, чтобы улавливать небольшие движения бегущих строк.

    Ниже приведена полная функция одометрии в supervisor.py , которая обновляет оценку позы робота. Обратите внимание, что поза робота состоит из координат x и y и направления тета , которое измеряется в радианах от положительной оси X.Положительное x находится на востоке, а положительное y — на севере. Таким образом, заголовок 0 указывает, что робот смотрит прямо на восток. Робот всегда принимает исходную позу (0, 0), 0 .

      # обновить предполагаемое положение робота, используя показания его колесного энкодера
    def _update_odometry(сам):
      R = self.robot_wheel_radius
      N = поплавок (self.wheel_encoder_ticks_per_revolution)
      
      # прочитать значения колесного энкодера
      ticks_left, ticks_right = сам.robot.read_wheel_encoders()
      
      # получаем разницу в тиках с последней итерации
      d_ticks_left = тики_слева - self.prev_ticks_left
      d_ticks_right = тики_право - self.prev_ticks_right
      
      # оцениваем движения колеса
      d_left_wheel = 2*pi*R*( d_ticks_left / N )
      d_right_wheel = 2*pi*R*( d_ticks_right / N )
      d_center = 0,5 * ( d_left_wheel + d_right_wheel )
      
      # рассчитать новую позу
      prev_x, prev_y, prev_theta = self.estimated_pose.scalar_unpack()
      new_x = prev_x + (d_center * cos(prev_theta))
      new_y = prev_y + (d_center * sin(prev_theta))
      new_theta = prev_theta + ( ( d_right_wheel - d_left_wheel ) / self.robot_wheel_base_length )
      
      # обновить оценку позы новыми значениями
      self.estimated_pose.scalar_update(new_x, new_y, new_theta)
      
      # сохранить текущий счетчик тиков для следующей итерации
      self.prev_ticks_left = тики_слева
      self.prev_ticks_right = тики_право
      

    Теперь, когда наш робот может правильно оценить реальный мир, давайте воспользуемся этой информацией для достижения наших целей.

    Методы программирования роботов Python: поведение на пути к цели

    Высшая цель существования нашего маленького робота в этом руководстве по программированию — добраться до конечной точки.Так как же нам заставить колеса повернуться, чтобы добраться туда? Давайте начнем с того, что немного упростим наше мировоззрение и предположим, что на пути нет препятствий.

    Это становится простой задачей и может быть легко запрограммировано на Python. Если мы будем идти вперед, глядя на цель, мы ее достигнем. Благодаря нашей одометрии мы знаем, каковы наши текущие координаты и направление. Мы также знаем, каковы координаты цели, потому что они были запрограммированы заранее. Поэтому, используя немного линейной алгебры, мы можем определить вектор от нашего местоположения до цели, как в go_to_goal_controller.ру :

      # вернуть вектор направления движения к цели в системе отсчета робота
    def calculate_gtg_heading_vector (я):
      # получить инверсию позы робота
      robot_inv_pos, robot_inv_theta = self.supervisor.estimated_pose().inverse().vector_unpack()
      
      # вычисляем целевой вектор в системе отсчета робота
      цель = self.supervisor.goal()
      цель = linalg.rotate_and_translate_vector( цель, robot_inv_theta, robot_inv_pos )
      
      обратная цель
      

    Обратите внимание, что мы получаем вектор к цели в системе отсчета робота , а НЕ в мировых координатах.Если цель находится на оси X в системе отсчета робота, это означает, что она находится прямо перед роботом. Таким образом, угол этого вектора от оси X представляет собой разницу между нашим курсом и курсом, по которому мы хотим двигаться. Другими словами, это ошибка между нашим текущим состоянием и тем, каким мы хотим видеть наше текущее состояние. Поэтому мы хотим настроить нашу скорость поворота ω так, чтобы угол между нашим курсом и целью изменился к 0. Мы хотим минимизировать ошибку:

      # рассчитать условия ошибки
    theta_d = atan2( сам.gtg_heading_vector[1], self.gtg_heading_vector[0] )
    
    # рассчитать угловую скорость
    омега = self.kP * theta_d
      

    self.kP в приведенном выше фрагменте реализации контроллера Python — усиление управления. Это коэффициент, который определяет, насколько быстро мы превращаемся в пропорцию к тому, насколько далеко мы от цели, перед которой мы стоим. Если ошибка в нашем заголовке 0 , то скорость поворота тоже 0 . В настоящей функции Python внутри файла go_to_goal_controller.py , вы увидите более похожие усиления, так как мы использовали ПИД-регулятор вместо простого пропорционального коэффициента.

    Теперь, когда у нас есть угловая скорость ω , как нам определить скорость движения вперед v ? Хорошее общее эмпирическое правило, которое вы, вероятно, знаете инстинктивно: если мы не делаем поворот, мы можем двигаться вперед на полной скорости, а затем, чем быстрее мы поворачиваем, тем больше мы должны замедляться. Обычно это помогает нам поддерживать стабильность нашей системы и действовать в рамках нашей модели.Таким образом, v является функцией ω . В go_to_goal_controller.py уравнение:

      # рассчитать поступательную скорость
    # скорость равна v_max, когда омега равна 0,
    # быстро падает до нуля, поскольку |omega| поднимается
    v = self.supervisor.v_max() / (abs(омега) + 1)**0,5
      

    Предложение уточнить эту формулу состоит в том, чтобы учесть, что мы обычно замедляемся, когда приближаемся к цели, чтобы достичь ее с нулевой скоростью. Как изменится эта формула? Он должен как-то включать замену v_max() чем-то пропорциональным расстоянию.Итак, мы почти завершили один контур управления. Осталось только преобразовать эти два параметра модели одноколесного велосипеда в дифференциальные скорости колес и послать сигналы на колеса. Вот пример траектории робота под джойстиком, без препятствий:

    Как мы видим, вектор к цели является эффективной точкой отсчета, на которой мы основываем наши расчеты управления. Это внутреннее представление о том, «куда мы хотим прийти». Как мы увидим, единственное существенное различие между движением к цели и другими видами поведения заключается в том, что иногда идти к цели — плохая идея, поэтому мы должны вычислить другой опорный вектор.

    Методы программирования роботов Python: поведение при избегании препятствий

    Идти к цели, когда в этом направлении есть препятствие, — показательный пример. Вместо того, чтобы бросаться сломя голову на препятствия на нашем пути, давайте попробуем запрограммировать закон управления, который заставит робота избегать их.

    Чтобы упростить сценарий, давайте теперь полностью забудем о точке цели и просто сделаем нашей целью следующее: Когда перед нами не будет препятствий, двигайтесь вперед. При встрече с препятствием отворачиваемся от него до тех пор, пока оно не перестанет быть перед нами.

    Соответственно, когда перед нами нет препятствия, мы хотим, чтобы наш опорный вектор просто указывал вперед. Тогда ω будет нулем, а v будет максимальной скоростью. Однако, как только мы обнаруживаем препятствие с помощью наших датчиков приближения, мы хотим, чтобы опорный вектор указывал в любом направлении от препятствия. Это заставит ω выстрелить вверх, чтобы отвернуть нас от препятствия, и заставит v упасть, чтобы мы случайно не столкнулись с препятствием в процессе.

    Аккуратный способ сгенерировать желаемый опорный вектор состоит в том, чтобы превратить наши девять показаний близости в векторы и взять взвешенную сумму. Когда препятствия не обнаружены, векторы суммируются симметрично, в результате чего опорный вектор указывает прямо вперед, как это необходимо. Но если датчик, скажем, с правой стороны улавливает препятствие, он внесет в сумму меньший вектор, и результатом будет опорный вектор, сдвинутый влево.

    Для обычного робота с другим расположением датчиков может быть применена та же идея, но может потребоваться изменение веса и/или дополнительная осторожность, когда датчики симметричны спереди и сзади робота, поскольку взвешенная сумма может стать нуль.

    Вот код, который делает это в Avoid_obstacles_controller.py :

      # коэффициенты усиления датчика (веса)
    self.sensor_gains = [ 1.0+( (0.4*abs(p.theta)) / pi )
                          для p в supervisor.proximity_sensor_placements() ]
    
    # ...
    
    # вернуть вектор обхода препятствий в системе отсчета робота
    # также возвращает векторы обнаруженных препятствий в системе отсчета робота
    def calculate_ao_heading_vector (я):
      # инициализируем вектор
      препятствия_векторы = [ [ 0.0, 0.0 ] ] * len( self.proximity_sensor_placements )
      ao_heading_vector = [0.0, 0.0]
      
      # получить расстояния, указанные показаниями датчиков робота
      sensor_distances = self.supervisor.proximity_sensor_distances()
      
      # рассчитать положение обнаруженных препятствий и найти вектор уклонения
      robot_pos, robot_theta = self.supervisor.estimated_pose().vector_unpack()
      
      для i в диапазоне (len (sensor_distances)):
        # рассчитать положение препятствия
        Sensor_pos, sensor_theta = self.close_sensor_placements[i].vector_unpack()
        вектор = [датчик_расстояний[i], 0.0]
        вектор = linalg.rotate_and_translate_vector( вектор, sensor_theta, sensor_pos )
        препятствия_векторы[i] = вектор # сохранить векторы препятствий в системе отсчета робота
        
        # накапливаем вектор курса в системе отсчета робота
        ao_heading_vector = linalg.add( ao_heading_vector,
                                     linalg.scale(вектор, self.sensor_gains[i]))
                                     
      вернуть ao_heading_vector, препятствия_векторы
      

    Используя полученный ao_heading_vector в качестве эталона для робота, чтобы попытаться сопоставить, вот результаты запуска программного обеспечения робота в моделировании с использованием только контроллера обхода препятствий, полностью игнорируя целевую точку.Робот бесцельно прыгает, но никогда не сталкивается с препятствием и даже может перемещаться в очень узких местах:

    Методы программирования роботов Python: гибридные автоматы (машина состояний поведения)

    До сих пор мы описывали два поведения — движение к цели и избегание препятствий — по отдельности. Оба прекрасно выполняют свою функцию, но для успешного достижения цели в среде, полной препятствий, нам нужно их объединить.

    Решение, которое мы разработаем, лежит в классе машин, которые имеют в высшей степени круто звучащее обозначение гибридных автоматов .Гибридный автомат запрограммирован с несколькими различными режимами поведения или режимами, а также с контролирующим конечным автоматом. Конечный автомат надзора переключается из одного режима в другой в дискретное время (когда цели достигнуты или окружающая среда внезапно слишком сильно изменилась), в то время как каждое поведение использует датчики и колеса, чтобы непрерывно реагировать на изменения окружающей среды. Решение было названо гибридным , потому что оно развивается как дискретно, так и непрерывно.

    Наша платформа роботов Python реализует конечный автомат в файле supervisor_state_machine.ру .

    Оснащенные двумя нашими удобными поведениями, простая логика напрашивается сама собой: Когда препятствия не обнаружены, используйте поведение «идти к цели». При обнаружении препятствия переключайтесь на режим обхода препятствий до тех пор, пока препятствие не перестанет обнаруживаться.

    Однако, как оказалось, эта логика создаст много проблем. Когда эта система сталкивается с препятствием, она будет склонна отворачиваться от него, а затем, как только оно отойдет от него, разворачиваться и снова натыкаться на него.В результате получается бесконечный цикл быстрых переключений, который делает робота бесполезным. В худшем случае робот может переключаться между действиями с на каждой итерации цикла управления — состояние, известное как условие Зенона .

    У этой проблемы есть несколько решений, и читатели, которым нужны более глубокие знания, должны проверить, например, программную архитектуру DAMN.

    Для нашего простого смоделированного робота нам нужно более простое решение: еще одно поведение, специализирующееся на задаче обойти препятствие и добраться до другой стороны.

    Методы программирования роботов Python: поведение «следуй за стеной»

    Вот идея: когда мы сталкиваемся с препятствием, возьмите показания двух ближайших к препятствию датчиков и используйте их для оценки поверхности препятствия. Затем просто установите наш опорный вектор так, чтобы он был параллелен этой поверхности. Продолжайте следовать за этой стеной до тех пор, пока А) между нами и целью не исчезнет препятствие, и Б) мы не приблизимся к цели, чем были в начале пути. Тогда мы можем быть уверены, что правильно преодолели препятствие.

    С нашей ограниченной информацией мы не можем точно сказать, будет ли быстрее объезжать препятствие слева или справа. Чтобы принять решение, мы выбираем направление, которое сразу приблизит нас к цели. Чтобы выяснить, какой это путь, нам нужно знать опорные векторы поведения «идти к цели» и «избегания препятствий», а также оба возможных опорных вектора следования за стеной. Вот иллюстрация того, как принимается окончательное решение (в этом случае робот пойдет налево):

    Определение опорных векторов следования за стеной оказывается немного более сложным, чем опорные векторы уклонения от препятствия или движения к цели.Взгляните на код Python в follow_wall_controller.py , чтобы увидеть, как это делается.

    Окончательный контрольный образец

    Окончательный дизайн управления использует поведение следования за стеной практически для всех столкновений с препятствиями. Однако, если робот окажется в узком месте, в опасной близости от столкновения, он переключится в режим чистого избегания препятствий, пока не окажется на более безопасном расстоянии, а затем вернется в режим следования за стеной. После успешного преодоления препятствий робот переключается на движение к цели.Вот окончательная диаграмма состояний, которая запрограммирована внутри supervisor_state_machine.py :

    .

    Вот робот, успешно перемещающийся в многолюдной среде, используя эту схему управления:

    Дополнительная функция конечного автомата, которую вы можете попробовать реализовать, — это способ избегать круговых препятствий, переключаясь на движение к цели как можно быстрее, вместо того, чтобы следовать за границей препятствия до конца (чего не существует для круговых объектов). !)

    Твик, Твик, Твик: Пробы и Ошибки

    Схема управления, которая поставляется с Sobot Riulator, очень точно настроена.Потребовалось много часов настройки одной небольшой переменной здесь и другого уравнения там, чтобы заставить ее работать так, как я был доволен. Программирование робототехники часто включает в себя множество старых простых проб и ошибок. Роботы очень сложны, и есть несколько простых способов заставить их вести себя оптимально в среде симулятора роботов… по крайней мере, не намного меньше прямого машинного обучения, но это совсем другая проблема.

    Робототехника часто включает в себя множество старых простых проб и ошибок.

    Я призываю вас поиграть с управляющими переменными в симуляторе Собота, наблюдать и пытаться интерпретировать результаты. Все следующие изменения сильно влияют на поведение моделируемого робота:

    • Погрешность усиления кПа в каждом контроллере
    • Усиление датчика, используемое контроллером предотвращения препятствий
    • Расчет v как функции ω в каждом контроллере
    • Расстояние до препятствия, используемое контроллером слежения за стеной
    • Условия переключения, используемые supervisor_state_machine.ру
    • Почти все остальное

    При сбое программируемых роботов

    Мы проделали большую работу, чтобы добраться до этого момента, и этот робот кажется довольно умным. Тем не менее, если вы запустите Sobot Rimulator через несколько рандомизированных карт, не пройдет много времени, прежде чем вы найдете ту, с которой этот робот не может справиться. Иногда он заезжает прямо в крутые повороты и сталкивается. Иногда он просто бесконечно колеблется взад и вперед на неправильной стороне препятствия. Иногда оно законно заключено в тюрьму без возможного пути к цели.После всех наших тестов и настроек иногда мы должны прийти к выводу, что модель, с которой мы работаем, просто не подходит для работы, и нам нужно изменить дизайн или добавить функциональность.

    Во вселенной мобильных роботов «мозг» нашего маленького робота находится на более простом конце спектра. Многие случаи сбоев, с которыми он сталкивается, можно преодолеть, добавив в смесь более продвинутое программное обеспечение. Более продвинутые роботы используют такие методы, как , отображающие , чтобы помнить, где они были, и избегать повторения одних и тех же действий снова и снова; эвристика , чтобы генерировать приемлемые решения, когда невозможно найти идеальное решение; и машинное обучение , чтобы более точно настроить различные параметры управления, управляющие поведением робота.

    Образец будущего

    Роботы уже так много делают для нас, и в будущем они будут делать еще больше. Хотя даже базовое программирование робототехники — сложная область изучения, требующая большого терпения, она также увлекательна и чрезвычайно полезна.

    В этом руководстве мы узнали, как разработать программное обеспечение для реактивного управления роботом с использованием языка программирования высокого уровня Python. Но есть много более продвинутых концепций, которые можно быстро изучить и протестировать с помощью каркаса роботов Python, аналогичного прототипу, который мы создали здесь.Я надеюсь, что вы рассмотрите возможность участия в формировании будущих вещей!


    Благодарность: Я хотел бы поблагодарить доктора Магнуса Эгерштедта и Жана-Пьера де ла Круа из Технологического института Джорджии за то, что они научили меня всему этому, и за их энтузиазм в отношении моей работы над симулятором Собота.

    Эти комплекты роботов Arduino упрощают и удешевляют сборку роботов

    Вы видели роботов в кино. Возможно, у вас уже есть дрон. Возможно, вы готовы к новому испытанию в области электроники: созданию собственного робота! К счастью, для начала вам не потребуется диплом инженера Массачусетского технологического института или миллионы долларов.Вам просто нужно взять комплект робота Arduino и следовать инструкциям.

    Атрибуция изображения: PixieMe – stock.adobe.com

    Почему вы должны начать с комплектов роботов Arduino

    Если вы новичок в электронике, построить робота с нуля сложно. Есть механические вопросы, которые следует учитывать, например, «Ноги или колеса: будущее роботов?». Вам также нужно решить вопросы программирования и управления. Тяжело преодолевать столько испытаний одновременно! Используя комплекты роботов Arduino, вы можете сократить путь к успеху.Эти комплекты содержат все детали и инструкции, необходимые для начала работы. Как только вы освоите использование комплекта для сборки робота, вы всегда сможете собрать своего робота.

    Прежде чем купить комплект робота, подготовьтесь

    Есть несколько вопросов, на которые следует ответить, прежде чем купить комплект робота. Во-первых, спросите себя, сколько денег вы готовы потратить на комплект. Если это ваш первый проект в области электроники, подумайте о том, чтобы сделать небольшую покупку, потому что вы можете решить, что сборка электроники вам не подходит.Во-вторых, найдите рабочее место в своем доме (например, неиспользуемую часть подвала), где вы сможете безопасно работать с электроникой.

    Теперь давайте рассмотрим некоторые из наиболее популярных вариантов для взрослых и детей.

    Ознакомительные комплекты роботов: два простых способа начать работу

    Эти комплекты роботов Arduino дают вам представление о робототехнике без больших затрат.

    1. Набор роботов Makeblock mBot

    Более 500 отзывов на Amazon.com, это один из самых популярных наборов роботов на рынке. Этот набор, предназначенный для детей, интересующихся наукой и техникой, предлагает множество вариантов. Аппаратные компоненты в комплекте включают ультразвуковой датчик, датчик следящего за линией и Bluetooth-радио. Также в комплект входят слоты расширения, чтобы в будущем можно было подключать дополнительные компоненты. Этот набор весом менее трех фунтов рекомендуется для детей в возрасте от восьми лет и старше. Тем не менее, это также отличный вариант для взрослых, чтобы исследовать его самостоятельно или с членами семьи.

    1. Умный автомобильный робот ELEGOO

    Может быть, вам больше нравится водить машину, чем летать? В таком случае обратите внимание на этот автомобильный комплект для роботов. Комплект имеет более 150 отзывов на Amazon.com. После сборки вы можете управлять им через смартфоны Android и Apple. Используя автомобиль-робот, вы можете узнать о популярных технологиях, таких как технология предотвращения препятствий.

    Изучите сопутствующие технологии роботов: в беспилотных автомобилях используются различные технологии, такие как LiDAR, чтобы избежать столкновений.Узнайте больше об этой навигационной технологии в нашей статье: Системные драйверы LiDAR будущего, на которые можно рассчитывать.

    Заинтересованы в передовой робототехнике?

    Есть два способа разблокировать доступ к продвинутой робототехнике, если вы используете наборы роботов Arduino. Вы можете купить недорогой комплект робота, а затем приобрести дополнительное оборудование и компоненты, такие как датчики. Кроме того, вы можете использовать свои навыки программирования, чтобы расширить возможности набора роботов! Однако есть вероятность, что вы купите не тот компонент и получите сломанный робот.

    К счастью, в продаже есть наборы для робототехники среднего и продвинутого уровня.

    Робот ArcBotics Sparki

    Это устройство поставляется предварительно собранным, так что это хороший выбор, если вас не интересует сборка роботов. Доступны следующие аппаратные возможности:

    • захваты для захвата предметов
    • датчики света
    • датчик расстояния
    • Датчики обнаружения краев
    • мотор-колеса

    Так как набор очень маленький — всего 12 унций — это отличный выбор, если вы живете в небольшом доме или если вам нравится ориентироваться в небольших помещениях.

    Вам нравятся механические задачи, связанные с работой с множеством различных компонентов? В этом случае вы должны получить Hexy. Он имеет 19 серводвигателей для установки и настройки. Это означает, что у вас есть много возможностей изучить дизайн по мере его создания. Лучше всего то, что дизайн с открытым исходным кодом, поэтому вы можете легко добавлять другие возможности этому роботу.

    Для этого комплекта роботов есть два предостережения. Во-первых, из-за количества и сложности деталей этот комплект роботов рекомендуется для людей в возрасте от 15 лет и старше.Во-вторых, собранный робот напоминает паука, поэтому, если вам неудобно рядом с пауками, вы можете поискать другой набор для использования.

    Идеи «сделай сам», чтобы еще больше улучшить устройство Arduino Robot Kit

    Использование комплектов роботов — это только начало пути в робототехнике. Есть много других способов исследовать эту область технологий. Вот несколько идей для проектов «сделай сам», которые вы можете изучить после знакомства с наборами.

    • Использование различных типов датчиков .Ваш комплект робота может поставляться с датчиком освещенности. Что, если добавить к роботу датчик давления? Затем вы могли определить, приближается ли робот к своей максимальной грузоподъемности.
    • Совместное использование нескольких роботов . Подумайте о соревнованиях роботов! Вы можете взять колесного робота и робота с ногами и прогнать их через полосу препятствий. Или вы можете действовать как ученый и сравнивать разных роботов, измеряя температуру и делая фотографии из разных мест.
    • Объединить робота с дроном .Некоторые дроны могут нести небольшие предметы, например, коробки для доставки еды. Что, если вы соедините свое роботизированное устройство с дроном? Вы можете поместить маленького робота внутрь дрона, посадить его на домик на дереве, а затем продолжить исследование вместе с роботом. Управление роботом на расстоянии — например, на полпути вверх по дереву — отличный способ развить свои способности робототехники.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.