Лего Mindstorms - Lego Mindstorms

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

Лего Mindstorms это аппаратная и программная структура, созданная конструктор Лего для разработки программируемых роботов на базе Строительные блоки Lego. Каждая версия системы включает в себя компьютерный блок Lego, который управляет системой, набор модульных датчиков и двигателей, а также конструктор Лего части из Техника линия по созданию механических систем.

С момента создания было пять поколений платформы Mindstorms: исходная система Robotics Invention System, NXT, NXT 2.0, EV3 и набор Robot Inventor. С каждым выпуском платформы возможности двигателя и датчика расширялись. Предпоследняя система, Лего Mindstorms EV3, был выпущен 1 сентября 2013 года. Некоторые соревнования роботов используют этот набор, например ПЕРВАЯ ЛЕГО ЛИГА и Всемирная олимпиада роботов.

История

Оригинальная система изобретений робототехники Lego Mindstorms родилась в результате сотрудничества Массачусетский технологический институт (MIT) и группа Лего. В 1985 г. Кьельд Кирк Кристиансен, в то время главный исполнительный директор (CEO) Lego Group, услышал о работе Сеймура Пейперта из Массачусетского технологического института и был поражен тем, насколько схожи его цели обучения через строительство с целями недавно сформированного образовательного подразделения Lego Group. Lego Group начала сотрудничество с Media Lab Papert, финансируя их исследования и делясь идеями.[1]:14[2][3] В результате этого сотрудничества (а также работы группы «Эпистемология и обучение» Митчела Резника) возникла идея, чтобы дети использовали ЛОГОТИП язык программирования для управления роботами из кубиков Lego собственной разработки, подключенными к компьютеру.[4] В 1988 году в Media Lab был создан компьютер, совместимый с Lego Brick, который можно было использовать для управления роботом без подключения к настольному компьютеру.[5] Компания Lego Group проявляла интерес к коммерциализации этого Brick-совместимого компьютера, как только персональные компьютеры получили широкое распространение, и в 1996 году Lego Group начала развивать этот компьютер в то, что в конечном итоге стало известно как система изобретений робототехники.[1]:25

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

Pre-Mindstorm

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

Компьютерные интерфейсы

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

Центр управления техникой

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

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

Кибермастер

Лего Кибермастер

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

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

  • Оно использует РФ (Диапазон 27 МГц R / C) вместо ИК для связи.
  • Он имеет два встроенных двигателя со встроенным тахометры и спидометры.
  • Он ограничен пассивными датчиками (простой ОБЪЯВЛЕНИЕ с внутренними подтягивающими резисторами).
  • Датчики, поставляемые с ним, имеют цветовую кодировку и имеют внутренние резисторы в открытом состоянии (что позволяет Pbrick определять, какой датчик подключен к какому порту).
  • Он имеет фиксированную прошивку (поэтому ее нельзя обновить или заменить).
  • Имеет ограниченную оперативную память для программ (395 байт)[требуется разъяснение ] и только один программный слот.

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

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

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

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

Codepilot

Продается как часть набора Barcode Truck. Этот блок был первым программируемым кирпичом (или Pbrick). Он оснащен одним двигателем, одним сенсорным датчиком и датчиком освещенности. Он программируется путем настройки его на `` обучение '' и использования света датчик для подачи команд со штрих-кодом. Набор команд очень ограничен. Поскольку штрих-код - это всего лишь серия вариаций света, эта форма ввода команд получила название VLL (Visual Light Link) и использовалась в нескольких более поздних моделях Lego.

Набор Robotics Discovery и комплект разработчика Droid / Darkside

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

Разведчик

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

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

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

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

Микро-разведчик

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

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

Система изобретений робототехники

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

RCX

Программируемый блок RCX первого поколения

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

Блоки RCX версии 1.0 оснащены разъемом для адаптера питания, а не только батареями. В версии 2.0 (а также более поздних версиях 1.0, включенных в RIS 1.5) разъем адаптера питания был удален. Блоки RCX с адаптером питания были популярны для проектов стационарной робототехники (например, манипуляторов) или для управления Лего модели поездов. В последнем контексте RCX может быть запрограммирован с помощью Цифровое командное управление (DCC) программное обеспечение для управления несколькими проводными поездами.

ИК-интерфейс RCX может обмениваться данными с Шпионы, Разведчик кирпичи, Лего Поезда, и NXT (с использованием стороннего инфракрасного датчика связи). ИК-приемник RCX 1.0 несущая частота составляет 38,5 кГц, а несущая частота IR RCX 2.0 - 76 кГц. Обе версии могут передавать на любой частоте. RCX связывается с компьютером с помощью Серийный или USB ИК-башня. Поскольку RCX больше не выпускается, поддержка интерфейса ограничена более свежими операционными системами, чем Windows XP.

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

Пакеты расширения

Для Robotics Invention System было изготовлено шесть пакетов расширения. Большинство наборов расширения содержит больше деталей и инструкций, тогда как другие наборы расширения были более амбициозными. Эти наборы включают:

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

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

Лего Mindstorms NXT

Основная статья: Лего Mindstorms NXT

Lego Mindstorms NXT был программируемым робототехника комплект выпущен конструктор Лего в июле 2006 года, заменив комплект LEGO Mindstorms первого поколения.[12]В комплекте 577 штук, в том числе: 3 серводвигателя, 4 датчика (ультразвуковой, звук, прикоснуться, и свет ), 7 соединительных кабелей, a USB интерфейсный кабель и интеллектуальный модуль NXT. Intelligent Brick - это «мозг» машины Mindstorms. Это позволяет роботу автономно выполнять различные операции. В комплект также входит NXT-G, графическая среда программирования, которая позволяет создавать и загружать программы в NXT. В программе также есть инструкции для 4 роботов; Alpha-Rex (гуманоид), Tri-Bot (автомобиль), Robo-Arm T-56 (роботизированная рука) и Spike (скорпион)

Образовательная версия Lego Mindstorms NXT

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

Лего Mindstorms NXT 2.0

Основная статья: Лего Mindstorms NXT 2.0

В Лего Mindstorms NXT 2.0 был запущен 5 августа 2009 года. Он состоит из 619 штук (включая датчики и двигатели), двух сенсорных датчиков, Ультразвуковой Датчик и представил новый датчик цвета. NXT 2.0 использует операции с плавающей запятой, тогда как более ранние версии используют целочисленные операции.[13] Комплект стоит около 280 долларов США.

Датчик цвета Mindstorms

Лего Mindstorms EV3

Кирпич из Lego Mindstorms EV3
Основная статья: Лего Mindstorms EV3

Lego Mindstorms EV3 - это продукт Lego Mindstorms третьего поколения. EV3 - это дальнейшее развитие NXT.[14][15] Система была выпущена 1 сентября 2013 года. В набор LEGO MINDSTORMS EV3 входят двигатели, датчики, программируемый блок EV3, 550+ элементов LEGO Technic и пульт дистанционного управления. EV3 можно управлять с помощью смарт-устройств. Он может загружать альтернативную операционную систему с карты microSD, что позволяет запускать ev3dev, а Debian операционная система на базе.

Языки программирования

Дальнейшая информация: Lego Mindstorms NXT § Программирование
ИмяУстройствоТип программыТип (ы) языкаПримечанияСсылки
RCXNXTEV3Бегает по кирпичуДистанционное управление
Актерская лабораторияПользовательский язык в виде блок-схемы
АдадаАдаТребуется nxtOSEK
Интерфейс Ada для MindStormsАда
App InventorдаApp InventorСпециальная поддержка датчиков и двигателей LEGO (tm) MINDSTORMS (tm) NXT
brickOSдаНетНетC /C ++интернет сайт
ChИнтерпретатор C / C ++Управляйте Lego Mindstorms на C / C ++ в интерактивном режиме без компиляции
лязгатьC, C ++
CoderZдадаНетЯваРаботает с Blockly или с Java (с использованием LejOS). Также включает онлайн-симулятор 3D[16]интернет сайт
Cpp4РоботыНетНетдадаC / C ++Cpp4Robots - расширение (плагин) для среды Microsoft Visual Studio. Это расширение позволяет программировать Lego EV3 на родном языке C / C ++ и в среде разработки Microsoft Visual Studio. Это расширение Cpp4Robots работает со встроенным ПО по умолчанию в модуле EV3.интернет сайт
DialogOSГрафическая блок-схема для роботов с голосовым управлениемDialogOS сочетает в себе распознавание речи и синтез речи с робототехникой, что позволяет создавать говорящих роботов, которые реагируют на ваши голосовые команды.
ОчаровательныйПеретаскивание, аналогично NXT-GПрограммируйте своих роботов, просто перетаскивая строку функций.
EV3BasicНетНетдададаMicrosoft Small Basicинтернет сайт
ev3_scratchдаНетдаScratch (язык программирования)Скретч-код запускается в браузере, передавая команды роботу EV3. Bluetooth.
FLL NXT НавигациядаИспользует файлы NXT-G и .txt
GCCC /C ++, Цель-C, Фортран, Java, Ada и другие
GnikrapНетНетдададаJavaScript / Царапины как программированиеинтернет сайт
GNU Toolchain для h8300C / C ++, КАК М
HVMдаСреда разработки для Ява язык программирования для Mindstorms EV3, основанный на EclipseРаботает с Java 1.7. Работает со стандартной прошивкой Lego. Не требует карты microSD. Требуется беспроводной Bluetooth-ключ для EV3интернет сайт
Интерактивный CЯзык Си-стиля.Язык, разработанный для конкурса дизайна роботов Lego MIT
jaraco.nxtдадаPythonМодули Python, обеспечивающие низкоуровневые интерфейсы для управления кирпичом Lego NXT через Bluetooth. Также включает код для управления двигателями с помощью контроллера Xbox 360 с помощью пиглета.
LabVIEWдадададаНациональные инструменты LabVIEW язык визуального программирования (Код G)Основной язык, используемый для разработки программного обеспечения Mindstorms NXT. Можно использовать доступный дополнительный комплект для создания и загрузки программ в NXT, создания оригинальных блоков NXT или управления роботом напрямую через USB или Bluetooth с использованием NXT fantom.dll
LEGO MINDSTORMS EV3 API для .NETНетНетдаНетда.NET, WinJS и C ++.NET API для кубика LEGO MINDSTORMS EV3, который можно использовать с настольных компьютеров, Windows Phone и WinRT. С помощью этого API вы можете подключаться, контролировать и считывать данные датчиков с вашего кирпичика LEGO EV3 через Bluetooth, WiFi или USB.интернет сайт
Лего.NETВсе, что можно скомпилировать CIL, лучше всего работает с C #Без компилятора, преобразует CIL в машинный код
Лего :: NXTдаНетдаPerlНабор модулей Perl, обеспечивающих низкоуровневое управление кирпичом Lego NXT в режиме реального времени через Bluetooth.
ЛегоЛогПрологИспользует программу NQC для интерпретации команд, отправляемых с ПК, на котором запущен код Prolog
LegoNXTRemoteдаНетдаЦель-CПрограмма дистанционного управления для дистанционного управления и программирования блока Lego NXT. Поддерживает NXT 2.0 и 1.0, датчики, все 3 двигателя, автоматическое «рулевое» управление и запуск предварительно загруженных программ.
leJOSдададададаЯваСистема на основе Java для продвинутых программистов может работать с большинством датчиков и такими вещами, как GPS, распознавание речи и картографические технологии. Может быть сопряжен с Затмение IDE или запустить из командной строки
ЛестатC ++Позволяет управлять NXT напрямую из любой программы на C ++ в Linux.
librcxC / C ++Библиотека для GCC
Logitech SDKVisual Basic, Visual C ++Может быть объединен с контрольной библиотекой RCX, такой как spirit.ocx из MindStorms SDK, чтобы использовать Lego Cam
Язык визуального программирования Microsoft (VPL)даНетдаГрафическая блок-схема, основанная на .NETС Microsoft Robotics Studio, он использует родную программу NXT MSRS для отправки и получения сообщений от управляющей программы на компьютере через Bluetooth
SDK MindstormsVisual Basic, Visual C ++, MindScript, LASMВам не нужен VB для использования функций VB, поскольку MS Office поставляется с урезанной версией VB для создания макросов.
МонобрикдададаC #.NET 4.5. Прошивка запускается с SD карты.интернет сайт
NQCдадаNQC, C-подобный язык
NXT ++C ++Позволяет управлять NXT напрямую из любой программы на C ++ в Visual Studio, Windows.
NXT_PythonдаНетдаPythonNXT_Python - это пакет для управления роботом LEGO NXT с использованием языка Python. Он может общаться через USB или Bluetooth.
NXT-PythonдаНетдаPythonОснован на NXT_Python, включает дополнительные расширенные функции, поддержку около 30 датчиков и несколько модулей подключения к серверам. Работает на Windows, Linux, Mac.
NXTGCCСборка, C, make-файлы, Затмение, так далее.Первый набор инструментов GCC для программирования прошивки Lego Mindstorms NXT.
nxtOSEKC /C ++
OCaml-mindstormOCamlМодуль для управления роботами LEGO NXT с помощью OCaml через интерфейсы Bluetooth и USB.
На экранеПользовательский язык, который можно запрограммировать прямо на RCX
pbForthдаЧетвертыйБольше не разрабатывается.
pbLuaдаAPI для Lua язык программирования для Mindstorms NXT, текстовыйpBLua: ... написан на переносимом языке C с минимальными требованиями к времени выполнения; можно компилировать на лету на NXT; это небольшой, легко читаемый и легкий для написания язык; имеет обширную документацию, доступную в Интернете и в формате мертвого дерева, и очень дружелюбную группу новостейинтернет сайт
PBrickDevPBrickDev, язык, основанный на блок-схемах.Имеет больше функциональных возможностей, чем язык RIS, например журналы данных и подпрограммы / многопоточность.
ПРО-БОТСвоеобразный язык на основе Visual Basic / spirit.ocxРазработан для роботов, которые постоянно находятся в контакте с рабочей станцией
ОбработкадаJava (упрощенный / запрограммированный стиль C)Обработка (язык программирования) - это язык программирования и среда с открытым исходным кодом для людей, которые хотят программировать изображения, анимацию и взаимодействия. Его используют студенты, художники, дизайнеры, исследователи и любители для обучения, создания прототипов и производства. Для управления NXT с помощью Processing вы можете использовать библиотеку NXTComm Processing, разработанную Хорхе Кардосо.
QuiteCCБиблиотека для использования с GCC и поставляется с GCC для Windows.
Код RCXдаКод RCX, настраиваемый язык на основе блок-схемВключен в потребительскую версию Mindstorms, продаваемую в магазине игрушек
ROBOLABдаЯзык блок-схем на основе LabVIEWЭто среда программирования, предлагаемая школам, использующим MindStorms, поддерживает Lego Cam. Структура программирования имитирует структуру дизайна блок-схемы почти значок за значком. Таким образом, он очень помогает пользователям в переводе дизайна блок-схемы на значки Robolab.
RoboMindПростой образовательный язык сценариев доступен с арабского на украинский.Обучающая среда RoboMind позволяет быстро разрабатывать и тестировать сценарии для виртуальной среды роботов. Затем сценарии можно напрямую передать роботу Lego Mindstorms NXT. Работает на стандартной прошивке.
RoboRealmМультиплатформенный язык, который работает с IRobot Roomba, NXT, RCX, VEX и многими другими популярными роботизированными наборами. Этот язык также поддерживает обработку видео с помощью веб-камеры, это дает вашему роботу отличное зрение, поскольку он может фильтровать определенные цвета, фиксировать определенную область цвета, отображать переменные с робота или компьютера и многое другое. Программа работает с клавиатурой, джойстиком и мышью.
ROBOTCдадададаAn Интегрированная среда развития ориентированный на студентов, который привык программировать и контролировать LEGO NXT, VEX, RCX и роботы Arduino, использующие язык программирования на основе Язык программирования C.ROBOTC дает возможность использовать текстовый язык на основе языка C. Он включает в себя встроенные инструменты отладчика, а также (но не ограничиваясь ими) шаблоны кода, математические / триггерные операции (sin, cos, tan, asin, acos ... и т. Д.), Удобную для пользователя функцию автозаполнения, встроенную в интерфейс, встроенные примеры программ. Это заслуживает особого упоминания за его инструмент отладки. Для любого разработчика вы знаете, насколько важно иметь хороший инструмент для отладки. Среди всех других языков программирования робототехники, которые поддерживают платформу Mindstorms, среда отладки RobotC заслуживает особого упоминания; хотя это не бесплатно.
Робототехника.NXTдадаHaskellИнтерфейс Haskell через Bluetooth. Он поддерживает прямые команды, сообщения и множество датчиков (также неофициальных). Он также поддерживает простое управление блоком NXT на основе сообщений через удаленно выполняемую программу (включая базовый код NXC).
ROSА Linux на базе библиотеки для написания роботов. Стек «nxt» обеспечивает интерфейс с NXT.
рубин-nxtдадаРубинОбеспечивает низкоуровневый доступ к NXT через Bluetooth, а также некоторые предварительные функции высокого уровня.
RWTH - Набор инструментов Mindstorms NXTдадаMATLABИнтерфейс для управления NXT из MATLAB через Bluetooth или USB (с открытым исходным кодом).
Simulink (поддержка LEGO MINDSTORMS NXT)даSimulinkПредоставляет инструмент быстрого программирования для NXT одним щелчком мыши. Код C автоматически генерируется из графической модели Simulink. Затем код развертывается и загружается на NXT, откуда его можно запускать. Mathworks предоставляет набор графических блоков, которые представляют различные датчики и исполнительные механизмы, которые использует NXT.
SqLegoПиск
Свифт / РобототехникададаSwift (язык программирования)Robotary - это студия робототехники для Mac, использующая язык программирования Swift.интернет сайт
TclRCXдаTcl
Логотип TerrapinЛОГОТИП
TinySoarПаритьРеализация архитектуры искусственного интеллекта Soar, работающая на блоке RCX. Soar объединяет действия, планирование и обучение в рамках правил.
TinyVMдаЯваПредшественник языка lejos. Открытый исходный код Ява на базе сменной прошивки для микроконтроллера Lego Mindstorms RCX.
Переводчик (The)Оккам
TuxMinds(Linux) Графический интерфейс для различных дистрибутивов, IDE с открытым исходным кодом на основе Qt. Поддерживает множество ботов. RCX, NXT и Asuro предопределены.С помощью файла конфигурации на основе XML можно добавить практически любой бот (или микроконтроллер). Таким же образом можно добавить собственное оборудование.
URBI от Гостай для Лего Mindstorms NXTURBI, C ++, Java, MatlabПростой в использовании параллельный и управляемый событиями язык сценариев с компонентной архитектурой и интерфейсами с открытым исходным кодом для многих языков программирования. Он также предлагает распознавание / синтез голоса / речи, распознавание / обнаружение лиц, Одновременная локализация и отображение, так далее.
Команда видениядаКод RCXОфициальный язык программирования для использования с Lego Cam, который позволяет вам управлять своим роботом с помощью цвета, движения и вспышек света.
XSЛисп

Использование в образовании

Наборы Mindstorms также продаются и используются в качестве образовательного инструмента, первоначально в рамках партнерства между Lego и Медиа-лаборатория Массачусетского технологического института.[17][18] Учебная версия продуктов называется Mindstorms для школ или Mindstorms Education, а более поздние версии поставляются с ROBOLAB GUI ПО для программирования на базе Университет Тафтса[19] с использованием Национальные инструменты LabVIEW как двигатель. Кроме того, поставляемое программное обеспечение может быть заменено сторонними прошивками и / или языками программирования, в том числе одними из самых популярных, используемых профессионалами в индустрии встроенных систем, например Ява и C. Одно из различий между образовательной серией, известной как «Набор задач», и серией для потребителей, известной как «Набор изобретателя», состоит в том, что она включает в себя еще один сенсорный датчик и еще несколько вариантов переключения передач. Однако есть несколько других отличий между двумя версиями, которые нельзя распознать, если не провести параллельный анализ того, что предлагает каждая из них. Версия, продаваемая через LEGO Education, предназначена для более глубокого обучения или преподавания, которое часто происходит в классе или школе. Версия LEGO Education поставляется с поддержкой под названием Robot Educator. Сюда входят 48 руководств, которые помогут учащемуся от основ кодирования до более сложных и сложных концепций, таких как регистрация данных. Этот ресурс для поддержки учащихся и / или преподавателей не включен в розничную версию Mindstorms. Всегда полезно обратиться к консультанту LEGO Education, чтобы узнать о других отличиях, поскольку их еще несколько. Розничная версия была разработана для использования дома / в качестве игрушек, а модель для преподавателей была разработана для поддержки более глубокого обучения с дополнительными ресурсами и элементами для этого. Вот почему LEGO Education Mindstorms содержит больше датчиков и деталей, чем розничная версия.

Сообщество

Существует сильное сообщество профессионалов и любителей всех возрастов, которые делятся проектами, методами программирования, создают стороннее программное обеспечение и аппаратное обеспечение, и внесение других идей, связанных с Lego Mindstorms. Система / веб-сайт Lego Mindstorms устроены так же, как вики, используя творческий потенциал и совместные усилия участников. конструктор Лего также поощряет обмен и вглядываясь путем предоставления программного обеспечения для скачивания и проведения различных конкурсов и мероприятий.

Смотрите также

Цитаты

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

Дополнительные ссылки

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

внешняя ссылка