Образовательная робототехника в России и мире Современный инструментарий

Образовательная робототехника в России и мире. Современный инструментарий Широколобов И. Ю. ilya. shirokolobov@gmail. com Эти материалы распространяются по лицензии Creative Commons «Attribution-Non. Commercial-Share. Alike» ( «Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях» ) 3. 0 Непортированная. Чтобы ознакомиться с экземпляром этой лицензии, посетите http: //creativecommons. org/licenses/by-nc-sa/3. 0/ или отправьте письмо на адрес Creative Commons: 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA Санкт-Петербург, 2016

Робот CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Робот Karel Čapek – чещский писать, написавший пьесу R. U. R Ро бот ( robot, от robota — подневольный труд или rob — раб) CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Роботы. Хронология 5 -й век до н. э. Идея разумного робота была впервые упоминается в древнегреческих мифах. В частности, скульптор Пигмалион изваял статую и оживил ее. Философ Аристотель создал формальную логику. На основе постулатов этой науки действуют все классические компьютеры 4 -й век до н. э. Философ и математик Архитас Тарентский создал механического голубя, сделанного из дерева. По описаниям современников, голубь мог махать крыльями и взлетать ------------------ Сократ. Платон. Κυβερνητική – Кибернетика ( «искусство управления» ) 1834 г. Андре Ампер (cybernétique) «Опыт о философии науки» 1948 г. Норберт Винер опубликовал книгу «Кибернетика» . 1996 г. Корпорация Honda создала андроида P-2, который мог ходить, подниматься по лестницам и переносить тяжести 2000 г. Asimo (Advanced Step in Innovative MObility) CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Роботы. Хронология 1968 г. Первое упоминание слово робот в научной статье появилось в статье В. А. Якубовича «Кибернетика и теория регулирования» . CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Роботы. Хронология Весной 1974 г. Студентом 5 курса Гусевым С. В. под руководством В. А. Якубович создан второй в мире (первый в России) автономный мобильный робот. CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Тенденции CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Что сейчас? Boston Dynamics создала шагающего четырехного робота-собаку Big. Dog (полное название Legged Squad Support System (LS 3)). CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Что сейчас? Promo. Bot Назначение и цели создания системы: — Привлечение потока клиентов; — Автоматизация процесса консультации; — Повышение лояльности клиентов; — Снижение рисков, связанных с человеческим фактором. Время работы: 8 часов Скорость передвижения: 0. 5 км/ч Размеры: 130 х60 х60 (Вх. Шх. Д) CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Что сейчас? Exo. Atlet CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Что сейчас? Boston Dynamics создала шагающего двуного робота Atlas. • стереоскопические видеокамеры • оптические датчики LIDAR • рост около 180 сантиметров (на целую голову ниже предыдущей модели) • вес его составляет 81, 5 килограмм CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Что сейчас? CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Категории роботов ❖Промышленные роботы ❖Решения для прототипирования ❖Робототехнические конструкторы CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Робототехнические конструкторы ❖ARDrone v. LEGO Mindstorm RCX, NXT, EV 3 ❖Vex IQ ❖Vex PRO ❖Tetrix ❖BIOLOID ❖Fischertechnik CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Решения для прототипирования ❖ Arduino ❖ Rasberry Pi ❖ UDOO (UDOO Neo) ❖ REX CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Решения для прототипирования CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Промышленные решения • ABB • KUKA • National Instruments • d. Space CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Контроллер ТРИК ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ Двухъядерный процессор DSP-ядро для обработка аудиовидео real-time Подключение 4 силовых и 6 сервомоторов Подключение до 12 аналоговых и цифровых датчиков Wi-Fi/Bluetooth Акселерометр, гироскоп Подключение видеомодулей и USB камер Модули расширения ГЛОНАСС/GPS, GPRS Цветной TFT-дисплей Размер 8 см х 12 см CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Контроллер ТРИК DDR Flash MT 46 V 32 M 16 P 64 MB 400 MHz 16 SPI So. C e. HRPWM(2) 9 2*Video IN USB 2. 0 9 W 3008 SST 25 VF 010 A-33 128 MB 33 MHz VPIF Bluetooth BC 63 B 239 A Wi. Fi RF T/R 4*PWM CSR 6026 B 07 SPI 1 OTG UART(2) I 2 C 1 Debug 8*PWM 2 * I 2 C Ext SPI 0 SD card slot OMAP L-138 MMCSD 375 MHz I 2 C 0 SPI 1 Mc. BSP 0/1 8 * Butt DC-DC 12 -> 1. 2/3. 3/5 V 2 A 3 d Sensor ECAP(3) Enc GPIO LCDC MSP 4305510 IRGC 8 * Analog Sens + 2* Mic In I 2 C 0 3 * Enc M-CTRL SUB 0 -3 SUB 0 -1 2* Ext Slots PCIe x 1 Cristal 15 -25 MHz CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015 MMA 7660 FC LCD (TFT) ST 024 C 6 C-KB 0 2. 4 ‘’ 320*240 4* 9 -12 V/2 A Motors 2 DC Motor DRV L 298

TRIK Studio визуальная среда программирования CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

ДРАКОН Дружелюбный русский алгоритмический язык, который обеспечивает наглядность Генерация на гибридном языке ДРАКОН-Си. CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Программирование контроллера ТРИК Java. Script широкие возможности программирования CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Почему Java. Script? CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Почему Java. Script? Рейтинг Red. Monk Эта аналитическая компания регулярно публикует собственный рейтинг языков программирования. Он строится на основе оценки сочетания популярности на Git. Hub, плюс активность обсуждений на Stack Overflow. Лидерами здесь являются Java. Script, Java, PHP и Python. CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Почему Java. Script? IEEE Spectrum — это журнал, который издается Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE). CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Конструктор ТРИК CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Полезные материалы 1. Курс первого года ТРИК презентации к урокам bit. ly/TRIK_presentations 2. «Первый шаг в робототехнику (демо-курс)» - онлайн курс на Stepik. org именная ссылка bit. ly/TRIK_onlinecourse 3. Сайт trikset. com 4. Репозиторий проекта github. com/trikset 5. Группа в контакте http: //vk. com/trikset 6. Ссылка на статью по проектной смене Сириус geektimes. ru/post/278604/ CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2016

Робототехнические соревнования в России Робофинист, Санкт-Петербург Robo. Science, Томск Робокросс, Нижний Новгород Робо. Фест, Москва (Екатеринбург) Всероссийская робототехническая олимпиада, Казань CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Мировые робототехнические соревнования Robo. Cup Challenge World Robot Olympiad Eurobot First Tech Challenge CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015 Robot Challenge Darpa Challenge

Виды соревнования • Олимпиада по робототехнике (старшая категория) • Линия-профи • Эстафета • Роботраффик • Кубок ЦНИИ РТК • Робофутбол • Большое путешествие • Охота CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Робофутбол CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Что такое робофутбол? • Спортивные соревнования • Инструмент исследования • Образовательный инструмент CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Robo. Cup – Robot Soccer World Cup (University of British Columbia, Canada) “On Seeing Robots” VI-92, 1992 Pre-Robo. Cup-96 Conference on Intelligence Robotics and Systems (IROS-96), Osaka, 1996 Official Robo. Cup games 1997 Over 40 teams Over 5, 000 spectators CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

Robo. Cup – Robot Soccer World Cup THE DREAM By mid-21 st century, a team of fully autonomous humanoid robot soccer players shall win the soccer game, comply with the official rule of the FIFA, against the winner of the most recent World Cup. http: //www. robocup. org/about-robocup/objective/ CC BY-NC-SA (C) ООО «Кибер. Тех» 2015

35 000 участников и посетителей 3 500 участников отборочных туров из 45 стран 1 200 роботов Robo. Cup Major: Soccer Robo. Cup Major: Rescue Robo. Cup Major: Home Robo. Cup Major: Industrial

А что же в России и СНГ? 2 -3 университета купили команды FIRA В 2004 году команда из Политеха СПб заняла 1 место в лиге Robo. Cup Simulation

Открытый Российский этап чемпионата Robo. Cup Russia Open 2016 Дата: 12 -13 мая 2016 Город: Томск Место: Дворец зрелищ и спорта, г. Томск, ул. Красноармейская, 126 Co-located events: III Всероссийский Форум молодых ученых U-NOVUS Всероссийский научно-популярный фестиваль робототехники Robo. Science Tomsk 2016