In dieser Codierungseinheit lernen die Schüler, wie sie mit VEXcode GO und dem Code Base-Roboter arbeiten, um authentische Herausforderungen für Codierungsroboter am Arbeitsplatz zu lösen. Die Schüler lernen anhand von vier realen Szenarien, wie sie VEXcode GO-Projekte mit dem Code Base-Roboter planen, erstellen und starten.
Welche Arten von Aufgaben erledigen Roboter?
Roboter können Aufgaben erledigen, die für Menschen zu schmutzig, langweilig oder gefährlich sind. Viele dieser Jobs sind auch nicht gut bezahlt. Beispielsweise setzen Menschen ihr Leben aufs Spiel, wenn sie Aufgaben wie die Brandbekämpfung oder das Tauchen tief im Meer ausführen. Roboter verfügen über die nötige Hardware, um in solchen Umgebungen bestehen zu können, was sie zur geeigneteren und sichereren Wahl macht. Industrien setzen Roboter am Arbeitsplatz ein, um diese schmutzigen, langweiligen oder gefährlichen Arbeiten zu erledigen, um Menschen zu schützen und gleichzeitig Personalressourcen für die Arbeit an komplexeren oder interaktiveren Prozessen freizusetzen. Der Mensch hat noch viel zu tun, wenn Roboter diese schmutzigen, gefährlichen und langweiligen Aufgaben übernehmen. Der technologische Fortschritt hat im Laufe der Industriegeschichte zu Veränderungen geführt. Bei Robotern ist das nicht anders.
In jeder Lektion dieser Einheit wird ein reales Szenario untersucht, in dem Roboter schmutzige, gefährliche und langweilige Arbeiten in verschiedenen Branchen ausführen. Studierende können zu innovativen Problemlösern werden, indem sie Lösungen für reale Herausforderungen entwickeln, beispielsweise wie man Roboter so programmiert, dass sie schmutzige, langweilige und gefährliche Aufgaben ausführen. Bei der Verwendung von VEX GO Kits analysieren die Schüler die Fähigkeiten, wie sich der Code Base-Roboter mit VEXcode GO bewegen kann, und nutzen dieses Wissen, um ein Brainstorming für verschiedene Aufgaben, Szenarien oder Probleme durchzuführen, die mit dem Code Base-Roboter gelöst werden können.
Dreckige Arbeit
Schmutzige Arbeiten sind unhygienische oder gefährliche Arbeiten, die sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken können. Roboter können diese ungünstigen Aufgaben erledigen und die Belastung des Menschen durch unhygienische Bedingungen begrenzen.
Roboter wurden bei schmutzigen Arbeiten wie der Minenerkundung und der Aufklärung von Abwasserkanälen eingesetzt. Wenn es ein Problem mit einem Abwasserrohr gibt, schließt ein Team es ab, gräbt, um an das Rohr zu gelangen, und repariert dann die Infrastruktur. Aber ein Roboter kann Rohre reinigen, kartieren und inspizieren, bevor Probleme auftreten.
Langweilige Jobs
Jobs, die sich wiederholende Funktionen erfordern, erfordern wenig menschliches Denken und gelten als langweilig. Sie umfassen oft Prozesse, die ausschließlich auf Effizienz und Leistung abzielen. Roboter können rund um die Uhr arbeiten, um langweilige Aufgaben zu rationalisieren, wodurch Humankapital für Aufgaben frei wird, die abwechslungsreich sind und kritisches Denken erfordern.
Mit dem Wachstum des E-Commerce steigt beispielsweise der Bedarf an Fulfillment-Centern. Roboter verlängern die Auftrags-zu-Lieferzeit, reduzieren Fehler und minimieren die Belastung menschlicher Arbeitskräfte.
Gefährliche Jobs
Gefährliche Jobs bringen Menschen in gefährliche Situationen. Bei diesen Arbeiten können Roboter eingesetzt werden, um Verletzungen vorzubeugen. Roboter können Bomben entschärfen, entfernte Planeten durchqueren, instabile Strukturen inspizieren und bei der Brandbekämpfung helfen. Roboter müssen den Menschen nicht unbedingt aus der Gleichung entfernen, aber sie können programmiert oder ferngesteuert werden, um Arbeiter aus den gefährlichsten Situationen herauszuhalten.
Roboter können Feuerwehrleuten dabei helfen, brennende Gebäude einzuschätzen. Der SmokeBot erstellt Innenkarten, die Feuerwehrleute später nutzen können, um sich in einem brennenden Gebäude zurechtzufinden. Der Thermite-Roboter verfügt über einen Schlauch, der bis 1.893 Liter (~500 Gallonen) Wasser pro Minute pumpen kann. Der Thermite-Roboter verwendet montierte Kameras, sodass er in extrem gefährliche Brände vordringen und gleichzeitig aus einer Entfernung von bis zu einer Viertelmeile kontrolliert werden kann.
Was ist ein Antriebsstrang?
Ein Antriebsstrang ermöglicht es einem Roboter, sich mithilfe von Rädern oder anderen Methoden vorwärts, rückwärts, links oder rechts zu bewegen.
Der Code Base-Roboter verfügt über einen 2-Motoren-Antriebsstrang, da zwei Motoren (einer auf der linken und einer auf der rechten Seite) angetrieben werden. Obwohl der Code Base-Roboter über vier Räder verfügt, werden nur zwei davon von Motoren angetrieben. Die blauen Räder helfen dem Code Base-Roboter, stabil zu bleiben, sodass er nicht umfällt. Könnten Sie sich vorstellen, dass die Code Base versuchen würde, sich mit nur zwei Rädern fortzubewegen? Es würde wahrscheinlich umfallen, sobald es vorwärts oder rückwärts fährt.
Wie dreht sich der Code-Basisroboter mithilfe eines Antriebsstrangs?
Der Code Base-Roboter macht Kurven, indem er die Räder in entgegengesetzte Richtungen dreht. Um eine Links- Kurve auszuführen, dreht sich das linke Vorderrad des Code Base-Roboters rückwärts, während sich das rechte Vorderrad vorwärts dreht.
Um eine Rechts Kurve auszuführen, dreht sich das linke Vorderrad des Code Base-Roboters vorwärts, während sich das rechte Vorderrad rückwärts dreht.
Was ist VEXcode GO?
VEXcode GO ist eine Codierungsumgebung, die zur Kommunikation mit VEX GO-Robotern verwendet wird. Schüler nutzen die Drag-and-Drop-Schnittstelle, um VEXcode-Projekte zu erstellen, die die Aktionen ihrer Roboter steuern. Der Zweck jedes Blocks kann anhand visueller Hinweise wie seiner -Form, Farbe und Beschriftung identifiziert werden.
Die folgenden VEXcode-Blöcke werden in dieser Einheit vorgestellt:
{When started} – startet den angehängten Blockstapel, wenn das Projekt gestartet wird.
[Fahren für] – bewegt den Antriebsstrang für eine bestimmte Strecke entweder vorwärts oder rückwärts. Wählen Sie aus, in welche Richtung sich der Antriebsstrang bewegen soll, und legen Sie fest, wie weit er sich bewegen soll, indem Sie einen Wert in das Oval eingeben.
[Drehen um] – dreht den Antriebsstrang um eine bestimmte Gradzahl nach links oder rechts. Wählen Sie die Richtung aus, in die sich der Antriebsstrang drehen soll, und legen Sie fest, wie weit er sich bewegen soll, indem Sie eine Gradzahl in das Oval eingeben.
Was ist Zerlegung und Sequenzierung in der Programmierung?
Um einem Roboter genau und präzise zu sagen, wie er sich bewegen soll, sind sowohl Zerlegung als auch Sequenzierung erforderlich. Zunächst wird das Problem, beispielsweise wie man sich in einer Herausforderung zurechtfindet, in kleinere Schritte und Verhaltensweisen zerlegt. Sobald diese Verhaltensweisen identifiziert sind, müssen sie in die richtige Reihenfolge gebracht werden. Das ist wichtig, denn der Roboter bewegt sich nur genau so, wie er es programmiert hat.
Zersetzung
Zerlegung beinhaltet die Zerlegung eines komplexen Problems in Verhaltensweisen, die besser beherrschbar und leichter zu verstehen sind. Durch die Zerlegung des Problems in kleinere Teile kann jeder Teil detaillierter untersucht und einfacher gelöst werden. Wenn ein Schüler beispielsweise möchte, dass sich sein Roboter in einem Quadrat bewegt, muss er ihn in kleinere Befehle aufteilen. Die Verfeinerung des Aufschlüsselungsprozesses ist für die Schüler zum Üben wichtig, da sie die Befehle zunächst möglicherweise nicht in kleinere Komponenten zerlegen:
| Bewegen Sie sich in einer quadratischen Aufteilung 1 | Bewegen Sie sich in einer quadratischen Aufteilung 2 | Bewegen Sie sich in einer quadratischen Panne 3 |
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Sequenzierung
Sequenzierung ist die spezifische Reihenfolge, in der Verhaltensweisen ausgeführt werden. Eine Aktion oder ein Ereignis führt zur nächsten geordneten Aktion in einer Sequenz. Die Reihenfolge ist wichtig, damit Schüler ihre Roboter so programmieren können, dass sie eine Aufgabe korrekt ausführen.
Die Schüler programmieren ihren Code Base-Roboter so, dass er eine Vielzahl von Aufgaben ausführt, die authentische Aufgaben nachahmen, die Roboter ausführen. Sie müssen die Befehle in ihrem Programm so anordnen, dass sich ihr Code Base-Roboter in der richtigen Reihenfolge vorwärts, rückwärts, links und rechts bewegt, um die Herausforderungen zu meistern.
- Gehen Sie vorwärts
- Biegen Sie rechts ab
- Gehen Sie vorwärts
VEX GO-Stücke
Die folgenden VEX GO-Teile sind wesentliche Bestandteile des Code Base-Roboterbaus. Das VEX GO-Poster veranschaulicht alle VEX GO-Teile und ordnet sie entsprechend ihrer Funktion in einem Build. Weitere Informationen zu den VEX GO-Teilen finden Sie im Artikel „ Pieces in the VEX GO Kit VEX Library“.
Elektronik
Elektronische Komponenten werden zur Stromversorgung und Steuerung der VEX GO-Build-Funktionen verwendet.
Die Batterie ist für jeden VEX GO-Build, der Elektronik enthält, unerlässlich. Die Batterie versorgt die elektronischen Komponenten des VEX GO mit Strom.
Das Brain ist für jeden VEX GO-Build unerlässlich, der von einem VEXcode GO-Projekt gestartet wird. Das Brain führt Benutzerprojekte aus und steuert die mit dem Brain verbundenen Geräte.
Der Motor wandelt Energie in Bewegung um, die in einem Build verwendet werden kann. Der Motor kann mit dem Gehirn verbunden und über ein VEXcode GO-Projekt gesteuert werden.