Φόντο

Σε αυτήν την ενότητα προγραμματισμού, οι μαθητές θα μάθουν πώς να εργάζονται με το VEXcode GO και το ρομπότ Code Base για να λύσουν αυθεντικές προκλήσεις για ρομπότ προγραμματισμού στον χώρο εργασίας. Οι μαθητές θα μάθουν πώς να σχεδιάζουν, να δημιουργούν και να ξεκινούν έργα VEXcode GO με το ρομπότ Code Base, βασισμένα σε τέσσερα πραγματικά σενάρια.

Τι είδους δουλειές κάνουν τα ρομπότ;

Τα ρομπότ μπορούν να κάνουν δουλειές που είναι πολύ βρώμικες, βαρετές ή επικίνδυνες για να τις κάνουν οι άνθρωποι. Πολλές από αυτές τις δουλειές επίσης δεν πληρώνονται καλά. Για παράδειγμα, οι άνθρωποι θέτουν τη ζωή τους σε κίνδυνο όταν εκτελούν εργασίες όπως η κατάσβεση πυρκαγιών ή οι καταδύσεις στα βάθη του ωκεανού. Τα ρομπότ διαθέτουν τον απαραίτητο εξοπλισμό για να αντέχουν σε τέτοιου είδους περιβάλλοντα, γεγονός που τα καθιστά την πιο κατάλληλη και ασφαλέστερη επιλογή. Οι βιομηχανίες εφαρμόζουν ρομπότ στον χώρο εργασίας για να κάνουν αυτές τις βρώμικες, βαρετές ή επικίνδυνες εργασίες για την προστασία των ανθρώπων, ενώ παράλληλα απελευθερώνουν ανθρώπινους πόρους για να εργαστούν σε πιο σύνθετες ή διαδραστικές διαδικασίες. Οι άνθρωποι έχουν ακόμα πολλά να κάνουν αν τα ρομπότ αναλάβουν αυτές τις βρώμικες, επικίνδυνες και βαρετές δουλειές. Οι τεχνολογικές εξελίξεις έχουν επιφέρει αλλαγές σε όλη την ιστορία της βιομηχανίας. Τα ρομπότ δεν διαφέρουν.

Κάθε μάθημα σε αυτήν την ενότητα διερευνά ένα πραγματικό σενάριο στο οποίο τα ρομπότ εκτελούν βρώμικες, επικίνδυνες και βαρετές εργασίες σε διάφορους κλάδους. Οι μαθητές μπορούν να επιλύσουν καινοτόμα προβλήματα δημιουργώντας λύσεις σε πραγματικές προκλήσεις, όπως το πώς να προγραμματίζουν ρομπότ ώστε να εκτελούν βρώμικες, βαρετές και επικίνδυνες εργασίες. Κατά τη χρήση των κιτ VEX GO, οι μαθητές θα αναλύσουν τις δυνατότητες του τρόπου με τον οποίο το ρομπότ Code Base μπορεί να κινηθεί χρησιμοποιώντας το VEXcode GO και θα χρησιμοποιήσουν αυτή τη γνώση για να κάνουν καταιγισμό ιδεών για διαφορετικές εργασίες, σενάρια ή προβλήματα που μπορούν να λυθούν χρησιμοποιώντας το ρομπότ Code Base.

Βρώμικες δουλειές

Οι βρώμικες εργασίες είναι ανθυγιεινές ή επικίνδυνες εργασίες που μπορούν να επηρεάσουν την ανθρώπινη υγεία. Τα ρομπότ μπορούν να κάνουν αυτές τις δυσμενείς εργασίες και να περιορίσουν την έκθεση του ανθρώπου σε ανθυγιεινές συνθήκες. Δείτε το παρακάτω βίντεο για ένα παράδειγμα ενός ρομπότ που εργάζεται σε ένα βρώμικο περιβάλλον σήραγγας.

Αρχείο βίντεο

Τα ρομπότ έχουν εφαρμοστεί σε βρώμικες εργασίες όπως η εξερεύνηση ορυχείων και η αναγνώριση υπονόμων. Όταν υπάρχει πρόβλημα με έναν αγωγό αποχέτευσης, ένα συνεργείο τον κλείνει, σκάβει για να έχει πρόσβαση στον αγωγό και στη συνέχεια επισκευάζει την υποδομή. Αλλά ένα ρομπότ μπορεί να καθαρίσει, να χαρτογραφήσει και να επιθεωρήσει σωλήνες πριν προκύψουν προβλήματα.

βαρετές δουλειές

Οι εργασίες που απαιτούν επαναλαμβανόμενες λειτουργίες και ελάχιστη ανθρώπινη σκέψη θεωρούνται βαρετές. Συχνά περιλαμβάνουν διαδικασίες που έχουν ως μοναδικό στόχο την αποτελεσματικότητα και την απόδοση. Τα ρομπότ μπορούν να εργάζονται όλο το εικοσιτετράωρο για να βελτιστοποιούν τις βαρετές εργασίες, γεγονός που απελευθερώνει ανθρώπινο κεφάλαιο για εργασίες που έχουν ένα στοιχείο ποικιλίας και ανάγκη για κριτική σκέψη.

Για παράδειγμα, με την ανάπτυξη του ηλεκτρονικού εμπορίου, υπάρχει αυξανόμενη ανάγκη για κέντρα εκπλήρωσης παραγγελιών. Τα ρομπότ αυξάνουν τους χρόνους από την παραγγελία έως την παράδοση, μειώνουν τα σφάλματα και ελαχιστοποιούν το φόρτο εργασίας για τους ανθρώπους.

Επικίνδυνες δουλειές

Οι επικίνδυνες εργασίες θέτουν τους ανθρώπους σε επικίνδυνες καταστάσεις. Τα ρομπότ μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αυτές τις εργασίες για την πρόληψη τραυματισμών. Τα ρομπότ μπορούν να αφοπλίσουν βόμβες, να διασχίσουν μακρινούς πλανήτες, να επιθεωρήσουν ασταθείς κατασκευές και να βοηθήσουν στην κατάσβεση πυρκαγιών. Τα ρομπότ δεν αποκλείουν απαραίτητα τους ανθρώπους από την εξίσωση, αλλά μπορούν να προγραμματιστούν ή να ελεγχθούν εξ αποστάσεως, κρατώντας τους εργαζόμενους μακριά από τις πιο επικίνδυνες καταστάσεις.

Τα ρομπότ μπορούν να βοηθήσουν τους πυροσβέστες να αξιολογήσουν φλεγόμενα κτίρια. Το SmokeBot δημιουργεί χάρτες εσωτερικού χώρου που οι πυροσβέστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν αργότερα για να βρουν τον δρόμο τους γύρω από ένα φλεγόμενο κτίριο. Το ρομπότ Thermite διαθέτει έναν εύκαμπτο σωλήνα που μπορεί να αντλήσει 1.893 λίτρα (~500 γαλόνια) νερού ανά λεπτό. Το ρομπότ Thermite χρησιμοποιεί ενσωματωμένες κάμερες, επομένως μπορεί να ταξιδέψει σε εξαιρετικά επικίνδυνες πυρκαγιές ενώ ελέγχεται από απόσταση έως και 250 μέτρων.

Τι είναι το σύστημα μετάδοσης κίνησης;

Ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης επιτρέπει σε ένα ρομπότ να κινείται προς τα εμπρός, προς τα πίσω, αριστερά ή δεξιά χρησιμοποιώντας τροχούς ή άλλες μεθόδους.

Το ρομπότ Code Base διαθέτει σύστημα μετάδοσης κίνησης 2 κινητήρων επειδή υπάρχουν δύο κινητήρες (ένας στην αριστερή και ένας στη δεξιά πλευρά) που τροφοδοτούνται. Παρόλο που υπάρχουν τέσσερις τροχοί στο ρομπότ Code Base, μόνο δύο από αυτούς τροφοδοτούνται από κινητήρες. Οι Μπλε Τροχοί βοηθούν το ρομπότ Code Base να παραμένει σταθερό, ώστε να μην πέσει. Μπορείτε να φανταστείτε αν η Βάση Κώδικα προσπαθούσε να κινηθεί μόνο με δύο τροχούς; Πιθανότατα θα πέσει μόλις κινηθεί προς τα εμπρός ή προς τα πίσω.

Πώς περιστρέφεται το ρομπότ βάσης κώδικα χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης;

Το ρομπότ Code Base κάνει στροφές περιστρέφοντας τους τροχούς σε αντίθετες κατευθύνσεις. Για να κάνετε μια στροφή αριστερά , ο αριστερός μπροστινός τροχός του ρομπότ Code Base θα περιστραφεί προς τα πίσω, ενώ ο μπροστινός δεξιός τροχός θα περιστραφεί προς τα εμπρός.

Για να κάνετε μια στροφή δεξιά , ο αριστερός μπροστινός τροχός του ρομπότ Code Base θα περιστραφεί προς τα εμπρός, ενώ ο μπροστινός δεξιός τροχός θα περιστραφεί προς τα πίσω.

Τι είναι το VEXcode GO;

Το VEXcode GO είναι ένα περιβάλλον κωδικοποίησης που χρησιμοποιείται για την επικοινωνία με τα ρομπότ VEX GO. Οι μαθητές χρησιμοποιούν τη διεπαφή μεταφοράς και απόθεσης για να δημιουργήσουν έργα VEXcode που ελέγχουν τις ενέργειες των ρομπότ τους. Ο σκοπός κάθε μπλοκ μπορεί να αναγνωριστεί χρησιμοποιώντας οπτικές ενδείξεις όπως το σχήμα ,χρώμα και την ετικέτα του.

Τα ακόλουθα μπλοκ VEXcode θα παρουσιαστούν σε αυτήν την ενότητα:

{Κατά την εκκίνηση} - ξεκινά τη συνδεδεμένη στοίβα μπλοκ κατά την εκκίνηση του έργου.

[Οδήγηση για] - κινεί το σύστημα μετάδοσης κίνησης είτε προς τα εμπρός είτε προς τα πίσω για μια δεδομένη απόσταση. Επιλέξτε την κατεύθυνση προς την οποία θα κινηθεί το σύστημα μετάδοσης κίνησης και ορίστε την απόσταση εισάγοντας μια τιμή στο οβάλ.

[Στροφή για] - περιστρέφει το σύστημα μετάδοσης κίνησης αριστερά ή δεξιά για έναν δεδομένο αριθμό μοιρών. Επιλέξτε την κατεύθυνση προς την οποία θα στρίψει το σύστημα μετάδοσης κίνησης και ορίστε την απόσταση που θα έχει εισάγοντας έναν αριθμό μοιρών στο οβάλ.

Τι είναι η Αποσύνθεση και η Αλληλούχιση στον Προγραμματισμό;

Για να πούμε σε ένα ρομπότ ακριβώς και με ακρίβεια πώς να κινηθεί, απαιτούνται τόσο η αποσύνθεση όσο και η αλληλούχιση. Καταρχάς, το πρόβλημα, όπως ο τρόπος αντιμετώπισης μιας πρόκλησης, θα αναλυθεί σε μικρότερα βήματα και συμπεριφορές. Στη συνέχεια, μόλις εντοπιστούν αυτές οι συμπεριφορές, πρέπει να οργανωθούν στη σωστή σειρά. Αυτό είναι σημαντικό, επειδή το ρομπότ θα κινείται μόνο ακριβώς όπως είναι προγραμματισμένο.

Αποσύνθεση

Η αποσύνθεση περιλαμβάνει την ανάλυση ενός σύνθετου προβλήματος σε συμπεριφορές που είναι πιο διαχειρίσιμες και πιο εύκολα κατανοητές. Η ανάλυση του προβλήματος σε μικρότερα μέρη σημαίνει ότι κάθε μέρος μπορεί να εξεταστεί λεπτομερέστερα και να λυθεί με μεγαλύτερη ευκολία. Για παράδειγμα, αν ένας μαθητής θέλει το ρομπότ του να κινείται σε τετράγωνο, θα πρέπει να το χωρίσει σε μικρότερες εντολές. Η βελτίωση της διαδικασίας ανάλυσης είναι σημαντική για να εξασκηθούν οι μαθητές, καθώς μπορεί να μην αναλύσουν τις εντολές σε μικρότερα στοιχεία στην αρχή:

Αλληλούχιση

Η αλληλουχία είναι η συγκεκριμένη σειρά με την οποία εκτελούνται οι συμπεριφορές. Μια ενέργεια ή ένα συμβάν οδηγεί στην επόμενη διατεταγμένη ενέργεια σε μια ακολουθία. Η αλληλουχία είναι σημαντική, ώστε οι μαθητές να μπορούν να προγραμματίσουν τα ρομπότ τους ώστε να εκτελούν σωστά μια εργασία.

Οι μαθητές θα προγραμματίσουν το ρομπότ Code Base τους για να ολοκληρώσει μια ποικιλία εργασιών που μιμούνται αυθεντικές εργασίες που εκτελούν τα ρομπότ. Θα πρέπει να ακολουθήσουν τις εντολές στο πρόγραμμά τους έτσι ώστε το ρομπότ Code Base να κινείται μπροστά, πίσω, αριστερά και δεξιά με τη σωστή σειρά για να πλοηγηθεί στις προκλήσεις.

1. Προχωρήστε μπροστά
2. Στρίψτε δεξιά
3. Προχωρήστε μπροστά

Κομμάτια VEX GO

Τα ακόλουθα κομμάτια του VEX GO είναι απαραίτητα μέρη της κατασκευής ρομπότ Code Base. Η αφίσα VEX GO απεικονίζει όλα τα κομμάτια του VEX GO και τα οργανώνει ανάλογα με τη λειτουργία τους σε μια κατασκευή. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα κομμάτια VEX GO μπορείτε να βρείτε στο άρθρο Κομμάτια στο Κιτ VEX GO Library.

Ηλεκτρονική

Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία και τον έλεγχο των λειτουργιών κατασκευής του VEX GO.

Η μπαταρία είναι απαραίτητη για κάθε έκδοση VEX GO που περιλαμβάνει ηλεκτρονικά. Η μπαταρία παρέχει τροφοδοσία στα ηλεκτρονικά εξαρτήματα του VEX GO.

Το Brain είναι απαραίτητο για κάθε κατασκευή VEX GO που ξεκινά από ένα έργο VEXcode GO. Ο Εγκέφαλος εκτελεί έργα χρηστών και ελέγχει τις συσκευές που είναι συνδεδεμένες με τον Εγκέφαλο.

Ο Κινητήρας μετατρέπει την ενέργεια σε κίνηση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μια κατασκευή. Ο κινητήρας μπορεί να συνδεθεί με τον εγκέφαλο και να ελεγχθεί από ένα έργο VEXcode GO.