पृष्ठभूमि

मार्स रोवर: लैंडिंग चैलेंज यूनिट आपके छात्रों को एक समस्या को हल करने के लिए VEXcode GO प्रोजेक्ट बनाने की चुनौती देगा। यह इकाई छात्रों को एक चुनौती के रूप में कोड बेस के सामने वाले भाग पर स्थित नेत्र संवेदक के उपयोग से परिचित कराती है, जो कि उस प्रक्रिया से प्रेरित है जिसका उपयोग वैज्ञानिक अंतरिक्ष यान, जैसे कि मार्स 2020 पर्सिवियरेंस रोवर, को उतारने का प्रयास करते समय करते हैं। छात्र किसी बाधा का पता लगाने के लिए कोड बेस को कोड करेंगे, फिर लैंडिंग स्थल पर बाधा पाए जाने का संकेत देने के लिए गाड़ी चलाना बंद कर देंगे।

नासा का मंगल 2020 मिशन

नासा का मंगल 2020 मिशन मंगल ग्रह के अन्वेषण के लिए उच्च प्राथमिकता वाले विज्ञान लक्ष्यों को संबोधित करता है: जीवन, जलवायु, भूविज्ञान और मानव। लेकिन इससे पहले कि पर्सिवियरेंस रोवर सतह पर चट्टान और मिट्टी के नमूने एकत्र करने का अपना मिशन शुरू कर सके, रोवर को लाल ग्रह पर सुरक्षित रूप से उतरना होगा।

नासा के अनुसार, मंगल ग्रह पर भेजे गए (किसी भी अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा) मिशनों में से केवल 40% ही सफल रहे हैं। प्रवेश, अवतरण और लैंडिंग की पूरी प्रक्रिया में केवल कुछ मिनट लगेंगे, लेकिन पर्सिवियरेंस रोवर को ले जाने वाले अंतरिक्ष यान को लगभग 20,000 किमी प्रति घंटे (~ 12,500 मील प्रति घंटे) से शून्य तक धीमा करना होगा और लैंडिंग के लिए एक खुला, समतल क्षेत्र ढूंढना होगा। मंगल ग्रह की सतह बाधाओं से भरी है - विशाल प्रभाव वाले गड्ढे, चट्टानें, दरारें और दांतेदार पत्थर। अप्रत्याशित हवाएं भी आगे जटिलताएं पैदा कर सकती हैं।

सुरक्षित लैंडिंग सुनिश्चित करने के लिए, पर्सिवियरेंस रोवर उतरते समय तस्वीरें लेगा और उन तस्वीरों की तुलना मानचित्रों से करेगा। यह शीघ्रता से निर्णय ले सकता है कि क्या उस क्षेत्र को वैज्ञानिकों द्वारा खतरनाक माना गया है, तथा खुले क्षेत्र में उतरने के लिए समायोजन कर सकता है। अवतरण तस्वीरों का उपयोग करके रोवर की निर्णय प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने के लिए नीचे दिए गए एनीमेशन को देखें।

इस इकाई में, छात्र अपने फील्ड्स पर लैंडिंग स्थलों पर बाधाओं का पता लगाने के लिए कोड बेस को कोड करेंगे, ताकि रोवर के लिए सुरक्षित लैंडिंग सुनिश्चित करने में मदद मिल सके।

सेंसर क्या है?

सेंसर, संक्षेप में, एक उपकरण है जो रोबोट को उसके आसपास की दुनिया को समझने में मदद करता है। यह अपने पर्यावरण के बारे में डेटा एकत्र करके और रिपोर्ट करके ऐसा करता है, जिसका उपयोग किसी परियोजना में रोबोट को निर्णय लेने या कुछ व्यवहार करने के लिए किया जा सकता है। इस अनुक्रम को संवेदना → विचार → कार्य निर्णय लूप के रूप में समझा जा सकता है।

इस यूनिट में, कोड बेस आई सेंसर का उपयोग करके फील्ड पर मौजूद वस्तुओं का पता लगाएगा, ताकि सुरक्षित रोवर लैंडिंग के लिए क्षेत्र को साफ करने में मदद मिल सके। छात्रों द्वारा बनाया गया प्रोजेक्ट इस लूप को पूरा करता है क्योंकि कोड बेस पर नेत्र सेंसर सेंस किसी वस्तु की उपस्थिति को महसूस करेगा, फिर VEXcode GO थिंक आदेश देता है कि वह इस आधार पर निर्णय ले कि नेत्र सेंसर किसी वस्तु का पता लगाता है या नहीं। फिर कोड बेस एक्ट करेगा और ऑब्जेक्ट की उपस्थिति के आधार पर ड्राइविंग बंद कर देगा।

नेत्र संवेदक क्या है?

आई सेंसरएक सेंसर है जो तीन चीजों का निर्धारण कर सकता है - किसी वस्तु की उपस्थिति, उसका रंग और किसी वस्तु या सतह की चमक। इस इकाई में, नेत्र संवेदक का उपयोग किसी वस्तु का पता लगाने के लिए किया जाता है ताकि उसे लैंडिंग क्षेत्र से हटाया जा सके। नेत्र संवेदक द्वारा रिपोर्ट किए गए डेटा को मॉनिटर कंसोल में देखा जा सकता है, जो छात्रों को रोबोट क्या देख रहा है, इसका एक दृश्य प्रतिनिधित्व प्रदान करता है, और इसका उपयोग सेंसर और रोबोट के व्यवहार के बीच संबंध बनाने में उनकी मदद करने के लिए किया जा सकता है। VEXcode GO में मॉनिटर कंसोल का उपयोग करने के बारे में अधिक जानकारी के लिए, यह VEX लाइब्रेरी आलेख देखें।

कोड बेस - आई फॉरवर्ड बिल्ड पर आई सेंसर सामने की ओर स्थित है, जैसा कि नीचे दी गई छवि में दिखाया गया है। नेत्र संवेदक का उपयोग किसी वस्तु की उपस्थिति या अनुपस्थिति, साथ ही उसके रंग या चमक के स्तर का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। 

नेत्र संवेदक वस्तुओं का पता लगाने के लिए अवरक्त प्रकाश का उपयोग करता है। हल्के रंग की वस्तुएं अवरक्त प्रकाश को परावर्तित करती हैं और नेत्र संवेदक द्वारा अधिक आसानी से पहचानी जा सकती हैं। गहरे रंग की वस्तुएं अवरक्त प्रकाश को अवशोषित कर लेती हैं और नेत्र संवेदक उन्हें पहचान नहीं पाता। यूनिट के दौरान, बाधाओं के लिए सफेद या हल्के रंग के कागज का उपयोग करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि नेत्र संवेदक इन वस्तुओं का पता लगाने में सक्षम होगा।

इस इकाई में, नेत्र संवेदक का उपयोग यह पता लगाने के लिए किया जाएगा कि कोड बेस के मार्ग में कोई वस्तु कब मौजूद है। कोड बेस पर नेत्र संवेदक की स्थिति का अर्थ है कि यह केवल अपने सामने स्थित वस्तुओं का ही पता लगा सकता है। जब आप अपने छात्रों के सामने कोड बेस और बाधाएं रख रहे हों तो इस बात का ध्यान रखें ताकि सामग्री छात्रों को सफलता के लिए तैयार कर सके। 

नेत्र संवेदक और यह कैसे काम करता है, इसके बारे में अधिक जानकारी के लिए, VEX GO नेत्र संवेदकVEX लाइब्रेरी के साथलेख देखें।

VEXcode GO एक कोडिंग वातावरण है जिसका उपयोग VEX GO रोबोट के साथ संचार करने के लिए किया जाता है। छात्र VEXcode GO प्रोजेक्ट बनाने के लिए ड्रैग और ड्रॉप इंटरफ़ेस का उपयोग करते हैं जो उनके रोबोट की गतिविधियों को नियंत्रित करते हैं। प्रत्येक ब्लॉक का उद्देश्य उसके आकार, रंग और लेबल जैसे दृश्य संकेतों का उपयोग करके पहचाना जा सकता है। VEXcode GO के साथ काम करने के तरीके के बारे में अधिक जानकारी के लिए, VEX लाइब्रेरीका VEXcode GO अनुभाग देखें।

VEXcode GO में ब्लॉक रोबोट कमांड का प्रतिनिधित्व करते हैं जिनका उपयोग VEXcode GO में प्रोजेक्ट बनाने के लिए किया जाता है। इस इकाई के दौरान उपयोग किये गये मुख्य ब्लॉकों की सूची नीचे दी गई है।

VEXcode GO ब्लॉक	व्यवहार
	जब परियोजना शुरू होती है तो {When started} ब्लॉक, ब्लॉकों के संलग्न स्टैक को चलाना शुरू कर देता है।
	[ड्राइव] ब्लॉक ड्राइवट्रेन को हमेशा के लिए आगे या पीछे ले जाता है।
	[टर्न फॉर] ब्लॉक ड्राइवट्रेन को एक निश्चित दूरी तक घुमाता है।
	[Forever] ब्लॉक 'C' के अंदर मौजूद किसी भी ब्लॉक को हमेशा के लिए दोहराता है।
	[प्रतीक्षा] ब्लॉक किसी प्रोजेक्ट में अगले ब्लॉक पर जाने से पहले एक विशिष्ट समय तक प्रतीक्षा करता है।
	[Wait until] ब्लॉक अगले ब्लॉक पर जाने से पहले अपने अंदर की स्थिति के TRUE रिपोर्ट करने की प्रतीक्षा करता है।
	यदि नेत्र संवेदक किसी वस्तु का पता लगाता है तो <Found object> ब्लॉक रिपोर्ट करता है।
	[ड्राइविंग रोकें] ब्लॉक ड्राइवट्रेन को रोक देता है।
	[बम्पर रंग सेट करें] ब्लॉक एलईडी बम्पर का रंग सेट करता है।

[प्रतीक्षा करें] ब्लॉक नेत्र संवेदक के साथ कैसे काम करता है? 

इस इकाई में, छात्र मंगल रोवर के लैंडिंग क्षेत्र में बाधाओं का पता लगाने के लिए कोड बेस पर आई सेंसर का उपयोग करेंगे। इसे कोड करने के लिए, वे किसी प्रोजेक्ट में [Wait until] ब्लॉक का उपयोग करेंगे। [Wait until] ब्लॉक एक नियंत्रण ब्लॉक है जो किसी परियोजना के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए बार-बार किसी स्थिति की जांच करता है। कोई प्रोजेक्ट तब तक अगले ब्लॉक में नहीं जाएगा जब तक [Wait until] ब्लॉक में शर्त सत्य के रूप में रिपोर्ट न हो जाए. इस इकाई में, [प्रतीक्षा करें] ब्लॉक का उपयोग<Found object> ब्लॉक के साथ शर्त के रूप में किया जाता है - ताकि यह तब तक प्रतीक्षा करे जब तक कि नेत्र संवेदक किसी वस्तु का पता न लगा ले, और <Found object> ब्लॉक की शर्त सत्य हो - परियोजना में अगले ब्लॉक पर जाने के लिए। 

[प्रतीक्षा करें] ब्लॉकों का उपयोग गैर-प्रतीक्षा ब्लॉकों के साथ किया जा सकता है, जैसे इस यूनिट में [ड्राइव] ब्लॉक, ताकि कोड बेससे आगे बढ़ सके जब तक कि नेत्र संवेदक किसी वस्तु का पतालगा लेता। नीचे दिए गए एनीमेशन को देखें जिसमें रोबोट को किसी बाधा से टकराने से रोकने के लिए [Wait until] ब्लॉक का उपयोग किया जा रहा है।

अपने रोबोट के चलने के दौरान वास्तविक समय में परियोजना प्रवाह को देखने के लिए, VEXcode GO में हाइलाइट सुविधा देखें। परियोजना के आरंभ में, [Wait until] ब्लॉक के चारों ओर हरा हाइलाइट तब तक दिखाई देगा जब तक कि शर्त सत्य न हो। हरे रंग का हाइलाइट गैर-प्रतीक्षा ब्लॉकों (इस मामले में [ड्राइव] ब्लॉक) को छोड़ने के लिए दिखाई देगा क्योंकि ये कमांड जल्दी से निष्पादित होते हैं। 

इस इकाई में, विद्यार्थी लैब गतिविधियों और चुनौतियों को पूरा करने के लिए अपने प्रोजेक्ट में प्रतीक्षा ब्लॉकों, जैसे [प्रतीक्षा करें] ब्लॉक, और गैर-प्रतीक्षा ब्लॉकों, जैसे [ड्राइव] ब्लॉक, के संयोजन का उपयोग करेंगे। VEXcode GO में प्रतीक्षारत और गैर-प्रतीक्षारत ब्लॉकों के बारे में अधिक जानने के लिए, इस VEX लाइब्रेरी लेख को पढ़ें। 

इस इकाई में ओपन-एंडेड चुनौती की तैयारी

इस इकाई में, विद्यार्थियों से कहा जाएगा कि वे किसी चुनौती को हल करने के लिए एक परियोजना बनाने हेतु पहले से सीखी गई बातों का उपयोग करें। चूंकि छात्रों को समस्या-समाधान के लिए नियमित रूप से चुनौती देना और उनके द्वारा सीखे गए कौशल को नए तरीके से लागू करना महत्वपूर्ण है, इसलिए हम आपको अपने छात्रों को चुनौती देने और इन रणनीतियों का उपयोग करके उनमें लचीलापन पैदा करने और चुनौती के दौरान उनका मार्गदर्शन करने के लिए प्रोत्साहित करते हैं। छात्रों को अपनी परियोजनाओं के साथ प्रयोग करने में मदद करने के लिए यहां कुछ सुझाव दिए गए हैं: 

समाधान दिए बिना प्रतिक्रिया दें -किसी चुनौती से निपटते समय गलतियाँ करना अपेक्षित है और इसे प्रोत्साहित किया जाता है। "सीखने में गलतियाँ अवसर पैदा कर सकती हैं, [और] संबंधों को समझने में मदद कर सकती हैं।"¹ अपने छात्रों के साथ एक परिचित समस्या-समाधान प्रक्रिया बनाने से उन्हें यह सीखने में मदद मिल सकती है कि किसी समस्या की पहचान कैसे करें और जब वे कोई गलती करते हैं तो आगे कैसे बढ़ें, जिससे व्यवधान और हताशा को कम किया जा सके। अपने विद्यार्थियों के साथ निम्नलिखित समस्या-समाधान चक्र का उपयोग करने का प्रयास करें, जिससे उन्हें अपनी परियोजनाओं का निवारण करने तथा स्वयं समाधान निकालने में सहायता मिले। 

• समस्या का वर्णन करें
  • छात्र से पूछें कि क्या गलत है। छात्रों को त्रुटि को साझा लक्ष्य या चुनौती से जोड़ने में सक्षम होना चाहिए।
    • उनके प्रोजेक्ट में कोड बेस किस प्रकार आगे बढ़ रहा है? रोबोट को से चलना चाहिए? 
• पहचानें कि समस्या कब और कहाँ शुरू हुई
  • छात्र से पूछें कि उन्होंने पहली बार समस्या कब देखी।
    • परियोजना का कौन सा भाग क्रियान्वित किया जा रहा था?
  • यदि छात्रों को यह निर्धारित करने में कठिनाई हो रही है कि परियोजना में त्रुटि कहां है, तो उन्हें VEXcode GO में प्रोजेक्ट स्टेपिंग सुविधा का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहित करें। प्रोजेक्ट स्टेपिंग सुविधा के साथ प्रदान किए गए दृश्य संकेतों का उपयोग छात्रों को एक समय में एक ब्लॉक को निष्पादित होते देखने की क्षमता प्रदान करके उनके प्रोजेक्ट की समस्या निवारण में मदद करने के लिए किया जा सकता है। इससे उन्हें यह बेहतर ढंग से पता चल जाएगा कि कौन से ब्लॉक त्रुटि का कारण बन रहे हैं, जिससे डिबगिंग एक अधिक लक्षित और कुशल प्रक्रिया बन सकती है। प्रोजेक्ट स्टेपिंग सुविधा का उपयोग करने के तरीके के बारे में अधिक जानकारी के लिए, VEXcode GO VEX लाइब्रेरी आलेख में प्रोजेक्ट के माध्यम से स्टेपिंग देखें। 
• & परीक्षण संपादन करें
  • जैसे ही छात्रों को कोई त्रुटि दिखे, उन्हें अपने प्रोजेक्ट में संपादन कर लेना चाहिए। छात्र प्रत्येक संपादन के साथ परियोजना का परीक्षण कर सकते हैं। यदि परियोजना सफल होती है, तो वे समस्या-समाधान चक्र में अगले चरण पर आगे बढ़ सकते हैं। यदि परियोजना सफल नहीं होती है, तो वे प्रक्रिया की शुरुआत में वापस जा सकते हैं और पुनः प्रयास कर सकते हैं।
• प्रतिबिंबित होना
  • विद्यार्थियों से कहें कि वे इस प्रक्रिया के दौरान की गई गलती और उससे उबरने के बारे में सोचें।
    • गलती क्या थी? इस गलती से आपने क्या सीखा? अगली बार कोड बेस को कोड करते समय यह आपकी किस प्रकार सहायता कर सकता है?
  • विद्यार्थियों को अपनी गलतियों को पहचानने तथा इस प्रक्रिया से उन्होंने जो सीखा है उसे बताने के लिए प्रोत्साहित करें, ताकि विकास की मानसिकता को बढ़ावा मिल सके। विकास की मानसिकता पर जोर देने से छात्रों को यह सीखने में मदद मिल सकती है कि कब और कैसे दृढ़ रहना है और कब मदद मांगनी है²यदि छात्र अपनी प्रक्रिया को नई शिक्षा के अग्रदूत के रूप में देख सकते हैं, तो वे यहां दिए गए चरणों का उपयोग अपने स्वयं के सीखने के साथ-साथ अपने सहपाठियों के सीखने को आगे बढ़ाने के लिए भी कर सकते हैं। जब विद्यार्थी इन मुद्दों से रूबरू हों और अपनी गलतियों पर विचार करें, तो उन्हें अपनी गलतियों और प्रक्रिया को साथी विद्यार्थियों के साथ साझा करने के लिए प्रोत्साहित करें। इस तरह, छात्र “एक दूसरे के लिए सीखने के संसाधन” बन सकते हैं।³