पृष्ठभूमि
डिजाइनर, इंजीनियर और कंप्यूटर वैज्ञानिक हर दिन समस्याओं को हल करने वाले समाधान तैयार करते हैं। इस परेड फ्लोट यूनिट में, छात्र इंजीनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया का उपयोग करके एक वास्तविक समस्या का समाधान करेंगे। छात्र यह जानेंगे कि एक स्वायत्त रोबोटिक परेड फ्लोट को कैसे डिजाइन, निर्माण और कोड किया जाए, जो एक भूलभुलैया से होकर गुजर सके जो परेड मार्ग की वास्तविक दुनिया की बाधाओं की नकल करता हो।
परेड फ्लोट क्या होता है?
एक बड़ा या छोटा समूह है जो एक साथ चलता है और अक्सर वेशभूषा पहने होता है, जिसके पीछे मार्चिंग बैंड और झांकियां होती हैं। एक फ्लोट सजाया हुआ मंच होता है, जिसे या तो किसी वाहन पर बनाया जाता है, या उसके पीछे खींचा जाता है। परेड अक्सर किसी छुट्टी के दिन या किसी व्यक्ति को सम्मानित करने के लिए आयोजित की जाती हैं, और आमतौर पर किसी न किसी प्रकार का उत्सव होती हैं।
जेट प्रोपल्शन लैब के प्रक्षेपण की
यात्रा
पुनरावृति दोहराने की क्रिया या प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया गया है। हमारे उद्देश्य के लिए, पुनरावृति एक व्यवस्थित, चक्रीय डिजाइन प्रक्रिया है जिसमें उत्पादों की योजना बनाई जाती है, उनका निर्माण किया जाता है, उनका परीक्षण किया जाता है और उनमें सुधार किया जाता है जब तक कि वे किसी इंजीनियरिंग समस्या का प्रभावी ढंग से समाधान नहीं कर देते। ईडीपी का वह हिस्सा पुनरावृति है जहां उत्पादों का प्रोटोटाइप बनाया जाता है, उनका परीक्षण किया जाता है, उन्हें परिष्कृत किया जाता है और फिर से प्रोटोटाइप बनाया जाता है जब तक कि वे डिजाइन टीम द्वारा स्थापित मानदंडों को पूरा नहीं करते। पुनरावृति का अर्थ है अपने उत्पाद के डिजाइन में सुधार करना।
इस इकाई में, छात्र अपनी झांकी के पहले डिजाइन को साकार रूप देंगे, डिजाइन के बारे में चर्चा करेंगे और इसे बेहतर बनाने के तरीकों पर विचार-विमर्श करेंगे। वे संशोधन करेंगे, परीक्षण करेंगे और फिर से सुधार करेंगे, इस चक्र को दोहराते रहेंगे, या पुनरावृति करते रहेंगे, जब तक कि वे डिजाइन से संतुष्ट नहीं हो जाते और यह परियोजना की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता।
इंजीनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया
छात्र इंजीनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया (ईडीपी) का उपयोग करके एक परेड फ्लोट का डिजाइन और निर्माण करेंगे। ईडीपी उन चरणों की एक श्रृंखला है जिनका पालन इंजीनियर समस्याओं के समाधान खोजने के लिए करते हैं। अक्सर, समाधान में एक ऐसा उत्पाद डिजाइन करना शामिल होता है जो कुछ मानदंडों को पूरा करता हो या एक निश्चित कार्य को पूरा करता हो।
ईडीपी को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया जा सकता है: परिभाषित करें → समाधान विकसित करें → अनुकूलित करें।
- इंजीनियरिंग समस्याओं को परिभाषित करने में सफलता के मानदंडों और बाधाओं या सीमाओं के संदर्भ में हल की जाने वाली समस्या को यथासंभव स्पष्ट रूप बताना शामिल है
- इंजीनियरिंग समस्याओं के समाधान डिजाइन करने की प्रक्रिया कई संभावित समाधान उत्पन्न करने से शुरू होती है, फिर संभावित समाधानों का मूल्यांकन करके यह देखा जाता है कि कौन से समस्या के मानदंडों और बाधाओं को सबसे अच्छी तरह से पूरा करते हैं
- डिजाइन समाधान को अनुकूलित करने में एक ऐसी प्रक्रिया शामिल है जिसमें समाधानों का व्यवस्थित रूप से परीक्षण और परिष्करण किया जाता है और अंतिम डिजाइन को कम महत्वपूर्ण विशेषताओं के बदले अधिक महत्वपूर्ण विशेषताओं शामिल करके बेहतर बनाया जाता है।
ईडीपी चक्रीय या प्रकृति का है। यह किसी उत्पाद या प्रक्रिया को बनाने, परीक्षण करने, विश्लेषण करने और परिष्कृत करने की प्रक्रिया है। परीक्षण के परिणामों के आधार पर, नए संस्करण तैयार किए जाते हैं, और तब तक उनमें संशोधन किया जाता है जब तक कि डिजाइन टीम परिणामों से संतुष्ट नहीं हो जाती।
इस इकाई में, छात्र ईडीपी का उपयोग करके एक रोबोटिक परेड फ्लोट की कल्पना करेंगे, योजना बनाएंगे और उसका निर्माण करेंगे। प्रारंभिक निर्माण के बाद, समूह डिजाइन मानदंडों और बाधाओं को पूरा करने के लिए अपने फ्लोट डिजाइन का परीक्षण और सुधार करेंगे।
स्यूडोकोड क्या है?
स्यूडोकोड कोडिंग के लिए एक संक्षिप्त संकेतन है जो कोड के मौखिक और लिखित विवरणों को जोड़ता है।
अक्सर, छात्र अनुमान लगाकर और जाँच करके समाधान ढूंढ लेते हैं। हालांकि, इससे उनमें कोडिंग अवधारणाओं की वैचारिक समझ विकसित नहीं होती है। स्यूडोकोड लिखना छात्रों को कोडिंग की सतही समझ से आगे बढ़कर अधिक वैचारिक समझ प्राप्त करने में मदद करता है। स्यूडोकोड के लिए आवश्यक है कि छात्र कोडिंग शुरू करने से पहले अपने कोडिंग समाधान के बारे में वैचारिक रूप से सोचें। शिक्षकों को छात्रों से निम्नलिखित प्रश्न पूछकर स्यूडोकोड पर चर्चा करनी चाहिए:
- वे अपने प्रोजेक्ट से क्या हासिल करना चाहते हैं?
- आप परियोजना के उद्देश्य या लक्ष्य को संक्षिप्त और विशिष्ट कथनों में कैसे विभाजित करेंगे?
इस उदाहरण में, यदि छात्रों से रोबोट के आगे बढ़ने, दीवार का पता लगाने, दाएं मुड़ने और फिर से आगे बढ़ने के लिए एक स्यूडोकोड बनाने को कहा जाए, तो वह निम्नलिखित होगा:
- रोबोट को तब तक आगे बढ़ाएं जब तक वह दीवार से 50 मिमी दूर न हो जाए।
- रोबोट को रोकें
- रोबोट को 90 डिग्री घुमाएँ
- रोबोट को रोकें
- 600 मिमी आगे बढ़ाएँ
एक बार स्यूडोकोड बन जाने के बाद, छात्र रोबोट को यह निर्देश देने के लिए कोड बनाएंगे कि वह उनके स्यूडोकोड के प्रत्येक चरण को सफलतापूर्वक कैसे पूरा करे।
सड़न
विघटन एक जटिल समस्या को ऐसे व्यवहारों में तोड़ना शामिल है जो अधिक प्रबंधनीय और समझने में आसान हों। समस्या को छोटे-छोटे हिस्सों में बांटने का मतलब है कि प्रत्येक हिस्से की अधिक विस्तार से जांच की जा सकती है और उसे अधिक आसानी से हल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई छात्र चाहता है कि उसका रोबोट एक वर्ग में घूमे, तो उसे इसे छोटे-छोटे आदेशों में तोड़ना होगा। छात्रों के लिए प्रक्रिया को परिष्कृत करने का अभ्यास करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि वे शुरू में आदेशों को छोटे घटकों में विभाजित नहीं कर सकते हैं:
| वर्ग विभाजन में आगे बढ़ें 1 | वर्ग विभाजन 2 में आगे बढ़ें | वर्ग विभाजन 3 में आगे बढ़ें |
|---|---|---|
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अनुक्रमण
अनुक्रमण वह विशिष्ट क्रम है जिसमें किसी एल्गोरिदम या निर्देशों के समूह में व्यवहार किए जाते हैं। एक क्रिया या घटना अनुक्रम में अगली क्रमबद्ध क्रिया की ओर ले जाती है। क्रमबद्धता महत्वपूर्ण है ताकि छात्र अपने रोबोट को सही ढंग से कोड कर सकें।
किसी रोबोट को ठीक-ठीक यह बताने के लिए कि उसे कैसे चलना है, विघटन और अनुक्रमण दोनों की आवश्यकता होती है। सबसे पहले, समस्या को, जैसे कि भूलभुलैया में कैसे आगे बढ़ना है, छोटे-छोटे चरणों और व्यवहारों में विभाजित किया जाएगा। फिर, एक बार इन व्यवहारों की पहचान हो जाने के बाद, उन्हें सही क्रम में व्यवस्थित करने की आवश्यकता होती है। यह महत्वपूर्ण है, क्योंकि रोबोट केवल उसी तरह से गति करेगा जैसा कि उसे कोड किया गया है।
छात्र अपने परेड फ्लोट को कोड करेंगे ताकि वह परेड की भूलभुलैया से होकर गुजर सके। उन्हें अपने प्रोजेक्ट में आदेशों को इस प्रकार क्रमबद्ध करना होगा ताकि उनका फ्लोट परेड की भूलभुलैया में सही क्रम में आगे, पीछे, बाएं और दाएं जा सके।
VEXcode GO क्या है?
VEXcode GO एक कोडिंग वातावरण है जिसका उपयोग VEX GO रोबोटों के साथ संवाद करने के लिए किया जाता है। छात्र ड्रैग एंड ड्रॉप इंटरफेस का उपयोग करके VEXcode GO प्रोजेक्ट बनाते हैं जो उनके रोबोट की गतिविधियों को नियंत्रित करते हैं। प्रत्येक ब्लॉक के उद्देश्य को उसके रंग और लेबल जैसे दृश्य संकेतों का उपयोग करके पहचाना जा सकता है।
इस इकाई में निम्नलिखित VEXcode GO ब्लॉक का उपयोग किया जाएगा:
[ड्राइव फॉर] - ड्राइवट्रेन को दी गई दूरी के लिए आगे या पीछे की ओर ले जाता है। ड्राइवट्रेन किस दिशा में घूमेगा, यह चुनें और अंडाकार बॉक्स में मान दर्ज करके यह निर्धारित करें कि यह कितनी दूर तक घूमेगा।
[टर्न फ़ॉर] - ड्राइवट्रेन को दी गई डिग्री की संख्या के लिए बाएँ या दाएँ घुमाता है। ड्राइवट्रेन के घूमने की दिशा चुनें और अंडाकार आकृति में डिग्री की संख्या दर्ज करके यह निर्धारित करें कि यह कितनी दूर तक घूमेगा।
[प्रतीक्षा] - अगले ब्लॉक पर जाने से पहले एक विशिष्ट समय तक प्रतीक्षा करता है।
[टिप्पणी] - प्रोग्रामरों को अपनी परियोजना का वर्णन करने में मदद करने के लिए जानकारी लिखने की अनुमति देता है। टिप्पणियों से प्रोजेक्ट या उसके आसपास के ब्लॉक में कोई बदलाव नहीं होता है।
[स्पिन फॉर] - मोटर को उसकी वर्तमान स्थिति से दी गई दूरी तक दी गई दिशा में घुमाएगा।
- डिफ़ॉल्ट रूप से, अन्य ब्लॉक तब तक प्रतीक्षा करेंगे जब तक मोटर चलना बंद नहीं कर देती। आप "और प्रतीक्षा न करें" विकल्प को विस्तारित करने के लिए तीर का चयन कर सकते हैं - इससे मोटर या मोटर समूह के चलने के दौरान अन्य ब्लॉक चलते रहेंगे।
अपनी कक्षा में VEXcode GO का उपयोग शुरू करने के लिए, किसी शिक्षक के डिवाइस पर VEX क्लासरूम ऐप डाउनलोड करें, फिर GO ब्रेन फर्मवेयर को अपडेट करने, GO ब्रेन का नाम बदलने और उसका पता लगाने, और अपनी कक्षा में GO ब्रेन की बैटरी की निगरानी करने के तरीके जानने के लिए "VEX क्लासरूम ऐप का उपयोग करना लेख में दिए गए चरणों का पालन करें VEXcode GO के बारे में अधिक जानकारी के लिए, VEX रोबोटिक्स VEX लाइब्रेरी के VEXcode GO सेक्शन पर जाएँ।