Programavimo sudėtingumas
Robotai gali būti sukurti taip, kad atliktų įvairias užduotis. Kai kurios iš šių užduočių yra labai paprastos, pavyzdžiui, atidaryti automatines duris. Kiti gali būti daug sudėtingesni, pavyzdžiui, autonominis automobilis, važiuojantis miesto aplinkoje. Kad ir kokia sudėtinga būtų užduotis, ją galima suskirstyti į paprastesnes užduotis. Šios užduotys yra žinomos kaip elgesys ir yra pagrindiniai robotų programavimo blokai.
Elgesys – tai roboto veikimo būdas, kurio sudėtingumas gali būti įvairus, priklausomai nuo to, kaip robotas sukonstruotas ar užprogramuotas. Paprastas mobilusis robotas, pavyzdžiui, VEX V5 Speedbot, turi tik du variklius, o Clawbot turi keturis variklius, įskaitant du papildomus variklius, skirtus rankai ir letenai. Abiejų robotų elgesys apims šių variklių pasukimą, kad būtų pasiekti užsibrėžti tikslai. Turėdami daugiau dizaino ir programavimo, galite pradėti nuo tokio paprasto elgesio ir atlikti sudėtingesnius veiksmus.
Žemiau pateikiamas roboto elgesio sąrašas nuo paprasto iki sudėtingo tiek „Speedbot“, tiek „Clawbot“. Skliausteliuose galite pamatyti paprastesnį elgesį, kuris sudaro kiekvieną iš jų.
-
Pasukite variklį, priskirtą tam tikram prievadui
-
Važiuokite į priekį (pasukite kairįjį ir dešinįjį variklius naudodami pavarą)
-
Keliaukite 5 metrus (važiuokite į priekį, tada sustokite)
-
Paimkite tolimą objektą (nukelkite 2 metrus, pasukite nagų variklį, kad jį paimtumėte)
-
Paimkite daiktą ir padėkite jį ant aukštos lentynos (paimkite tolimą daiktą, apsisukite, nuvažiuokite 2 metrus, naudokite rankos ir nagų variklius daiktui pakelti ir atleisti)
Galite pamatyti, kaip bet kurį sudėtingesnį elgesį galite paversti paprastesniu elgesiu. Jie tampa bet kokios sudėtingos užduoties statybiniais blokais.
Mokytojo patarimai
-
Nurodykite mokiniams sudėtingą roboto elgesį suskaidyti į mažesnius paprastus veiksmus. Šis procesas žinomas kaip skilimas.
-
Paaiškinkite mokiniams, kad sudėtingo elgesio skaidymas (išskaidymas) į paprastesnes užduotis yra svarbi planavimo ir programavimo dalis.
-
Leiskite mokiniams vykdyti savarankiškus projektus, jei pakanka laiko pamokoms.
Išplėskite savo mokymąsi
Norėdami susieti šią veiklą su skaičiavimo mąstymu ir skaidymu, paprašykite mokinių surašyti arba išvardyti elgesio veiksmus, kuriuos atliktų robotas, kad užbaigtų toliau nurodytas veiklas:
-
Pirma veikla: nuvažiuokite 1 metrą ir grįžkite į pradinę vietą.
-
Antra veikla: apverskite dėžę, esančią 60 cm prieš robotą.
-
Trečia veikla: paimkite daiktą, pakratykite jį, nuvažiuokite 30 cm, padėkite objektą ant žemės ir grįžkite į pradinį tašką.
Motyvuoti diskusiją
Mokiniai turėtų pasidalyti elgsenos žingsniais, kuriuos jie išvardijo veikloms iš anksčiau pateiktos skilties Išplėskite savo mokymąsi. Kiekvieną iš toliau pateiktų klausimų galima užduoti po bet kurios arba visos veiklos.
Q: Kokius veiksmus ar elgseną kiekviena grupė išvardijo, kad sėkmingai užbaigtų šią veiklą?
A: Mokiniai turės atsižvelgti į ilgį, kurį robotas turi nuvažiuoti, į rankos judesį ir greitį, be to, kad išvardintų paprastą roboto elgesį, reikalingą veiklai arba užduočiai atlikti (vairavimas į priekį, atbuline eiga, pasukimas į kairę). arba teisus). Mokiniai turėtų sudaryti savo elgesio sąrašus, kad būtų pavaizduotas kiekvienas žingsnis.
K: Kokie buvo šios veiklos sprendimų (veiksmų sąrašų) panašumai ir skirtumai?
A: Studentai palygins savo sprendimus. Venno diagrama gali būti geras būdas organizuoti veiksmus, kuriais dalijasi mokiniai. Jei dauguma mokinių įvardija konkretų žingsnį, pridėkite jį prie centro, kuriame apskritimai persidengia. Jei tik vienas ar keli mokiniai įvardija konkretų žingsnį, pridėkite jį prie vieno ar kito rato. Atlikus veiksmus, centre esantys žingsniai turėtų būti patikimai paprasti ir negali būti toliau skaidomi, o tik viename iš apskritimų išvardyti veiksmai greičiausiai nėra tokie paprasti, kaip galėtų būti. Tačiau šis modelis gali būti priešingas, atsižvelgiant į klasės patirtį skaidant sudėtingą elgesį į paprasčiausius veiksmus.
K: Ar buvo panašumų į sėkmingus sprendimus? Jei taip, kokie jie buvo?
A: Sėkmingiausi buvo tie sprendimai, kuriuose buvo daugiausia detalių ir konkretumo. Robotas yra užprogramuotas kalba, kurios elgesys yra labai specifinis, suskirstytas į mažiausius komponentus. Pavyzdžiui, gali būti įprasta sakyti, kad robotas „nukeliauja 1 metrą ir grįžta į pradinę vietą“, tačiau šis aukšto lygio aprašymas nėra lengvai išverčiamas programuojant. Jį reikia skaidyti toliau: važiuoja į priekį 1 metrą, apsisuka 180 laipsnių, o važiuoja į priekį 1 metrą. Tačiau net ir tai gali būti nepakankamai tikslu ir jums reikia tokio detalumo, kad būtumėte pasiruošę programuoti: nustatykite važiavimo ir posūkio greitį iki 40%, važiuokite į priekį 1 metrą, palaukite 3 sekundes, pasukite į kairę 180 laipsnių kampu, palaukite 1 sekundę. , ir pavažiuoti į priekį 1 metrą. Kuo toliau mes išskaidysime sudėtingą elgesį, kad jie būtų paruošti programuoti robotams, tuo geriau būsime pasirengę užbaigti projektą.