Роботы LEGO Mindstorms - занимательная робототехника. Информатизация и образование Какими бывают наборы Lego Mindstorms EV3

Серия высокотехнологичных роботов, которых можно программировать при помощи компьютера. В наборы LEGO Mindstorms входят как стандартные детали (балки, оси, колеса, шестерни), так и различные датчики, сенсоры, двигатели и программируемый блок.

Новый MINDSTORMS EV3 - 2013

LEGO объединяет самые передовые технологии и новые возможности конструирования в наборе MINDSTORMS EV3. Создавать роботов, придумывать новые модели, программировать и управлять ими – что может быть увлекательнее! С этим программируемым роботом можно почувствовать себя настоящим изобретателем.

Набор 31313 с помощью 3D инструкций позволяет создать пять разных моделей, сделать их подвижными, наделить всевозможными функциями и управлять ими с помощью инфракрасного пульта, смартфона или планшета.

Робот снабжен инфракрасным датчиком, который позволяет ему видеть, а также сенсорным датчиком, который позволяет ему чувствовать. Три интерактивных серводвигателя приводят машину в движение. Программируемый блок – это мозг и голос, а с помощью еще одного датчика робот способен различать цвета.

EV3 позволяет также конструировать свои собственные модели и программировать их с помощью дополнительных бесплатных приложений.

В чём же ценность и привлекательность этих наборов? Возможно в том, что играя с ними дети мотивируются на обучение. Выполняя задания по программированию и собирая модели ребята становятся активными участниками процесса, при этом развиваются навыки общения и способность работать в команде, если в процессе сборки и программирования участвуют несколько человек.

Майндсторм стал на столько популярен в мире, что многие компании участвуют в расширении его возможностей. Компания PITSCO выпускает совместимый с роботом набор Tetrix, позволяющий конструировать прочные конструкции машин, механизмов и роботов. Компания HiTechnic производит высококачественные датчики и другие комплектующие, необходимые для расширения возможностей робота.

LEGO Mindstorms

Возможно Вы в детстве мечтали, чтобы у Вас был свой персональный робот, который мог бы безропотно исполнять многие Ваши желания или прихоти. Увы, тогда это были всего лишь фантазии и несбыточные иллюзии... Но время не стоит на месте и в наш век технологий, теперь даже дети уже могут собрать своего маленького робота-помощника.

Если Вы хотите одновременно удивить и чем-то порадовать своего ребёнка, то набор арт. 31313 как нельзя лучше подойдёт для этого! Постичь первые навыки конструирования, программирования и просто развить фантазию у детей – в этом Вам поможет интерактивный игрушечный Майндстормс.

Открыв коробку, Вы увидите в ней множество пакетиков, в которых аккуратно лежат расфасованные детали конструктора, датчики и электромоторы, для облегчения процесса сборки. С помощью инструкции совсем несложно будет подобрать нужные элементы и соединить их между собой. Процесс сборки не займёт много времени, воспользовавшись инструкцией, даже ребёнок сможет, немного поразмыслив, собрать свой экземпляр Майндсторма на базе процессора EV3.

В комплекте к каждому лего Mindstorms поставляется диск с программой и Blootueth-модуль, которые позволят управлять роботом через компьютер. Запрограммировать Ваш робот не составит труда. Просто воспользуйтесь программой, которая имеет доступный и понятный пользовательский интерфейс, выполненный в виде картинок и пиктограмм. Кроме того, программирование можно осуществить с помощью центрального блока робота EV3, просто набрав нужную комбинацию клавиш!

Робот способен выполнять многие действия, начиная от самых простых, и, заканчивая достаточно сложными. Он может идти в любом заданном направлении, благодаря наличию трёх сервомоторов, стрелять шариками, сортировать их по цвету – для этого предусмотрен цветовой датчик, собирать кубик Рубика, держать в руках не тяжёлые предметы, сторожить комнату, записывать звуки и речь, разговаривать, самостоятельно обходить препятствия, и многие другие действия. Датчики касания помогут оперативно протестировать вашего робота и даже запрограммировать такое действие, как рукопожатие!

Инструкция предлагает всего один вариант сборки LEGO Майндстормс, но, при желании, любой ребёнок сможет создать большое количество новых моделей, не указанных в брошюре, которые способны будут выполнять различные заданные пользователем функции: Робогатор, Стрелок шариками, Цветосортировщик и другие. При возможных затруднениях во время конструирования, можно всегда обратиться к установочному диску и посмотреть подсказки по сборке, которые разработчики предлагают пользователям. Программа предлагает как минимум 5 вариантов по созданию новых моделей.
В дополнение к уже существующим в наборе mindstorms датчикам и сенсорам, Вы можете купить в нашем интернет-магазине в разделе дополнительные аксессуары к лего Майндстормс, такие как: инфракрасный сенсор (определяет источники, излучающие в инфракрасном диапазоне и расстояние до них), гироскоп (с его помощью робот сможет распознавать команды Вверх и Вниз), датчик с компасом, касания, освещённости (позволяет измерять уровень освещённости), связи (робот выступает в качестве пульта управления к поездам от LEGO, машинкам и некоторым другим игрушкам), цвета и многие другие, а также дополнительные интерактивные сервомоторы и соединительные кабеля! Дополнительные аксессуары к Майнстормс позволят существенно расширить возможности Вашей модели!

Майндстормс – это первые шаги ребёнка в области конструирования и самостоятельного программирования, а также хорошее стимулирование для развития логики и пространственного воображения, которое поможет ему в дальнейшем!

Купить LEGO MindstormsEV3 Вы можете в нашем интернет магазине.

Настоящим открытием для поклонников конструирования стали наборы Лего Майндстормс от известного датского производителя, оснащённые программными блоками, датчиками и моторами. Удивительные по своему мастерству исполнения управляемые роботы Lego Education Mindstorms могут передвигаться, издавать звуки, производить захват предметов, стрелять и подчиняться любым вашим приказам.

Lego Mindstorms EV3 Education (лего майндстормс) - лего робототехника купить

Выполненный в виде фантастического животного, средства передвижения, машины или прибора - программируемый робот Lego Mindstorms вызовет восторг и желание экспериментировать у детей и взрослых любителей конструктора..

В отличие от линейки LEGO Education, предполагающей разностороннее и многоуровневое игровое обучение ребёнка во взаимодействии с энергетическими источниками и комплексом задач, роботы Лего Майндстормс имеют следующие функциональные особенности:

• автономно программируются в зависимости от желания игрока;
• обладают уникальной подвижностью и возможностью трансформироваться в один из пяти предложенных производителем вариантов;
• роботы Лего Майндстормс оснащены разнотипными сенсорными датчиками, позволяющими управлять ими дистанционно;
• синхронизируются с различными операционными системами;
• цена на Лего Майндстормс, которые дополняются функциональными наборами Лего Эдьюкейшн и Лего Техник, зависит от комплектации и модели конструктора.

Захватывающий процесс самостоятельного конструирования в атмосфере свободного творчества позволяет оснащать своё «детище» необходимым для вас функционалом и технологическими особенностями, повышающими уровень игры до максимума.

Купить Education Лего Майндстормс ЕВ3 недорого с доставкой - только в сайт

Предлагаем купить модели Lego Education Mindstorms, являющиеся вершиной технического мастерства специалистов компании-производителя, с доставкой по Москве и регионам России, не откладывая на завтра. Цена на Lego EV3 Education Mindstorms в интернет-магазине оправдана превосходным качеством товара и доступна любому покупателю.

ЛЕГО Робототехника для детей на базе Майндстормс EV3

Робототехника для детей начинается с базовых наборов лего WeDo и после идет изучение законов робототехники для более продвинутых и детей старшего возроста.
Робототехника в школе представляет собой базовый набор лего 45544 и расширеный набор 45560. Для домашнего изучения вым понадобится тотже набор плюс зарядное устройство лего.
Выможете самостоятельно купить лего эдьюкейшн и расширять его наборами дополнений.
Внашем магазине представлен каталог Mindstorms EV3 - наиболее широйк чем где либо и дополнен отдельными запчастями для ев3.

Mindstorms EV3 - развлекательно-обучающая среда визуального программирования от компании LEGO. Это очень интересное программное решение, пользуясь которым можно "запрограммировать" роботов, созданных из одноименного конструктора. Нет, писать код здесь не нужно. От пользователя требуется лишь собрать алгоритмы поведение из визуальных блоков, отвечающих за работу моторчиков, датчиков, лампочек, приводов и прочих компонентов, из которых собираются роботы Mindstorms. Программа подходит для любых наборов конструктора данной серии и является крайне простой в использовании.

Работа с программой

Перед тем как приступать непосредственно к программированию, желательно предварительно собрать готового робота и продумать операции, которые он будет выполнять. Конечно, можно первым делом написать инструкции, но делать этого мы не рекомендуем. Mindstorms EV3 в версии для Windows подключается к роботу через специальное устройство-передатчик (идет в комплекте с набором конструктора LEGO). Передатчик соединяется с ПК посредством порта USB.

Рабочая среда в программе состоит из окна проекта, который отчасти напоминает блок-схему, а также панели, на которой можно выбирать нужные визуальные блоки для управления компонентами робота. Например, допустим что в вашем собранном роботе установлен большой моторчик. Добавив в цепочку специальный блок, отвечающий за работу с большим моторчиком, вы сможете указать подаваемую на него мощность, количество вращений, номер порта (необходим в том случае, если в роботе есть несколько одинаковых блоков) и прочие параметры. Все остальные типы блоков настраиваются по тому же принципу.

Версии и наборы инструкций

Mindstorms EV3 поддерживает два режима работы: режим для ученика и режим для учителя (второй предназначен для взрослого). Также есть несколько вариантов используемых инструкций: основной набор и расширенный набор. Лично мы рекомендуем переходить ко второму только после полного освоения первого.

Ключевые особенности

• позволяет программировать роботов серии LEGO Mindstorms;
• подключается через специальный передатчик посредством кабеля USB;
• предлагает удобную рабочую область, в которой за поведения каждого компонента, установленного в роботе, отвечает наглядный визуальный блок;
• предлагает версии для взрослого и ребенка;
• клиент для Windows полностью переведен на русский язык.

Конструктор LEGO Mindstorms представляет собой набор электронных блоков и сопрягаемых деталей, предназначенный для создания программируемого робота. Первый набор Mindstorms компания LEGO представила еще в 1998 году, а спустя 8 лет, в 2006 году, была выпущена в свет первая версия набора LEGO Mindstorms NXT 1.0, еще через 3 года, в 2009 году вышла вторая версия набора — LEGO Mindstorms NXT 2.0, и, наконец, в 2013 году появился в продаже набор LEGO Mindstorms EV3.

Набор LEGO Mindstorms включает в себя как стандартные детали LEGO, такие как оси, шестерни, балки, колеса и сервомоторы, так и двигатели, сенсоры, и программируемый блок. Эти наборы подразделяются на ресурсный и базовый.

Базовый набор LEGO MINDSTORMS NXT есть трех версий:

8527 LEGO MINDSTORMS содержит 577 деталей, 2006 года выпуска. Это - первая версия коммерческого набора;

9797 LEGO MINDSTORMS Education NXT Base Set содержит 431 деталь, 2006 года выпуска. Это — базовый набор для обучения, образовательный набор;

8547 LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 содержит 619 деталей, 2009 года выпуска. Это - вторая версия коммерческого набора.

Каждый из трех наборов включает в себя интеллектуальный блок NXT одной и той же версии. Прошивки отличаются, но легко обновляются, поэтому наборы можно считать в принципе равноценными.

Ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education Resource Set есть двух версий:

9648 LEGO MINDSTORMS Education Resource Set;

9695 LEGO MINDSTORMS Education Resource Set.

Ресурсный набор 2010 года выпуска содержит 817 деталей, они более разнообразны.

Базовый набор 2013 года выпуска LEGO MINDSTORMS EV3 3.0 поставляется в одной версии 31313, и содержит 601 деталь. «EV» расшифровывается здесь как Evolution.

Наборы LEGO Mindstorms комплектуются блоками управления на микроконтроллерах нескольких версий RCX, NXT и EV3. На текущий момент их три, кроме того есть модификации 1.0; 2.0 и 3.0.

Огромное количество сенсоров, которыми комплектуются наборы LEGO Mindstorms открывают широкие возможности для творчества. Сенсоры выпускают и сторонние производители, такие как Mindsensors и HiTechnic. Вот лишь несколько примеров стандартных сенсоров для LEGO Mindstorms NXT: сервомотор-тахометр NXT, ультразвуковой сенсор расстояния NXT, сенсор касания NXT, сенсор звука NXT, сенсор освещенности NXT. Вообще, список довольно обширен.

Давайте же рассмотрим, что представляет собой набор LEGO MINDSTORMS EV3.

Что касается начинки EV3, то интеллектуальный блок оснащен процессором Sitara AM1808 (ARM9) частотой 300 МГц от Texas Instruments, имеет 64 Мб оперативной памяти, 16 Мб Flash-памяти, также есть слот для карт памяти microSDHC до 32 Гб. В наличии USB-хост и Bluetooth, возможен Wi-Fi через USB-донгл, поддерживаются устройства Apple. Также блок оснащен монохромным LCD-дисплеем, разрешением 178x128. Все моторы и NXT-сенсоры полностью совместимы с блоком EV3. Кстати, NXT-блок может быть запрограммирован под EV3, но некоторые функции будут недоступны.

Коробка с конструктором может быть развернута в трассу с разноцветными зонами, и сенсоры цвета отлично будут с ними взаимодействовать. Детали, находящиеся в коробке, изначально разложены в несколько отдельных пакетиков. Кроме того, есть в комплекте набор наклеек и инструкция.

Интеллектуальный блок EV3 является сердцем конструктора. Питание осуществляется 6 пальчиковыми батарейками. Для управления служат 6 кнопок, причем подсветка имеет три цветовых режима индикации. Для подключения датчиков имеется 4 порта ввода, также присутствуют 4 порта вывода команд. Для подключения блока к компьютеру — гнездо miniUSB, порт USB-хост для организации соединений, встроенный динамик и, как упоминалось ранее, слот для карты памяти. Программный интерфейс позволяет создавать и настраивать программы непосредственно с блока.

Кроме интеллектуального блока, в комплект включены:

2 больших сервомотора, оснащенные точными датчиками вращения, и могущие развить 170 оборотов в минуту при максимальном крутящем моменте в 40 Нсм.

Также есть один средний сервомотор, крутящий момент здесь меньше — до 12 Нсм, однако обороты могут достигать 250 в минуту.

Датчик цвета и освещенности с возможностью различать 8 цветов с частотой опроса до 1 кГц.

Датчик касания, способный распознавать щелчок, прикосновение, освобождение и считать их количество.

ИК-датчик расстояния, применимый и для ДУ, способный принимать сигнал даже с 2 метров, с диапазоном измерения расстояния в радиусе до 70 см. Доступны 4 канала для индивидуального приема сигналов, управляющих команд.

Инфракрасный маяк для ИК-датчика, может работать как пульт ДУ. На корпусе есть зеленый индикаторный светодиод и переключатель каналов. Может предавать в 4 отдельных канала в радиусе до 2 метров. Автоматически отключается через час простоя. Питается от двух мизинчиковых батареек.

Кроме включенных в комплект датчиков, могут использоваться и другие датчики:

Гироскопический датчик для измерений вращательных движений робота с точностью в 3 градуса, чувствительный к моментам до 440 градусов в секунду. Частота опроса до 1 кГц.

Ультразвуковой датчик, служащий для измерения расстояний посредством передачи и приема отраженных волн. Может работать как сонар и как приемник звуковых волн в качестве управляющих сигналов. Способен измерять расстояния до 2,5 метров с точностью в 1 см.

Поддерживаются не только сенсоры и аксессуары LEGO, но и модели сторонних производителей, например Mindsensors и HiTechnic. Это могут быть джойстики, компасы, акселерометры и т. д. Ассортимент всевозможных решений очень-очень широк.

Для программирования робота можно использовать программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 Home Edition для Windows или OS X, которое легко скачивается на официальном сайте LEGO. Там же есть обилие прошивок, обучающих материалов по программированию, видеороликов, интерактивных инструкций, описаний миссий.

Разумеется, EV3 может управляться со смартфона на Android или iOS, для этого есть отдельные приложения. Программирование возможно и на Java и на множестве других языков: ASM/C/C++/Perl/Python/Ruby/VB/Haskell/Lisp/Matlab/LabVIEW.

На официальном сайте LEGO можно найти 17 моделей с инструкциями для сборки разных роботов из комплекта EV3. Вот эти модели:

TRACK3R - робот на гусеничном ходу высокой проходимости с четырьмя взаимозаменяемыми инструментами.

SPIK3R - робот-скорпион, может резко разворачиваться, хватать клешней-дробилкой предметы, а хвост-молния даст отпор всему, что окажется на его пути.

R3PTAR - робот-кобра высотой 35см, может скользить по полу, атаковать предметы клыками с высокой скоростью.

GRIPP3R - этот робот способен поднимать тяжести, может захватить, поднять и кинуть жестяную банку.

EV3STORM - робот на гусеничном ходу со множеством миссий.

BOBB3E - робот-погрузчик Bobcat® с возможностью дистанционного управления посредством кнопок ИК-маяка, может двигаться или поднимать различные предметы.

BANNER PRINT3R - робот-принтер. Он умеет рисовать обычным маркером, проводя линии. Можно задавать собственный рисунок.

RAC3 TRUCK - гоночный грузовик на дистанционном управлении. Можно добавить прицеп.

DINOR3X - робот-трицератопс ходит и поворачивается на четырех ногах.

KRAZ3 - робот реагирует на ИК-маяк своего друга-жучка. Можно также управлять роботом с помощью настраиваемой программы или запрограммировать так, чтобы он двигался исключительно за жучком;

EV3D4 - созданный по мотивам “Звездных войн”, может следовать за владельцем, перемещаться по ИК-маяку, общаться. Поддерживает обширный набор сценариев, которые можно программировать и расширять, используя новое ПО EV3.

EL3CTRIC GUITAR - Ударяя по одной струне, перебирая пальцами по безладовому грифу, используя тремоло-систему, можно исполнять невероятные соло на этой гитаре!

EV3MEG - робот-помощник, способный перемещаться точно по линиям определенного цвета, благодаря датчику освещенности. Обнаруживает препятствия на пути и реагирует на них. Способен перемещаться как самостоятельно, так и управляться с помощью ИК-маяка.

Игра EV3 - робот умеет прятать мячик под стаканчик, затем менять стаканчики местами, а вам предстоит угадать, где мячик. Используя ИК-маяк можно задавать уровень.

MR.B3AM - измеряет длину балок LEGO® Technic, определяет цвет и размер балок.

ROBODOZ3R - робот-бульдозер. Может двигаться самостоятельно или управляться дистанционно. Расчищает себе путь, отваливая и отодвигая с пути мешающие предметы.

В силу того, что данные наборы заставляют думать, моделировать, изобретать, в общем побуждают к творчеству и развитию, вовсе не удивительно, что во множестве стран весьма широко внедрено обучение в колледжах и школах с использованием наборов LEGO Mindstorms.

Стали довольно популярны соревнования роботов, в которых каждое учебное заведение может выставить свои команды роботостроителей на соревнования. Проводятся такие соревнования и в России, самое известное из таких мероприятий — РобоФест. Лучшие из лучших попадают на Всемирную Олимпиаду Роботов - WRO (World Robot Olympiad).

Где купить LEGO Mindstorms EV3?

Цена LEGO Mindstorms EV3 зависит от комплектации набора. Различные комплектации LEGO Mindstorms, его образовательные версии, можно приобрести у специализированных продавцов LEGO Education.

Андрей Повный

Роботы — это просто. И они могут все. В принципе, на этом рассказ о конструкторе LEGO Mindstorms EV3 можно было бы завершить. Однако, несмотря на то что на дворе уже вторая декада XXI века, далеко не все люди готовы принять на веру эти два утверждения. Придется озаботиться обоснованием.

Сергей Апресов

Первый набор LEGO Mindstorms, по­явившийся в 1998 году при непосредственном участии МIT, моментально вырос в нечто большее, чем просто игрушка. Конструктор, позволяющий за считанные минуты собирать весьма сложные механические системы и наделять их интеллектом без знания даже азов программирования, стал излюбленным средством быстрого прототипирования для изобретателей-любителей, студентов-технарей и даже профессионалов-промышленников.

Конструктор поколения EV3, поступивший в продажу с 1 сентября этого года и попавший к нам на тест, — уже четвертая генерация Mindstorms. Как и у прежних версий, его успех зиждется на трех китах — конструктивных элементах серии Lego Technics, разнообразных электрических компонентах, включая мощные сервомоторы, датчики и контроллер, и уникальном программном обеспечении — фактически мощном языке программирования с дружелюбным графическим интерфейсом Drag & Drop.

Рецепт идеального изобретательского коктейля для детей и взрослых остался прежним. А чтобы распробовать тончайшие нюансы вкуса новой версии, мы решили выйти за рамки инструкции по сборке и предложить конструктору нестандартную задачу.

Принцип домино

Слышали ли вы о Дне домино? Энтузиасты выстраивают колоссальные последовательности из миллионов костяшек домино, поставленных на ребро. Они образуют причудливые узоры, фантастические ландшафты, сказочные картины. Последовательность должна быть выстроена таким образом, чтобы первая упавшая костяшка по принципу домино заставила упасть все остальные. Побеждает команда, которой удалось задействовать в принципе домино наибольшее количество костяшек. Текущий мировой рекорд составляет 4 491 863 штуки.

Конечно, рекордные конструкции из домино кропотливо выстраиваются вручную. Но мы решили схитрить и построить робота, который сможет выставить костяшки за нас, следуя начерченной на полу линии. Взаимодействие с предметами, которые не входят в состав конструктора, — вот и первая непростая задача для набора. Ширина стандартной костяшки — 25 мм. Ширина планки LEGO Technics — 7,5 мм. В хранилище шириной в три планки костяшка не помещается, в четырехпланочном отсеке ей слишком свободно. Тем не менее выход из положения нашелся: в наборе есть небольшое количество тонких деталей, которых оказалось достаточно, чтобы выйти на нужную ширину. Из этого можно сделать вывод, что конструктивный набор Technics достаточно универсален, чтобы строить из него машины для самых разных задач.

Все лучшее — детям

С момента появления первого LEGO Mindstorms студенческие соревнования по робототехнике стали выглядеть несколько предсказуемо: более не утруждая себя работой с металлом, пластиком и прочими материалами, будущие инженеры без зазрения совести используют для своих проектов детский конструктор. И если студентам это чести не делает, то самому конструктору — напротив.
Взяв за основу успех LEGO в вузах, специалисты компании представили образовательный набор Mindstorms Education, предназначенный для университетов и школ. Именно такой комплект и попал к нам на тест. Помимо расширенного набора деталей в него входит два вида программного обеспечения — для учеников и учителей. Учительский комплект включает методические материалы, электронный журнал, редактор контента для оформления обучающих проектов собственного авторства. Ученики получают электронные тетради, видеоролики и подробные инструкции по сборке, примеры решения задач с пояснениями, советы и идеи для самостоятельной работы.
Mindstorms способен помочь в изучении практически любого естественно-научного предмета. Ведь он может служить и как продвинутый измерительный прибор с возможностью регистрации данных (опыты по химии), и как программная среда (информатика), и как набор для экспериментов в области механики и физики. Даже алгебраические функции намного интереснее изучать на примере конкретных технологических задач. Наличие в классе нескольких наборов Mindstorms позволяет ученикам сообща строить сложные машины с использованием нескольких контроллеров и множества моторов и датчиков.
Единственное необходимое условие для полноценного использования этого конструктора в школе — бесконечный энтузиазм, увлеченность и вдохновение учителя. Ведь для того чтобы постичь все возможности Mindstorms и научиться использовать его творчески, даже специалисту понадобится не один месяц.

Принцип действия робота хорошо понятен из фотографий: машина волочит по поверхности батарею костяшек, отпуская их по одной. Рычажный механизм захвата для крайней костяшки — отличный пример точности механики LEGO. В нем использована червячная передача, два вида шестерен, шатуны и тяги. Для создания сложных кинематических схем в набор Mindstorms входит множество зубчатых колес, угловые передачи, поворотные столы, разнообразные рычаги и оси, гусеницы, которые можно использовать в качестве цепного привода. Кроме того, конструктор полностью совместим с любыми наборами LEGO серии Technics. Набор содержит очень много разных деталей, и это скорее минус, чем плюс. Вместо универсальных модулей, делающих честь любому конструктору, для каждой задачи нужно искать некий уникальный уголок, переходник, соединительный элемент. Чтобы прочувствовать логику конструирования, нужно обязательно посвятить несколько часов сборке моделей по инструкции. Кроме того, детали легко соединяются между собой, но разъединяются с большим трудом. Хотя, пожалуй, это расплата за прочность сборных конструкций. Существуют аналоги, к примеру немецкий Fischertechnik, которые позволяют собирать более универсальные и жесткие конструкции из меньшего количества элементов. Однако именно LEGO остается чемпионом по гибкости подвижных механических схем. А электронный модуль EV3 и вовсе делает новый Mindstorms уникальным.

Умный кирпич

Контроллер с красноречивым названием LEGO Intelligent Brick («умный кирпичик») — вот что делает EV3 действительно всемогущим. Это миниатюрный компьютер на базе Linux с 80 МБ памяти на борту и слотом для 32-гигабайтной SD-карты для хранения программ. К настольному ПК он может подключаться и с помощью USB-кабеля, и по Bluetooth, и с помощью опционального Wi-Fi-модуля.

Важное новшество EV3 — простой редактор программ прямо на борту «умного кирпичика». Даже не имея под рукой компьютера, можно программировать робота, управлять моторами, контролировать показания датчиков и даже вести журнал значений. Причем и программы, и журналы впоследствии могут быть перенесены на ПК для редактирования и анализа. В наш комплект входило два больших и два средних сервомотора. Каждый из них развивает достаточную мощность, чтобы робот мог без труда поднять собственный вес или волочить по поверхности стандартный набор из 28 костяшек домино, сделанных из искусственного камня.

В базовый комплект входят датчики касания, датчик угла наклона, датчик цвета, ультразвуковой дальномер. Дополнительно для EV3 доступны инфракрасный датчик и маячок, датчик температуры. Многие компоненты могут выполнять несколько различных функций. К примеру, датчик цвета способен также измерять общий уровень осве­щенности, а сервомотор — служить датчиком угла поворота.

В базовом наборе LEGO Mindstorms EV3 нашлось все необходимое, чтобы соорудить мощный механизм захвата крайней костяшки домино. Речь идет о червячной передаче, шатунах, тягах и даже цепких резиновых лапках. Механизм настолько точен, что позволяет удерживать полный комплект домино (28 костяшек), и надежно срабатывает все 28 раз подряд.

Интерфейс программирования LEGO Mindstorms — удивительная вещь. С одной стороны, он предельно прост и дружелюбен. Бывает, программисты сперва рисуют блок-схемы алгоритмов для будущих программ, а затем пишут по ним код. Графический интерфейс позволяет обойтись без второй стадии и сопутствующих ей трудностей: изучения команд и операторов, поиска ошибок, оптимизации кода. Программа Mindstorms — это алгоритм в чистом виде. Нужно лишь брать кубики из панели инструментов и выстраивать их друг за другом.

Но по мере возникновения все более сложных задач вдруг выясняется, что «детский» программный интерфейс таит в себе взрослые возможности. Хотите выполнять математические операции, работать с массивами данных? К вашим услу­гам соответствующие «кубики». Хотите оперировать переменными? Вместо классических X и Y их работу более наглядно выполнят стрелки из той же блок-схемы, проведенные от одних параметров к другим.

В нашем примере робот следует вдоль прочерченной по поверхности линии, точнее вдоль ее края. Для этого используется датчик освещенности: если линия уходит влево, в поле зрения датчика попадает больше светлой поверхности, если же вправо — доминирует черный цвет линии. Числовое значение осве­щен­ности трансформируется в поправку значения мощности правого или левого колесного двигателя. Причем поправка вводится не дискретно, а постоянно, плавно, пропорционально уровню освещенности, обеспечивая точное и непрерывное следование заданной траектории.

Выкладывание костяшек на поверхности — напротив, процесс дискретный. Зафиксировав крайнюю костяшку, робот проходит 2,5 см — это расстояние оптимально для того, чтобы принцип домино работал надежно и выглядел эффектно. Затем, отпустив костяшку, робот проходит ровно 10 мм (ширина костяшки), чтобы схватить следующую. Этот процесс требует серьезной точности движений, и конструктор LEGO готов ее предложить.

«Поженить» в одной программе непрерывный процесс слежения за траекторией и дискретное выкладывание домино — вполне серьезная задача для начинающего программиста. Она требует внимания, творческого мышления и соответствующих возможностей программного инструментария.

Страшно мощная игрушка

Честно говоря, робот, выписывающий узоры из домино, — сущие пустяки для LEGO Mindstorms EV3. Помните сюжет «Терминатора»? В один прекрасный момент машины всея планеты объединились под командованием военного компьютера «Скайнет» и поработили человечество. Как думаете, какой из ныне существующих компьютеров на это способен? Вы будете смеяться, но у EV3 на руках все карты.

Новый контроллер EV3 обладает достаточным быстродействием, чтобы управлять одноосным колесным роботом (типа одноколесного велосипеда или Segway). Забавный «человечек» крепко стоит на своих двоих, ориентируясь на показания датчика угла наклона, и стойко переносит легкие толчки вперед или назад. Разумеется, он способен самостоятельно передвигаться вперед или назад, выполнять повороты и разворачиваться.

Загибайте пальцы. К «кирпичику» EV3 можно подключить всего четыре сервомотора и четыре датчика (если не использовать специальные хабы, которые тоже доступны). Но с помощью USB-кабелей можно объединить четыре модуля под руководством одной программы, доведя количество и моторов, и датчиков до 16.

Модули EV3 могут управлять друг другом на расстоянии. В руководстве есть инструкция по сборке пульта управления на основе EV3 для движущихся моделей, собранных также на основе EV3. Фактически «кирпичики» можно объединить в распределенную вычислительную сеть. Профессионалы вполне могут это проверить: ведь помимо графического интерфейса EV3 понимает множество «взрослых» языков программирования.

EV3 способен работать как встраиваемая система, то есть служить посредником между полноценным ПК и сервомоторами или датчиками. Так что при желании коварные «кирпичики» могут привлечь на свою сторону более мощных собратьев.

Наконец, в руководстве вы найдете инструкции по сборке моделей производственных линий для изготовления конструкций из деталей LEGO. То есть машины, собранные из Mindstorms EV3, способны строить другие машины и воспроизводить сами себя.

Надеемся, наш мрачный поток сознания не станет причиной ваших ночных кошмаров. Ведь пока что все, что за последние 15 лет произвели роботы LEGO Mindstorms, — это бесценный опыт, вдохновение и вера в собственные силы для целой армии юных изобретателей, программистов и инженеров.