Samodzielny (lub mogący być) symulator robotyki

Jestem inżynierem oprogramowania, który zgłosi się jako organizacja non-profit, która wprowadza młode dziewczyny do technologii. Ostatnio rozmawialiśmy o metodach wprowadzania tych dzieci w świat robotyki i jestem ciekawy, jakie mamy opcje tanich opcji.

Jednym bardzo atrakcyjnym pomysłem byłoby posiadanie symulatora online lub (bardziej preferowanego) samodzielnego symulatora offline, z którym możemy budować i programować proste roboty. Być może nic więcej niż przeciąganie komponentów razem, a następnie programowanie interakcji między nimi.

Jakie rozwiązania istnieją, z których mogę skorzystać w naszym zasięgu?

Stage i Gazebo są odpowiednio symulatorami 2D i 3D typu open source. Są tworzone i obsługiwane przez projekt Player . Są bardzo łatwe w użyciu i mają wiele gotowych map i robotów. W zależności od doświadczenia odbiorców może być konieczne wykonanie ciężkiego podnoszenia (tj. Budowanie plików konfiguracyjnych i głównych klas).

Mają też kilka dodatkowych korzyści. Po pierwsze, o ile tworzysz główny kod sterujący jako wtyczki odtwarzacza, można je łatwo dostosować do prawdziwych robotów. Po drugie, istnieje już wiele wtyczek zbudowanych do pracy z prawdziwym sprzętem. Po trzecie, pracują z ROS .

Być może jest to trochę drogie (75 CHF), ale wciąż sugeruję Colobota . To miłe, niemal podobne do gry środowisko, w którym roboty muszą pomagać ludziom w tworzeniu bazy kosmicznej. Roboty są programowane przez dzieci podczas wykonywania coraz bardziej złożonych zadań. Program uczy podstaw programowania w zorientowany na cel, zabawny sposób.

Robotyka firmy Microsoft jest BEZPŁATNA i zawiera symulator . Nie jest to najłatwiejsze środowisko na świecie, ale JEST ono solidne i odpowiednie dla prawdziwej robotyki. Myślę, że przy pewnym zaangażowaniu nauczyciela, aby przygotować rzeczy wcześniej, może to być przydatne. Istnieje pakiet „symulatorów” dla LEGO, Neato i niektórych innych robotów, które można zaprogramować w języku C # lub wizualnym języku przeciągania i upuszczania.

Ponownie myślę, że wymagałoby to trochę pracy z góry, aby ułatwić młodym ludziom korzystanie, ale nie byłoby to takie trudne i byłoby to moje podejście, biorąc pod uwagę twoje wymagania. Powiedziałbym, że jeśli chodzi o złożoność, to (Windows) vs. środowisko Linux z Gazebo / ROS, środowisko Windows byłoby nieco mniej skomplikowane, chociaż mam nadzieję, że większość z nich zostanie ukryta podczas prac przygotowawczych.

RobotC ma dostępny symulator , chociaż oba są produktami za pewną opłatą . Są jednak bardzo nastawione na młodszych studentów i edukację. Byłaby to najłatwiejsza i najbardziej odpowiednia trasa, jeśli koszty nie są czynnikiem blokującym ( około 100 USD na licencję dla jednego użytkownika, 300 USD dla 6 użytkowników, 600 USD dla 30 użytkowników ).

Jeśli kupisz wersję studencką ROBOTC za MINDSTORMS NXT LEGO, cena może wynosić 49 USD za każdą lub 40 USD (ponad 20 licencji)

V-Rep (Virtual Robot Experimentation Platform) wydaje się dość szeroka w rodzajach symulacji, które może wykonać. Jest bezpłatny dla celów edukacyjnych i oferuje szeroki zakres narzędzi. Możesz obejrzeć ten film na YouTube, aby zobaczyć wersję demonstracyjną.

Może nie jest to pełny symulator robotyki, ale używamy 3D CAD, Autodesk Inventor, całkiem sporo do symulacji. Zwykle interfejs CAD jest podobny do tego, co chcemy, aby był dla sprzętu. W ten sposób możemy wykorzystać model CAD jako wirtualny prototyp do:

• Wczesne wykrywanie błędów projektowych. Zderzenia, niewystarczający skok itp.
• Przydał się także do znajdowania kompensacji błędów, takich jak błędy wyrównania. Za pomocą CAD możemy modelować różne błędy jeden po drugim i testować nasze kompensacje. Wygodne jest wprowadzanie dużych błędów ze znanym znakiem.
• CAD udziela również odpowiedzi na takie rzeczy, jak momenty bezwładności.
• Używamy również modelu CAD do generowania programu dla sprzętu.

Może chcesz sprawdzić „ MindRover ”. Teraz jest stara i trudniejsza do znalezienia, ponieważ oryginalna strona internetowa jest nieczynna, ale nadal można ją znaleźć w serwisie eBay lub Amazon . Chociaż zorientowana na grę / misję, wymagała wybrania z palety komponentów robota, umieszczenia ich na podwoziu, a następnie połączenia ich ze sobą. To była naprawdę dobra robota dla gry i może być wykorzystana do odkrywania prostych lub częściowo zaawansowanych koncepcji. Niektóre zrzuty ekranu tutaj: http://images.google.com/images?q=mindrover .

Jeśli szukasz czegoś poważniejszego z możliwościami w świecie rzeczywistym, możesz wypróbować FlowStone for Education . Nie korzystałem z niego, ale wierzę, że jest to wizualne środowisko programistyczne idealnie nadające się do pracy z robotyką.

Na koniec , choć nie oprogramowanie ani symulacja, ostatnio natknąłem się na komentarz reddit autorstwa phblj dotyczący techniki wprowadzania programowania i pomyślałem, że to naprawdę dobre (i szczególnie przystosowalne do programowania robotyki). Zacytować:

Świetny przykład komputerów, które zrobiłem z dziećmi: jedno dziecko musiało być „programem” i dawało instrukcje, jak zrobić masło orzechowe i galaretkę, ale nie mogły obserwować moich działań. Byłem komputerem i dokładnie przestrzegałem instrukcji. Wynikła z tego wesołość. (Nie zdejmując pokrywki z orzeszków ziemnych, nie wyciągając chleba z pudełka, w którym go miałem). Po minucie podeszło inne dziecko i spróbowało. Posunęli się trochę dalej, ale wciąż szarpali się. „Połóż masło orzechowe na chlebie” spowodowało, że słoik siedział na bochenku itp. Zajęło to kilku dzieci, ale w końcu je dostaliśmy. Jeśli masz asystenta, poproś go, aby napisał instrukcje, tak jak powiedziano, tworząc „program”.

Możesz więc uzyskać wyjaśnienia, ale tak naprawdę utknęło w tym, że każde z nich było „mądrzejsze niż komputer”. Ale komputery były bardzo, bardzo szybkie w przestrzeganiu instrukcji. Musieli więc użyć swojego smarta, szybkości komputera i ... programowania!