Понятие и роль образовательной робототехники на современном этапе развития образования
жүктеу/скачать 5,97 Mb.
|
5. ПрототипированиеНа этом шаге выбирается несколько концептуальных решений и изготавливаются их прототипы. Цель состоит в том, чтобы понять, как решение будет работать в реальной жизни и взаимодействовать с окружающей средой. Именно на этом этапе разработчик определяет, какая концепция будет работать наилучшим образом. Эти прототипы могут быть грубыми и не эстетичными, но достаточно функциональными, чтобы сделать вывод. Нет необходимости прототипировать все решения, а только те, которые требуется проверить в работе, испытать конструкцию в «реальных условиях», чтобы увидеть, как все работает, найти, что нужно улучшить в конструкции. Например, грубый картонный макет – это часто все, что нужно, чтобы узнать о несоответствии конструкции техническим требованиям (например: «не вписывается в габариты»). Также на этом этапе важно провести некоторые базовые тесты (например, узнать сколько силы требуется для подъема предмета). Многие проектировщики используют масштабные модели как способ поэкспериментировать с концепциями дизайна. Особенно полезно это для решения проблем с «телом робота», когда проектировщик пытается установить несколько механизмов в ограниченной области (например, габариты робота ограничены техническим заданием). Существует ряд роботизированных наборов, которые хорошо подходят для такого типа прототипов (например, LEGO MINDSTORMS EV3 или VEX ROBOTICS EDR), которые позволяют создавать полностью функциональные модели. Иногда эти модели могут быть даже «полноразмерными». На данном этапе можно столкнуться с проблемой недостатка ресурсов: так, наборов LEGO MINDSTORMS может просто не хватать, чтобы проверить все необходимые решения. Тогда можно создать виртуальные прототипы конструкций из деталей LEGO. Для этого удобно пользоваться специальной программой для создания всевозможных 3D-объектов на основе виртуальных частей конструктора LEGO. Существуют следующие программы: LEGO Digital Designer. В этой программе присутствует довольно большой набор самых разнообразных деталей, включая конструкции узкого назначения, например железнодорожные рельсы. LEGO Digital Designer обладает простым и удобным интерфейсом, позволяющим строить модели без особых трудностей. Ее можно бесплатно скачать с сайта компании LEGO. LDraw – это открытый стандарт для программ-конструкторов LEGO (LEGO CAD), которые позволяют создавать виртуальные модели и сцены. С помощью этих бесплатных программ можно задокументировать физически собранные модели, создать инструкцию по сборке в стиле LEGO, создать реалистичные 3D-изображения виртуальной модели и даже сделать анимацию. В распоряжении проектировщика будут официальные и неофициальные каталоги деталей LEGO. SR 3D Builder. Главное отличие данной программы от аналогичных – возможность точно определять место соединения деталей. Программа постоянно дорабатывается, в нее вносятся изменения, добавляются новые функции. Она имеет большое количество деталей, есть режим анимации. Если при моделировании использовать такие детали, как шестеренки, то в готовом проекте их можно увидеть в действии. LeoCAD – это среда проектирования моделей LEGO: каждый отдельный блок можно поворачивать, перемещать в пространстве и менять его цвет. Просмотр проекта возможен в семи различных видах, включая изометрический. Программа включает в себя пополняемую библиотеку блоков, редактор персонажей, а также возможность экспорта в популярные форматы 3D Studio и Wavefront и рендеринга с помощью POV-Ray. После того как модель создана, ее можно импортировать в Virtual Robotics Toolkit – симулятор, реализующий выполнение законов физики и взаимодействие с окружающей средой, позволяющий ставить и решать задачи разработки и тестирования ПО автономного управления роботом, а также решать задачи отработки тактики применения, планирования сложных задач. Virtual Robotics Toolkit содержит цифровую модель сенсорной системы (датчики LEGO). Разработанное на cимуляторе ПО может быть загружено в блок управления роботом LEGO EV3. жүктеу/скачать 5,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|