Otwórz Robercie

Otwórz Robercie
Paradygmat sterowany zdarzeniami , imperatywny
Zaprojektowany przez Beate Jost, Reihard Budde, Thorsten Leimbach, Achim Kapusta
Deweloper Fraunhofer IAIS, Wydział Inżynierii Mediów
Po raz pierwszy pojawiły się 2013 ; 10 lat temu ( 2013 ) (test) 2014 ; 9 lat temu ( 2014 ) (oficjalnie)
Wersja stabilna
2.0 / 11 października 2016 ; 6 lat temu ( 11.10.2016 )
Dyscyplina pisania dynamiczny
Język implementacji Java , JavaScript , HTML (NEPO)
system operacyjny Windowsa, Linuksa, iOSa
Licencja Licencja Apache 2
Strona internetowa www .open-roberta .org
Pod wpływem
Scratch , Blockly

Open Roberta to projekt w ramach niemieckiej inicjatywy edukacyjnej „Roberta – Nauka z robotami”, zainicjowanej przez Fraunhofer IAIS, instytut należący do Towarzystwa Fraunhofera . Wraz z Open Roberta Fraunhofer IAIS chce zachęcić dzieci do programowania za pomocą robotów, takich jak Lego Mindstorms i innych programowalnych systemów sprzętowych, takich jak Arduino , BBC micro:bit i Calliope mini . Chmura _ -podejście Open Roberta Lab ma na celu uproszczenie koncepcji programowania i ułatwienie nauczycielom i szkołom nauczania programowania. Open Roberta jest darmowy i nie wymaga instalacji. Projekt został początkowo założony za 1 milion euro przez Google.org. Użytkownicy z maksymalnie 120 krajów mają teraz dostęp do platformy.

Otwórz laboratorium Roberta

Otwórz laboratorium Roberta.

Open Roberta Lab to oparte na chmurze środowisko programistyczne i oprogramowanie pośrednie skierowane do użytkownika w łańcuchu bitów oprogramowania i oprogramowania układowego, które sprawiają, że robot działa w środowisku klasowym. To środowisko pozwala dzieciom i młodzieży bez wstępnej wiedzy technicznej zaprogramować LEGO MINDSTORMS EV3 i NXT, a także robota opartego na Arduino Bot'n Roll ONE A, BBC micro:bit i Calliope mini. Od wersji 2.3.0 mikropłytki BOB-3, a od wersji 3.0 mikropłytki Arduino Uno, Arduino Nano i Arduino Mega można również programować za pomocą Open Roberta. Dostępnych jest wiele różnych bloków programowych do programowania silników, czujników i klocka EV3. Open Roberta Lab wykorzystuje podejście programowanie wizualne . Takie podejście ułatwia, szczególnie początkującym bez doświadczenia, naukę kodowania. Jako środowisko programistyczne oparte na chmurze nie jest wymagana instalacja i można używać dowolnego systemu operacyjnego (Mac OS, Windows, Linux) i sprzętu komputerowego. Jedną z zalet Open Roberta Lab jest to, że można z niego korzystać na dowolnym urządzeniu (PC, tablet, smartfon); tylko przeglądarka internetowa jest potrzebne. Z Laboratorium można korzystać bez rejestracji i nie jest wymagane żadne konto użytkownika. Od wersji 2.2.1 oparty na systemie Linux system operacyjny EV3dev jest oficjalnie obsługiwany przez robota LEGO MINDSTORMS EV3. Open Roberta Lab jest dostępny w następujących językach: kataloński, czeski, duński, holenderski, angielski, fiński, francuski, niemiecki, włoski, polski, portugalski, rosyjski, hiszpański i turecki.

Społeczność open source

Platforma programistyczna Open Roberta Lab została opracowana na zasadach open source . Zarówno oprogramowanie , jak i narzędzia programistyczne typu open source są dostępne na serwerze Towarzystwa Fraunhofera . Zespół programistów Fraunhofer współpracuje z nauczycielami i ekspertami edukacyjnymi z sieci Roberta. Dlatego w rozwój zaangażowane są także uczelnie i studenci. Powinien on dotyczyć zwłaszcza studentek – przewodniej zasady projektu Roberta.

Język programowania NEPO®

Program NEPO Witaj świecie.

NEPO to darmowy metajęzyk programowania typu open source, z którego mogą korzystać studenci, naukowcy, nauczyciele i inne zainteresowane osoby w ramach Open Roberta Lab. NEPO przekłada się na nowe łatwe programowanie online (lub po prostu OTWÓRZ czytać od tyłu). NEPO to nazwa graficznego języka programowania i powiązanej z nim warstwy połączenia sprzętowego. NEPO korzysta z ogólnodostępnej Blockly . Ponadto w ramach NEPO dostępne są dodatkowe funkcjonalności i usprawnienia, które zostały dostosowane do Open Roberta. Paradygmat programowania NEPO jest inspirowany Scratchem , który został opracowany przez Massachusetts Institute of Technology . Blok NEPO zawsze reprezentuje i zawiera w sobie pewną funkcjonalność robota. Zestaw funkcji bloków można łatwo rozpoznać po powiązanej kategorii bloków, na przykład »czujniki«. Programowanie za pomocą NEPO opiera się na prostej zasadzie. Bloki są ze sobą połączone i będą wykonywane przez robota zgodnie z ich kolejnością. Zasada ta nazywana jest „działaniem sekwencyjnym”.

Kategorie bloków NEPO

Wszystkie dostępne bloki są wymienione i podzielone na kategorie jako Akcja, Czujniki, Sterowanie, Logika, Matematyka, Tekst, Kolory, Zmienne, Funkcje i Komunikaty, jak pokazano w poniższej tabeli.

Kategoria Notatki    Kategoria Notatki
  Działanie Zawiera klocki do bezpośredniego wykonania robota.      Tekst Zawiera klocki do zapisywania ciągów znaków na wyświetlaczu robota.
  Czujniki Zawiera bloki do wszystkich standardowych czujników systemu EV3.   Zabarwienie Standardowe bloki kolorów do porównywania wejść czujników.
  Kontrola Zawiera bloki do kontroli przebiegu programu. Kategoria obejmuje następujące bloki: If .. do, If .. do .. else, powtarzaj w nieskończoność, powtarzaj .. razy, czekaj .. ms, czekaj, aż ..   Zmienne Można zdefiniować zmienne lokalne i globalne.
  Logika Za pomocą bloków »logicznych« można tworzyć warunki. Za pomocą tego warunku można łączyć ze sobą stany, wartości i zdarzenia.   Funkcje Można zdefiniować funkcje z parametrami wejściowymi i wyjściowymi.
  Matematyka Operatory matematyczne i bloki parametrów.   Wiadomości Zawiera bloki do wysyłania i odbierania wiadomości Bluetooth.
  Lista Zawiera bloki do tworzenia listy i wyszukiwania lub sortowania elementów listy.   start programu Każdy program rozpoczyna się od tego bloku. Ten blok jest zawsze dostępny w obszarze roboczym.

Złącze wejścia/wyjścia NEPO

Sprawdź złącza wejściowe typu NEPO.

W zależności od bloku do bloku mogą być przekazywane różne wartości. Typ wartości można rozpoznać po kolorowych związkach (nazywanych łącznie »łącznikami«) bloku. W rozdziale »Kategoria bloków« możesz zobaczyć różne wartości, jakie może mieć blok. Tylko wtedy, gdy kolory złącza wejściowego i wyjściowego są zgodne, można połączyć te bloki.

Blok może opcjonalnie przekazać wartość do innego bloku. Bloki te posiadają kolorowe złącza wyjściowe. Bloki te można połączyć tylko wtedy, gdy kolory złącza wejściowego i wyjściowego są takie same.

Sprawdź złącza wyjściowe typu NEPO.

W sumie w NEPO istnieje sześć typów wejść i wyjść. Te typy mogą mieć następujące wartości:

  • Wartość logiczna (jasnoniebieski)
  • Numer (ciemnoniebieski)
  • Ciąg znaków / tekst (zielony)
  • Kolor (żółty)
  • Lista (fioletowy)
  • Połączenie (różowy)

Sztuczne sieci neuronowe

Integrating artificial neural networks into the Open Roberta Lab.
Integracja sztucznych sieci neuronowych w Open Roberta Lab.

Od sierpnia 2022 r. Open Roberta Lab oferuje funkcjonalność do programowania sztucznych sieci neuronowych. Dzięki tej integracji temat „Sztuczna inteligencja” został zintegrowany z Open Roberta Lab. Odbywa się to zgodnie z ramowym programem nauczania informatyki w Nadrenii Północnej-Westfalii. Projekt jest finansowany przez Ministerstwo Szkolnictwa i Edukacji Nadrenii Północnej-Westfalii. Graficzna integracja umożliwia niskoprogowy dostęp. Ta funkcja sprawia, że ​​algorytmy sztucznej inteligencji są intuicyjnie obsługiwane i zrozumiałe dzięki programowaniu graficznemu. Celem jest zrozumienie przez uczniów klas 5 i 6, czym jest sztuczna sieć neuronowa i jak działa. Uczą się też samodzielnie programować, np. aby umożliwić robotowi samodzielne poruszanie się w swoim otoczeniu.

Strukturę i działanie prostych sieci neuronowych można zrozumieć krok po kroku. Zaprogramowane przez uczniów sieci można przetestować bezpośrednio w symulacji 2D udostępnionej w Open Roberta Lab, dzięki czemu dzieci otrzymują natychmiastową informację zwrotną. Po zrozumieniu podstaw uczniowie mogą trenować sztuczną sieć neuronową. W ten sposób można „nauczyć” robota unikania przeszkód, tak jak robią to na przykład roboty odkurzające.

Otwórz symulator Roberty

Symulacja robota kołowego Open Roberta 2D.

Od wersji beta 1.3.0 Open Roberta Lab oferuje również środowisko symulacyjne. Jest to symulacja dwuwymiarowego modelu robota wyposażonego w dwa koła ( napęd różnicowy ). Do programowania symulowanego robota można również wykorzystać język programowania NEPO. Symulowany model 2D obejmuje symulację czujnika ultradźwiękowego, czujnika dotykowego, czujnika koloru i wyświetlacza LED. Ponadto można wybrać różne środowiska. Od wersji beta 1.4.0 bloków NEPO można używać bez żadnych zmian do symulacji 2D i prawdziwego robota.

Otwórz Galerię Roberta

Od wersji 2.3.0 dostępna jest „Galeria”, umożliwiająca użytkownikom udostępnianie własnych programów wszystkim innym. Zalogowani użytkownicy ze zweryfikowanym kontem mogą udostępniać swoje programy, klikając „edytuj” na pasku menu, a następnie klikając punkt menu „moje programy”. W poniższym przeglądzie programów zapisanych online wystarczy kliknąć ikonę galerii po prawej stronie.

W celu wczytania programu z Galerii, użytkownicy – ​​zalogowani lub nie – klikają dwukrotnie na wybrany program, a następnie mogą przeglądać, zmieniać lub pobierać jego zawartość.

Zintegrowane systemy

System Język programowania Symulacja Przenosić Kompilator
Arduino C/C++ NIE USB arduino-bilder
BBC micro:bit MicroPython Tak USB
Bioniczny Kwiat C/C++ NIE USB
Zestaw bioniczny C/C++ NIE USB
BOB3 C/C++ NIE USB, Bluetooth arduino-bilder
Bot'n'Roll C/C++ NIE USB arduino-bilder
CalliBot C Tak USB, Bluetooth
Kaliope mini C/C++ Tak USB, Bluetooth
Edison MicroPython NIE Audio
Lego Mindstorms NXT NXC Tak USB NXC
Lego Mindstroms EV3 C, Java, Python Tak USB, WLAN arm-linux, Java
Lego WeDo Podstawka żetonowa NIE Bluetooth Leo Oryginał
mBot C++ Tak USB arduino-bilder
mBot 2 Pyton NIE USB arduino-bilder
NAO Pyton Tak WLAN, Ethernet
ROB3RTA C/C++ Tak USB, Bluetooth
senseBox C/C++ NIE USB arduino-bilder
tymio Aseba Tak USB, Bluetooth arduino-bilder

Historia

Open Roberta to technologiczne rozszerzenie „konceptu Roberta”. Roberta (skrót od: „Roberta – Learning with robots”) to inicjatywa edukacyjna Fraunhofer założona w 2002 roku przez niemieckie Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych . Od 2002 roku w kursach Roberta wzięło udział ponad 350 000 studentów.

Nagrody

Open Roberta została nagrodzona „Bundessieger 2015” w konkursie „Niemcy Kraina Idei” w kategorii edukacja. W 2016 roku Open Roberta zdobyła nagrodę bitkom „d-elina” w kategorii profesjonalnej.

  1. ^ „Open Roberta - internetowe podejście do wizualnego programowania prawdziwych robotów edukacyjnych” . Tidsskrift . Źródło 29 grudnia 2019 r .
  2. Bibliografia _ "Pressemitteilung vom 24.03.2015" . Fraunhofera . Źródło 29 grudnia 2019 r .
  3. ^ " "Open Roberta" - Fraunhofer, Google i LEGO Education lassen die Roboter los" . Blog produktów Google . 4 listopada 2014 . Źródło 29 grudnia 2019 r .
  4. ^ Williams, Elliot (11 maja 2016). „Otwarte roboty z otwartą Robertą” . hackaday . Źródło 29 grudnia 2019 r .
  5. ^ Willner-Giwerc, Sara (10 września 2015). „Otwarta Roberta: recenzja” . Inżynieria Lego . Źródło 29 grudnia 2019 r .
  6. ^ „Bot'n Roll ONE a Robot” .
  7. ^ „Fundacja Micro:bit to globalna organizacja non-profit, która sprawia, że ​​wynalazki z technologią są zabawą dla wszystkich!” . microbit.org . Źródło 2016-11-16 .
  8. ^ „CALLIOPE | Strona główna” . calliope.cc . Źródło 2016-11-16 .
  9. ^ Geek w Sydney
  10. ^ „Open Roberta Lab” zarchiwizowane 25.06.2015 w Wayback Machine
  11. ^ Jost, B., Ketterl, M., Budde, R., Leimbach, T. Graficzne środowiska programistyczne dla robotów edukacyjnych: Open Roberta - jeszcze jeden? , w IEEE International Symposium on Multimedia (ISM), grudzień 2014 r
  12. ^ Piły, Paweł (4 listopada 2014). „Dzięki Open Roberta Google chce pomóc dzieciom z niemieckich szkół w nauce programowania za pomocą robotów” . Następna sieć . Źródło 29 grudnia 2019 r .
  13. ^ Niemcy Land of Ideas zarchiwizowane 08.12.2015 w Wayback Machine
  14. Bibliografia _ „Bitkom zeichnet beste E-Learning-Projekte aus” . bitkom . Źródło 29 grudnia 2019 r .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Open_Roberta&oldid=1139104115 ”