Η ανανέωση των Ρομπότ

Τα

Με τη νέα γενιά ΝΧΤ, , η Lego προχωρεί ένα βήμα πιο πέρα από την επανάσταση των «οικιακής κατασκευής» ρομπότ που η ίδια είχε ξεκινήσει πριν από οκτώ χρόνια με τα Lego Mindstorms. Πολύ πιο εύκολα και γρήγορα στην κατασκευή τους, τα κιτ Mindstorms ΝΧΤ δίνουν τη δυνατότητα στους ερασιτέχνες λάτρεις της ρομποτικής κάθε ηλικίας να φτιάξουν και να προγραμματίσουν το δικό τους μίνι ρομπότ μέσα σε μόλις 30 λεπτά της ώρας. Η αναπροσαρμογή λογισμικού για το δημοφιλές σύστημα εφευρέσεων ρομποτικής LEGO MINDSTORMS NXT απελευθερώνεται. Η νέα έκδοση λογισμικού LEGO MINDSTORMS NXT1.1 τώρα παρέχει την υποστήριξη για Vista και Macintosh Windows. Με τη βελτιωμένη χρήση μνήμης του λογισμικού, το LEGO MINDSTORMS NXT περιλαμβάνει μικρότερα συνταγμένα προγράμματα και συμπιεσμένα αρχεία.

Το ΝΧΤ βασίζεται στο επιτυχημένο Robotics System Invention της εταιρείας, το οποίο έχει βελτιωθεί με την πρόσθεση νέων τεχνολογιών και αισθητήρων αυξημένων ικανοτήτων. Το «τουβλάκι» ΝΧΤ που αποτελεί τον εγκέφαλο του ρομπότ είναι ένας αυτόνομος μικροεπεξεργαστής των 32 bit (σε αντίθεση με τα 16 bit της πρώτης γενιάς), ο οποίος μπορεί να προγραμματιστεί μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή PC ή – άλλη καινοτομία – Mac. Αφού κατασκευάσει το ρομπότ του, ο χρήστης δημιουργεί ένα δικό του πρόγραμμα χρησιμοποιώντας ένα εύχρηστο αλλά πλούσιο σε χαρακτηριστικά λογισμικό LabVIEW, το οποίο έχει σχεδιαστεί από τη National Instruments

Λογισμικό LABVIEW

Το λογισμικό LEGO MINDSTORMS NXT τροφοδοτείται από το LabVIEW, ένα διαισθητικό γραφικό λογισμικό προγραμματισμού που χρησιμοποιείται από τους επιστήμονες και τους μηχανικούς παγκοσμίως στα καταναλωτικά προϊόντα σχεδίου, ελέγχου και δοκιμής και τα συστήματα όπως MP3 και DVD, τα κινητά τηλέφωνα, και τα συστήματα ασφάλειας αερόσακων οχημάτων. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν την εξερεύνηση ανιχνευτών της NASA στον Άρη, αλλά και τη δοκιμή του Microsoft Xbox.

Απεικόνιση του ΝΧΤ – Ανάλυση των μερών που το αποτελούν

Το NXT είναι ο εγκέφαλος ενός ρομπότ MINDSTORMS®.

Είναι ένα ευφυές, ελεγχόμενο από υπολογιστή τούβλο LEGO® που δίνει τη δυνατότητα σε ένα ρομπότ MINDSTORMS να ζωντανέψει και να εκτελέσει τις διαφορετικές διαδικασίες.

Θύρες κινητήρων

Το NXT έχει τρεις θύρες παραγωγής για την ένωση των κινητήρων – θύρες Α, Β και Γ θύρες αισθητήρων

Το NXT έχει τέσσερις εισαγμένες θύρες για την ένωση των αισθητήρων – θύρες 1, 2, 3 και 4.

Θύρα USB Συνδέστε ένα καλώδιο USB με το λιμένα USB και μεταφορτώστε τα προγράμματα από τον υπολογιστή σας στο NXT (ή φορτώστε τα στοιχεία από το ρομπότ στον υπολογιστή σας). Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε την ασύρματη σύνδεση Bluetooth για το φόρτωμα και τη μεταφόρτωση. Μεγάφωνο Κάνετε ένα πρόγραμμα με τους πραγματικούς ήχους και ακούστε τους όταν τρέχετε το πρόγραμμα .

Αισθητήρας αφής

Ο αισθητήρας αφής δίνει στο ρομπότ σας μια αίσθηση της αφής. Ο αισθητήρας αφής ανιχνεύει πότε πιέζεται από κάτι και πότε απελευθερώνεται πάλι.

Προτάσεις χρήσης Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον αισθητήρα αφής για να κάνετε το ρομπότ σας να πάρει τα πράγματα: ένας ρομποτικός βραχίονας που εξοπλίζεται με έναν αισθητήρα αφής ενημερώνει το ρομπότ εάν υπάρχει ή όχι κάτι στο βραχίονά του που αρπάζει. Ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα αφής για να κάνετε την πράξη ρομπότ σας σε μια εντολή. Παραδείγματος χάριν, με τη συμπίεση του αισθητήρα αφής μπορείτε να κάνετε το ρομπότ σας να περπατήσει, να μιλήσει, να κλείσει μια πόρτα, ή να ανοίξει τη TV σας.

Αισθητήρας ήχου

Ο υγιής αισθητήρας μπορεί να ανιχνεύσει και τα δύο decibels [DB] και ρυθμισμένο decibel [DBA]. Decibel είναι μια μέτρηση της υγιούς πίεσης. DBA: στην ανίχνευση ρυθμισμένων decibels, η ευαισθησία του αισθητήρα προσαρμόζεται στην ευαισθησία του ανθρώπινου αυτιού. Με άλλα λόγια, αυτοί είναι οι ήχοι ότι τα αυτιά σας είναι σε θέση να ακούσουν. DB: στην ανίχνευση τυποποιημένων [χωρίς διόρθωση] decibels, όλοι οι ήχοι μετριούνται με την ίση ευαισθησία. Κατά συνέπεια, αυτοί οι ήχοι μπορούν να περιλάβουν μερικοί που είναι πάρα πολύ υψηλοί ή πάρα πολύ χαμηλοί για το ανθρώπινο αυτί για να ακούσουν. Ο υγιής αισθητήρας μπορεί να μετρήσει τα επίπεδα υγιούς πίεσης μέχρι 90 DB – για το επίπεδο ενός χαρτοκόπτη. Τα επίπεδα υγιούς πίεσης είναι εξαιρετικά περίπλοκα, έτσι οι υγιείς αναγνώσεις αισθητήρων στο MINDSTORMS NXT επιδεικνύονται σε ποσοστό [%]. Όσο χαμηλότερα τα τοις εκατό τόσο πιό ήρεμο το παράδειγμα soundFor: • 4-5% είναι όπως ένα σιωπηλό καθιστικό • 5-10% θα ήταν κάποιος που μιλά κάποια απόσταση μακριά • 10-30% είναι κανονική συνομιλία κοντά στον αισθητήρα ή τη μουσική που παίζεται σε κανονικό επίπεδο • 30-100% είναι να φωνάξει ή μουσική άνθρωποι που παίζεται σε μια μεγάλη ποσότητα

Αισθητήρας φωτός

Ο αισθητήρας φωτός είναι ένας από τους δύο αισθητήρες που δίνουν όραση στο ρομπότ σας [ο υπερηχητικός αισθητήρας είναι άλλος]. Ο ελαφρύς αισθητήρας επιτρέπει στο ρομπότ σας να διακρίνει μεταξύ του φωτός και του σκοταδιού. Μπορεί να διαβάσει την ελαφριά ένταση σε ένα δωμάτιο και να μετρήσει την ελαφριά ένταση των χρωματισμένων επιφανειών.

Αυτό βλέπουνε τα μάτια σας

Προτάσεις χρήσης Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ελαφρύ αισθητήρα για να κάνετε ένα ρομπότ συναγερμών διαρρηκτών: όταν ένας εισβολέας ανοίγει το φως στο δωμάτιό σας το ρομπότ μπορεί να αντιδράσει για να υπερασπίσει την ιδιοκτησία σας. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τον ελαφρύ αισθητήρα για να κάνετε το ένα ρομπότ να ταξινομήσει πράγματα κατά το χρώμα.

Εξετάστε τη δυνατότητα του ελαφριού αισθητήρα να διαβασεί το περιβαλλοντικό φως με τη μέτρηση του ελαφριού επιπέδου στις διαφορετικές θέσεις του δωματίου. Παραδείγματος χάριν, κρατήστε αρχικά τον αισθητήρα ενάντια στο παράθυρο. Κατόπιν τον κρατήστε στο πλαίσιο του πίνακα.

Αισθητήρας Υπέρηχων

Ο αισθητήρας υπέρηχων είναι ένας από τους δύο αισθητήρες που δίνουν όραση στο ρομπότ σας [ο αισθητήρας φωτός είναι άλλος]. Ο υπερηχητικός αισθητήρας επιτρέπει στο ρομπότ σας για να δει και να ανιχνεύσει τα αντικείμενα. Μπορείτε επίσης να το χρησιμοποιήσετε για να κάνετε το ρομπότ σας να αποφύγει τα εμπόδια, την απόσταση αίσθησης και μέτρου, και να ανιχνεύσει τη μετακίνηση. Ο υπερηχητικός αισθητήρας μετρά την απόσταση στα εκατοστόμετρα και στις ίντσες. Είναι σε θέση να μετρήσει τις αποστάσεις από 0 έως 255 εκατοστόμετρα με μια ακρίβεια +/- 3 εκατ. Ο υπερηχητικός αισθητήρας χρησιμοποιεί την ίδια επιστημονική αρχή με τα ρόπαλα: μετρά την απόσταση με τον υπολογισμό του χρόνου που παίρνει ένα κύμα για να χτυπήσει ένα αντικείμενο και να επιστρέψει – ακριβώς όπως μια ηχώ. Τα μεγάλου μεγέθους αντικείμενα με τις σκληρές επιφάνειες επιστρέφουν τις καλύτερες αναγνώσεις. Τα αντικείμενα φτιαγμένα από μαλακό ύφασμα ή τα κυρτά [όπως μια σφαίρα] ή τα πολύ λεπτά ή μικρά μπορεί να είναι δύσκολα για τον αισθητήρα να ανιχνευθούν.

Σερβοκινητήρες

Οι τρεις σερβομηχανές δίνουν στο ρομπότ σας τη δυνατότητα να κινηθούν. Εάν χρησιμοποιήσετε το φραγμό κίνησης στο λογισμικό LEGO MINDSTORMS NXT για να προγραμματίσετε τις μηχανές σας, οι δύο μηχανές θα συγχρονίσουν αυτόματα, έτσι ώστε το ρομπότ σας να κινηθεί σε μια ευθεία γραμμή.

Αισθητήρας περιστροφής

Κάθε μηχανή έχει έναν ενσωματωμένο αισθητήρα περιστροφής. Αυτό αφήνει τον έλεγχό σας μετακινήσεις του ρομπότ σας ακριβώς. Ο αισθητήρας περιστροφής μετρά τις περιστροφές μηχανών στους βαθμούς ή τις πλήρεις περιστροφές [ακρίβεια +/- ενός βαθμού]. Μια περιστροφή είναι ίση με 360 βαθμούς, έτσι εάν θέσετε μια μηχανή στη στροφή 180 βαθμοί, ο άξονας παραγωγής του θα κάνει μισή στροφή. Ο ενσωματωμένος αισθητήρας περιστροφής σε κάθε μηχανή αφήνει επίσης εσείς έθεσε τις διαφορετικές ταχύτητες για τις μηχανές σας [με τον καθορισμό των διαφορετικών παραμέτρων δύναμης στο λογισμικό].

Αναφορές

Αυτό το κείμενο βασίζεται στο άρθρο [1] από την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια Βικιπαίδεια

• Bagnall, Brian. Maximum LEGO® NXT: Building Robots with Java Brains Variant Press. 2007. ISBN 0-9738649-1-5
• Erwin, Benjamin. Creative Projects with LEGO® Mindstorms (book and CD-ROM). Addison-Wesley. 2001. ISBN 0-201-70895-7.
• [Frank Klassner – Villanova University, Villanova, PA]A case study of LEGO Mindstorms’™ suitability for artificial intelligence and robotics courses at the college level
• [David J. Barnes – The Computing Laboratory The University Canterbury] Teaching Introductory Java through LEGO MINDSTORMS Models
• [Prof. David Mindell] LEGO Mindstorms – The Structure of an Engineering (R)evolution

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• Official Lego Mindstorms (NXT), κεντρική σελίδα της εταιρείας
• LEGO – Company and brand history
• LEGO – MINDSTORMS Robotics Invention System 2.0
• LEGO.com – MINDSTORMS Building Instructions
• LEGO Mindstorms – Άρθρο στην εφημερίδα το Βήμα
• LEGOMINSTORMSNXT.GR -Η Ελληνική σελιδα για τα Lego Mindstorms NXT
• -Η Ελληνική κοινότητα χρηστών Lego Mindstorms NXT