В первой части обзора российских решений для обучения детей основам робототехники и программирования мы рассказали о решениях, которые «звучат из каждого утюга». Но существуют и другие решения, которые, возможно, менее известны, но могут быть даже более интересны и доступны по цене и о которых мы и хотели бы рассказать во этой части.
Сразу хотим оговорить параметры, по которым мы отнесли те или иные решения к отечественным и образовательным. Они должны быть разработаны и изготовлены (понятно, что не на 100%, но хотя бы в части компонентов) в России, у них должна быть в наличии методическая база и поддержка для образовательных учреждений, и их создатели сами позиционируют свои решения как предназначенные для образовательных учреждений. Из-за этого за бортом остались множество «самоделок», иностранных наборов, в том числе DIY из Китая. Кроме того, чтобы не быть заподозренными в рекламе конкретных решений, мы не даем ссылок на них. Также огромное спасибо тем, кто «накидал» нам ссылок на этих производителей в социальных сетях.
ЛАРТ
У компании из города Пушкино Московской области в портфолио помимо заказной разработки электроники есть линейка учебных роботов: от балансирующего робота, до руки-манипулятора. Роботы собираются на акриловых или металлических основаниях (собственной разработки и производства) с использованием «обычных» стоек для крепления печатных плат. В них применяется управляющий контроллер собственной разработки (ЛАРТ R5), в который устанавливается Arduino Nano и подключаются Arduino-совместимые датчики (часть из них, такие как датчики линии или платы со светодиодами) и моторы с сервоприводами.
Компания позиционирует свои конструкторы, как предназначенные для детей от 14 лет, так как предлагается программировать посредством Arduino IDE. По факту же мы получаем платформу, которую можно запрограммировать из любой среды, поддерживающей Arduino.
Эвольвектор
Компания из Наро-Фоминска позиционирует себя как производитель решений как для образовательных учреждений, так и для персонального использования. Похоже, что у Эвольвектор есть отдельной серия «для самодельщиков» под маркой Geegrow, так какплаты с этой маркировкой лежат в основе продающихся наборов. У компании есть наборы как для изучения микроэлектроники на основе Arduino и RaspberryPi, так и робототехнические наборы (от недорогих до больших, предназначенных для оборудования классов учебных заведений) и наборы для «Умного дома».
Платы и контроллеры наборов позиционируются как собственная разработка, а сами шасси роботов собираются из металлических деталей (нам они напомнили конструктор Makeblock). Есть разные вариации контроллеров и наборов, все из них снабжены хорошей методической поддержкой как в бумажном, так и в видео формате. Есть своя среда программирования (очень похоже, что она сделана на основе Blockly). Но, так как в основе лежит Arduino Leonardo, то можно программировать наборы на всем поддерживающем Arduino.
ПРОКУБИКИ
Деревянные роботы от компании ЛЭИР (Лаборатория электроники и робототехники) из Новосибирска. Предназначены для изучения программирования дошкольниками (от 4 лет) и младшими школьниками. Существуют в двух видах: первый (базовую версию) нужно программировать, размещая акриловые карточки-команды в прорези на самом роботе, второй (расширенную версию) необходимо программировать деревянными кубиками-командами на специальном Пульте. К роботам прилагаются книги заданий, специальные поля для их перемещения и различные элементы-препятствия (тоже выполненные из дерева или фанеры).
Роботы хоть и простые внешне, но содержат в себе датчики линии и расстояния, также есть «кубики» для программирования данных датчиков. По внутреннему устройству роботов информации, увы, авторы не предоставили. Мы можем предположить, что распознавание команд производится или оптически (у акриловых карточек) или с помощью магнитов, размещенных в кубиках и замыкающих определенные контакты-герконы в Пульте. Ну и не можем не отметить, что авторы явно вдохновлялись роботом Cubetto.
ОМЕГАБОТ
Компания из Санкт-Петербурга, позиционирующая себя как создатель робототехнических наборов исключительно для образовательных учреждений. Авторы у себя на сайте утверждают, что большая часть компонентов и сами наборы изготавливаются и собираются в России, наборы имеют Lego Technic совместимое шасси, плату расширения Omega и собраны на основе микроконтроллеров Arduino и Raspberry Pi. Программировать предлагается в «визуальной среде, С++ и Python». Судя по фотографиям, используется визуальная среда на переработанном Blockly.
Для роботов доступен типичный набор датчиков (линии, касания, освещенности), светодиоды и динамик, Bluetooth, манипулятор и камера для машинного зрения.
ЙоТИК
Следующим в очереди находится не совсем робот, а микроконтроллер для него. Встречайте ЙоТик 32A и 32B от компании МГБот из Санкт-Петербурга. Микроконтроллер собран на основе ESP32 двухъядерного процессора Tensilica Xtensa LX6, несет на борту поддержку WiFi и Bluetooth, встроенные датчики Холла и температуры, а по форм-фактору совместим с датчиками и платами расширения Arduino. Различия между A и B версиями заключаются в наличие в последней разъема для MicroSD карт и ИК-приемника.
На основе данного микроконтроллера компания предлагает пару робототехнических решений (например Динамика ЙоТик М1), но больше специализируется на обучающих наборах по «Умному Дому/Теплице» и IoT в целом.
Программировать микроконтроллер предлагается в Arduino IDE и Trik Studio (точнее в ее модификации IoTik Studio).
МАРСОХОД
Нам предложили рассмотреть еще проект МАРСОХОД, но похоже, что он в этом году испытывает проблемы из-за санкций. МАРСОХОД это отечественная попытка создать (причем в формате открытого аппаратного проекта) плату для разработки различных электронных устройств и роботов на основе ПЛИС. В последней версии (МАРСОХОД 3) применялась ПЛИС Altera MAX10, а разработку нужно было вести VERILOG. Опять же, так как проект открытый, и у него есть определенное (и живое) сообщество, можно надеяться на его возрождение.
Поиск достойной внимания отечественной робототехники на этом не закончен, и мы будем снова признательны, если вы комментариях напишете, кого мы забыли, и в чью сторону стоит обратить взгляд. Также будем рады, если вы расскажете о небольших компаниях/стартапах в области образовательной робототехники, которые могут достойно конкурировать с зарубежными разработками как в части «железа», так и в части программной реализации: роботы, микроконтроллеры, обучающие программы, среды разработки – главное, чтобы все это производилось и собиралось в России.
Мы приглашаем детей от 5 до 14 лет к нам в RoboUniver на бесплатное пробное занятие. На каждом занятии мы собираем нового робота, изучаем теорию по механике, закрепляем школьные темы. И, конечно, оживляем нашего робота с помощью программирования. По промокоду HABR2022, вы можете также получить скидку в 2000 рублей при покупке абонемента на занятия!
Комментарии (35)
easimonenko
09.12.2022 20:35+2Платы и контроллеры наборов позиционируются как собственная разработка, а сами шасси роботов собираются из металлических деталей (нам они напомнили конструктор Makeblock).
(Речь в цитате об Эвольвектор.) Электроника выглядит на фото очень похожей на как-раз Makeblock, а вот металлические детали как у СовМетКонструктора. Кстати, когда-то делал здесь обзор Makeblock.
akaz_zaka Автор
10.12.2022 18:21Мне это сразу в глаза бросилось. Специально пошел смотреть фото контроллеров и сравнивать:) Детали все таки не СовМет, тут толстые они, наверное ближе к HUNA металлическому даже.
N-Cube
09.12.2022 21:24+3А о каких авторских разработках и материалах речь - все выглядит как клоны давно устаревших китайских конструкторов и переводные материалы к ним же и к такой же устаревшей ардуине. Как десять и более лет назад предлагается править и каждый раз загружать прошивку в устройство? И это вместо подключения датчика через USB to GPIO, SPI, I2C, etc. мост непосредственно к компьютеру, Python программирования в Jupyter notebook с помощью Blinka и загрузки готового кода в микроконтроллер…
randomsimplenumber
10.12.2022 07:30Я не уверен, что загрузка кода на python из Jupiter notebook сильно удобнее чем загрузка прошивки из Arduino IDE;).Для мигания лампочкой Arduino отлично подходит, зачем усложнение ради усложнения? Или, как по вашему должен выглядеть современный конструктор?
N-Cube
10.12.2022 08:32-2Код работает на хосте, никакой загрузки кода не нужно, поэтому все команды выполняются фактически мгновенно и без ожидания готовности устройства и загрузки кода. Как вы советы по обучению детей раздаете, если не понимаете, как компьютер и микроконтроллер в режиме моста работают?
nckma
10.12.2022 08:49+3Хм.. что значит мост? Загрузил прошивку, отключил от компьютера и получил самостоятельное устройство. Чем это плохо?
И почему исполнение кода на компьютере считаете плюсом?
N-Cube
10.12.2022 16:08Смысл в том, чтобы на порядок быстрее написать код, проверить и отладить в удобной среде (например, Jupyter notebook) и пользуясь ресурсами компьютера (фактически мгновенная обработка команд, отрисовка графиков и прочее), потом этот же код загрузить в устройство для автономного выполнения. К примеру, если у вас не работает какая-то периферия или выдает некорректные результаты, с прошивками вы это намного дольше будете отлаживать, нежели при непосредственной работе с устройством через мост с компьютера.
randomsimplenumber
11.12.2022 21:29Смысл в том, чтобы на порядок быстрее написать код,
Скорость написания кода очень редко когда важна. А в школе тем более.
отладить в удобной среде (например, Jupyter notebook)
Вкусовщина ;). Ребенку этот Jupiter не зашёл, например. А Pycharm зашёл.
Отладчики и эмуляторы железа существуют уже лет 40, но development over debugger - не нужно этому учить. Тот же х@@@к и в production, только на столе.
akdengi
10.12.2022 11:18Я знаю и про телеуправление и про переносе вычислительной части на хост/облако и про автономное поведение. У вас тот же автопилот должен через хост работать? А это задача для образовательной робототехники уже тоже ;)
N-Cube
10.12.2022 16:09Ясно ведь написал выше - один и тот же код работает и на компьютере и на микроконтроллере, отладили на компьютере - загрузили в контроллер.
osmanpasha
10.12.2022 15:17+1Речь же про робототехнику? Как вы на таком принципе движущегося робота сделаете, ноутбук на шасси поставите? Ну и про realtime задачи (типа балансировки) с ОС общего назначения можно забыть, только мигание светодиодом и замеры чего-то вроде температуры
N-Cube
10.12.2022 16:10Попробуйте прочитать мой комментарий, прежде чем на него отвечать…
osmanpasha
10.12.2022 17:04Я прочитал ваш комментарий и до, и после... Что я упускаю, можете по существу сказать?
N-Cube
10.12.2022 17:18Ну, скажем, новогодний пример пусть будет, на rpi pico. Пишете код на компьютере с подключенным к нему rpi pico в режиме моста для neopixel. Отлаживаете задержки, цвета и так далее в удобном редакторе с подсветкой синтаксиса и мгновенным выполнением кода - все намного быстрее, чем в редакторе Thonny при модификации программы непосредственно на микроконтроллере. Загружаете готовый код в тот же rpi pico, что служил мостом, отключаете микроконтроллер и получаете автономное решение, крепите к елке и радуетесь. Итого, задача решена на порядок (или порядки) быстрее и приятнее. Я уж не говорю про разные дисплеи и прочую I2C, SPI и прочую периферию (особенно, когда чип в ней оказывается далек от ожидаемого). И отладочный 2d/3d/4d график на микроконтроллере с дисплеем построить куда сложнее, чем используя matplotlib в Jupyter ноутбуке.
pharo
10.12.2022 17:48+1То, что вы описываете делается в Форт программировании контроллеров.
N-Cube
10.12.2022 18:27Это делается в любом язык и на любом контроллере, нужна только прошивка для этого контролллера, которая транслирует команды. Вот, к примеру, для rpi pico и Python: https://learn.adafruit.com/circuitpython-libraries-on-any-computer-with-raspberry-pi-pico Там же по ссылке указаны другие чипы, для которых аналогичные прошивки есть. И для атмег есть, ардуин, и так далее.
akdengi
10.12.2022 18:04+1Вы опять пытаетесь в детский сад квантовую физику засунуть. До 8 лет дети не обязаны уметь читать, иностранный язык сейчас проходят обычно с 11-12 лет (школа может и с 7 класса ввести), а матаппарат и знания по электротехнике и информатике в базовом профиле вообще только к 15-16 годам подтягивается, а часто и только в 10-11 классе (17-18 лет).
Поэтому именно ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ и будет разбито на возможности не вашим лично, не чудо-вундеркиндов, которые в 5 лет паяют, в 7 программят, в 12 заканчивают ВУЗ, а в 16 ... (тут сами пофантазируйте), а на усредненного ребенка. А значит дошкольный возраст - кубики, кнопки или цветные блоки, начальная школа - блочный язык, как только начинают изучать иностранный и подтягивают матаппарат (не ранее 5–6 класса обычно), то Питон, а вот лет с 12–14 можно начинать уже и пайку и что-то сложнее. И это обычно 8-9-10-11 классы. Что вы пишите, обычно дети как раз в этом возрасте пробуют в массе, но там ЕГЭ/ОГЭ и часто не до этого. Поэтому уже в ВУЗе возвращаются. И кто это будет все давать? Кто это все пропишет в Федеральный стандарт? У меня тоже много хотелок по настольным играм и мне и коллегам понадобилось 6 лет, чтобы их в принципе прописали в ФГОС, и надеемся, что в 2023 году их пропишут массово на всех ступенях. С робототехникой также - есть стандарты, есть соревнования/олимпиады, есть утвержденные методики и тут "шаг влево, шаг вправо"...N-Cube
10.12.2022 18:21Согласно федеральному образовательному стандарту нового поколения иностранный язык (чаще всего это именно английский) изучается со 2-го класса.
«Не соврешь - не продашь»? Остальные ваши высказывания такой же степени достоверности. А математику с астрономией и прочими не патриотичными науками и вовсе активно отменяют, так вы теперь вместо языков программирования на пассы руками перейдете? Даже в начале 90х информатика у нас с класса так с 5го начиналась, и заявлять, что сейчас надо начинать позже - за гранью разумного. Если вы так учите, что даже в перестроечные годы все ученики были вундеркиндами по сравнению с вашими - это вовсе не дети тупые.
akdengi
10.12.2022 07:33+3Флаг вам в руки. Создайте хорошее современное решение, а авторы о вас расскажут. А то вы похоже считаете себя умнее авторов того же Лего или МейкБлок, которые ужас ужас почему то бедных детей не подпускают к тому, что как бы 14+ по возрастной группе и старше ;) Ради интереса спуститесь на землю с небес вашего взрослого опыта и посмотрите что в программе у школьников 8-12 лет. А для старших есть микропитон для Ардутны, C++, если читали внимательно, то контроллеры есть на Малинке и ESP32, значит GPIO, I2C и все что вы хотите.
N-Cube
10.12.2022 08:43+1Есть современная makecode от микрософт и BBC microbit для программирования блоками и на яваскрипт и питоне. Есть rpi pico и эмуляторы и среды разработки для него. И есть куча материалов в сети и на ютубе, как всем этим пользоваться. А описанное в статье оставляет впечатление не более чем заколачивания бабок людьми, которые ни в программировании ни в обучении детей ничего знать не хотят. Ваши высказывания «больно умный нашелся» отвратительны, когда вы гордитесь своей некомпетентностью - раз в программисты не берут, то детей учить в школы и такие сгодятся… Как минимум, в некоторых тайских школах (далеко не все сайты на английском ведут) уже изучают BBC microbit в заявленном вами интервале от 8 до 12 лет, не говоря уж про британские, немецкие, сингапурские и так далее.
AlexandreFrolov
10.12.2022 10:03+3Вот есть моя книга на эту тему https://www.litres.ru/aleksandr-frolov-198/robototehnika-prakticheskoe-vvedenie-dlya-detey-i-vzr/
Там как раз про MakeCode и Microbit, может кому будет интересно.
akdengi
10.12.2022 11:07Сейчас определенные проблемы с МикроБит по линиям школьных закупок есть и, к сожалению, массово его не стали применять, только в частных кружках. Просто автор комментария не может понять разницц между домашним применением или частным кружком и решениями для государственных учреждений. Если знаете, кто МикроБит предлагает с методиками для школ не как "продайкитай" а как основу для своих роботов, думаю автор статьи был бы признателен. У меня дома и Ардуинки и МикроБит и Малинка есть вообще разных версий.
N-Cube
10.12.2022 16:17-1Пролистал по ссылке - выглядит как раз так, как и надо детям. Мы в оригинале читаем и смотрим на ютубе, там примерно так же рассказывают, но в России у многих детей затруднения с английским, так что ваша книга должна очень помочь.
P.S. По мне, так ссылка на книгу куда полезнее всей статьи.
akaz_zaka Автор
10.12.2022 18:17За прошлую статью очень много народу поблагодарило. Потому что сделать обзор всего "зоопарка" решений которые школы могут без проблем закупить, особенно тех, что выжил за последнее время, мало кто удосужился (а точнее не нашлось желающих). При этом я специально дисклеймер вставил, что никто ни мне, ни РобоУнивер за свое продвижение не заплатил, а показать текущую ситуацию надо обязательно. Выше уже написали, что в текущих реалиях зарубежные решения государственным образовательным учреждениям официально сложно будет закупить (точнее обосновать), особенно когда сейчас представлены и будут продвигаться "отечественные платформы" на том же Восток. Дома и в частных учреждениям пожалуйста - смогли купить или достать, вы молодец. Только вот мало отцов занимается с детьми, поверьте. Тут даже не проценты.
Еще один плюс - производители решений смотрят на статьи (это тоже знаю по личным сообщениям), и вас уважаемый критик тоже читают и, надеюсь, делают из этого выводы.
P.S. Предлагайте решения интересные, кидайте ссылки, сделаем еще дополнительный обзор что и зачем. Сейчас смотрю, может сделать обзор не только по продаваемым решениям, но и по книгам. Одну предложил уважаемый Александр Фролов, у BHV есть серия "Наборы для мейкеров", там и Ардуинки и ESP32 и готовый роботы от MakeBlock. Еще других авторов подтянуть. Как такая идея?N-Cube
10.12.2022 18:43Вы опять про наборы, продажи и прочие откаты. А для обучения можно взять да хоть бы и китайские esp32 плюс лента neopixel и уже можно много всего изучать и делать. Это если задача обучение, а не торговля наборами. И для олимпиады по информатике более чем хватит даже такого набора - предложите neopixel через spi подключить, к примеру, или тот же мост сделать для трансляции команд с компьютера. Опять же, старая картонная коробка и клеевой пистолет и несколько копеечных сервоприводов с али - вот уже и машинка, и так далее. А если еще пару палочек от эскимо добавить - то и динозавр получится (а плюс два сервопривода, eps32 и ИК пульт - за все про все 4 доллара на али - и динозавр еще и кусаться может по команде). Книги это и само по себе замечательно, ролики с ютуба есть просто фантастические, можно их перевести же. К примеру, в приложении makecode уйма видеоуроков предлагается, и отличных. А вот это все «будем учить детей дорого и плохо», потому что именно так устроена система образования - точно в таком ключе стоит писать на техническом ресурсе? Родителей на хабре на порядки больше, чем директоров школ и чиновников из минобразования.
Didimus
12.12.2022 09:50У нас был курс по основам микропроцессорных систем, там учили программировать 086 на ассемблере. Почему никто не хочет делать роботов на этой платформе? Она дешёвая, простая, доступная, масштабируемая
AlexandreFrolov
12.12.2022 09:55Когда я писал свою книгу, то исходил из того, что еще до изучения какого либо языка программирования можно приобщиться к робототехнике с помощью таких инструментов, как MakeCode и Microbit.
Все же если ребенку всего несколько лет, то программирование на любом языке ему пока недоступно. А вот с помощью MakeCode можно не только изучать основы робототехники, но и потихоньку изучать Javascript и Python, "подсматривая" код, который получается из блоков.
Что касается наборов, то с одной стороны они облегчают достижение результата, без чего у ребенка интерес к робототехнике может быстро пропасть, а с другой - приучают к реализации готовых проектов вместо разработки и реализации своих собственных. Впрочем, и на базе готовых проектов можно делать что-то свое, если работает фантазия.
Что касается Microbit, то по возможностям он сильно превосходит другие разрекламированные продукты типа Ардуино. Даже без модулей расширения можно многое попробовать, так как на плате Microbit уже есть много устройств. Чем, насколько я знаю, другие платформы похвастаться не могут.
А что до профессиональных инструментов и платформ, то на мой взгляд это уже больше подходит для старшеклассников. Впрочем, и для Microbit можно разрабатывать расширения, на C++, например. И различных наборов и платформ уже сделано не мало.
Ничего не знаю про некоммерческое школьное образование, но думаю что здесь тоже можно было бы как-то использовать эту платформу. Все эти микроконтроллеры и микропроцессоры, модули расширения, платы для макетирования да и вообще все что угодно можно купить на алиэкспрессе, в том числе и оптом.
Из всего этого можно было бы формировать наборы, создавать всякие методички и руководства для школьников. Даже не налаживая никакого производства. На мой взгляд, это принесло бы пользу для школьников любого возраста.
pharo
12.12.2022 10:52Интересно, что и на Microbit на Github находятся системы программирования Форт.
Microbit+forth
Читали ли Вы книги Броуди по Форт и другие рускоязычные или англо-язычные изданные книги и что с Вашей точки зрения не хватает Форт для включения его в какие то образовательные программы, если рассмотреть такой вариант?AlexandreFrolov
12.12.2022 11:01Пробовал программировать на форте давно, еще на БК-0010. Насколько я знаю, сейчас он мало распространен. В то же время изучать JavaScript, Python и другие популярные языки намного практичнее с точки зрения получения профессии.
Считаю, школьникам нужно изучать такие языки, которые будут востребованы на рынке лет через 5-10. Но это видимо не форт.pharo
12.12.2022 11:06С прогрессом технологий как chatGPT возможно и JavaScript, Python… языки и знания и способы с ними работы могут существенно трансформироваться.
AlexandreFrolov
12.12.2022 11:18Это да, что будет через 10 лет трудно сказать, приходится отталкиваться от того, что есть сейчас
pharo
В статье не упомянут электро-механический конструктор «Технолидер-1»
akaz_zaka Автор
Цикл будем продолжать, и в 3 части хотели рассказать о том, что отлично от привычных китайских желтых мотор-редукторов и Arduino и о необычных разработках.