Образователна дейност около късометражния филм Dona Coroquinha
Намерете своя път и се придвижвайте, като използвате ориентири и изображения.
Кодирайте и декодирайте, за да предвидите, представите и извършите движения в познати пространства.
Разбиране и създаване на прости алгоритми.
Dona Coroquinha © Diogo Nii Cavalcanti
ЗаглавиеDona Coroquinha
ТемаРешителност
Жанр и ключови думиКомикс, смелост, пешеходна пътека, кола, автобус, трафик, животни, куче
Цикъл (за филма)3-11 години
Продължителност03 min 28 s
РеализацияDiogo Nii Cavalcanti
МузикаDavid Convery
производствоVancouver Film School (Канада, 2010)
Програмирайте движението на робот, за да го накарате да пресече пространство, осеяно с препятствия.
Старата дама във филма, подобно на много хора около нас, е особено безпомощна, когато става въпрос за определени задачи, които ни се струват лесни. За нея движението по улицата означава навигиране в среда, пълна с препятствия. Ами ако имаше малко помощ? Ами ако имаше водач, който да й покаже пътя? Последните разработки в автономните автомобили предполагат, че робот може да направи това. Но как може да работи такъв робот? С моделиране и програмиране.
Тази дейност има за цел да запознае децата с тези две основни понятия на роботиката чрез забавно предизвикателство, вдъхновено от ситуацията във филма: програмиране на робот да проследи път през среда, съдържаща препятствия. Може да се провежда от 6-9 години, след придобиване на умения за кодиране на движенията. Провежда се под формата на съвместен експеримент в пространството на класната стая с наличен в търговската мрежа комплект за програмируеми роботи (например Sphero Bolt, Ino-Bot или Codey Rockey). Имайте предвид, че роботът Ino-Bot е проектиран за езика за програмиране Scratch.
За да запазим наративния аргумент по-актуален и в зависимост от възможностите на робота, можем да се задълбочим малко в начина, по който роботът може да помогне на възрастната дама: транспортира я на гръб, проследява пътя под формата на непрекъсната линия на земята, изпраща й светлинни или звукови сигнали, за да покаже промяна на посоката и т.н.
1. Моделиране
За да останем в прост контекст, избрахме да използваме статични препятствия и да намалим програмата на робота до изпълнението на фиксирана последователност от движения (без използване на сензори за препятствия, поведение в реално време). В допълнение, той ще се подчинява на „клетъчни“ инструкции за движение, като „напредване x сантиметри“ (или „напредване за x секунди“), завиване надясно (завиване на 90°), завиване наляво (завиване на 270°). По този начин оставаме в представата, която децата вече са манипулирали.
Можем да започнем, като освободим голямо пространство в класната стая и поставим препятствия, които вероятно ще блокират робота. Тяхната мисия ще бъде да преминат, избягвайки препятствията, от начална точка до точка на пристигане, за да проследят пътя на старата дама. Първата работа по моделиране е да се приложи правилна мрежа към работното пространство. Това може да се материализира чрез ленти от лента на земята. Оттам нататък децата могат да започнат да се упражняват „на хартия“ в намирането на последователността от поръчки, за да завършат курса.
2. Откриване на робота
Това включва запознаване с това как да накарате робота да напредва според избраното моделиране. Ще започнем с прав ход от „1 квадрат“. В зависимост от модела на робота и интерфейса за програмиране, това ще включва коригиране на времето за пътуване и/или скоростта. След това ще видим как да го накараме да завие наляво и надясно, което може да включва обяснение на разделянето на кръга на ъгли от 90°.
Тези корекции се правят заедно, като се питат децата за предложения, като се опитват директно и се мисли за възможни грешки. Задачата на учителя е да опрости представянето на интерфейса за програмиране, доколкото е възможно, така че децата трябва само да манипулират концепциите
необходими за упражнението (а не всички функции на този интерфейс).
3. Приложение към курса, оптимизация
Време е да приложите наученото от предишните стъпки към нашето ръководство за роботи! Намерените от децата инструкции за движение се въвеждат в интерфейса и роботът се стартира. Ние наблюдаваме и коригираме в случай на грешка.
Можем да подготвим маршрути с нарастваща сложност по отношение на статичната конфигурация на терена (задънени улици, еднопосочни коридори) или изискващи нови движения на робота (по-висока скорост за изкачване на мост). Това е и моментът за въвеждане на въпроси за оптимизация. Случаят на най-краткия път се формулира по следния начин: коя е най-кратката поредица от инструкции за изпълнение на даден сложен маршрут. Ако въведем понятието програмен цикъл и произволно ограничим запаса от налични инструкции, ние въвеждаме понятието факторизация на кода (вижте упражненията на Lightbot).
Lightbot, въведение в програмирането под формата на игра (на английски, но лесно разбираема за всички).
Scratch, сайтът, посветен на образователния графичен език за програмиране. (Повечето програмируеми роботи използват скреч или еквивалент.)
Лист с дейности, написан от: Bruno Pellier
