Die robotstroetseldier-projek: servo's, sensors en persoonlikheid

'n Robotstroetseldier verander servo's en sensors in 'n projek waarvoor kinders lief is: bou die lyf en programmeer dan 'n persoonlikheid as eenvoudige ledige, reageer- en slaaptoestande.
'n Robotstroetseldier is een van die betroubaarste projekte om 'n afgeleide klas of 'n verveelde kind terug na kodering te trek. Jy bou 'n klein wesentjie uit een of twee servo's en 'n sensor, en spandeer dan die meeste van die tyd daaraan om vir hom 'n persoonlikheid te gee: 'n manier van optree wat hom lewendig laat voel. Die nuttige truuk vir onderrig is dat persoonlikheid net 'n stel reëls is, en daarom voel die projek soos speel terwyl dit stilweg egte programmering leer.
Waarom die robotstroetseldier aandag terugwen
Die meeste leerders loop op 'n stadium hulle kop teen 'n muur. 'n Werkkaart tref nie meer nie, of 'n projek het te veel regte antwoorde en te min van die kind daarin. 'n Robotstroetseldier stel dit terug, want daar is nie een korrekte uitkoms nie. Een leerder maak 'n senuweeagtige kat wat wegkruip, 'n ander maak 'n hondjie wat jou hand volg. Die vloer is laag, dus is niemand vasgevang nie, en die plafon is hoog, dus gaan die vinnige leerders aan. Om die stroetseldier 'n naam te gee is die helfte van die motivering, en sodra 'n kind iets 'n naam gegee het, wil hy gewoonlik hê dat dit werk.
Persoonlikheid is 'n klein toestandmasjien
Jy het nie gedragsbome of iets ingewikkelds nodig nie. Drie toestande is genoeg om 'n robot lewendig te laat voel: ledig, reageer en slaap. In ledig maak die stroetseldier sagte, effens lukrake bewegings, 'n klein oorbewegingjie of 'n kopdraai elke paar sekondes, sodat hy nooit afgeskakel lyk nie. In reageer antwoord hy op iets in die vertrek. In slaap, ná 'n ruk waarin niks gebeur nie, skakel hy sy beweging af en wag stil totdat iets hom wakker maak.
Die hele program is 'n lus wat een vraag vra: in watter toestand is ek, en wat moet volgende gebeur? Dit is 'n skoon, eerlike inleiding tot toestand, en kinders begryp dit vinnig omdat hulle reeds weet dat 'n regte troeteldier óf rondwoel, óf op jou reageer, óf slaap.
Sensors is die sintuie
Die towerkuns-oomblik is die eerste keer dat 'n sensor die stroetseldier se bui op sy eie verander. Koppel elke inset aan 'n gevoel. 'n Afstandsensor beteken iemand kom nader, dus word die stroetseldier wakker en lyk nuuskierig. 'n Klankpiek beteken 'n slag, dus skrik hy. 'n Ligsensor wat donker word beteken nag, dus raak hy vaak. Hou die koppeling eenvoudig en leesbaar, een inset by een bui, en laat leerders meer byvoeg sodra die eerste een werk.
Servo's is hoe die stroetseldier die bui wys. 'n Enkele servo kan 'n stert swaai, 'n kop kantel of 'n paar ore klap, en daardie klein bietjie beweging dra verbasend baie karakter. 'n Beheerder wat 'n paar servo's kan dryf en terselfdertyd 'n sensor kan lees, hou die bedrading eerlik; die sheenbot∞-bord hanteer albei, wat beteken die bou bly oor gedrag eerder as oor die ontwarring van kabels.
'n Kontrolelys vir 'n naweekbou
- 'n Beheerderbord wat servo's kan dryf en ten minste een sensor kan lees.
- Een of twee mikroservo's vir beweging, soos 'n stert, ore of 'n kopkanteling.
- Een insetsensor om mee te begin; 'n afstand- of klanksensor werk goed.
- 'n Lyf uit wat ook al jy het: karton, 'n 3D-druk of 'n LEGO-raam.
- Ekstra servohorings en 'n klein begroting vir breekskade, ongeveer tien tot vyftien persent van die stel se koste, want bewegende dele word wel te hard gestoot.
As jy onderdele bymekaarmaak, is die servo's en sensors in die sheen store dieselfdes wat ons in die klas gebruik, sodat die projek pas by wat 'n kind by die akademie sien.
Om dit in 'n les te gebruik
Moenie al drie toestande gelyk bou nie. Begin net met ledig en kry die stroetseldier aan die beweeg. Voeg reageer in die volgende sessie by, en daarna slaap. Om dit so op te breek gee elke kind 'n werkende robot aan die einde van elke les, wat baie meer saak maak as 'n perfekte een aan die einde van die kwartaal. Dit rek lekker oor 'n paar weke van 'n weeklikse klas, of pas by 'n skoolvakansiebou as jy dit eerder in een intense stuk wil doen deur 'n vakansiewerkswinkel.
Die kernboodskap is dat persoonlikheid programmering is. 'n Robotstroetseldier gee kinders 'n rede om om te gee vir ledige lusse, sensorlesings en eenvoudige besluitreëls, want daardie reëls tel op tot iets wat optree asof dit sy eie kop het. Dit is die projek waarna ons gryp wanneer betrokkenheid gedaal het, en dit bring dit byna altyd terug.



