mBot Ranger + projekt vyhýbání se překážkám

Vážení čtenáři, opět vás vítáme u dalšího článku ze série světa Makeblock. V tomto článku vás seznámíme s mBotem, který si získal své místo ve světě Makeblock díky své odolnosti a univerzálnosti. Jak už víte podle názvu článku, jedná se o robota mBot Ranger.

Co je to mBot Ranger?

mBot Ranger je jeden z robotů série mBot od společnosti Makeblock. Série mBot je jednou z nejikoničtějších robotických sérií od Makeblocku, mBoti jsou velmi oblíbení kvůli své jednoduchosti, čímž se hodí i pro úplné začátečníky v robotice.

mBot Ranger je robot určený pro děti ve věku 8 – 12 let, takže řekněme přelom prvního a druhého stupně základní školy. Jedná se o robota, který byl vyroben pro edukativní účely programu STEAM (= Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics), v rámci kterého se mají právě skrze ovládání těchto robotů a hraní si s nimi vzájemně propojovat oblasti vědy, techniky, strojírenství, matematiky, ale i umění.

mBot Ranger zaujme především tím, že se nejedná pouze o jednoho robota, ale z jednoho balíčku součástek si můžete vytvořit minimálně tři unikátní roboty! Další typy robotů si můžete navíc klidně vymyslet sami. Pokud budete potřebovat ještě nějaké další součástky nebo senzory, jistě je najdete v portfoliu produktů Makeblock. Na postavení konstrukce robota pak můžete použít LEGO kostky, protože roboti od Makeblocku jsou s LEGO plně kompatibilní.

Ze stavebnice mBot Ranger můžete složit robotický tank, tříkolové vozítko nebo jednoduchého balančního robůtka. Asi nejpopulárnější je verze odolného robotického tanku. S robotem si můžete hrát doma, ale můžete zdolávat i venkovní terén!

Jak už víte, mBot Ranger byl původně navržený pro děti. To ale neznamená, že si s ním mohou „hrát” jen děti. Ranger se během svého zatím pětiletého života podíval s celým výzkumným týmem až na Antarktidu, což byl jeden z největších celosvětových úspěchů společnosti Makeblock. mBot Ranger byl použit pro získávání dat v rámci výzkumu na Antarktidě, který prováděl tým profesora Nuna Sidónia Andrade Pereira, učitele matematiky a fyziky z portugalského Polytechnického institutu.

Antartický mBot

Profesor Nuno se s robotem mBot Ranger seznámil na jednom z robotických workshopů, kterých se účastnil.

„Značka mBot, konkrétně model Ranger, má velmi důležité prvky, díky kterým byl pro můj projekt vynikajícím kandidátem. Kvituji jeho robustnost (aluminiová konstrukce), pásy (verze Land Rider, důležité ve sněhu), snadno dostupný programovací jazyk (na bázi Scratch), platformu s volně dostupným hardwarem (kompatibilní s Arduino), dostupnost několika senzorů uvnitř platformy (senzor teploty, světla, zvuku, vzdálenosti, gyroskop) i možnost řízení a programování skrze chytrý telefon! A v neposlední řadě: je prostě cool,“ říká s úsměvem profesor Nuno.

Určitě se ptáte, o jaký projekt vůbec šlo. Projekt, který profesor Nuno ve své citaci zmiňuje, vymyslel sám na začátku roku 2017. Chtěl totiž mladším generacím přiblížit klimatické problémy prostřednictvím VR (virtual reality) technologie a fyzického programování. Díky tomu, že na výše zmíněném workshopu poznal Rangera, který sliboval, že se bude skvěle hodit na získávání přesně těch dat, která budou potřeba, se pak definitivně rozhodl začlenit tohoto robota do svého projektu.

Nejprve se vybraní studenti ze 4 škol (2 portugalské a 2 bulharské) od začátku roku 2017 s roboty seznamovali. Studenti se učili programovat celkem 5 robotů mBot Ranger, přičemž jednoho z nich poskytl sám profesor Nuno. Po dokončení základního programování už zbývalo před zahájením samotného výzkumu na Antarktidě provést jen jediné: sérii zátěžových testů.

„Nevěděli jsme, jestli si přímo na Antarktidě povede Ranger stejně dobře jako u nás v Evropě. Mohly se objevit problémy z hlediska vlhkosti vzduchu, sněhu, baterie mohly v nízkých teplotách zamrznout…“ říká profesor Nuno.

Navzdory všem možným problémům, které mohly roboty na Antarktidě potkat, si roboti značky mBot Ranger vedli perfektně. Po úspěšných zátěžových testech tak byli roboti na konci roku 2017 připraveni vyrazit s celou expedicí na Livingstonův ostrov nedaleko břehů Antarktidy, kde výzkum probíhal.

V rámci expedice přímo na Livingstonově ostrově měli roboti za úkol sbírat, třídit a ukládat získaná geologická data, což profesoru Nunovi a jeho týmu značně ulehčilo práci. I pro studenty byl projekt velmi přínosný, protože právě oni měli za úkol roboty připravit od sestavení až po samotné programování. Studenti si tak procvičili své znalosti mechaniky a programování a zároveň i fyziky, matematiky a logiky.

Přínos této expedice a také velká pomoc robotů mBot Ranger při sběru dat byla zmíněna v rámci prezentace na ekologické konferenci Polar 2018, která se v roce 2018 konala ve švýcarském Davosu.

Tato expedice na Antarktidu všem dokázala, že robot mBot Ranger zdaleka není určený jen pro děti. mBot Ranger je plnohodnotná edukativní sada, která může naučit novým věcem nejen děti ve věku 8-12 let, ale i starší generace.

Projekt – Vyhýbání se překážkám

Kromě samotného robota mBot Ranger budete k tomuto projektu také potřebovat trochu programování v programu mBlock 5. Program mBlock 5 si buď můžete bezplatně stáhnout a nebo můžete využít jeho online verzi a programovat online.

Stáhnout program mBlock

Na Livingstonově ostrově měl mBot Ranger za úkol překonávat překážky jako je kamenité nebo písčité prostředí, ale co kdybychom po něm chtěli, aby překážky nepřekonával, ale aby se jim vyhýbal? Na následujícím obrázku vidíte hotový program pro tuto činnost společně s vysvětlivkami, co každý jednotlivý blok znamená.

!Upozornění!
Doporučujeme ponechat výkon otáčení pod 50%. Výkon můžete samozřejmě zvýšit, ale bude nutné snížit časový interval, v průběhu kterého se má robot otáčet. Pokud nastavíte moc vysoký výkon otáčení společně s dlouhým časovým intervalem, může se stát, že se robot otočí moc a zaregistruje stejnou překážku dvakrát, čímž dojde k nepřetržitému otáčení. To samé platí pro moc nízké hodnoty.

Při programování je velmi důležité seřazení jednotlivých programovacích bloků. Doporučujeme si vytvořit pomyslnou „programovací“ větu, kterou můžete vidět i na našem obrázku hotového programu, abyste se ujistili, že váš program dává smysl.

Věříme, že po chvíli prozkoumávání programu mBlock 5 přijdete na své vlastní nápady, které budou složitější než jednoduché vyhýbání se překážkám.

Příště se můžete těšit na článek o minipočítači Halocode. Do té doby naviděnou.