Автономный (или способный быть) робототехнический симулятор

Я инженер-программист, работающий добровольцем с некоммерческой организацией, которая знакомит молодых девушек с технологиями. Недавно мы говорили о методах знакомства этих детей с миром робототехники, и мне любопытно, какие типы недорогих вариантов у нас есть.

Одна очень привлекательная идея - иметь онлайн-симулятор или (более предпочтительно) автономный симулятор-симулятор, с помощью которого мы можем создавать и программировать простых роботов. Возможно, не что иное, как объединение компонентов, а затем программирование взаимодействия между этими компонентами.

Какие существуют решения, которые я мог бы использовать в нашей работе?

Stage и Gazebo являются симуляторами 2D и 3D с открытым исходным кодом соответственно. Они создаются и поддерживаются проектом Player . Они очень просты в использовании и имеют много готовых карт и роботов. В зависимости от опыта вашей аудитории вам может потребоваться немного проделать тяжелую работу (например, создание файлов конфигурации и основных классов).

У них также есть пара дополнительных преимуществ. Во-первых, до тех пор, пока вы создаете свой основной управляющий код в виде плагинов проигрывателя, их можно легко адаптировать к реальным роботам. Во-вторых, существует большое количество плагинов, уже созданных для работы с реальным оборудованием. В-третьих, они работают с ROS .

Может быть, это немного дорого (75 швейцарских франков), но я все еще предлагаю Колобот . Это приятная, почти игровая среда, в которой роботы должны помочь людям сделать обитаемую космическую базу. Роботы программируются детьми, в то время как все более сложные задачи выполняются. Программа обучает основам программирования целенаправленным, забавным способом.

Microsoft робототехника БЕСПЛАТНО и включает в себя симулятор . Это не самая легкая среда в мире, однако она надежна и соответствует реальной робототехнике. Я думаю, что при некотором вовлечении учителя, чтобы настроить вещи заранее, это могло бы быть полезным. Существует «пакет» симулятора для LEGO, Neato и некоторых других роботов, и они могут быть запрограммированы на C # или на языке визуального перетаскивания.

Опять же, я думаю, что нужно было бы немного поработать, чтобы упростить использование молодежью, но это будет не так сложно, и это будет мой подход с учетом ваших требований. Я бы сказал, что с точки зрения сложности, это (Windows) по сравнению с Linux-средой с Gazebo / ROS, Windows-среда будет немного менее сложной, хотя, вероятно, большая часть этого будет скрыта при подготовке.

RobotC имеет симулятор , хотя оба являются продуктами по некоторым ценам. Тем не менее, они очень ориентированы на молодых студентов и образование. Это был бы самый простой и наиболее подходящий маршрут, если затраты не являются фактором блокировки ( около 100 долларов за лицензию для обоих пользователей для одного пользователя, 300 долларов для 6 пользователей, 600 долларов для 30 пользователей ).

Если вы покупаете студенческую версию ROBOTC для MINDSTORMS NXT от LEGO, цена может составлять 49 $ за каждую или 40 $ (более 20 лицензий)

V-Rep (виртуальная платформа для экспериментов с роботами), кажется, достаточно широка в типах симуляций, которые она может выполнять. Это бесплатно для образовательных целей и поставляется с широким спектром инструментов. Вы можете посмотреть это видео на YouTube для демонстрации.

Возможно, не полный робототехнический симулятор, но мы используем 3D CAD, Autodesk Inventor, довольно много для моделирования. Обычно мы делаем интерфейс к САПР похожим на то, что мы хотим, чтобы он был для аппаратного обеспечения. Таким образом, мы можем использовать модель CAD в качестве виртуального прототипа, чтобы:

• Лови ошибки дизайна рано. Столкновения, недостаточно удара и т. Д.
• Это также было полезно для поиска компенсации ошибок, таких как ошибки выравнивания. Используя САПР, мы можем моделировать различные ошибки одну за другой и проверять наши компенсации. Удобно иметь возможность вносить большие ошибки с известным знаком.
• САПР также дает ответы о таких моментах инерции.
• Мы также используем модель CAD для создания программы для оборудования.

Вы можете проверить « MindRover ». Это старый и труднее найти сейчас, так как оригинальный сайт больше не существует, но все еще можно найти на Ebay или Amazon . Хотя игра / миссия ориентирована, она включала в себя выбор из палитры компонентов робота, размещение их на шасси, а затем соединение их вместе. Это было действительно хорошо сделано для игры и могло использоваться, чтобы исследовать простые или полу продвинутые понятия. Некоторые скриншоты здесь: http://images.google.com/images?q=mindrover .

Если вы ищете что-то более серьезное с возможностями реального мира, вы можете попробовать FlowStone for Education . Я не использовал его, но я считаю, что это среда визуального программирования, идеально подходящая для работы типа робототехники.

Наконец, хотя это и не программное обеспечение или симуляция, я недавно натолкнулся на комментарий reddit от phblj относительно техники для введения программирования , и я подумал, что это действительно хорошо (и особенно адаптируется к программированию робототехники). Цитата:

Прекрасный пример компьютеров, которые я сделал с детьми: один ребенок попал в «программу» и дал инструкции о том, как приготовить бутерброд с арахисовым маслом и желе, но они не могли наблюдать за моими действиями. Я был компьютером и точно следовал инструкциям. Весёлый результат. (Не снимая крышку с арахисового батончика, не доставая хлеб из коробки, он у меня был). Через минуту другой ребенок подошел и попытался. Они продвинулись немного дальше, но все еще колебались. «Положите арахисовое масло на хлеб», в результате чего баночка сидела на буханке и т. Д. Потребовалось несколько детей, но в итоге мы его получили. Если у вас есть помощник, попросите его написать инструкции, как они сказали, создав «программу».

Тогда вы можете получить объяснения, но по-настоящему застряло то, что дети были «умнее, чем компьютер». Но эти компьютеры действительно очень быстро следовали инструкциям. Поэтому им нужно было использовать свои умные способности, скорость компьютеров и ... программирование!