Lego šteje RIS, NXT, EV3

Roboti Lego Mindstorms so v poldrugem desetletju od nastanka dodobra zavladali na trgu sestavljivih robotskih igrač. Preizkusili smo tretjo generacijo robotskih kompletov – Lego Mindstorms EV3.

Razcvet elektronike v zadnjih letih in nastanek zahtevnejših krmilnikov vrste Ardunio in Rasberry Pi tovarni Lego nekoliko maje prestol, predvsem pri starejših kupcih, ki radi posegajo po resnejših »igračkah«. In čeprav se zdi, da drugi izdelovalci (na primer stara konkurenta Meccano in Fischertechnik) ne dosegajo Legove ponudbe, vsaj kar zadeva komplete, kjer lahko v roku nekaj minut sestavimo delujočega robota, je Legova novost logičen korak naprej.

Kot nakazuje že ime, gre bolj za evolucijo kot za revolucionarne spremembe, kar glede na dosedanji uspeh niti ni napak. Čeprav so novi tako osrednji krmilnik EV3 (že v recenziji pred leti smo ugotovili, da mu – zaradi velikosti in teže – poda neposredni prevod iz angleščine – opeka) kot motorji in tipala, pa je komplet vsaj delno združljiv za nazaj. Stari (NXT) motorji in tipala bodo delovali tudi z novim krmilnikom, s starim pa trenutno delujejo le novi motorji.

Novi osrednji komplet Mindstorms je na voljo v dveh okusih – običajnem prodajnem (retail) za posameznike in izobraževalnem (education), namenjenem šolam, učencem in študentom. Ker se je Legu s slednjim nekoliko bolj mudilo, saj ga je moral pripraviti pred začetkom novega šolskega leta in šolskih tekmovanj v robotiki, smo tudi mi dobili za preizkus izobraževalno različico. Slednja se od običajnih loči po tem, da poudarek ni na individualni gradnji, temveč na sodelovanju tako med učiteljem in učenci kot tudi med samimi učenci. Izobraževalna različica ponuja spremljanje stanja robota in tipal, pri čemer so tu podatki na voljo tudi za kasnejšo analizo. Z vsem tem Lego hitro prerašča okvire same igrače in se približuje zahtevnejšim robotskim sistemom. komplet je naprodaj v lični plastični škatli, ki omogoča lažje delo in tudi pospravljanje in je namenjen predvsem starejšim učencem, dijakom in študentom, nekje med 10 in 21 letom starosti.

Tri generacije Mindstormsov na kupu.

Strojna in programska oprema

Srce kompleta Mindstorms je krmilnik, ki ga tokrat poganja 300 MHz procesor ARM9, kar je precejšen napredek v primerjavi s prejšnjo različico. Krmilnik ima 16 MB pomnilnika flash, 64 MB pomnilnika in po štiri vtičnice za tipala in motorje (eno več kot prej), s katerimi lahko komunicira do 1000-krat na sekundo (trikrat hitreje kot prej). Krmilnik je opremljen z mini režo USB za povezavo z računalnikom in režo za kartice mikro SD. Zanimiva je tudi reža USB, ki omogoča priključitev zunanjih naprav (npr. ključka WIFi) ali pa povezavo z največ štirimi drugimi krmilniki, pri čemer lahko tako upravljamo kar 16 motorjev in prav toliko tipal. Sam krmilnik omogoča povezavo tudi prek bluetootha, s kar sedmimi napravami. Za lažje upravljanje ima krmilnik zdaj šest gumbov z večbarvno osvetlitvijo tipk in večji zaslon, ki pa ni barven, niti občutljiv za dotik. Med tipali je nekaj novosti – izobraževalni različici je priloženih kar pet: dve kontaktni tipali, ultrazvočno tipalo za merjenje razdalje, tipalo za svetlobo, ki zaznava tudi različne barve, in žiroskopsko tipalo, ki zaznava vrtenje okoli osi. Slednje je bilo doslej na voljo le s strani izdelovalcev dodatne opreme po precej zasoljeni ceni. V nasprotju s tem ima prodajna različica »le« tri tipala – kontaktnega, svetlobnega in IR. Slednji deluje v dveh vlogah – kot merilec razdalje in kot sprejemnik IR – v kompletu je namreč priložen še daljinec. A to ni vsa razlika, izobraževalni različici je priložena tudi zmogljiv litijev akumulator za lažje delovanje v učilnici. Obema različicama pa so dodani po tri motorji: dva večja in en manjši. Krmilnik je z računalnikom lahko povezan prek kabla USB, bluetootha ali WiFija. Pri slednjem krmilnik potrebuje ključek USB WiFi.

Število običajnih kock v kompletu je glede na ceno razmeroma majhno, a Lego predvideva, da prave potrebe po izobilju delov ni. S priloženimi kockami je mogoče narediti nekaj tipičnih izdelkov, za zahtevne pa je na voljo še dodaten komplet kock. Kocke so seveda združljive s kompleti Lego technic, razen motorjev PF, ki zahtevajo svoje kable. Lego kockam manj vajenim očem in prstom bo v pomoč, da so kocke v kompletu pretežno le v eni barvi – tako so ozke puše v rumeni in široke v sivi barvi. Sledenje navodilom je s tem lažje in hitrejše.

Večje spremembe so pri programski opremi. Operacijski sistem krmilnika je tokrat posebna različica Linuxa, kar pomeni še večjo odprtost celotnega sistema. Prav odprtost sistema se Legu pozitivno obrestuje, saj se je v 15 letih razvila velika spletna skupnost, ki skrbi za neusahljiv vir novih zamisli – od modelov prek programja do dodatne strojne opreme. Delo z roboti se ni bistveno spremenilo – še vedno večina programiranja poteka na računalniku, čeprav je zdaj tudi na krmilniku mogoče sprogramirati preprostejši program. Kaj več pa verjetno ne, vsaj zaradi omejitev, ki jih prinaša monokromatski zaslon LCD, velik 178 × 128 pik. Za programiranje na računalniku je Lego posodobil svoj grafični jezik, zdaj je vizualno bolj podoben jeziku, ki ga uporablja v kompletih za osnovnošolce WeDo, kar omogoča lažji prehod. Programsko okolje temelji na programu LabView, od koder je prevzelo tudi elemente grafičnega vmesnika. Programiranje je podobno kot pri prejšnji različici – uporabnik niza ukaze podobno kot kocke, pri čemer so zdaj ukazni bloki večji in zato ni potrebe po podmenujih. To pa je lahko dvorezen meč, saj programi lahko postanejo zapleteni. Zaradi obilo možnosti se prenovljeni programski jezik kljub vsemu zdi nekoliko manj intuitiven kot prej. A poskrbljeno je tudi za tiste, ki se jim ne ljubi delati svojih programov – uporabijo lahko že izdelan program, oziroma ga prilagodijo svojim željam. Še zahtevnejši pa lahko tako kot doslej uporabijo RobotC ali kakšno drugo orodje, ki ga bodo pripravili navdušenci. Pri programski opremi pa je treba opozoriti, da jo izobraževalna različica na voljo le za doplačilo in v primerjavi z običajno omogoča nekatere bonbončke.

Izobraževalno programsko orodje vsebuje navodila za pet osnovnih modelov – univerzalni trikolesnik, robotsko roko, sortirnik kock, psa in Gyro Boya. Zdi se, da je slednji zvezda kompleta, saj pokaže uporabnost novega žiroskopskega tipala. Sama navodila so dokaj preprosta, resda pa jih je treba gledati na zaslonu računalnika (trenutno je programska oprema omejena na operacijske sisteme Windows oziroma OSX). Programska oprema vsebuje tudi šest razširjenih modelov, ki jih je mogoče izdelati z osnovnim in razširitvenim kompletom – slona, daljinski bluetooth kontrolnik, robotski tank, plezalca po stopnicah in pošast Znap. Največji model – tovarna vrtavk ­– zahteva kar dva osnovna kompleta in enega razširitvenega. Pri slednjem je treba skupaj povezati dva krmilnika in šest motorjev in štiri tipala. Robot deluje tako, da se mu z barvnimi kodami določi zaporedje sestavljanja vrtavk. Robot potem izbere ustrezne sestavne dele (ti so resda že deloma sestavljeni) in jih sestavi v vrtavko. Na koncu vrtavko že zavrti in spusti na mizo. Zaradi cene verjetno ta model ne bo prišel na veliko domačih miz, kljub temu pa bi v šolah lahko poskrbel za navdih za sestavljanje podobno delujočih industrijskih robotov. Naj poudarimo, da so priložena tudi posebna navodila za učitelje, v katerih so opisani cilji posameznih nalog (zamisel je pravzaprav »grozljiva« – v igro oziroma sestavljanje modelov je skrito učenje, spoznavanje nekaterih inženirskih načel in podobna »nekoristna navlaka«). V pomoč pri snovanju in izboljšavi robotov je tudi možnost zajema podatkov (data-logging) za kasnejše analize. Omogoča pa zajem vseh parametrov tipal (npr. svetlobe, nagiba tipala, položaja motorjev) in programskih spremenljivk.

Lego je napovedal, da bo redni prodajni komplet za kupce na voljo po 1. septembru. Obenem naj bi predstavil tudi programsko opremo, ki bo za domače uporabnike na voljo brezplačno. Še več, Lego obljublja, da bodo navodila za nekatere modele na voljo v 3D aplikacijah za tablice, kjer bo uporabnik lahko model opazoval s poljubnega zornega kota, nekako tako kot sami vrtimo v rokah realni model. Z osnovno programsko opremo bo kupec dobil navodila za pet osnovnih modelov, obenem pa so napovedana še navodila za 12 dodatnih brezplačnih modelov.

Najnovejši različici Legovih Mindstormsov se pozna, da se je komaj znašla na trgu. Določenih izdelkov še ni na voljo (na primer aplikacije za telefone in tablice), stare pa ne delujejo z novim krmilnikom. Dodaten problem, ki smo ga opazili, je muhavost trenutnega sistema (različica 1.03), pri čemer sumimo vpliv napetosti v bateriji, saj smo imeli težave, ko smo namesto priložene litijevega akumulatorja uporabljali polnilne baterije AA NiMH.

Kljub manjšim porodnim težavam kompleti Lego Mindstorms ostajajo v vrhu ponudbe sestavljivih robotov. Izobraževalna različica, ki smo jo preizkusili, je resda namenjena šolam, a dodatna tipala, baterija ipd. verjetno odtehtajo precej visoko ceno igračke. Toda vse možnosti, ki jih Lego ponuja že na začetku, kažejo, da nimamo opravka z igračko, temveč s sodobnim izobraževalnim orodjem, spretno zakrinkanim v lego kocke. Resda boste morali kako uro ali dve presedeti z otrokom, toda tega ne morete šteti za slabo.  

Video

Kako so Legovi robotki videti v praksi, si lahko ogledate na tem posnetku: www.monitor.si/mindstorms

Lego Education EV3, osnovni komplet

Izobraževalni robotski komplet z motorji in tipali.

Kje: Mladinska knjiga, www.emka.si/lego-Mindstorms-ev3-10-PLUS/CA/15388, www.legoeducation.us/Mindstorms.

Koliko: 368 EUR.

✓    Nova različica izobraževalnega kompleta Lego Mindstorms z več tipali in prenovljeno programsko opremo.

✗    Primernejši za šolsko rabo, cena.