Nova Legova robotika

Lego se po sedmih letih spet vrača na robotsko prizorišče, tokrat s popolnoma prenovljenim setom Spike Prime. Prvi pravi robotski set je Lego pod imenom Mindstorms izdal že daljnega leta 1998 po daljšem sodelovanju z Media Labom slovitega inštituta MIT. Kasneje so sledile izboljšane verzije – po RIS je pripel NXT in EV3, vse do sedanje generacije.

Spike Prime – zadnji v vrsti mindstorm ali prvi nove vrste.

Lego običajno izda dve različici robotskih setov – splošnega in izobraževalnega. Če je splošni namenjen pretežno individualnem igranju in navodila obsegajo vse mogoče in zapletene robote, pa je izobraževalni set namenjen učenju v šoli, vključno s programiranjem. Navodil je le za vzorec, tako da učenci ugotovijo prave principe, potem pa so prepuščeni lastni domišljiji. Mnogokrat svoje napore nadaljujejo tudi z različnimi tekmovanji, kot je First Lego League, o kateri smo nedavno že pisali.

Toda letošnji mindstorms je nekoliko drugačen. Najprej je tu ime – Lego je izobraževalni set poimenoval Spike Prime, mindstormsov logotip pa je viden le kot mala packa v ikoni programa. Naslednja velika sprememba so barve. Prvi mindstorms set je bil resda precej barvast, nato pa so prešli na umirjeno oranžno-sivo, pozneje rdeče-sivo kombinacijo. Najnovejši set pa spet sije v nenavadnih barvah CYMK – svetlo azurni (cian), vijoličasti (magenta), rumeni in črni. Nove pa niso le barve, temveč celoten elektronski del. Delno je to bilo pričakovano, saj je do zdaj vsaka nova različica seta pomenila nadgradnjo vsaj osnovnega procesorja, a tokrat spet gre za radikalne spremembe.

Osnovne značilnosti

Krmilno vozlišče je srce robotskega seta in je po novem več kot pol manjše od prejšnje verzije krmilnika (88 mm x 56 mm x 32 mm). Luknje za pritrditev čepkov so na vseh šestih površinah vozlišča, kar omogoča boljše vključevanje v konstrukcijo modelov. V zadnji del »kocke« sede nov in precej zajeten Li-ionski akumulator 7.3 V in 2.1 Ah, ki ga je mogoče polniti prek vgrajene vtičnice mikro USB. Namesto klasičnega zaslona LCD je pod plastiko vgrajenih 25 ledic v matriki 5x5, ki omogoča sicer simpatičen, a le grob izris preprostih ikon. Novo vozlišče ima manj smernih tipk – le dve in še tipki za vklop oziroma izklop ter za povezavo bluetooth. Poenostavitev vozlišča pomeni, da ni mogoče neposredno spremljanje parametrov tipal ali celo vpisovanje preprostih programov, temveč je to treba početi prek povezanih naprav (računalnik, tablica, telefon). Takšen premik ni nepričakovan, sploh ker podpora zajema tako polnokrvne (Windows in OS X, celo Chrome) kot tudi mobilne operacijske sisteme (iOS in Android).

Toliko barv, da se ti res zvrti.

Tudi notranjost vozlišča je bila deležna prenove. Namesto procesorja, temelječega na ARM A9, je po novem vgrajen varčnejši procesor ARM M4. V primerjavi s prejšnjo različico je celo nekoliko počasnejši (100 MHz proti 300 MHz), a to vsekakor nadomesti z optimizirano programsko opremo, ki robota zažene v nekaj sekundah.

Nekoliko bolj žgoče je zmanjšanje števila priključnih met. Če je bilo v prejšnji inačici na voljo osem mest (po štiri za tipala in motorje), jih je pri Spiku le še šest, toda po novem so univerzalna in podpirajo tako motorje kot tipala. V praksi to pomeni, da je mogoče upravljati kar šest motorjev. Hkrati pa so določena tipala, na primer triosni žiroskop in prav tako triosni pospeškomer, premaknjena v notranjost. Izkušnje iz FLL, kjer so ti robotski stroji res prignani do skrajnih meja, sicer kažejo, da nikoli ni dovolj motorjev ali tipal, a še manj omejitev ima otroška iznajdljivost, ki zna take pomanjkljivosti tako ali drugače zaobiti.

Še najbolj kontroverzna pa je zamenjava tipa priključkov za motorje in tipala. Lego je po dobrem desetletju zamenjal obliko priključkov in stare ter toge štirižilne kable nadomestil s fleksibilnejšimi šestžilnimi. To sicer ni prva menjava električnega sistema (ljubitelji Lego vlakov so v dobrih štiridesetih letih šli skozi pet menjav), a ob prejšnji menjavi se je Lego potrudil z vmesniki, ki so omogočali uporabo stare opreme, tokrat pa ni tako. Čeprav je namen tega združevanje celotne Lego elektronike na enaki osnovi, pa ima veliko kupcev doma že nekaj starejših motorjev. Prav tako prehod na nov standard še ni čisto zaključen. Tako v ponudbi še vedno ostaja stara različiva Mindstorms EV3, ki jo Lego namenja nekoliko starejšim učencem (srednješolcem), Spike Prime pa naj bi bil za starejše osnovnošolce. Kakorkoli že, nova tipala in motorji imajo zdaj svojo priključno žico, ki je dolga 20 cm in je (vsaj za zdaj) ni mogoče podaljšati, kar pomeni, da morajo biti motorji in tipala blizu vozlišča, kar za sabo potegne kar nekaj omejitev. Motorji (v setu sta dva srednje velikosti in en večji) so novih, bolj oglatih oblik, pri čemer imajo več priključnih mest. Oba tipa motorjev sta nekoliko šibkejša od predhodnikov, a to ni ovira, sploh glede na manjšo velikost in težo vozlišča.

Set ravno ne poka po šivih od števila kock.

Pri tipalih je nekaj sprememb – prvič je uporabljeno tipalo sile, ki je nadomestilo preprostejše tipalo dotika. To omogoča meritev sile med 0 in 10 N. Ultrazvočno tipalo razdalje je opremljeno z več diodami LED, ki jih je mogoče krmiliti, navodila pa razkrivajo, da ga je mogoče razdreti in nadgraditi. Kako osvežujoče v primerjavi z drugimi proizvajalci elektronike, ki z lepili in s čudnimi vijaki svoje elektronske skrivnosti skrivajo bolj kot kača noge. Poleg omenjenih je tu še tipalo za barvo, ki meri tudi vpadno in odbito svetlobo.

Praksa

Programsko okolje se preprosto imenuje Spike. Čeravno deluje hitro, se opazi, da je nastalo z mislimi na mlajše uporabnike. Tako je na voljo kar precej pomoči, od splošnih lekcij do pomoči pri programiranju. Ko se uporabnik prebije mimo vseh možnosti in se priključi na vozlišče (to je omogočeno prek bluetooth povezave ali priloženega kabla USB), ga pričaka možnost izdelave že obstoječega modela ali svojega (programskega) projekta. V primeru obstoječega modela je treba slediti navodilom na zaslonu, ki so sicer razmeroma pregledna, a nič več kot to (ni različnih 3D-pogledov – te resda uporablja le malokdo, a glede na to, da si Lego lasti več inženirskih orodij 3D, so vsaj tisti bolj radovedni med nami malenkost razočarani). Pohvalno je, da so nekateri modeli zastavljeni modularno, tako lahko otroci hitro pridejo do različno delujočih robotov.

Programska oprema pa podpira dva programska jezika. Prvi je grafični, ki je zelo podoben klasičnemu scratchu, pri čemer so grafični bloki pač prirejeni robotu (na primer blok za premik motorja ali blok za uvoz vrednosti tipala razdalje). Drug jezik pa je python, ki je prav tako razširjen z naborom ukazov za podporo motorjem in tipalom. Ta dodatni nabor ukazov pa je še dodatno podprt s popisom in primeri. Prav tako aplikacija pri prevajanju programa opozori na napake, tako da jih ni težko popraviti, še preden zaženemo robota. Za programe je v vozlišču na voljo 20 programskih mest, kar bi načelno moralo zadoščati tudi za zahtevnejše uporabnike.

Čeprav se programska oprema kiti, da je kompatibilna z množico operacijskih sistemov, pa v praksi ni tako sijoče. Naš šele leto star androidni telefon ni podpiral kontrolnega programa (verzija 1.3.0), zato verjetno ne bodo delovale niti starejše androidne tablice, ki jih običajno namenimo mulcem za ubijanje časa. Vseeno upamo, da je to bolj hiba trenutne aplikacije za izobraževalni komplet. Verjetno bo aplikacija za splošni komplet manj zahtevna, vseeno pa se ne moremo znebiti vtisa, da programje še ni povsem optimalno.

Delovanje robota ni prav hipno. Zdi se, da za vsako vrstico pytonovske kode ali blokovnega jezika porabi kako desetinko sekunde. To je res nekoliko počasi za industrijske aplikacije, a za izobraževalne namene ni moteče. Še več, radovedneži bodo tako lažje sledili delovanju robota. Prav tako smo preverili kompatibilnost s starimi motorji – uspešno smo uporabili motor in tipalo iz kompleta Lego Boost. Resda v kontrolnem programu ni mogoče neposredno spremljati podatkov (na primer položaj motorja), a oba priključka ubogata ukaze brez kakršnegakoli dodatnega posega.

Enostavno programiranje s programskimi bloki.

Po preizkušanju pa se ne moremo znebiti vtisa, da ima osnovni Lego Spike Prime set premalo komponent – le dobrih 500. To je še posebej pereče pri kompleksnejših oblikah, na primer pri zobnikih, kolesih, spojnikih in podobnem, tako da ne moremo narediti vsega, kar nam srce poželi (za primerjavo, Airbus A380 je sestavljen iz nekaj milijonov sestavnih delov). Tako bomo kmalu segli po dodatnem kompletu, ki vsebuje prek 600 dodatnih kock. Entuziasti pa bodo tako in tako dodali katerega od večjih Lego kompletov.

Cena osnovnega kompleta Lego Spike Prime je 400 evrov, a je v primerjavi z nekaterimi drugimi Lego seti, katerih cena se počasi bliža tisočici, razmeroma ugodna. Tudi zato je Lego Spike Prime zelo dober uvod v učenje programiranja in gradnje robotov.

Lego Spike Prime Education

robotski komplet

Kje: Legama, legama.si

Cena: 400 EUR

Za: Zabaven robotski komplet.

Proti: Premalo kock, nekatere funkcije slabše od predhodnika.