Разработка конкурсного мероприятия по робототехнике

Оборудование: базовые комплекты робототехнического конструктора Lego Mindstorms EV3

Конструкторы собраны в базовую конструкцию Robot Educator.

Регламент: Организационная часть – 10 мин.

Модернизация робота, программирование и тестирование – 50 мин.

После истечения этого срока роботы сдаются в карантин, где проходят проверку судьями. Робот выдается из карантина участнику непосредственно перед выполнением задачи.

Практическая часть – 20 мин. Участники поочередно берут свой робот из карантина, запускают программу, выполняющую заданную задачу. Судьи оценивают работу робота по оценочному листу.

Заключительная часть – 10 мин. Подведение итогов мероприятия

Задания для старшей группы:

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

1.       Часовой

Исходное состояние:

На игровом поле в вершинах воображаемого квадрата со стороной 60 см стоят флажки (стаканчики).

Робот устанавливается автором программы самостоятельно, таким образом, чтобы он находился рядом с одним из флажков с внешней стороны квадрата (см. рис.).

Задание:

Написать программу движения робота вдоль периметра квадрата, таким образом, чтобы он обогнул все четыре флажка, не задев их, но и не удаляясь от стороны квадрата более чем на 20 см. Параллельно робот должен обнаруживать нарушителей (стаканчики) на расстоянии до 1 метра от себя по курсу движения и выдавать звуковой сигнал «Detected». Задание считается выполненным, если робот вернулся в начальную точку движения с погрешностью не более 5-10см и обнаружил всех нарушителей. Пересечение воображаемой линии соединяющей вершины квадрата считается недопустимым. Направление движения робота вокруг периметра (по часовой стрелке или против) несущественно.

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

2.       Радар

Исходное состояние:

Робот находится в выбранной точке. Вокруг него на произвольном расстоянии (<1 м) находятся объекты (стаканчики).

Задание:

Двигаясь вокруг своей оси, робот должен обнаруживать объекты. При обнаружении объекта, робот останавливается на 1 сек., показывает на экране  расстояние до объекта и выдает звуковой сигнал (любой). Далее продолжает задачу бесконечно.

Удаление робота с исходной точки недопустимо (допускается погрешность работы двигателей)

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

3.       Змейка

Исходное состояние:

На игровом поле установлено три флажка (стаканчика). Расстояние между флажками 40 см, флажки образуют одну линию.

Задание:

Написать программу движения робота между флажками «змейкой» (см. рис.). Движение робота закончить в исходной точке.

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

4.       Тяни-толкай

Исходное состояние:

Робот стоит на игровом столе. Перед роботом строго по оси его взгляда, но на неизвестном расстоянии, находится картонная коробка. Расстояние до коробки от 20 до 150 см. За роботом на расстоянии 5 см стоит флажок.

Задание:

Робот должен измерить расстояние до коробки и сохранить показания в переменной. Одним непрерывным движением вперед проехать это расстояние. Касание коробки не требуется, однако расстояние до нее в момент остановки робота должно быть минимальным.

Пятясь задним ходом вернуться назад, ориентируясь на значение, хранящееся в памяти.

Задача считается выполненной, если робот остановится не дальше 5 см от флажка, но не опрокинет его.

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

5.       Исполнитель

Исходное состояние:

Робот находится в произвольной точке и не двигается до подачи команд цветом. Движение роботом управляется цветными кубиками (из набора Лего).

Задание:

Робот должен выполнять все действия только в том случае, если к датчику поднесен управляющий цветной кубик:

Синий – робот поворачивает налево на месте;

Зеленый – двигается вперед;

Желтый – робот поворачивает направо на месте;

Красный – двигается назад;

Черный – издает звуковой сигнал «Horn 1»

Задания для младшей группы:

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

1.       Измеритель

Исходное состояние:

Впереди робота на неопределенном расстоянии (<1м) находится препятствие (стена).

Задание:

Робот должен проехать вперед, коснуться препятствия, остановиться, издать звуковой сигнал («Touch») и отъехать назад на расстояние 35 см. Издать звуковой сигнал «Okay».

Ограничения: не допускается использование ультразвукового датчика.

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

2.       Детектор линий

Исходное состояние:

Впереди робота по курсу движения на неопределенном расстоянии нанесены поперечные черные линии.

Задание:

Робот двигается вперед, пересекает линии и издает звуковой сигнал «Detected». После пересечения третьей линии робот должен остановиться и издать звуковой сигнал «Good job».

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

3.       Клоун

Исходное состояние:

Положение робота не важно.

Задание:

Робот должен реагировать на нажатие кнопок управления микроконтроллером. При нажатии на кнопку робот на экране высвечивает картинку (выражение глаз) и издает звуковой сигнал:

← - глаза Bottom left, звук Uh-oh

↑ - глаза Love, звук Magic wand

→ - глаза Middle Right, звук Laughing 1

↓ - глаза Tear, звук Crying

□ – глаза Angry, звук Sorry

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

4.       Радар

Исходное состояние:

Робот находится в выбранной точке. Вокруг него на произвольном расстоянии (<1 м) находятся объекты (стаканчики).

Задание:

Двигаясь вокруг своей оси, робот должен обнаруживать объекты. При обнаружении объекта, робот останавливается на 1 сек. и выдает звуковой сигнал (Laser). Далее продолжает задачу бесконечно.

Удаление робота с исходной точки недопустимо (допускается погрешность работы двигателей)

Модернизировать и запрограммировать робот для выполнения задачи

5.       Жук

Исходное состояние:

Робот находится в любой точке поля

Задание:

Робот должен реагировать на нажатие кнопок управления микроконтроллером:

Левая: поворачивать влево на месте;

Верхняя: двигаться вперед;

Правая: поворачивать вправо на месте;

Нижняя: двигаться назад;

Центральная: издавать звуковой сигнал (Insect Buzz 2).

Все команды выполняются до тех пор, пока нажаты кнопки управления.

Критерии оценивания:

Максимальное количество баллов за выполнение задания: 20.

Штрафные баллы начисляются и вычитаются из максимального количества:

·         Подсказка тренера – 1 балл. Подсказка может быть использована неоднократно, за каждую начисляется штрафной балл.

·         Использование деталей, функционально не соответствующих выполнению задачи – 3 балла.

·         Использование звуком и изображений, функционально не соответствующих выполнению задачи – 3 балла.

·         Робот выполняет задачу с незначительными ошибками – 1 балл.

·         Робот выполняет задачу с серьезными ошибками – 3 балла.

·         Робот не выполняет или неправильно выполняет задачу – 5 баллов.