Výukoví roboti: atraktivní programování za pár dolarů

Michal Černý 26. 11. 2014

Programátorů je málo a algoritmické myšlení je důležité. Na těchto dvou premisách se zřejmě shodnou téměř všichni. Bohužel většinu mladých lidí klasické programování nudí. Jednou z cest, jak učinit programování přitažlivějším pro děti i dospělé, je nahradit klasické programovací jazyky roboty.

Vzdělávací roboti mají podle velké části pedagogické obce velký potenciál a jak v tuzemských vzdělávacích politikách, tak také v například v Digitální agendě je problematice rozvoje algoritmického myšlení věnován poměrně velký prostor. Základním cílem výuky programování na základních a středních školách nemá být ovládnutí nějakého konkrétního jazyka (ostatně například populární Pascal či Baltazar nejsou pro nic praktického úplně vhodné nástroje), ale spíše naučit strukturovaně přemýšlet. Analyzovat problém, rozdělit jej na malé části a ty postupně zvládnout.

V případě klasického programování jde ale pro děti často o činnost nepříliš zábavnou – u většiny jazyků musí řešit spoustu formálních záležitostí a výsledek je často nemastný neslaný. Vše je navíc zatíženo notnou dávkou abstrakce (jistě, jsou i výjimky), což v mladším školním věku také není úplně praktické. Jedno z řešení, které se nepochybně nabízí, je využít výukové roboty, které by mohl student či žák jednoduše programovat.

Výhody jsou zřejmé – je zde robot, který se nějak pohybuje, chová se podle zadaných algoritmů, vše je rychlé, akční a zajímavé. Pokud chceme, můžeme do takové výuky snadno zařadit nejrůznější prvky soutěží nebo naopak kolaborativní úlohy. Ještě poměrně nedávno byl přitom problém v ceně robotů, což je parametr, který se hodně otáčí. Vývojáři (často z velkých univerzit) začali hledat cesty, jak vytvořit jednoduchého levného robota a ne přístroj typu Jimmy, který bude stát v dobrém případě tisíc dolarů. Funkční hranice je pro vzdělávací potřeby typicky asi desetkrát až dvacetkrát nižší a to v prostředí západního světa. Jestliže hledáme cestu pro vzdělávání v rozvojových zemích, je třeba jít ještě více na dřeň.

Jimmy už je „velký“ robot, patřičně drahý

Pokud jde o parametry, které takový robot musí splňovat, tak se nabízí snadné programování, slušná odolnost vůči mechanickému poškození (jde o pomůcku pro děti), bezpečnost a přitažlivost. Poslední kritérium se většinou příliš neřeší, ale dle mého soudu bude pro masivní implementaci do výuky klíčové, jestliže má práce s robotem žáky skutečně bavit.

Situace na trhu

Pokud jde o trh s roboty určenými pro vzdělávání, není vůbec malý nebo nezajímavý. Na druhou stranu mu ale (až na výjimku v podobě Lega) chybí silný hráč, který by udával směr vývoje. Z hlediska open source komunity je nesporně zajímavý také fakt, že drtivá většina strojů je open hardware a proprietární nejsou ani navazující služby či nástroje.

Shield Bot stojí 69 dolarů a nabízí poměrně pěkné a kompaktní provedení vozítka s kolečky. Technicky stojí na platformě Arduino, je vybaven pěti IR porty, USB portem pro programování a napájení a také řadou rozšiřujících slotů.

Shield Bot: powered by Arduino

MIT SEG je velice zajímavý v tom, že se neprodává jako hotový robot, ale je třeba si ho poskládat a vyrobit v podstatě na koleně. Na webu je k dispozici manuál, nákupní lístek i patřičný software pro programování. Jedno zařízení přijde na necelých 21 dolarů a stojí na Arduino Pro Mini. Výsledek působí poměrně nezvykle, ale rukodělný zážitek může být u starších žáků velice zajímavý. Důležité také je, že jde o jeden z mála projektů, které mimo hardware a software řeší i výuku, dokumenty, postupy, metodiky.

MIT SEG: nejdřív postavit, pak programovat

Jeden z nejlevnějších je Tiny CNC, což je Plotterbot, tedy kreslící robot. Pomocí programování mu můžete říci, co a jak má nakreslit a on dílo realizuje. Cena je od 6,40 do 15 dolarů v závislosti na komponentách a pohodlnosti ovládání po sestavení. Také si jej každý uživatel musí sestavit sám. Manuál v tomto případě rozhodně stojí za přečtení, protože dopodrobna řeší vše – jak sestavit, co koupit, kde ušetřit, jaké jsou možné alternativy atp.

Tiny CNC: velké kreslení v malém

Pi-bot stojí 99 dolarů a je tak na hranici levných zařízení. Na druhou stranu není třeba nic sestavovat a vše má člověk v jednom balení. Uvnitř také tepe Arduino a výsledek vypadá jako závodní autíčko. Autoři si dali práci nejen s pěkným provedením a dobrou manuálovou podporou, ale také s pohodlným a plnohodnotným programátorským přístupem. Otázkou je, zda je C to pravé pro začátek programování.

Pi-Bot: kompletní robot s malinou

AERobot pochází z MIT a jde vlastně jen o jeden plošný spoj s procesorem ATmega168 na frekvenci 20 MHz. Cena je 10,70 USD a jde o variantu, kdy si robota uživatel poskládá zčásti sám. Vše je ale jednoduché a podle videa by to neměla být záležitost delší než deset minut i pro naprostého laika. Programuje se skrze prostředí Minibloq, které je určené dětem. Nechybí zde dioda pro binární stav ani IR ovládání i s čidly (včetně optických) a USB výstup.

AERobot: poskládat zvládne každý

Nabídka je ale samozřejmě mnohem širší a neustále se hledají nápady, jak spojit softwarové, hardwarové a vzdělávací aspekty dohromady tak, aby byl výsledek co možná nejlepší. Faktem je, že necelé tři stokoruny může škola na žáka bez větších potíží do jedné nebo dvou učeben věnovat už nyní. Pro děti bude ale asi nejpřitažlivější Lego Mindstorm, což je vizuálně velice pěkná řada od Lega, ke které se dá dokupovat spousta komponent. Nevýhodou je ale cena, která začíná okolo devíti tisíc za robota.

widgety

Že je Lego pro děti? Ale kdeže! Tohle je plné motorků, elektroniky, hejblátek a čidel. Řízené je to počítačem s Linuxem a možnosti jsou prakticky neomezené.
Autor: Lego

Že je Lego pro děti? Ale kdeže! Tohle je plné motorků, elektroniky, hejblátek a čidel. Řízené je to počítačem s Linuxem a možnosti jsou prakticky neomezené.

Patří budoucnost robotům?

Naučit robota překonat překážku, projít bludištěm nebo přivést pomeranč může být pro žáky mnohem zajímavější než psát „hello world“ v libovolném programu. Tak jako Karel nebo Baltazar představovali programování, kde chodila postavička ploše a něco dělala, tak výukoví roboti tuto činnost převádějí do fyzického světa, což jistě zvyšuje atraktivitu celého procesu. Naučit se algoritmicky přemýšlet (alespoň v základech) tak vlastně přichází samo a hrou. V tomto ohledu lze rozhodně říci, že podobným systémům budoucnost patří.

Na druhou stranu zde stále neexistuje dostatečně školsky funkční a použitelné seskládané řešení za rozumnou cenu. Tak, jak se trh bude zvětšovat, můžeme se dočkat pohledných provedení. Možná by nebylo od věci dát k dispozici alespoň model karoserie pro tisk na 3D tiskárně, která se přece jen šíří rychleji. Jde každopádně o trend, který se vyplatí sledovat.

Našli jste v článku chybu?
Podnikatel.cz: Nemá dluhy? Zjistíte to na poště

Nemá dluhy? Zjistíte to na poště

Podnikatel.cz: Letáky? Lidi zuří, ale ony stále fungují

Letáky? Lidi zuří, ale ony stále fungují

Vitalia.cz: Tesco nabízí desítky tun jídla zdarma

Tesco nabízí desítky tun jídla zdarma

Lupa.cz: Jak se prodává firma za miliardu?

Jak se prodává firma za miliardu?

Podnikatel.cz: ČOI zamířila na e-shopy. Zaplatí 1,5 milionu

ČOI zamířila na e-shopy. Zaplatí 1,5 milionu

120na80.cz: Co je padesátkrát sladší než cukr?

Co je padesátkrát sladší než cukr?

Podnikatel.cz: Udělali jsme velkou chybu, napsal Čupr

Udělali jsme velkou chybu, napsal Čupr

Vitalia.cz: Jak Ondra o astma přišel

Jak Ondra o astma přišel

Lupa.cz: Cimrman má hry na YouTube i vlastní doodle

Cimrman má hry na YouTube i vlastní doodle

120na80.cz: Galerie: Čínští policisté testují českou minerálku

Galerie: Čínští policisté testují českou minerálku

120na80.cz: Nejsilnější alergeny jsou pryč

Nejsilnější alergeny jsou pryč

Vitalia.cz: Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Lupa.cz: Adblock Plus začal prodávat reklamy

Adblock Plus začal prodávat reklamy

DigiZone.cz: DVB-T2 ověřeno: seznam TV zveřejněn

DVB-T2 ověřeno: seznam TV zveřejněn

Měšec.cz: TEST: Vyzkoušeli jsme pražské taxikáře

TEST: Vyzkoušeli jsme pražské taxikáře

Podnikatel.cz: Takhle se prodávají mražené potraviny

Takhle se prodávají mražené potraviny

Vitalia.cz: Tahák, jak vyzrát nad zápachem z úst

Tahák, jak vyzrát nad zápachem z úst

Lupa.cz: Další Češi si nechali vložit do těla čip

Další Češi si nechali vložit do těla čip

Vitalia.cz: Muž, který miluje příliš. Ženám neimponuje

Muž, který miluje příliš. Ženám neimponuje

DigiZone.cz: Parlamentní listy: kde končí PR...

Parlamentní listy: kde končí PR...