За да се ориентират роботите, построени от комплектите по роботика на Lego от серията Mindstorms, те използват сензор с ултразвук или както го наричаме ние сензор за разстояние. Но преди да ви разкажа как работи той, е добре да ви припомня малко полезна информация за това какво изобщо представлява вълната и в частност звуковата и ултразвуковата.

Най-лесно ще е да запомните, че звуковата вълна е механично трептене. Тя се „излъчва“ от източник, разпространява се в съответна среда (това условие е задължително, затова във вакуум не се чува нищо и епизодите на Star Wars, заснети в космоса, няма как да са толкова шумни и ефектни, както ни ги представят по филмите) и се приема от приемник. Звуковата вълна е с такива характеристики, че човешко ухо е способно да я възприеме. Когато обаче една вълна надмине честота някъде около 20 000 Hz тя е ултразвукова и не може да бъде възприета от човек.

В нашия случай сензорът за разстояние изпраща ултразвукови вълни, които се отразяват в предметите пред тях и се връщат обратно в сензора. Вземаме предвид и че скоростта на звука във въздуха е сравнително постоянна и е около 350 m/s. Така роботът може да прецени на какво разстояние се намира препятствието и според зададената му програма да реагира.

А ето и как изглежда част от програмата (изградена с NXT Mindstorms 2.0), когато искаме нашият робот да отбранява своята територия в определен периметър:

Освен хилядите приложения на ултразвука в науката и технологиите, можете ли да се сетите как се измерва дълбочината на морското дъно и как се правят подводни карти? С ултразвуков сензор, подобен на нашия, но „малко“ по-голям.

Ето как ние използвахме ултразвукови сензори в нашите роботи – единият е изследовател (разхожда се без да се блъсне никъде), а другият е инструктиран да търси пластмасови топки, ги хваща и да реагира различно според цвета им:

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=VNnVTiGX4Ig]

След няколко занятия по роботика решихме да си направим състезание.

Битката беше оспорвана. Имаше нерви, сълзи, „бой“, цупене. Имаше отборна игра. Имаше победители и победени. Хубаво е винаги да се борим за победа, но трябва да знаем (да се научим) как достойно да посрещнем загубата и да извлечем максималното от нея. И това трябва да научим от малки.

Това беше нашето поле:

Поле за състезание

Задачата бе да се конструира и програмира робот, който за 1 минута да събере максимален брой точки.

Препятствията бяха следните. За всяко предоставям снимка и чертеж с Lego Digital Designer:

Прибиране на „куба“ в базата – 10 точки. Чертеж.

Кубът от състезанието

Прибиране на „елементът“ в базата  – 20 точки. Четреж.

"Елементът"

И последната – най-трудна задача. Да се раздели топката от поставката – 30 точки. Чертеж

Топка върху поставка. Трябва да се разделят.

Върху полето имаше и две препяствия направени от гуми. Може да ги видите на клипчето по-долу. Ако роботът ги събори му се взимат 5-точки.

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=m_UvtrYONRw]

Забавлявахме се. Експериментирахме. Импровизирахме. И най-важното – научихме много.

Има три типа хора – такива, които могат да броят и такива, които не могат!

По същия начин има и два типа софтуер – труден за използване и мнооогооо труден за използване

LeoCad определено е от втория. След 3 часа работа се наложи да спра защото не намерих една от лего частите необходима за довършване на конструкцията. Имах желание да моделирам любимата ми кола от детството. Днес си дадох сметка, че пазя тази лего количка от 16 години. А от кога са вашите най-стари легота (може да използвате коментарите)?

Щях да й сложа жълти лети джанти, сиво стерео и червен кожен салон, но успях да стигна само до тук:

В статията за Lego Digital Designer разказах как може да си измоделирате (построите) лего робот чисто софтуерно. Лего са силни в много неща, но едно от тях изпъква – знаят как да направят продуктите си достъпни и разбираеми за деца.

Съществуват обаче и други начини да направите модел на конструкция от лего части. Програмата, която разучавам в момента е LeoCAD, а ето и какво постигнах с нея следвайки едни tutorial:

Сега се сещам, че и аз едно време имах абсолютно същата количка. Класика!

Програмата е доста мощна и изглежда по следния начин:

Препоръчвам на всеки с отношение към 3D моделирането да я пробва. Освен, че може да въртите сцената на произволен ъгъл, можете да използвате и различни камери от, които да наблюдавате сцената. Имате Grid по различните оси и много други неща, а броят на частите е страшно голям. Можеби главният и недостатък е, че ако сте на 10 години ще ви е трудно да се научите да я ползвате.

Освен това мисля, че намерих добро попълнение към войската ми от пумпали:

Вече няма галактика, която може да ни спре…