Программы для программирования роботов

Содержание

Что такое RoboDK?

RoboDK — это мощный, но в тоже время доступный программный продукт для моделирования любых промышленных роботов и создания программ управления различными роботизированными системами.

RoboDK позволяет получить максимальную отдачу от вашего робота.

Почему стоит выбрать RoboDK?

Программа обладает интуитивно понятным интерфейсом и не требует навыков программирования
Управляющую программу для любого робота можно создать в несколько щелчков мышью
Большой электронный каталог, содержащий более 600 моделей роботов

Основные преимущества RoboDK

Возможность создания управляющих программ в автономном режиме вне производственной среды.

RoboDK позволяет программировать роботов с помощью персонального компьютера и исключить простои производства, связанные с необходимостью программирования в цехе.

Роботизированная механообработка

Используйте промышленного робота в качестве пятиосевого станка с ЧПУ или 3D-принтера. Отлаживайте и преобразуйте программы ЧПУ (файлы G-code или APT-CLS) в управляющие программы вашего робота. RoboDK автоматически оптимизирует траекторию инструмента, исключая возникновение неопределённых положений (сингулярностей), выхода за пределы рабочей зоны и столкновений с окружающими объектами.

Пришлите нам пример своего проекта и мы поможем реализовать его в RoboDK!

Робототехника дистанционно?

Последние два месяца самыми актуальными вопросами для преподавателей образовательной робототехники являются вопросы «Как работать?»

Я еще несколько лет назад начала рассматривать разные варианты для возможности проведения занятия по робототехнике с детьми 7-13 лет не только с реальными конструкторами, но и с использованием разных симуляторов и других инструментов. Нельзя сказать, что выбор доступных средств достаточно широк. Однако, за последнее время мы видим тенденцию развития данных направлений. Появляются новые платформы. Уже существующие платформы снижают плату за свое использование или делают использование бесплатным на определенный период.

Зачем?

При этом остается вопрос — зачем заниматься робототехникой «виртуально»?

Даже если есть возможность использовать реальные конструкторы (да простят меня приверженцы ардуино – я данные робототехнические конструкции тоже отношу к конструкторам), использование симуляторов и других инструментов компьютерного моделирования дает существенное развитие ребенку, открывает новые возможности.

В виртуальных средах можно заниматься даже без оборудования, только имея компьютер и доступ в интернет.
Владение инструментами САПР дает возможности для дальнейшего совершенствования моделей.
Работа в виртуальных программных оболочках позволяет быстрее отлаживать различные программные алгоритмы, которые потом гораздо проще тестировать на реальных роботах (при наличии определенного опыта).
Увлеченные дети могут дома в любое свободное время заниматься созданием конструкций, написанием кода, которые позже тестируют на занятиях в классе. При таком подходе усвоение материала проходит гораздо быстрее.
В виртуальных средах можно проводить соревнования.
На крупных соревнованиях возрастают требования к участникам — недостаточно только прийти на площадку и запустить собранного и настроенного дома робота.

Проверяются знания участников в умении программировать роботов под измененные задачи.
Оценивают процесс работы над проектом и то, что проект может быть «тиражируемым», т.е. другой участник при должной квалификации сможет создать такого же робота по вашей инженерной книге.

Десятый шаг в робототехнику. Выбор языка программирования и среды программирования для контроллера.

Топ-5 языков программирования в робототехнике

Чтобы рассказать подробно о нашей пятерке лидеров, понадобится написать не одну книгу. Поэтому мы решили отметить основные особенности – этого достаточно, чтобы вы имели общее представление о языке и поняли, почему он оказался в топе.

Для наглядности покажем, как выглядит программа, написанная на разных языках. С нее начинается любое обучение программированию – на мониторе или на ЖК-экране контроллера должна появиться надпись Hello, world.

Assembly («Ассемблер»)

Относится к языкам низкого уровня, который максимально приближен к машинному коду. С появлением микроконтроллеров подобных Arduino язык стал применяться реже, поскольку микроконтроллеры поддерживают управление роботами на более высоком уровне, используя C/C++ и другие языки.Однако не стоит списывать со счетов «Ассемблер» – он в буквальном смысле незаменим, если требуется абсолютный контроль. Объяснить роботу особое условие другим языком в некоторых случаях просто не получится.

global _main extern _printf section .text _main: push message call _printf add esp,4 ret message: db ‘Hello, World’, 10,0

Java

Идея использования Java заключается в применении одного и того же кода на разных роботах благодаря виртуальной машине Java. На самом деле это не всегда работает и приводит к медленному исполнению программы, которая пытается донести код до робота. Ведь виртуальная машина сначала должна создать «образ» того, как будет работать данная программа на определенном роботе. Это занимает достаточное количество времени, а само исполнение происходит с задержкой. При этом язык довольно популярен в робототехнике из-за своей универсальности, а некоторые производители даже делают микроконтроллеры специально для программирования на Java.

Язык часто применяют для роботов, связанных с веб-технологиями. Например, в системе «умный дом» (правда, в этом случае используют JavaScript, но принцип похож) или в машине, которая снимает видео и транслирует его в интернет.

Саймон Риттер – евангелист Java и один из создателей, является лучшим специалистом по использованию Java-технологии в мире робототехники. Он разработал Robotics Software Development Kit и регулярно показывает новые роботизированные системы.

class HelloWorldApp < public static void main(String[] args) < System.out.printIn(«Hello World!»); //Prints the string to the console. >>

MATLAB

Среди инженеров-робототехников популярен язык MATLAB со своей средой и его родственники с интерпретаторами с открытым исходным кодом, например Octave.

Чтобы запрограммировать игрушечную машинку, высокоуровневый MATLAB не нужен. А вот для разработки компьютерного зрения будет в самый раз. Программы, написанные на этом языке, могут обрабатывать большое количество информации и давать точный результат.

classdef hello methods function greet(this) disp(‘Hello, World’) end end end

Python

Язык высокого уровня Python ценят за простоту и экономию времени, например при определении и приведении типов переменных.

Кроме того, существует огромное количество уже готовых написанных скриптов – кодов выполнения программы. Когда нужно реализовать некоторые базовые функции, можно воспользоваться готовым решением. Также язык допускает простые привязки со скриптами, написанными на C/C++. Это означает, что на этих языках могут быть реализованы части кода, требующие высокой производительности. Таким образом Python стал универсальным практически в любой области.

Популярность языка в робототехнике в последние годы только растет. Он, к примеру, часто используется для программирования на Raspberry Pi. Этот микрокомпьютер просто создан для экспериментов и разработки IoT-устройств. Тем более для Python существует множество библиотек, где есть готовые решения для базовых программ. Благодаря несложному и интуитивно понятному синтаксису даже дети и новички могут легко создавать роботов на Python.

print(«Hello World»)

C/C++

«Си» сочетает удобство написания высокоуровневых языков и контроль низкоуровневых. Лучше многих других языков транслируется в машинный код, но обладает непростым синтаксисом и не прощает ошибок. Даже одна неверная строчка нового кода может нарушить работу уже действующих программ. Кстати, программы в универсальном робототехническом языке (сокращенно GRL – Generic Robot Language) компилируются на таких языках команд, как С.

Высокоуровневый C++ сложен на начальных этапах программирования, но если вы его освоите, то сможете применять практически для любых задач.

C++ используется для:

разработки программного обеспечения;
создания операционных систем, различных программ, драйверов устройств;
реализации приложений на встраиваемых системах, высокопроизводительных серверах, в играх.

В «Робиксе» мы используем платы Arduino, которые программируются на языке C++ с дополнениями. Поэтому на занятиях по робототехнике наши ученики знакомятся еще и с логикой программирования «Си плюс-плюс».

на языке С:

#include int main(void)

на языке С++

#include int main()

Неважно, чем вы занимаетесь: программированием микроконтроллеров на «Ассемблере» или написанием программ на «Питоне», каждый из этих языков хорош для определенных манипуляций. Они имеют разный синтаксис и учитывают разные условия.

Представим, что сегодня мы с вами роботы. Перед нами стоит задача-программа: «Встать с кровати и выйти в дверной проем».

Если бы писали программу на Python, то для нас, роботов, она выглядела бы так:

Встать с кровати

На C++ она выглядела бы совершенно по-другому:

(Создать объект «комната»)

(Создать объект «кровать»)

(Создать объект «Я»)

Вместо заключения

Основное отличие между обычным программированием и программированием роботов заключается в том, что программист только пишет код, а робототехник еще взаимодействует с механикой, электроникой и окружающей реальностью.

Легче всего простейшие алгоритмы и логика языков даются в детстве. В «Робиксе» мы обучаем основам программирования даже дошкольников. Наши ученики начинают со Scratch, знакомясь с программированием в игровой форме, и дальше осваивают более сложные языки Python и C++. Ребята с увлечением создают собственные игры, роботов, а заодно готовятся к «взрослому» миру, где языки программирования в ряде отраслей уже давно перешли в разряд must have, а дальше их, может, и вовсе заменит искусственный интеллект. И понимание алгоритмов работы компьютера, умение ориентироваться в механике, электронике и сопутствующих технологиях – хороший набор навыков для профессии будущего.

TRIK Studio

TRIK Studio — среда программирования, позволяющая решать задачи как с помощью последовательности картинок, так и сложного текстового языка. С TRIK Studio изучение программирования становится простым и увлекательным.

Отличительной особенностью TRIK Studio является интерактивный режим имитационного моделирования. Чтобы научиться программировать, необязательно иметь конструктор.

TRIK Studio прекрасно подходит как универсальное ПО для преподавания основ программирования — предусмотрен переход от диаграмм к текстовым языкам.

В среде также реализовано программирование квадрокоптеров Геоскан Пионер, роботов LEGO Mindsorms NXT 2.0 и EV3.

TRIK Studio разрабатывается с учетом уровня материального обеспечения большинства школ, не требует особых ресурсов и установки дополнительных компонентов. Диаграммы хорошо видны на всех мониторах и проекторах.

TRIK Studio

В среде также реализовано программирование квадрокоптеров Геоскан Пионер, роботов LEGO Mindsorms NXT 2.0 и EV3.