Особенности робототехники с наборами VEX и LEGO

В предыдущей статье мы сравнивали эффективность конструирования и возможности программирования известных брендов оборудования для школьных уроков робототехники — VEX и LEGO. Продолжаем искать ответ на вопрос: какие же наборы все-таки лучше выбрать для оснащения школьной STEM-лаборатории.

Рассмотрим доступную электронику для обоих брендов и возможность качественной методической поддержки.

VEX или LEGO — что выбрать для школы

3. Доступная электроника

Количество и вариативность электронных устройств влияет на то, какие возможностями будет наделен робот. Большее количество моторов, различных датчиков в наборе расширит творческие границы и у учителей на этапе создания или проведения уроков, и у учеников при решении задач. С лучшим выбором электроники робот будет получать больше информации, сможет оптимально реагировать на изменения, это расширит возможности его применения, а дети получат достаточно глубокие и качественные знания.

Мы тоже хотим получить качественные знания из сравнения электроники робототехнических систем. Для этого подберем учебные наборы одинаковых возрастных категорий от VEX и LEGO и сравним компоненты.

LEGO Education предлагает:

1. набор WeDo 2.0 для 3-4 классов,
2. набор Spike Prime для 5-8 классов,
3. набор Mindstorms EV3 для 9-11 классов.

VEX Robotics предоставляет наборы:

1. VEX GO для 3-6 классов,
2. VEX IQ для 5-9 классов,
3. VEX V5 для 8-11 классов.

Поскольку почти все рассмотренные наборы, несмотря на рекомендации производителей, используются и детьми младшего возраста, то сравнительные таблицы сформируем, учитывая реальную практику использования наборов в школах.

Задача наборов для начальной школы — вместе с изучением STEM-дисциплин показать детям возможности робототехники, заинтересовать яркими, крутыми деталями, способностью роботов к совершению максимально разнообразных действий. В целом, начальный набор должен увлечь детей этим направлением в будущем и разжигать интерес к обучению и исследованиям.

LEGO Education WeDo 2.0 хоть и комплектуется достаточным количеством декоративных деталей, но беден на электронику. Даже расширенная версия набора с дополнительным мотором содержит 2 простых датчика и только 2 порта микропроцессора, существенно ограничивает учеников.

VEX GO Kit содержит 4 датчика плюс процессор с гироскопом. Наличие 3 моторов и 5 портов для электроники позволяет создать роботов с широким набором возможностей.

Наборы для средней школы должны предоставлять возможности проводить опыты с научных дисциплин, легко наблюдать за физическими явлениями, механизмами и конечно продолжать развивать навыки создания роботизированных конструкций, предоставляя еще больший выбор электроники и пространства для креатива.

LEGO Education Spike Prime получил большуее чем у своего предшественника, количество электроники. 4 датчика со встроенным гироскопом и 4 мотора в расширенной версии набора — неплохой ресурс как для проведения базовых экспериментов и измерений, так и для создания роботов. 6 портов процессора позволяют использовать почти всю электронику одновременно.

LEGO Mindstorms EV3 указывает возрастные ограничения 10+, однако рекомендует использовать продукт в 9-11 классах. Несмотря на это, набор активно применяют для обучения в средней школе. 5 датчиков и 3 мотора из базовой комплектации, наличие 4 портов для моторов и 4 для датчиков превращает набор в хорошую платформу для проведения различных опытов и измерений. Расширенная версия набора предлагает еще большее количество электроники и возможностей, например, датчик температуры.

VEX IQ — набор для средней школы, имеет 7 датчиков, контроллер и 4 мотора, которые можно подсоединить в 12 портов процессора. Это позволит использовать всю имеющуюся в наборе электронику для одного робота, проводить самые разнообразные эксперименты, или же создавать невероятные конструкции, взяв дополнительные датчики. Например, датчик зрения, который не входит в основную комплектацию, демонстрирует, как роботы могут видеть окружающий мир, находить и определять объекты — похожим образом работают современные системы распознавания лиц. Работы с такими датчиками является уже не просто образовательным инструментом, а демонстрируют современные технологические возможности человечества и дают шанс детям принять участие в инновационных изменениях.

Робототехника в старшей школе готовит детей к профессиональному техническому выбора, продолжает развивать коммуникативные навыки, давать знания из смежных дисциплин, формировать связь между ними. В этом возрасте дети имеют углублять знания в том числе по электронике, программированию, механике.

Наборы Mindstorms EV3 и V5 VEX сравнивать не слишком справедливо, ведь несмотря на одинаковые возрастные ограничения V5 почти профессиональной робототехнической платформой с металлическими запчастями, которую можно использовать как для соревнований, проведения уроков робототехники, экспериментов по физике, химии, математике, так и для углубленного изучения электроники, программирования, механики в школах, лицеях, колледжах, высших учебных заведениях. Наличие в Brain V5 21+8 портов, дополнительная улучшенная версия среды программирования VEXcode Pro V5 и возможность доукомплектовать набор дополнительными нужными датчиками делает из набора V5 полупрофессиональное решение для соревнований, образования и изучения робототехники с возможностью дальнейшего перехода в профессиональную техническую сферу.

EV3 Mindstorms в расширенной версии имеет больше датчиков и моторов, однако структурные элементы не изменяются, а использовать одновременно удастся максимум 4 датчика и 4 мотора. Поэтому для старших классов этот ресурс составляет меньший интерес, подростки начинают цеплять на набор EV3 ярлык «игрушка».

4. Методическая поддержка

Робототехника является тем предметом, для которого учителю, помимо знаний о своем предмете, нужно обладать базовыми инженерными навыками, готовить или иметь инструкции для конструирования роботов и контролировать деятельность каждой группы учеников и активности на STEM-уроке.

У LEGO и VEX на официальных сайтах предлагаются планы проведения хороших STEM-уроков с готовыми инструкциями. К сожалению, в обоих вариантах эти материалы изложены на иностранных языках и их недостаточно для того, чтобы покрыть весь учебный период от начальных до старших классов. Несмотря на это, компания LEGO уже длительное время представлена на рынке Украины, в образовательных наборах появляются пособия, адаптированные планы уроков. VEX только начинает свой путь по развитию качественной робототехники в Украине, а методический отдел компании B-Pro способствetn созданию и адаптации имеющихся материалов к украинским требований и условий.

Важным стимулом, воспитательным и учебным фактором является участие в олимпиадах, конкурсах, фестивалях, соревнованиях по робототехнике. В Украине проводится много таких событий, как региональных, так и всеукраинских и международных, большое количество из них рассчитанj именно на участников с наборами от LEGO. Победители имеют шанс испытать силы на международных соревнованиях, такb[ rfr World Robot Olympiad, FIRST LEGO League Explore, FIRST Lego League Challenge.

VEX устраивает международные соревнования по робототехнике VEX Robotics World Championship, VEX IQ Challenge, VEX Robotics Competition, а также FIRST Tech Challenge.

VEX Worlds (VEX Robotics World Championship) в 2018 году были признаны самыми масштабными соревнованиями по робототехнике в мире. До сих пор Украина на них не была представлена. С появлением VEX у нас начнут проводиться украинские соревнования по робототехнике VEX. Именно сейчас есть хорошая возможность начать заниматься VEX, получить преимущество знаний и практики и повысить свои шансы взять призовое место на будущих всеукраинских олимпиадах. Лучшие участники получат билет на всемирные соревнования и попытаются прославить себя, тренеров, школу и страну.

VEX проводит крупнейшее в мире соревнование по робототехнике, в котором принимают участие тысячи студентов из более чем 50 стран. В этом году 16-й Чемпионат мира по робототехнике VEX Robotics Education & Competition (REC) Foundation проводился с 25 апреля по 4 мая 2023 года в Далласе и продемонстрировал невероятный талант участников. Более 30 000 студентов из всех 50 штатов Америки и более 50 стран вместе со своими роботами, созданными по заказу, соревновались за звание чемпионов мира.

Новое поколение учеников-инноваторов соревнуется целый год, чтобы получить квалификацию на государственных и региональных соревнованиях к Чемпионату мира по робототехнике VEX.
Команды под руководством учеников (от начальной школы до университетской возрастной группы) продемонстрируют свою игровую стратегию, дизайн и навыки командной работы на этом глобальном мероприятии, включая VEX IQ Challenge (начальная и средняя школа), VEX Robotics Competition (средняя и старшая школа) и VEX U (Колледж/Университет).

"Ценность региональных соревнований в течение сезона и этого мирового чемпионата помогает получить реальные навыки и готовит студентов к технологическим карьерам", - сказал Дэн Манц, генеральный директор REC Foundation. "Я очень горжусь этими чрезвычайными студентами-конкурентами и более чем 400 000 молодых инноваторов в нашем сообществе робототехники, которые действительно представляют новое поколение людей, решающых проблемы".

"Мы снова очень рады, что Чемпионат мира по робототехнике VEX состоится в Далласе, – сказал Тони Норман, соучредитель и президент VEX Robotics. "Это действительно вдохновляет видеть, как студенты со всего мира собираются вместе, чтобы соревноваться и демонстрировать свои достижения в сфере STEM. Преданность, настойчивость и изобретательность, которую они демонстрируют, создают основу для действительно прекрасного будущего".

Чемпионат мира по робототехнике VEX 2023 от REC Foundation представляет фонд Northrop Grumman Foundation. Событие поддерживают такие спонсоры как Google, NASA, Tesla, MathWorks, ВМС США, USAF Special Warfare, армия США и другие.

Оборудование для робототехники VEX и LEGO — делаем выводы

Огромный потенциал учеников нашей страны ждет, чтобы проявить себя. Сфера робототехники сейчас находится в чрезвычайно активной фазе развития. От школы требуют быть в тренде, чтобы развить современные навыки у детей, которые только этого и ждут. Поэтому образовательная робототехника сегодня как никогда актуальна. Очень здорово, если учебные заведения оснащены необходимым оборудованием и предоставляют возможности кроме обучения еще и попрактиковаться в конструировании реальных роботов, для участия в олимпиадах, конкурсах и для решения практических задач.

Поэтому какую же робототехническую платформу выбрать? Посмотрим на общие итоги:

Очевидный вывод только один. Робототехнике быть!