Особливості робототехніки з наборами VEX і LEGO

У попередній статті ми порівнювали ефективність конструювання та можливості програмування відомих брендів обладнання для шкільних уроків робототехніки — VEX і LEGO. Продовжуємо шукати відповідь на питання: які ж набори все-таки краще обрати для оснащення шкільної STEM-лабораторії.

Розглянемо доступну електроніку для обох брендів та можливість якісної методичної підтримки.

VEX чи LEGO — що обрати для школи

3. Доступна електроніка

Кількість і варіативність електронних пристроїв впливає на те, які можливості матиме робот. Більша кількість моторів, різних датчиків у наборі розширить творчі кордони і в учителів на етапі створення чи проведення уроків, і в учнів під час вирішення завдань. Із кращим вибором електроніки робот отримуватиме більше інформації, зможе оптимальніше реагувати на зміни, це розширить можливості його застосування, а діти отримають достатньо глибокі та якісні знання.

Ми теж хочемо отримати якісні знання з порівняння електроніки робототехнічних систем. Для цього підберемо навчальні набори однакових вікових категорій від VEX і LEGO та порівняємо компоненти.

LEGO Education пропонує:

1. набір WeDo 2.0 для 3–4 класів,
2. набір Spike Prime для 5–8 класів,
3. набір Mindstorms EV3 для 9–11 класів.

VEX Robotics надає набори:

1. VEX GO для 3–6 класів,
2. VEX IQ для 5–9 класів,
3. VEX V5 для 8–11 класів.

Оскільки майже всі розглянуті набори попри рекомендації виробників використовуються й дітьми молодшого віку, то порівняльні таблиці сформуємо, зважаючи на практику використання наборів у школах.

Завдання наборів для початкової школи — разом зі знаннями із STEM-дисциплін показати дітям можливості робототехніки, зацікавити яскравими, крутими деталями, здатністю роботів до максимально різноманітних дій. Загалом, початковий набір має захопити дітей цим напрямком у майбутньому і розпалювати інтерес до навчання та досліджень.

LEGO Education WeDo 2.0 хоч і має вдосталь декоративних деталей, але бідний на електроніку. Навіть розширена версія набору з додатковим мотором містить 2 простих датчика та лише 2 порта мікропроцесора, що суттєво обмежує учнів.

VEX GO Kit вміщує 4 датчика плюс мікропроцесор з гіроскопом. Наявність 3 моторів та 5 портів для електроніки дає змогу створити роботів із широким набором можливостей.

Набори для середньої школи мають надавати можливості проводити досліди з наукових дисциплін, легко спостерігати за фізичними явищами, механізмами і звичайно продовжувати розвивати навички створення роботизованих конструкцій, надаючи ще більший вибір електроніки та простору для креативу.

LEGO Education Spike Prime отримав більшу за свого попередника кількість електроніки. 4 датчика із вбудованим гіроскопом і 4 мотора в розширеній версії набору — непоганий ресурс для проведення базових експериментів та вимірювань, як і для створення роботів. 6 портів мікропроцесора дають змогу використати майже всю електроніку водночас.

LEGO Mindstorms EV3 вказує вікові обмеження 10+, проте рекомендує використовувати продукт у 9–11 класах. Попри це, набір активно застосовують для навчання у середній школі. 5 датчиків і 3 мотори з базової комплектації, наявність 4 портів для моторів і 4 для датчиків робить із набору хорошу платформу для проведення різних дослідів та вимірювань. Розширена версія набору пропонує ще більшу кількість електроніки та можливостей, наприклад, датчик температури.

VEX IQ — набір для середньої школи, що має 7 датчиків, контролер і 4 мотори, які можливо під’єднати у 12 портів мікропроцесора. Це дозволить використати всю наявну в наборі електроніку для одного робота, проводити найрізноманітніші експерименти, або ж створювати неймовірні конструкції, взявши додаткові датчики. Наприклад, датчик зору, який не входить до основноъ комплектації, демонструє, як роботи можуть бачити навколишній світ, знаходити та визначати об’єкти — схожим чином працюють сучасні системи розпізнавання облич. Роботи з такими датчиками є вже не просто освітнім інструментом, а демонструють сучасні технологічні можливості людства і дають шанс дітям взяти участь в інноваційних змінах.

Робототехніка у старшій школі готує дітей до професійного технічного вибору, продовжує розвивати комунікативні навички, давати знання з суміжних дисциплін, формувати зв’язок між ними. У цьому віці діти мають поглиблювати знання зокрема й з електроніки, програмування, механіки.

Набори Mindstorms EV3 і V5 VEX порівнювати не надто справедливо, адже попри однакові вікові обмеження V5 є майже професійною робототехнічною платформою з металевими запчастинами, яку можна використовувати як для змагань, проведення уроків робототехніки, експериментів із фізики, хімії, математики, так і для поглибленого вивчення електроніки, програмування, механіки у школах, ліцеях, коледжах, вищих навчальних закладах. Наявність у Brain V5 21+8 портів, додаткова покращена версія середовища програмування VEXcode Pro V5 і можливість доукомплектувати набір додатковими потрібними датчиками робить із набору V5 напівпрофесійне рішення для змагань, освіти та вивчення робототехніки з можливістю подальшого переходу в професійну технічну сферу.

EV3 Mindstorms у розширеній версії має більше датчиків та моторів, проте структурні елементи не змінюються, а використати одночасно вдасться максимум 4 датчики і 4 мотори. Тож для старших класів цей ресурс становить меншу цікавість, підлітки починають вішати на набір EV3 ярлик «іграшка». 

4. Методична підтримка

Робототехніка є тим предметом, де вчителю крім знань про свій предмет потрібно володіти базовими інженерними навичками, готувати або мати інструкції для конструювання роботів і контролювати діяльність кожної групи учнів під час активностей на STEM-уроці.

LEGO і VEX мають на офіційних сайтах плани проведення хороших STEM-уроків із готовими інструкціями. На жаль, в обох варіантах ці матеріали іноземними мовами і їх не достатньо щоб покрити весь навчальний період від початкових до старших класів. Попри це, компанія LEGO вже тривалий час є на ринку України, до освітніх наборів з’являються посібники, адаптовані плани уроків. VEX лише починає свій шлях із розвитку якісної робототехніки в Україні, а методичний відділ компанії B-pro сприятиме створенню та адаптації наявних матеріалів до українських вимог і умов.

Важливим стимулом, виховним і навчальним чинником є участь у олімпіадах, конкурсах, фестивалях, змаганнях із робототехніки. В Україні проводиться багато таких подій, як регіональних, так і всеукраїнських та міжнародних, велика кількість із них розрахована саме на учасників із наборами від LEGO. Переможці мають шанс випробувати сили на міжнародних змаганнях, такими є World Robot Olympiad, FIRST LEGO League Explore, FIRST Lego League Challenge.

VEX влаштовує міжнародні змагання з робототехніки VEX Robotics World Championship, VEX IQ Challenge, VEX Robotics Competition, а також FIRST Tech Challenge.

VEX Worlds (VEX Robotics World Championship) у 2018 році були визнані найбільшими змаганнями з робототехніки у світі. Досі Україна тут не була представлена. З появою VEX у нас почнуть проводитись українські змагання з робототехніки VEX. Саме зараз є хороша нагода почати займатися VEX раніше, здобути перевагу зі знань та практики й отримати високі шанси взяти призове місце у майбутніх всеукраїнських олімпіадах. Найкращі учасники отримають квиток на всесвітні змагання і спробують прославити себе, тренерів, школу та країну.

VEX проводить найбільше у світі змагання з робототехніки, у якому беруть участь тисячі студентів з понад 50 країн. Цьогорічний 16-й Чемпіонат світу з робототехніки VEX Robotics Education & Competition (REC) Foundation проводився з 25 квітня по 4 травня 2023 року в Далласі та продемонстрував неймовірний талант учасників. Понад 30 000 студентів із усіх 50 штатів Америки і понад 50 країн разом зі своїми роботами, створеними на замовлення, змагалися за звання чемпіонів світу.

Нове покоління учнів-інноваторів змагається цілий рік, щоб отримати кваліфікацію на державних і регіональних змаганнях до Чемпіонату світу з робототехніки VEX. 

Команди під керівництвом учнів (від початкової школи до університетської вікової групи) продемонструють свою ігрову стратегію, дизайн і навички командної роботи на цьому глобальному заході, включаючи VEX IQ Challenge (початкова та середня школа), VEX Robotics Competition (середня та старша школа) та VEX U (Коледж/Університет).

«Цінність регіональних змагань протягом сезону та цього світового чемпіонату допомагає отримати реальні навички і готує студентів до технологічних кар’єр», — сказав Ден Манц, генеральний директор REC Foundation. «Я дуже пишаюся цими надзвичайними студентами-конкурентами та понад 400 000 молодих інноваторив у нашій спільноті робототехніки, які справді представляють нове покоління людей, що розв’язують проблеми».

«Ми знову дуже раді, що Чемпіонат світу з робототехніки VEX відбудеться в Далласі, — сказав Тоні Норман, співзасновник і президент VEX Robotics. «Це справді надихає бачити, як студенти з усього світу збираються разом, щоб змагатися та демонструвати свої досягнення у сфері STEM. Відданість, наполегливість і винахідливість, які вони демонструють, створюють основу для справді чудового майбутнього».

Чемпіонат світу з робототехніки VEX 2023 від REC Foundation представляє фонд Northrop Grumman Foundation. Подію також підтримують такі спонсори як Google, NASA, Tesla, MathWorks, ВМС США, USAF Special Warfare, армія США та інші.

Обладнання для робототехніки VEX і LEGO — робимо висновки

Величезний потенціал учнів нашої країни тільки й чекає на те, щоб проявити себе. Сфера робототехніки зараз має надзвичайно активну фазу розвитку. Від школи вимагають бути в тренді, щоб розвинути сучасні навички у дітей, які тільки на це і чекають. Тож освітня робототехніка сьогодні як ніколи актуальна. Чудово, якщо навчальні заклади мають обладнання та надають можливості крім навчання ще й попрактикувати конструювання реальних роботів, для участі в олімпіадах, конкурсах і для вирішення практичних задач.

Тож яку робототехнічну платформу обрати? Погляньмо на загальні підсумки:

Очевидний висновок лише один. Робототехніці бути!