Статья. BEAM-роботы

Полезное

Информатикум разрабатывает методики обучения, которые мотивируют детей думать, изобретать и реализовывать необычные идеи. Для этого как нельзя лучше подходит BEAM-робототехника.

Мы попросили нашего штатного преподавателя и автора первого в России практического курса по BEAM-роботам — Павла Самойлова — подробно рассказать об этих электронно-механических «живых существах».

Что такое BEAM

Очень интересное движение. BEAM — аббревиатура от слов Biology, Electronics, Aesthetics, Mechanics. Именно биология, электроника, эстетика и механика лежат в его основе. Какую же роль они играют?

БИОЛОГИЯ — мы создаём BEAM-роботов не для того, чтобы они совершали какую-то работу или служили нам. Они имеют единственную цель — самостоятельно существовать и выживать в окружающем мире. Мы не разрабатываем для робота жесткую программу. Вместо алгоритма действий мы даём “рефлексы”, чтобы он естественно реагировал на события окружающего мира; прямо как живое существо. По сути, мы конструируем маленьких механических животных.


ЭЛЕКТРОНИКА — основа управления роботом; мы используем только аналоговые схемы — никаких микропроцессоров, цифровых вычислений и «электронных мозгов». Ведь нервная система живых существ работает как «аналоговая схема».  А ещё BEAM-робот должен питаться от энергии солнца. Тогда наш питомец будет жить самостоятельно и не зависеть от человека.

ЭСТЕТИКА — В BEAM-роботах не должно быть лишних деталей и элементов, они должны выглядеть изящно. Подобные устройства не имеют корпуса и чаще всего — монтажной платы. Электронные и механические детали, из которых состоит устройство — это его «органы», необходимые для работы искусственного организма. Они соединяются друг с другом напрямую и вместе образуют тело робота. Из таких деталей можно создавать удивительные миниатюрные скульптуры.



МЕХАНИКА — удачное механическое решение делает конструкцию робота проще и эффективнее. Мы стараемся, чтобы роботы были настолько простыми, насколько возможно. Некоторые схемы состоят всего из 5-6 недорогих деталей, но при этом позволяют создать самостоятельного робота со сложным поведением. Например, всего из двух моторов, пары переключателей, трёх скрепок и нескольких батареек можно собрать робота, который умеет обходить препятствия и бегать по полу; прямо как настоящий жук. Больше ничего не нужно — ни колёс, ни корпуса, ни единого резистора. И конечно, никаких компьютеров!

Какие BEAM-роботы бывают

Существует множество видов BEAM-роботов. Они различаются по своему строению и «поведению».

СВЕТЛЯЧКИ (Pummers) — всю жизнь стоят на одном месте. У них нет ни ног, ни колёс. Эти роботы похожи на растения. Днём они запасают солнечную энергию, а ночью — оживают и отдают ее обратно, мигая лампочками-светодиодами.



ВИБРОБОТЫ (Vibrobots) — простейшие движущиеся роботы. Получая энергию от солнца, вибробот жужжит маленьким вибромотором (как телефон в беззвучном режиме) и за счёт этой вибрации бежит вперед на своих тонких пружинистых ножках.



СОЛНЕЧНЫЕ БЕГУНКИ (Solar rollers) — передвигаются на колёсах. Используют для своей работы только солнечную энергию, поэтому могут годами работать без помощи человека. Такой робот вполне мог бы совершить кругосветное путешествие, если бы нашлась подходящая дорога!



ПОДСОЛНУХИ (Heads) — ещё одни роботы, которые не умеют передвигаться, но могут поворачиваться к яркому источнику света. Такой BEAM-робот глядит в окно целыми днями, а вечером, когда в комнате включается свет, поворачивается к хозяевам. Любит смотреть телевизор, очень внимательно следит за фонариком или зажженной спичкой.



Ещё бывают BEAM-роботы, которые шагают, ползают, прыгают, лазают по стенам и даже летают! Можно придумать и собрать своего, уникального. Здесь возможности для детского творчества, на самом деле, — безграничны.