Как сделать робота кота из лего

Опубликовано: 09.05.2024

В закладки

Конструкторы LEGO знакомы каждому. За несколько десятилетий наборы разноцветных пластмассовых деталек стали поистине культовыми: дети с удовольствием собирают из них замки, машины и космические корабли, а взрослые – целые настоящие города.

Сегодня LEGO не только развивает мелкую моторику и фантазию. Новый набор LEGO Boost предлагает в буквальном смысле оживить собранный конструктор, используя смартфон или планшет.

То есть, собранный киберкот действительно будет мурчать, робот разговаривать и ездить а гитара выдавать бешеные «соляги».

Как это выглядит? Я собрал своего робота и сейчас всё расскажу.

Что такое LEGO Boost

Lego Boost – это развивающий конструктор, состоящий из 847 деталей. из них можно собрать на выбор одну из 5-ти моделей:

1. Робот Верни
2. Кот Фрэнки
3. Гитара 4000
4. Фабрика роботов
5. Вездеход (M.T.R.4)

Основными элементами каждой модели являются 3 детали: это основной механический блок, датчик определения цветов и расстояния и интерактивный двигатель.

Основной механический блок является «сердцем» LEGO Boost, который приводит собранный конструктор в движение. Именно к нему можно подключить свой iPhone или iPad, чтобы запрограммировать собранную модель на выполнение разных команд и даже общение с владельцем.

К механическому блоку подключаются два других: датчик цвета и расстояния реагирует на внешние раздражители, помогая игрушке объезжать препятствия или следовать своему сценарию поведения при виде определённого цвета, а интерактивный двигатель оживляет конструктор, вращая гусеницы или колёса (смотря что соберёте).

Про каждую модель можно написать отдельный обзор, но я расскажу кратко о возможностях каждого робота LEGO Boost:

1. Робот Верни. Отличный собеседник и друг

Робот Верни может ездить и крутиться вокруг своей оси, разговаривать, различать цвета и объезжать препятствия. К роботу можно собрать пушку и стрелять по мишени.

С помощью дополнительных аксессуаров робота можно превратить в танцора, диджея, полицейского или хоккеиста. Чтобы разобраться и попробовать все возможности Верни уйдет не один час.

Верни умеет выражать эмоции с помощью подвижных бровей: удивление, злость и радость. Это просто нужно видеть, чтобы оценить как удивительно точно игрушке удаётся радоваться или грустить при помощи всего лишь нескольких двигающихся деталек.

Вот короткое видео, в котором робот Верни ведет себя неприлично:

Робот не умеет сам двигать руками, однако он может сжать в «пальцах» мелкие предметы и отвезти их из одной точки в другую.

Нет, пиццу не принесет. Может быть, это в следующем поколении LEGO Boost пофиксят :)

2. Киберкот Френки. Идеальный питомец без шерсти и неприятных запахов

Киберкот по имени Френки не умеет передвигаться сам, зато может вставать на задние лапы, двигать ушами и вилять хвостом. Френки можно погладить, и он отзовётся довольным мурлыканием, а можно заставить его сыграть на губной гармошке, причём мелодия зависит от цвета, который нужно показать киберкоту.

У Френки тоже есть мимика, правда брови ему нужно двигать руками. Интерактивные элементы заняты в вышеописанных процессах виляния хвостом и вставанием на задние лапы.

Да, мы всё ещё говорим про конструктор LEGO.

3. Гитара 4000. Играет как настоящая

Гитара 4000 является почти настоящим музыкальным инструментом, с помощью которого можно играть музыку. Аккорды зажимать не нужно, вместо этого предлагается передвигать «слайдер» по грифу гитары. Датчик движения отслеживает положение «слайдера» и даёт команды на воспроизведение разных звуков.

Вторая рука тоже нужна, чтобы имитировать удары по невидимым струнам с помощью специального рычажка. Есть даже специальный контроллер для получения звука «тремоло» во время сольных запилов.

Кстати, эта модель может проигрывать не только гитарные звуки, но и любые другие. Так что почему бы не использовать её в качестве сэмпл-машины, чтобы почувствовать себя настоящим диджеем?

4. Фабрика роботов. Для создания своей армии Терминаторов

Это самая сложная модель из всех пяти, но и самая крутая. После сборки фабрика может сама собирать небольших роботов из кубиков LEGO.

Натурально, весь процесс автоматический. Выглядит завораживающе, но лучше всего это может передать видео.

Краткий гайд по созданию армии роботов:

Я жалею, что сначала собрал робота Верни. Надо было собирать вот эту фабрику, чтобы завалить видеороликами, какой LEGO Boost крутой конструктор, весь инстаграм.

5. Вездеход (M.T.R.4). Проедет по любому ковру

Тяжёлая машина на гусеничном ходу с большими колёсами с лёгкостью проедет по заданному маршруту, объезжая препятствия. На вездеход можно собрать дополнительные аксессуары: пушку, ковш, катапульту и даже строительные конусы, которые игрушка будет аккуратно объезжать.

Датчик расстояния здесь выполняет роль обнаружителя предметов: если вездеход с ковшом подъедет к небольшому «грузу», то датчик даст команду игрушке поднять ковш и положить предмет в кузов.

Лучше всего один раз увидеть, как это происходит:

По схожему принципу работают и другие аксессуары вместе с датчиком движения. Если нет доверия датчикам, можно перейти в режим ручного управления: на экране iPhone или iPad появятся виртуальные джойстики, с помощью которых можно управлять движением вездехода и работой ковша, катапульты или пушки.

Как программировать конструктор?

Приложение LEGO Boost напоминает игру, где каждый уровень помогает освоить новые навыки взаимодействия с конструктором. В самом начале можно увидеть всех роботов и выбрать того, кого хочется собрать.

Для программирования готового робота не нужно уметь даже читать и писать: все команды выглядят как разноцветные блоки, которые нужно просто перетащить на временную шкалу в желаемом порядке.

Все блоки команд разделены по типам и цвету. В некоторых случаях можно самому задать время выполнения той или иной команды, а некоторые блоки выполняют случайные действия, что делает робота более «живым» и самостоятельным.

Конструктор LEGO Boost способен воспринимать и интерактивные команды: можно помахать перед роботом рукой, произнести кодовое слово или прикоснуться, чтобы начал выполняться заранее заданный алгоритм. При составлении алгоритмов действий доступны целые циклы, что уже приближает управление игрушкой к настоящему программированию.

Сложно собрать своего робота?

Для взрослого человека сборка любой модели LEGO Boost займёт 2-3 часа. Для ребенка же весь процесс растянется на несколько дней, особенно если чаду еще нет 10-ти лет.

Лично я справился с роботом Верни за 4 часа. И даже без помощи взрослых!

После сборки игрушка получается прочная, можно даже уронить со стола без опаски, что конструкция разлетится на мелкие куски. Правда бить роботом об пол со всего размаху или топтаться по нему ногами я не рекомендую. Это же всё-таки LEGO.

Важно помнить, что основной механический блок работает от 6-ти батареек формата ААА, которых нет в комплекте. Нужно прикупить отдельно.

LEGO Boost стоит всего 9 990 руб., но при этом развивает абстрактное мышление, тренирует коммуникабельность детей, собирающих его вместе, дает базовые навыки профессии программиста, которая становится все более актуальной.

А главное, процесс сборки конструкторов LEGO – это всегда весело, как детям так и взрослым.

В закладки

Мастер уже давно увлекается фигурами типа Strandbeest, Trotbot, проект с котом это его новое увлечение.

Основная цель проекта - робот должен выглядеть как кошка и вести себя как кошка.

Шаг первый: бионика*
*Бионика — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формах живого в природе и их промышленных аналогах.

Чтобы сделать робота, похожего на кошку, нужно сначала изучить кошачий скелет.

Кошка - дигиград, это означает, что она стоит или ходит на пальцах ног. Таким образом, у кошки есть заметные 3 сустава задних ног, в то время как у человека (плантиград) только 2 сустава. На передних лапах кошки пястные кости относительно короткие. Так что заметно два сустава для передних ног. Таким образом, робот-кошка имеет 2 сустава на передних ногах и 3 сустава на задних ногах, то есть 10 сервоприводов (у большинства других роботов-кошек и собак есть только 2 сустава для задних ног).

В голове и шее тоже должно быть много движущихся частей. В природе кошка наклоняет голову, шею, поворачивает и т.д. И хвост тоже довольно сложный орган в плане движения. Мастер решил не усложнять проект на данном этапе и будет устанавливать один сервопривод в хвост и два в шею.

Шаг третий: электроника
По моему предыдущему опыту, сервоприводы с прямым приводом с MCU GPIO - не лучший выбор. Гораздо стабильней установить отдельную плату драйвера.

В данном проекте мастер использует плату драйвера PCA9685.

ESP32 имеет связанный пример под названием FSBrowser. Это простой веб-сервер, на котором размещаются исходные веб-файлы, скопированные в SPIFFS. У него есть простой веб-редактор для изменения источника через Wi-Fi, а также простой API для чтения значений GPIO.

Мастер расширил его возможности:
Добавлен API сервоплаты PCA9685.
Добавлен сервер WebSocket
Добавлена веб-страница дизайна позы робота-кота.

Шаг пятый: сборка
Дальше мастер производит монтаж электроники.
Штекер Lipo Battery
Вывод + ve -- вход регулятора постоянного тока 5 В + вывод ve
Регулятор постоянного тока 6В INPUT + ve pin
-ve контакт-- ВХОД регулятора 5 В постоянного тока -ve контакт
Регулятор 6V DC INPUT -ve pin
Плата сервопривода PCA9685
Вывод GND -- Вывод регулятора 5V DC -ve
ВЫХОД регулятора постоянного тока 6 В - вывод
провод черный контактный
разъем SCL -> разъем желтого кабеля Grove
разъем SDA -> разъем белого цвета кабеля Grove
Вывод VCC -> ВЫХОД регулятора постоянного тока 5 В + вывод ve
Кабель Grove красный контакт
Вывод V + -> Регулятор постоянного тока 6 В ВЫХОД + вывод ve

Шаг шестой: положение сервопривода и подключение
Программа FSBrowserPlus устанавливает все сервоприводы в среднее положение диапазона поворота. Перед установкой сервоприводов лучше подключить сервоприводы к плате драйвера, подключить разъем Grove к модулю камеры M5Stack и подключить батарею, чтобы установить все положения сервоприводов в среднее положение.

Ниже список сервоприводов ос схемой подключения.
Порт 0: соединение левой передней ноги 1
Порт 1: шарнир левой передней ноги 2
Порт 2: сустав 1 левой задней ноги
Порт 3: сустав левой задней ноги 2
Порт 4: сустав левой задней ноги 3
Порт 5: поворот головы
Порт 6: наклон головы
Порт 7: не подключен
Порт 8: не подключен
Порт 9: не подключен
Порт 10: Хвост
Порт 11: сустав правой задней ноги 3
Порт 12: сустав правой задней ноги 2
Порт 13: сустав правой задней ноги 1
Порт 14: сустав правой передней ноги 2
Порт 15: сустав правой передней ноги 1

Шаг седьмой: сборка
Чтобы лапы не скользили и не разъезжались нужно установить на ни резинки.

В комплект сервопривода входит несколько типов нейлоновых рычагов. Нужно установить самый короткий нейлоновый рычаг на сервоприводы, кроме сервопривода отвечающего за поворот головы.

Дальше установить сервопривод в шарнир.
Подключите аккумулятор, чтобы убедиться, что положение сервопривода находится в середине диапазона поворота. Затем закрутите 2 крепежных винта с обеих сторон. Закрутите черный винт вместе с шарниром.

Повторите шаги установки шарнира и сервопривода для всех 10 суставов ног.

Сервопривод поворота головы может быть установлен как сверху, так и снизу, в зависимости от того, хотите ли мы иметь шею длиннее или короче.

Метод установки сервопривода наклона головы такой же, как и для суставов ног. Затем устанавливаем модуль камеры M5Stack с помощью двух винтов M4 12 мм.

Сервопривод хвоста должен быть установлен с нижней стороны и зафиксирован винтом M2 8 мм.

Технологии современности позволяют самостоятельно создать робота. Однако многие теряются еще на стадии решения того, из чего и как сделать робота. Способов существует множество, но одним из самых простых и доступных остается использование конструктора Лего, дополнительных элементов управления и приводов. Задача упрощается, если под рукой имеется инструкция, которая позволяет сделать это в домашних условиях или же при помощи инструкторов на специализированных кружках.

Что понадобится для сборки робота из ЛЕГО

Перед тем как сделать робота из Лего необходимо подготовить все требуемые комплектующие для этого. Среди прочих элементов потребуются такие:

набор конструктора с максимальным количеством разноплановых деталей;

контроллер LEGO EV3 или более дешевый вариант Arduino;

некоторые дополнительные детали;

свободное время и желание.

Этого будет достаточно для того, чтобы сделать мини-робота из Лего. При наличии большого количества деталей конструктора, времени и желания можно создать и большого робота, трансформера или даже небольшую копию терминатора.

Собрать из Лего маленького робота на самом деле просто. Существует сразу несколько способов, одним из которых является приобретение Лего Mindstorms: набора конструктора, в котором уже собрано все необходимое для выполнения нужных работ. Также можно самостоятельно собрать и оснастить все собственноручно, что позволит получить оригинальный вариант робота.

Робот Трансформер из конструктора

Большой выбор деталей в конструкторе, немного усердия и создание чуда робототехники не потребует много времени. Прежде всего, можно использовать набор Лего техникс, в котором уже подготовлены все необходимые компоненты.

Если вы захотите сделать все самостоятельно, вам потребуется набор разных деталей.

Рассмотреть можно на примере Оптимус Прайма из фильма «Трансформеры». Для этого понадобится:

разные детали синего, белого и красного цветов;

детали колес, выхлопных труб и стекла из наборов, где есть такие компоненты;

желтые части для оптики.

После выполнения всех необходимых действий получится знаменитый робот из кино в версии лего. Подробную инструкцию по его сборке можно посмотреть на видео. Если оснастить конструкцию контроллером и необходимыми элементами, то она станет еще и управляемой.

Что понадобится для сборки робота из ЛЕГО

набор конструктора с максимальным количеством разноплановых деталей;

контроллер LEGO EV3 или более дешевый вариант Arduino;

некоторые дополнительные детали;

свободное время и желание.

Робот Трансформер из конструктора

Если вы захотите сделать все самостоятельно, вам потребуется набор разных деталей.

Рассмотреть можно на примере Оптимус Прайма из фильма «Трансформеры». Для этого понадобится:

разные детали синего, белого и красного цветов;

детали колес, выхлопных труб и стекла из наборов, где есть такие компоненты;

желтые части для оптики.

Каждый новый набор Лего — это радость от подарка, увлеченная игра, свободное время для родителей и праздник на несколько дней. А потом начинаются будни — слёзы от случайно разрушенной постройки и мелкие кирпичики по всему полу, которые больно вонзаются в пятку. Практические соображения подсказывают, что дорогой конструктор еще не отработал свою стоимость. Игра должна продолжаться, но как?

Как организовать Лего-конструирование? Поиск ответа в интернете выдаёт много рекламы детских кружков. Подробности не указаны — надо привести ребёнка в кружок, чтобы узнать. Создаётся впечатление, что конструирование — это секрет, доступный только избранным педагогам. Но у вас столько деталей — пора открывать свой кружок!

Дети любят строить из Лего, надо только создать условия. Если разобраться — нет препятствий, чтобы ребёнок занимался дома Лего-творчеством. Не нужно вложений или грандиозных усилий. Клуб конструирования дома — это доступно всем.

Перечисленные ниже советы — не пошаговое руководство. Скорее, важные приемы, чтобы обойти возникающие трудности. Ребёнок теряет интерес по многим причинам и на разных этапах игр с Лего. К счастью, есть рекомендации дизайнеров Лего и опытных родителей.

Лего — вместо занятий Монтессори для детей и медитации для взрослых

Что можно подумать о взрослом человеке, который делает архитектурные сооружения из мелких деталей Лего? Похоже, у него уйма времени уходит на сортировку деталей и строительство. Наверно, он больше ничем не занимается.

Ничего подобного! Том Алфин еще написал книгу о Лего-архитектуре и ведет блог. Но это всего лишь часть его жизни. Том — программист и менеджер пользовательских интерфейсов в компании Микрософт. А еще он путешественник и фотограф. Просто удивительно, откуда столько энергии и где он находит время?

Это один из многих случаев, когда Лего-фанат успешен и в других сферах.

Кубики Лего — не враги, а друзья родителей. С Лего можно сделать много полезного и даже организовать дома развивающую игру, которая работает на автопилоте. Кирпичики Лего в состоянии заменить дорогостоящие пособия Монтессори, научить математике, чтению и музыке.

Замечено, что дети, которые серьёзно увлекаются Лего-конструированием, легко преодолевают такие трудности, как «задержка речевого развития». Тренировка мелкой моторики помогает быстрее освоить математику и письмо, понять сольфеджио и сыграть первые пьесы на музыкальных инструментах. Они успешнее проходят психологическое тестирование в детском саду или в школе. Маленькие Лего-фаны спокойны и уравновешены, тесты показывают высокий уровень ощущения счастья.

Увлечение ребёнка конструктором Лего достойно поощрения и поддержки. Но и взрослые замечают, что, начав свой домашний клуб конструирования с неохотой, они втягиваются и начинают получать удовольствие. Сортировка деталей, сборка, совместный поиск идей — это освобождает на время от бесконечных взрослых забот и придаёт энергии в основной работе.

Современному человеку трудно понять, что такое медитация. «Сидеть как истукан» — что это даёт? А вот хобби, которое требует концентрации и внимания, снимает груз бесконтрольной работы ума. На время вы целиком погружаетесь в настоящий момент. Такое занятие лечит лучше любых лекарств и даёт мощный приток энергии.

А начать стоит с самого простого: найти время в своем ежедневнике для сортировки кирпичиков.

Хранение Лего и стол для конструирования

Самое большое препятствие успешного творчества — ящики с игрушками, в которые свалено всё подряд, включая Лего. Невозможно строить в таких условиях. Дети не понимают, что делать с этой массой.

Разложить кирпичики по размеру в контейнеры для хранения — это первый шаг, с которого обычно начинают родители. Одновременно с такой сортировкой удобно что-нибудь строить по инструкции. Сын даёт заказы на деталь — мама ищет и выдаёт. Получается весёлая сортировка! Сразу становится понятно, какие детали наиболее востребованы, а какие стоит держать отдельно.

Для начала неплохо. Но позже выясняется: контейнеры не совсем подходящие, место для них выбрано не совсем удачно, выглядит такая система не очень аккуратно. Не останавливайтесь. Читайте дальше, чтобы создать лучшую из доступных систем хранения Лего.

Сортируйте по цвету. На первый взгляд, это нелогично. Но именно так рекомендуют сортировать детали дизайнеры. Большой недостаток Лего — шум, который создают разноцветные кирпичики. Нет, речь идет не о звуковом, а о зрительном шуме. Даже разложенные по размеру в контейнеры, кубики выглядят не очень привлекательно. А дети любят, когда красиво. Любят, когда их поделка выглядит аккуратно и стильно.

Меган Ротрок (дизайнер Лего Групп и автор книги Lego Adventure) заметила, что пока детали в одной разноцветной куче, дети не знают, что с ними делать. Когда же они разложены по цветам — возникает интерес и идеи. Сортировка по цвету вдохновляет на творчество, поэтому она важна. Удобно пользоваться широкими и плоскими прозрачными контейнерами. В них все детали на поверхности, и их легко найти.

Чтобы не усложнять, достаточно организовать сортировку по наиболее часто встречающимся цветам: чёрный, белый, тёмно-серый, светло-серый, желтый, синий, красный, бежевый. Оставьте другие в общем контейнере.

Нужно ли сортировать по типу детали? Опыт конструирования показывает, что сортировка по размеру и типу имеет смысл. Вот только. у конструкторов Лего около 4000 видов деталей . Каждая деталь доступна в нескольких расцветках. Если каждый вид деталей сортировать по цвету и типу, страшно представить, сколько тысяч контейнеров потребуется.

Удобно хранить отдельно мелкие часто встречающиеся кирпичики. Том Алфин, которого мы упомянули выше, сделал справочник по наиболее часто встречающимся мелким деталям и даже указал самую частую расцветку (внизу страницы). Пользуйтесь им как помощником по системе хранения.

Система хранения для ребёнка . Он должен быть в состоянии самостоятельно поддерживать порядок. Слишком сложная система хранения, много усилий на поддержание порядка убивают мотивацию. Кому захочется строить, если потом так сложно убирать?

Самостоятельное творчество будет в радость, если строительный материал доступен на расстоянии вытянутой руки. Это можно организовать с помощью специального игрового стола.

Решение 3 в 1: игровой стол, временный стенд для готовых моделей, органайзер для хранения деталей. Здесь всё необходимое под рукой. За своим столом ребёнок строит и размышляет.

Чтобы организовать такой, нужен подходящий стол (например, из ИКЕА) и строительные платы Лего. Строительные платы крепятся к столу на суперклей или двойной скотч. Подойдет также текстильная застежка Velcro. Икеевские столики так разнообразны, что найдётся решение под любой дизайн и размер детской комнаты. В них можно встроить органайзеры для хранения.

Деталей может оказаться больше, чем вмещают органайзеры стола. Тогда под рукой нужно держать самые востребованные.

Фотографируйте готовые модели

Многие дети отказываются разбирать готовые постройки, болезненно переживают случайное разрушение. Но перемен не избежать. Строения хрупки, потому что творчество — это процесс. Не привязываться, спокойно относиться к переменам — это один из мудрых уроков Лего. Чтобы сохранить постройку, необязательно превращать квартиру в пыльный музей. Дизайнеры рекомендуют родителям завести фотоальбом для своих построек. Так к ним можно вернуться в любой момент. Модели, которые движутся, можно снимать на видео.

Инструкции к Лего: зачем хранить и где найти?

Когда детали отсортированы, творчество набирает обороты. Обычно ребёнка не остановить — ему очень хочется собрать что-нибудь грандиозное. Он пытается придумать что-то сам, но получается не так красиво, как хотелось бы. Пока не отработаны приемы конструирования, нужны инструкции.

Сохраняйте старые инструкции к Лего-наборам в папках-файлах. Новое — это хорошо забытое старое. Если вы сохраняли инструкции от конструкторов, всегда найдете отличные идеи для конструирования.
Скачивайте инструкции на сайте производителя. Выбрать можно по артикулу модели или по любимой серии.
Ищите идеи и авторские инструкции на Pinterest.com .

В детских кружках лего-конструирования не только строят, но и придумывают сказки. Попробуйте так же. Выбирайте композиции, вдохновляющие на ролевые игры и придумывание историй. А потом переходите к следующему шагу.

Как собирать Лего без инструкции

Компания Лего рекомендует попробовать обычные картинки вместо инструкций. Какая любимая тема ребёнка? Домики, роботы, животные и герои мультиков — все можно собрать из Лего. Сборка без инструкции — это следующий этап. Для него нужно освоить основные приёмы. Если ребенок много собирал по инструкциям, он готов к самостоятельному творчеству. Кирпичики Лего — это кладезь интересных фишек и приёмов.

Читайте также: