Studerende udvikler gratis robotprogrammeringssimulator

Når det kommer til programmering af egentlige robotter, ting bliver meget dyre, meget hurtigt.

"Roboter er nådeløse, " siger Dr. Jeffrey McGough, professor i matematik og datalogi ved South Dakota School of Mines &Technology. "Og vedligeholdelse af robotter er smertefuldt."

Studerende, der lærer at programmere autonome robotter, bruger ofte mere tid på at reparere dem, efter at de er blevet beskadiget som følge af kodefejl, end de lærer at programmere. En forkert programmeret robot kan køre af en bordplade eller støde ind i en væg, kræver timers praktisk reparationsarbejde, siger McGough.

McGough begyndte at lede efter læseplaner og/eller software til at lære sine elever robotprogrammering for syv år siden. Han indså hurtigt, at der var lidt tilgængeligt. Han eksperimenterede med en Roomba Robot Vacuum, men vedligeholdelsesomkostningerne steg hurtigt.

Til sidst, McGough udtænkte RoboScience Simulator, som blev et seniordesignprojekt for en gruppe af hans computervidenskabelige Mines-seniorer i løbet af det akademiske år 2017-2018.

McGough siger, at K-12-niveauet for robotprogrammering allerede har et passende læseplan tilgængeligt for skolerne. Og mens der er simulatorpakker på markedet til eftergymnasiale elever, de har tendens til at være alt for dyre. Det billigste program McGough fundet på markedet til en pris på $3, 000,- pr elev. "Mit mål var at skabe noget mere overkommeligt, " han siger.

RoboScience Simulator vil være et open source-simuleringsprogram, som universiteter kan bruge uden omkostninger, herunder en online portal, gratis lærebøger og grundlæggende robotteknologi.

På computerskærmen, RoboScience Simulator-programmet ligner lidt et rudimentært videospil, med et simpelt omrids af en "robot", der bevæger sig gennem forskellige forhindringer. RoboScience Simulator giver nye programmører mulighed for at finde ud af knæk i et program, se en simulering af en autonom robot på en skærm, før du anvender det på en egentlig maskine. Det kan starte med noget så simpelt som at programmere en robot til et 8-tal på skærmen. Hvis programmeringen ikke er helt korrekt, og robotten starter ind i "væggen" i stedet, der er ingen skade. Eleven starter simpelthen forfra på computerens kodning.

McGough siger, at eleverne lærer programmering i et meget hurtigere tempo med et simuleringsprogram, end de ville gøre med en egentlig robot. Fejl i programmering på en simulator kan nemt rettes. Eleverne vil også kunne bruge simulatorerne derhjemme, hvilket øger den tid, de kan eksperimentere med programmering.

RoboScience Simulation-studenterholdet startede fra bunden i begyndelsen af ​​det akademiske år, at lægge tidligere programmeringsforsøg til side. "De startede fra nul - grunden, " siger McGough. "Jeg beskrev, hvad jeg ville se, og de fandt ud af, hvordan de skulle bygge det. Og de konstruerede det korrekt, fordi de er vores studerende."

Holdet loggede omkring 1, 000 timer sammen og omkring 200 per elev på RoboScience Simulator.

McGough håber at kunne undervise sin klasse ved hjælp af RoboScience Simulator kursusmaterialer i efteråret 2018. Inden sommeren 2019, det kunne være klar til at teste i et andet universitetsmiljø. Og i 2020 han håber, at det vil være tilgængeligt for alle.