LEGO: больше, чем просто кубики

Алексей Федоров, Владимир Богданов

LEGO MINDSTORMS

LEGO MINDSTORMS Expansion Sets

LEGO MINDSTORMS Robotics Discovery Set

LEGO MINDSTORMS Droid Development Kit

 

До недавнего времени датская фирма LEGO Group была известна как производитель игрушек, основанных на простом, но гениальном принципе: ребенок получает в свое распоряжение набор пластиковых кубиков, из которых можно собрать все что угодно— город, автомобиль, пиратский корабль или космическую станцию. Кубики из одного набора можно соединять с кубиками из другого и таким образом расширять строительство.

Конструкторы LEGO выпускаются несколькими сериями. Для новорожденных (до года) предлагается серия PRIMO, включающая яркие кубики-погремушки и кубики округлой формы. Для детей дошкольного возраста (от 1,5 до 6 лет) есть серия DUPLO, представляющая собой наборы кубиков увеличенного размера, есть серии и для младших и средних школьников: LEGO Basic, Город, Замок, Космос, Подземелье и другие. Для тех, кто увлекается техникой (дети в возрасте от 7 до 16 лет), предлагаются наборы, позволяющие вдохнуть жизнь в более сложные модели автомобилей, мотоциклов, грузовиков и самолетов,— LEGO TECHNIC.

 

В начало В начало

LEGO MINDSTORMS

Пару лет назад LEGO Group объявила о начале выпуска принципиально новой серии игрушек под названием LEGO MINDSTORMS.

Ее отличием от других наборов является то, что в основе создаваемых с ее помощью игрушек лежит программируемый процессорный блок RCX, сконструированный в лабораториях MIT (Массачусетсского технологического института) после 14 лет совместной работы с LEGO Group.

Блок RCX обеспечивает одновременное управление тремя двигателями, обратную связь с тремя сенсорами (двумя датчиками прикосновения и одним датчиком освещения) и взаимодействие с управляющей системой (обычным персональным компьютером) посредством последовательного инфракрасного интерфейса. Сам блок RCX построен на базе восьмиразрядного микроконтроллера Hitachi H8 c 32 Кбайт внешней статической памяти (для загрузки пользовательских программ). 16 Кбайт памяти, интегрированной на микроконтроллере, содержат драйвер, отвечающий за загрузку и получение управляющих команд из ПК через инфракрасный порт. Кроме того, на чипе имеется 512 байт статического ОЗУ для хранения «прошивки».

Вообще, блок RCX— это только один из 727 «кубиков» из конструкторов LEGO Robotics Invention System. Хакеры на славу потрудились над изучением блока RCX (см. например, http://graphics.stanford.edu/~kekoa/rcx/#Hardware), досконально изучили содержимое ROM, написали Java-интерфейсы, Jini-драйверы, выложили исходные коды для программирования RCX (на языке C) и даже написали субститутную операционную систему LegOS. По числу ссылок на «взломанные» RCX популярность этих блоков можно сравнить только с популярностью мухи-дрозофилы у генетиков.

Но, конечно, LEGO поставляет стандартные и доступные по уровню для массового потребителя средства программирования для роботов MINDSTORMS, работающие под управлением Windows 9x.

Теперь переведем все это на нормальный язык. На самом блоке RCX (выглядит как желтый кубик LEGO) имеются инфракрасный порт для взаимодействия с ПК, жидкокристаллический дисплей (отображает данные с сенсоров и ход выполнения программ), гнезда для датчиков, порты для подключения моторчиков, разъем для подключения более мощного мотора и интерфейс для внешнего сетевого питания (на случай, если сели собственные батарейки).

Несмотря на всю видимую сложность, реальное проектирование роботов доступно даже детям. Графический интерфейс среды разработки Robotics Invention System подразумевает программирование перетаскиванием блоков команд (например, задающих направление или включающих мотор). То есть «программирование» ведется щелчками мыши. Кроме того, предусмотрены и учебные сеансы по программированию и робототехнике. Главное— придумать конструкцию и задачу для своего робота, собрать его из конструктора (например, LEGO SYSTEM или LEGO TECHNIC). Затем надо установить в него моторчики, микрокомпьютер RCX, написать программу при помощи вспомогательного пакета Robotics Invention Kit и загрузить ее по ИК-порту на блок RCX. Вообще, конструктор помогает реально воплотить самые смелые фантазии (от робота-официанта до лунохода). Если же с идеями у вас туговато, обращайтесь на официальный Web-сайт LEGO MINDSTORMS. Там подскажут, с какой целью вы потратили около 200 долларов на «интеллектуальный» конструктор.

Минимальные требования к персональному компьютеру: операционная система— Windows 9x, процессор— Pentium 166 МГц, память— 16 Мбайт, свободное пространство на жестком диске— 70 Мбайт, манипулятор «мышь», один COM-порт для инфракрасного передатчика, звуковая карта и привод CD-ROM.

 

В начало В начало

LEGO MINDSTORMS Expansion Sets

Помимо базового набора Robotics Invention System, LEGO Group выпускает три набора расширений (каждый стоимостью порядка 50 долл.)— Extreme Creatures Expansion Set, Robo-Sports Expansion Set и Exploration Mars Expansion Set.

Набор Extreme Creatures Expansion Set позволяет повторить движение и поведение практически любого существа животного мира, а также создать любое фантастическое животное. В набор входит ряд дополнительных механизмов, включая оптические проводники, «челюсти» и устройства для управления хвостом.

Набор Robo-Sports Expansion Set предназначен для разработки роботов-спортсменов, способных играть в баскетбол или хоккей. В набор входят три мяча и две хоккейные клюшки.

Набор Exploration Mars Expansion Set рассчитан на тех, кто мечтает отправиться в космическое путешествие. На основе входящих в него деталей можно создать робота для исследования тайн планеты Марс и... отправить его в путешествие по квартире. Этот робот управляется посредством персонального компьютера и оснащен телекамерой, которая передает на экран монитора изображения всего, что встречается на пути.

 

В начало В начало

LEGO MINDSTORMS Robotics Discovery Set

В семействе LEGO MINDSTORMS есть и «младший брат» Robotics Invention System — Robotics Discovery Set, не требующий персонального компьютера для программирования роботов. В его основе лежит микрокомпьютер Scout, в который и заносятся команды управления роботом. Robotics Discovery Set состоит из более 400 «кубиков», включая сам микрокомпьютер, датчик освещения, два датчика прикосновения, два мотора и другие детали. Цена на этот набор ниже, чем на Robotics Invention System, и составляет 150 долл.

 

В начало В начало

LEGO MINDSTORMS Droid Development Kit

Всемирное помешательство на «Звездных войнах» не обошло стороной и LEGO. Помимо наборов из серии Star Wars, позволяющих конструировать космические корабли X-Wing, Y-Wing и TIE-Fighter и включающих фигурки Оби-Ван Кеноби, Люка Скайвокера, Кви-Гон Джинна и Джар Джар Бинкса, в семействе LEGO MINDSTORMS появилась новинка под названием Droid Development Kit. С помощью входящих в этот набор деталей можно создавать роботов наподобие R2-D2, а также различных других «дроидов», схожих с героями «Звездных войн. Эпизод 1». В этот набор входит мини-компьютер Micro-Scout со встроенным датчиком освещения и мотором, а также более 600 дополнительных «кубиков». Стоимость набора Droid Development Kit составляет 100 долл.

И еще одна новинка для тех, кто увлекается робототехникой от LEGO,— пульт дистанционного управления LEGO MINDSTORMS Remote Control, позволяющий дистанционно управлять компьютером RCX на расстоянии до семи метров— включать и выключать моторы, посылать команды, выбирать программы, заставлять робота издавать различные звуки и останавливать его. Пульт управления стоит 20 долл.

Желающим расширить функции, выполняемые роботами, также предлагаются дополнительные датчики касания, световые датчики, датчики температуры и датчики вращения.

Мир конструкторов LEGO огромен. В Internet можно найти программы для компьютерного моделирования из «кубиков» и даже специализированные пакеты САПР, которые позволяют создавать модели на экране, а затем воплощать их в пластике. Не за горами тот день, когда игрушечные роботы смогут говорить, соединяться с Internet и выполнять другие функции.

В ближайших номерах мы познакомим вас с LEGO TECHNIC CyberMaster— набором, позволяющим играть на компьютере и одновременно управлять моделями, собранными из наборов LEGO TECHNIC, а также с компьютерными играми, выпускаемыми под маркой LEGO MULTIMEDIA.

КомпьютерПресс 3'2000