レゴ マインドストームで子供たちにコーディングを教える

レゴが嫌いなお子様を見つけてください。お子様のコスチュームを着たエイリアンをお見せします。

子どもたちにインスピレーションを与え、いくつかの主要なプログラミング概念を紹介するには、レゴ マインドストームよりも優れた方法はありません。レゴ マインドストームを使用すると、レゴでロボットを作り、それをプログラミングすることもできます。

いくつかの注意事項があります。まず、レゴ マインドストーム セットは高価です。オンラインで見つけた最低価格は付加価値税込みで約 230 ポンドで、ジョン ルイスに行けば、300 ポンドという安さで販売されているのが見つかります。 2 つ目は、低年齢の子供たちはモデルを組み立てるのに手助けが必要になるということです。

ただし、努力すれば、基本セットから得られる可能性の範囲は信じられないほど広がります。すべてのレゴと同様に、作成できるものの唯一の本当の制限はあなたの想像力 (そして追加のキットを何個購入するか) です。ありがたいことに、「把握グリッパーで重いものを持ち上げて運ぶことができる強力なロボット」Gripp3r など、最初から構築するロボット タイプを 5 種類から選択できます。

レゴグリップ3r

箱の中には印刷された説明書が 1 セットしか入っていないため、ほとんどのロボットの組み立て方法を調べるにはオンラインにアクセスする必要があります。そのため、作業中はコンピューターまたはタブレットを手元に置く必要がありますが、レゴは組み立てプロセスを個別のミッションに巧みに分割することで、作成作業の困難を軽減しました。たとえば、Gripp3r を作成する場合、まずグリップハンドを作成し、その後 3 つのミッションにわたって追加パーツを追加して完全なロボットを作成します。

モデルを構築する非常に技術的なプロセス (箱には 594 個が入っている、レゴのよりスケルトンに近いテクニック シリーズの積み木を使用) が完了したら、プログラムを作成する準備が整います。

プログラミング

Mindstorms には、 LabView に基づくグラフィカル プログラミング環境が付属しています。レゴのバージョンはマインドストームのセットで動作するように調整されていますが、無料で使用するためにモデルを購入する必要はありません。ここからダウンロードできます。

Scratch と同様に、色分けされたモジュールを使用してプログラムを構築します。「アクション」モジュールは緑色、センサーは黄色、「フロー制御」コマンドはオレンジ色です。

ロボット ハンドの例では、指が開くようにモーターを作動させたいと考えています。エアブレーキ音を出すためのコントロール。指を閉じてから、一時停止してから再び開きます。これには、以下に示すように 5 つのモジュールが必要です。指示に従ってこれを作成したら、設定を試してみましょう。 7歳の子供がさまざまな効果音で遊んでいたので、30分も忘れてしまいました。

それが単純すぎるように見えても、心配する必要はありません。 LabView には多くの高度な操作が含まれており、Gripp3r の構築が完了するまでに、その単純なモジュール セットはすぐにループやスイッチが豊富になり、より複雑なものになります。

より高度なプロジェクトにはデータ ログが含まれており、ボックスにはカラー、タッチ、赤外線センサーが含まれています。ジャイロ、超音波、音響、コンパス、加速度センサーをレゴから直接購入することもできます。また、LabView に限定されません。たとえば、ROBOTC は、レゴ マインドストームと連携するより複雑なプログラムを作成するように設計されています。

プログラムの作成が完了したら、実際の世界で試してみましょう。これの鍵となるのは、マインドストーム EV3 インテリジェント レンガです (下のヘビ ロボットの中央に表示されます)。

レゴ マインドストーム スネーク

まず、イーサネットのようなケーブルの 1 つを介して、これを構築したモデルに接続する必要があります。利用可能なポートは 4 つあります (A、B、C、D)。ウォークスルーのスクリーンショットをよく見ると、モーターがポート A に接続されていることがわかります。

次に、付属のケーブルを介して EV3 ブロックを PC または Mac に接続し、再生を押します。プログラムは自動的に実行されます。

また、PC に接続せずに (この場合) ハンドを制御できるように、ブロックにも保存されます。

教室で

Scratch と同様に、地元の中等学校がすでに教育のためにマインドストームに投資していることに気づくかもしれません。これらは、膨大な範囲のリソースと追加のキットによってサポートされており、クラスがプロジェクトで協力するための優れた方法を提供します。たとえば、一部のセットには、宇宙の風景や緑豊かな都市などのマットが含まれており、学生が協力して単一のロボットよりも大きなものを作成できます。

マインドストーム ビルダーの活気に満ちたコミュニティもあり、レゴを使用すると、作品を簡単にアップロードして共有できます。誰かがキットからギター、地震探知機、サイコロ振り機をどのように組み立てたかを見たい場合は、プロジェクトをダウンロードするのと同じくらい簡単です。

以下では、物理的なセットがなくてもフォローできる、より控えめなプロジェクトでマインドストームが機能する方法を紹介します。

ここからソフトウェアをダウンロードします。

[ファイル] | [ファイル] をクリックします。新しいプロジェクトを作成し、コンテンツ エディターを閉じてボックスを削除します。緑色のアクション領域から「Medium Motor」をドラッグし、再生ボタンの横の所定の位置をクリックします。円形の矢印を押して、有効にする時間を秒数、度数、または回転数で選択します。 「75」をクリックすると、動きを制御できます。正は前方に等しい。負は逆に等しい。

第一歩

このチュートリアルでは、説明したグリッパー ハンドを作成済みであると仮定します。もし私たちが今このプログラムを手に送ったら、その人は握りしめるでしょう。

上に示すように、Wait ブロックを追加し、値を 2 に変更して、2 秒間一時停止するようにします。次に、別の Medium Motor ブロックを追加しますが、値を -75 に変更します。実際、プログラムはグリッパーを握り、2 秒待ってから緩めます。

ステップ2

もう少し面白くするには、ループ関数を追加します。これを再生ボタンの横にドラッグし、その中に他のコマンドを再配置します。

デフォルトでは、ループは無制限に実行されるため、無限大の記号をクリックします。ドロップダウン メニューには、いくつかのオプションが表示されます。カラーセンサー、タッチセンサー、タイマーなどからの強度読み取りを選択できます。簡単にするために、カウントとして 3 を選択します。

ステップ3

最後に、音声を少し追加します。サウンド モジュールを緑色のアクション領域からループの右側にドラッグします。デフォルトではフォルダー アイコンが表示されます。つまり、ボックスの右上にある四角形をクリックすると、利用可能なサウンド エフェクトと音声が表示されます。

ここでは、手を握り締めたり緩めたりすることを 3 回祝うために、「よくやった」を選択します。ただし、1 つの音符やトーンを演奏したり、それらを複数演奏して曲を作成したりすることはできます。

ステップ4