В современном мире любому школьнику по силам собрать большого игрушечного робота. И действительно, с помощью конструктора Lego Mindstorms второго поколения любой свирепый монстр и миролюбивый робот оживают. Первое поколение Mindstorms, которое характеризовалось бесконечными возможностями, занимало даже взрослого человека. Обновленный конструктор теперь больше, эластичнее и мощнее.

Современная игрушка для детей, которая может решать любые взрослые задачи, прошла серьезные испытания. В тестах принимали активное участие военные. По большому счету можно сказать, Mindstorms тестировали в реальных военных условиях.

Сердце Lego Mindstorms – компьютерный контроллер NXT. Для взрослых инженеров отметим, что он представляет собой два микропроцессора (32-битный и 8-битный), более 256 кбайт Flash-памяти, USB-интерфейс, Bluetooth-модуль, а также жидкокристаллический дисплей разрешением 100х64, громкоговоритель, батарейный блок, порты датчиков и сервоприводов. Именно в NXT кроется большая часть возможностей конструктора. В памяти контроллера хранятся программы, загружаемые с компьютера. Данные с ПК можно передавать как по USB-кабелю, так и через Bluetooth. Кроме того, интерфейс Bluetooth позволяет управлять роботом в реальном времени с помощью мобильного телефона. Для этого необходимо скачать специальное java-приложение (программы для большинства современных мобильников можно найти на сайте Lego).

Информацию об окружающем мире NXT получает от четырех датчиков. Самый простой датчик прикосновения представляет собой что-то вроде концевого переключателя. К примеру, когда робот-погрузчик упирается в груз, датчик дает контроллеру команду и срабатывает захват. Микрофон реагирует на звук определенной громкости. Классический пример – выполнение программы по хлопку. Сложный ультразвуковой дальномер сообщает контроллеру расстояние до ближайшего объекта (стены, человека) в сантиметрах. Датчик света, состоящий из лампочки и фотоэлемента, позволяет роботу различать степень освещенности или цвета (конечно, в градациях серого). В итоге наш робот обладает зрением, слухом и осязанием.

Три двигателя Mindstorms – это настоящие сервоприводы. Каждый из них имеет встроенный датчик поворота, благодаря которому контроллер точно знает, на какой угол повернулись оси. При желании серво можно использовать как измеритель расстояния, прокатив колесо рукой и узнав показания датчика.

К сожалению, количество портов контроллера ограничено тремя серво и четырьмя датчиками, поэтому расширить набор, купив еще один конструктор, не получится. Зато есть приятные мелочи: по велению программы экран контроллера может показывать разнообразные рожицы, а динамик – воспроизводить звуки.

Пусть вас не смущает, что в конструктор входят всего три двигателя. В сочетании с всевозможными шестернями и передаточными механизмами они позволяют сделать массу любопытных вещей. К примеру, инструкция предлагает построить колесный автопогрузчик (разумеется, интеллектуальный), механический манипулятор, двуногого гуманоида и даже шестиногого скорпиона. Мы построили и проверили каждую конструкцию – существа отлично перемещаются в заданном направлении, поворачивают, пятятся назад да еще выполняют при этом какую-либо работу. Строить стандартные примеры из инструкции настоятельно рекомендуется – они помогают понять общую логику конструктора, чтобы потом с легкостью придумывать робота самостоятельно.

При всем разнообразии предложений для нашей катапульты (ну не гаубицу же нам ставить на Lego) мы выбрали колесный привод. Двуногие роботы, несмотря на всю эффектность, оказались несколько нерасторопными и требовательными к качеству поверхности. Катапульта получилась настолько большой, что мы решили добавить к стандартным колесам гусеницы от первого поколения Mindstorms. Нашей главной задачей было сделать полноприводное шасси, чтобы обеспечить машине наилучшую проходимость. С установкой и настройкой приводных валов (их видно на схеме) пришлось повозиться, но игра стоила свеч: в итоге наш вездеход с легкостью забирался на препятствия высотой с его собственное колесо (книги, коробки).

При строительстве крупных машин очень важно уделять внимание развесовке и жесткости конструкции. Играя в Mindstorms, юный конструктор быстро уяснит, чем треугольник лучше параллелограмма, когда тащит на себе контроллер с шестью батарейками.

С программированием NXT легко справится школьник, а вот опытному программисту будет слегка не по себе. Процесс создания программы не прост, а очень прост: необходимо буквально нарисовать последовательность иконок, изображающих то или иное действие. Простые настройки оформлены графически и интуитивно понятны. С их помощью можно с легкостью поручить мотору совершить нужное количество оборотов, прислушаться к определенному датчику, выставить чувствительность микрофона или дальность срабатывания дальномера.