Российские компании, разрабатывающие наборы для образовательной робототехники

Данная статья посвящена обзору имеющегося российского рынка в области образовательной робототехники в рамках современных реалий.Сейчас уже идут предпосылки о замене и переходе в образовательном процессе на российские решения. Я решил пройтись по данным производителям и сделать некий краткий анализ.

Ниже, будет мой субъективный анализ наборов исходя из моей практики работы с ними и отзывов других людей, если они есть.Чтобы как-то математически описать возможности наборов, их характеристики и область покрытия тем в учебной программе с интеграцией с другими дисциплинами я сформулировал выражение, которое поможет дать косвенную оценку.Наборы будем рассматривать для детей школьного возраста. от 7 до 17 лет.Формула P = (N+T+V+K+U)/C*0.001N - количество возрастных групп, которые способны работать с данным набором (0 -10)T - количество тем, которые заложены в методике, идущей с этим набором и потенциально возможных тем, которые вы сможете реализовать с помощью данного набора (0 -10)V - вариативность. Способность набора к разнообразию конструкторских и программных решений (заложено в методике и ваш взгляд на реализацию) (0 - 10)K - комбинированные возможности. Способность набора взаимодействовать с другими образовательными решениями (наборами) (0 - 10).U - удобство экслутации. Оцениваем удобство с точки зрения ребёнка. (0 -10)С - условная стоимость набора (комплекта).Анализ и оценку я сделал в первую очередь для себя и вы можете не согласиться с этим.

С данным набором я знаком, так как писал для него методику и проводил на нём занятия. Данный набор, как можно заметить схож с Lego EV3 дизайном деталей, что позволяет сочетать данные детали с деталями lego. Совместимость 99%, за исключением электронной части. Детали литые. Соединительные провода имеют телефонные коннекторы, тем самым легко заменяются. Базовый набор содержит датчики и моторы так же, как и стандартный комплект lego ev3.

Мозгом данного набора является разновидность arduino платы с расширениями, что позволяет программировать на двух языках: высокого уровня Arduino ide (C++) и Блочного через mBlock5.

Порог вхождения 8- 9 лет. Для данного возраста, обычно, преобладают конструкторские проекты с минимум программирования. Программирование на блочном языке mBlock5 (scratch).

В методике даются темы к основам программирования, базовые алгоритмы, работа с датчиками и модулями, входящими в набор (6 шт - ультразвуковой датчик расстояния, датчик касания, датчик цвета, датчик линии (двойной), IR модуль, Bluetooth модуль), двумя dc моторами с редукторами и знакомство с кинематикой - этот раздел предназначен для детей 13 -17 лет, уже изучающие физику. К методике прилагаются конспекты уроков в общей сумме на 60 тем - от простых до сложных. В каждой теме есть три варианта сложности A, B и C. Первые два для общего изучения, а третий для погружения и переход к проектной деятельности. Данный набор можно использовать и в качестве проекта для участие в соревнованиях, нпк, фестивалях. Так как деталей в наборе порядка 500 шт, то они дают нам возможность создавать разнообразные устройства, которых нет в методике.

Касательно стоимости, то она достаточно демократичная, т.е. как минимум будет ниже стоимости lego ev3 или spike. Источник питания - литьевой аккумулятор, что позволяет многократно заряжать его. Есть зарядное устройство. Аккумулятор съёмный.

2. Компания R:ED - Набор "R:ED X EDU" и "R:ED PRO+"

С данным набором не знаком очно, но попытаюсь проанализировать на основе обзоров других людей и на основе информации с сайта и их youtube канала.На сайте "Занимательная робототехника" есть обзор по одному из наборов R:ED. Прочитать статью можно ЗДЕСЬ.

Из данной статьи и видеороликов видно, что компания пошла по тому же направлению, что и компания выше. Это позволяет расширить комбинированные возможности, например с lego ev3. Мозг набора является arduino плата. Детали и корпуса напечатаны на 3d принтере. Источник питания - две батарейки AA (идут в комплекте).

Из датчиков: ультразвуковой датчик расстояния, три ir датчика (датчик линии), гироскоп, два датчика касания. Два dc мотора, два сервопривода. Соединительные провода штекерного типа стандарт для электроники под arduino. Судя по структуре корпусов моторов, могу предположить, что там отсутвуют редуктор.

Программировать контроллер можно также на arduino ide (C++) или на scratch в своей среде Red Code. Инструкций к набору идёт 5 штук и разработано 12 уроков (заявлено на сайте производителя).

По методической составляющий данный набор может быть применим в младших классах (2-3 класс), а вот с учётом соединительных проводов и портов подключения для детей постарше (с 6-7 класса). В среднем - это скорее всего возраст 12 лет.Количество деталей -700 .

Стоимость набора так же демократичная.

3. Компания DIGIS - огромный асортимент наборов.

Наборы Matatalab, Makeblock .

С наборами по робототехники данной компании я знаком.Наборы matatalab предназначены для дошкольного и младшего школьного возраста (1-3 класс). Вся электроника в литом пластиковом корпусе. С наборами идут красочные дидактические материалы. Есть методический материал для каждого набора по 12 -15 уроков.

Наборы makeblock предназначены для детей с 5 и по 11 класс. Детали набора сделаны из алюминия и их количество зависит от набора. Почти в каждом наборе присутствуют базовые датчики: ультразвуковой датчик расстояния, датчик линии и цвета (может быть двойным или четырёхпарным), bloetooth модуль. В новых версиях присутствует и wi-fi модули. Отдельно есть набор с датчиками и модулями, которые также легко интегрируются с другими наборами makeblock.Электромоторы оснащены энкодерами, что позволяет их использовать как датчики и точно регулировать процесс работы.

Среда программирования mBlock5 , любой контроллер можно программировать на scratch языке (блочный язык программирования) и ещё в зависимотси от контроллера можно программировать и на arduino ide (С++) и на Python. Для языка python данная среда ушла далеко вперёд от сходных сред.

Кроме стандартных модулей языка идущих в комплекте вы можете установить любые сторонние. Также makeblock развивает сообщество разработчиков и разработчиком какого-либо расширения может стать каждый ребёнок или взрослый. В результате есть доступ к большой базе решений под ваши задачи.Некоторые наборы идут в направлении IoT.

Для многих наборов есть методические сборники на 10 - 30 тем и для всех есть инструкции. Наборы с большим количеством деталей более вариативны. Тип соединений - винты. На базе наборов можно рассматреть огромное количество тем почти из всех естественнонаучных дисциплин. Конечно выделяется: физика, математика, информатика и технология.

Соединительные провода имеют телефонные коннекторы, что легко заменяемы в случае поломки. Так как детали из металла, то очень износостойки. Детали makeblock могут крепиться с деталями Lego, что расширяет возможности. Количество деталей от 50 до 1000 в зависимости от набора. Источник питания - в некоторых батарейный отсек, а в некоторых аккумуляторная батарея, котрую можно перезаряжать.

Темы для изучения огромны. Можно охватить не только основы робототехники, но темы физики, биологии, информатики и математики, а также машинного обучения, IoT, компьютерного зрения, распознавание речи.
Стоимость наборов средняя с учётом материала изделия и комплектации.

4. Набор "КЛИК"

Образовательный набор по робототехнике "КЛИК" - это кооперация двух компаний DIGIS и БСКомп.Основой данного набора являются два решения: конструктор Никиробот и и сетевой контроллер cyberpi. Данное решение позволяет использовать широкие возможности конструирования и механики Никиробот, и расширять электронную часть датчиками и модулями cyberpi, а также предоставить возможность в разработке IoT и систем на основе нейросетей, компьютерного зрения и распознавания речи.

Детали сделаны из литого пластика, вся электронная часть защищена пластиковым корпусом.

Программирование: также, такое решение дало возможность изучения трёх языков программирования, как в общетеоретическом плане, так и прикладном: scratch, C++ (Arduino C), Python и micro python. Всё можно реализовать в среде mBlock5.

Данный набор расчитан на полноценное обучение робототехнике и программированию детей от 7 до 17 лет.
С набором идёт методическое сопровождение с разбором более 70 тем разной степени сложности.

Датчики: ультразвуковой датчик расстояния, двойной датчик линии, датчик цвета, датчик касания, датчик освещения, датчик шума, гироскоп и акселерометр.

Модули: IR модуль, Bluetooth модуль, зуммер, микрофон, динамик, rgb светодиоды, цветной дисплей 128 x128, джойстик и кнопки, wi-fi модуль, карта памяти для записи и хранения данных, а также воспроизведения звуковых файлов и их запись.

Актуаторы: два dc -мотора, сервопривод.

Универсальный провод для подключения любых сторонних модулей и датчиков, совместимых с платой arduino.

Питание: литийионные аккумуляторы встроенного и съёмного вида.

Набор можно комбинировать с наборами makeblock, lego, vex.

5. Компания ООО «КиберТех» - Набор "Трик".

С наборами ТРИК я также знаком. По конструктивной составляющей они схожи с VEX. ТРИК, по моим ощущениям и опыту, расчитан на 6-11 классы. Детали сделаны из алюминия. Есть свой разработанный контроллер на базе ARM.

Язык программирования: графический, Python и JavaScript в среде TRIK STUDIO.

Количество и состав датчиков варьируется от набора, но также их можно приобрести дополнительно. К основным относятся ультразвуковой датчик расстояния, датчик касания и web камера.

Электромоторы две штуки со встроенными энкодерами - количество увеличивается от выбора набора вместе с сервоприводами. Достаточно обширная методическая база. Есть два сборника для работы с набором и средой TRIK STUDIO. В общей сумме разбирается более 30 тем

Соединительные провода штекерного типа. Тип крепления - винты.

Цены достаточно высокие на наборы.

Здесь также присутствует вариативность в конструкторских решениях и чем больше набор, тем выше данная вариативность. Данный набор можно комбинировать с наборами vex и makeblock.

Количество деталей от 100 до 1000 в зависимости от набора. С набором идёт литий ионный аккумулятор.

По факту, можно рассматреть огромное количество тем почти из всех естественнонаучных дисциплин. Конечно выделяется: физика, математика, информатика и технология.

6. Компания MGBOT - Наборы Йотик

С наборами данной компании также знаком и в основном они идут в направлении IoT (интернет вещей). По уровню сложности как в работе с деталями, так и с программированием я рекомендую для 6 -11 классов.

Контроллером является плата arduino с модулями для передачи данных по сети интернет.

Детали в зависимости от набора - это пластик с металлическими винтами, либо фанера с металлическими винтами. Детали сделаны так, чтобы можно было собрать конкретное устройство: умный дом, умная теплицы, мобильный робот.

Электронные части устройства открыты и подразумеваются знание детей работы с электрическими цепями и эксплутацией электронных устройств. С каждым набором идёт инструкция в бумажном и электронном виде с готовой программой.

Есть несколько методических сборник, к сожалению мне не удалось их изучить, но для настройки всех компонентов набора достаточно и инструкции, а далее, если вы знакомы с arduino, то скорее всего сможете разработать учебную программу. По вариативности, то скорее всего можно комбинировать с датчиками и модулями только arduino.

Языки программирования это в основном Arduino ide (C++) и интеграция со средой TRIK STUDIO - графический язык.

Стоимость очень высокая даже в сравнении с TRIK.

Обзор тем очень узок. В первую очередь это сборка и монтаж электрических цепей и основы в области приёма и передачи информации по средством проводных и беспроводных технологий.

7. Компания ROBBO - Наборы ROBBO

Также знаком с некоторыми наборами мобильных роботов данной компании. Контроллер создан на базе arduino.

Мобильные роботы - это своего рода монолитные платформы на колёсах со встроенными моторами с энкодерами.

К робоплатформе идут датчики - датчики линии (2 шт), датчик расстояния, датчик освещённости, датчик касания. Есть модуль- светодиод и bluetooth модуль.

Особенность крепления датчиков - магнитное соединение.

Все электронные компоненты находятся в прозрачном корпусе. На платформе выведены пины из платы arduino для самостоятельного подключения других датчиков, совместимых с arduino.

Есть расширенный набор с ультразвуковым датчиком расстояния и сервоприводом с захватом.

Деталей, из которых можно сделать другую конструкцияю почти нет.

Методические разработки присутствуют и продаются отдельно самой компанией на 34 урока. Есть возможность заказать методическое сопровождение.

Язык программирования scratch и arduino ide (C++). Есть своя среда программирования ROBBO SCRATCH.

Данные наборы рассчитаны на 3 - 9 класс.

Источник питания либо USB (проводной), либо с помощью батарейки (аккумулятора) на 9В (крона).

Вариативности в конструкторском решении почти нет. Интегральность с другими наборами почти нет, за исключением с датчиками и модулями arduino.

Тематика изучения базовая: кинематика робота и основы работы с датчиками. Некоторые вопросы физики и информатики на данном наборе можно также рассмотреть (кинематика, базовые алгоритмы).

Цена достаточно высокая для данного набора.7. Компания Образовательная среда -

8. Наборы ROBOBLOQ

Я также знаком с наборами данной компании. Есть наборы для дошкольного и младшего школьного возраста: Express и Cobo. Есть наборы для средней школы q-scout, qoopers.

Линейка для дошкольного и младшего школьного возраста (4 - 8 лет) развита хорошо. Тут есть и дидактический и методический материал.

Для Express можно создавать свою железную дорогу из других образовательных наборов. Есть методическое сопровождение на 18 уроков в бумажном виде (идёт с комплектом).

Для Cobo также есть методическое сопровождение, которое варьируется от 24 до 69 уроков в зависимости от комплектации (база, логика, география, арифметика, биология, динозавры). Есть своя среда для программирования на языке схожим с Lego WeDo/ Софт можно посмотреть здесь.

Источник питания литийионная батарея заряжается по USB. У всех наборов есть схожесть с продуктами matatalab и makeblock.

Наборы q-scout и qoopers в основном предназначены для 3 - 6 класса. Есть вариативность решений от 5 до 10 конструкций будет вам предложено собрать и изучить.

Для обоих наборов есть методическая литература на 15 уроков как в электронном виде, так и в бумажном (идёт с образовательным набором).

Наборы q-scout и qoopers интегрируемы с наборами Trik , Makeblock и имеют возможность соединяться с деталями lego, а следовательно с никиробот и r:ed pro и r:ed edu

В наборах есть два мотора с редукторами и энкодерами.

Датчики:- в q-scout есть ультразвуковой датчик расстояния и датчик линии спаренный- в qoopers есть дисплей.

Оба оснащены RGB подсветкой и зуммером. Тип крепления - винты. Есть возможность заказывать датчики. Скорее всего, датчики никиробот, КЛИК и возможно наборов makeblock будут совместимы (не проверял), но тип соединения идентичен.

Соединительные провода с телефонными коннекторами.

Источник питания- батарейный отсек для батареек АА. Возможна установка аккумулятора. Зарядное устройство к аккумулятору поставляется.

Тема - базовые вопросы робототехники, в первую очередь, мобильной, кинематика робота, механика и оптика (работа со светом). Разбираются темы из информатики

Цена средняя, сравнима с цена на такие же наборы от makeblock.

9. Компания ZARNITZA - образовательные наборы

С наборами данной компании не знаком, но по изучению сайта и видеороликов с обзорами можно сказать, что компания специализируется на поставках оборудования в среднеспециальные и высшие образовательные учреждения.

В большинстве случаях, наборы идут уже в готовой комплектации.

Задачи, которые здесь преследуются связаны не с конструированием и развитием инженерных навыков, а нывыков в области программирования, диагности и управления.

Для школы может подойти Учебно-тренировочный комплекс по изучению ПДД "Роботизированная мобильная платформа"

Вариативность в области конструирования почти нулевая, как и интеграция с другими наборами. Основной контроллер учебных роботов - arduino. Следовательно, и программирование возможно на arduino ide.

С наборами идёт методическое сопровождение с описанием лабораторных работ.У мобильных платформ присутствует от 2 до 4 моторов с энкодерами и видеокамера wifi.

Цены достаточно высокие.

Тема - промышленная и мобильная робототехника, математика и информатика (программирование), физика (механика).

10. Компания ЗНАТОК - образовательные наборы электрические схемы

С наборами данной компании знакомы многие. В основном это наборы по созданию электрических схем с помощью специальных компонентов на магнитных контактах или клёпках. Данные компоненты содержит в себе либо датчик, либо модуль, либо актуатор, а его концы выполняют роль соединительных проводов.

Вся электронная часть содержится в корпусе. В основном, предназначен для 5 - 8 классов ( с условием углубления в схемотехнику и программирование).

Компания к каждому набору предоставляет информацию по программированию на нескольких языках: scratch, arduino ide (c++) (сделали свою библиотеку), python (для этого разработали свой модуль).

С набором идут пошаговые инструкции. Методической составляющий так таковой нет, поэтому придётся делать самому.

Основной контроллер - arduino.

Цены средние.

Вариативность сильная, нам позволяют создать разнообразные схемы 100 -500.

Интегрированность слабая, только среди таких же наборов.

Темы: электродинамика и частично мобильная робототехника (если вы используетет набор мобильного робота).

11. Компания Роботикум - робот бабочка

Данная компания имеет пока один образовательный набор "робот бабочка" и позиционируется для обучения в ВУЗах.

Преподователю предоставляется обучающий курс и методическое сопровождение.Качество и объём курса и методики невозможно оценить, так как всё находится в закрытом доступе.

Также нельзя указать какой контроллер используется и какой язык программирования. Известно, что есть определённое ПО под данный набор.

Стоимость тоже неизвестна только при непосредственном заказе и возможно она высокая.

Вариативность в плане новых конструкторских решений нулевая. Интегрированность с другими наборами нулевая.

Темы: мехатроника, кинематика, математика, информатика - скорее от старшей классов до тем высокого уровня.

12. Компания Умки - наборы CAR

С данными наборами незнаком очно и буду ориентироваться относительно официального сайта и видеороликов обзоров.

Данные наборы по конструкции больше предназначены для 5 - 8 класса. У некоторых наборов открытая электроника, что даёт ограничения на использование детям.CAR4 для 5 - 6 классаCAR5 для 7 - 8 класса.

Основной контроллер на базе arduino.

У CAR5 есть ульразвуковой датчик и два датчика линии. У CAR4 - только датчик считывающих положение (карточки с командами).

Оба набора имет встроенный Bluetooth модуль. Вариативность в области конструирования достаточно низкая. Интегрируемость с другими наборами тоже низкая. Есть возможность подключать другие датчики и модули arduino (CAR5).

Источник питания - батарейный отсек на 4 батарейки АА (можно использовать аккумуляторы). Зарядного устройства нет.

Темы - мобильная робототехника, алгоритмика, кинематика и информатика с математикой.Для наборов есть методическая литература, поставляется отдельно.

Цены средние для данных наборов.

13. Компания Центр робототехники - подводная робототехника

Компания, а точнее центр детского творчества, который, параллельно основным направлениям робототехники и программирования обучает подводной робототехнике. Данная компания предлагает наборы по подводной робототехники.

Это достаточно своеобразное направление, требующие наличие водной среды. Часто - это бассеин.

Наборы качественные. К ним идёт и методическое сопровождение.Что это за направление и как проходят соревнования и обучение можно узнать, например, посетив ближайшее.

Для таких наборов цены средние. Задачи специфичны. Наборы, в основном, предназначены для 7 -11 класса.

Вариативность для данного набора низкая, как и интегрируемость с другими наборами, но возможна.

Темы - робототехника, математика, физика (кинематика, гидродинамика), информатика (программирование).

14. Компания Эвольвектор - наборы Эвольвектор

Компания эвольвектор специализируется на производстве образовательных наборов по электронике, как и знаток. Но есть и отдельная ветка наборов - робототехника. Детали металлические в наборе иих от 500 до 1500 в зависимости от комплектации.

Обширный набор датчиков и модулей ардуино. Большая вариативность. Уже в базовом наборе нам предлагается создать более 20 моделей.

В качестве контроллера в основном выступает разновидность arduino, но есть и с микрокомпьютерами raspberry pi. Есть базовые наборы, а есть и ресурсные.Также можно заказать дополнительные комплектующие.

Данные наборы интегрируемы с makeblock, trik, lego ev3, а значит с никоробот, клик и r:ed. Методическое сопровождение тоже есть и большое.