5 besten Robotik-Kits für Kinder

In meinem eigenen Leben und meiner Karriere waren einige der interessantesten Projekte, an denen ich beteiligt war, Projekte mit einer bedeutenden Hardwarekomponente. Von der Einrichtung maßgeschneiderter Hausautomationssysteme bis hin zur Implementierung einer autonomen Navigation, automatisierten Umgebungszuordnung und Objekterkennung auf mobilen Robotern ist das Schreiben von Code etwas Besonderes, das so greifbare Ergebnisse erzielt.

Insbesondere die Robotik ist ein fantastischer Einstiegspunkt für viele Bereiche, von der Elektronik bis zum Maschinenbau. Es ist eine unterhaltsame Möglichkeit, Ihre Kinder dazu zu bringen, ihr Gehirn zu lernen und zu stimulieren, vielleicht sogar den Samen des Interesses zu pflanzen, der im späteren Leben zu einer erfüllenden Karriere werden wird. Es gibt jetzt viele zugängliche Wege zum Erlernen der Robotik für alle Altersgruppen und Fähigkeiten. Das Erlernen von STEM durch Robotik fördert nicht nur Innovation und Kreativität, sondern rüstet Ihr Kind auch mit wichtigen Fähigkeiten aus.

Es gibt viele Möglichkeiten, wie Sie Ihren Roboter bauen und programmieren können: von der Einzelaufnahme aller Komponenten über den Bau von Grund auf neu bis zum Kauf eines Kits, das eine Selbstmontage erfordert, oder sogar dem Kauf eines vormontierten Roboters. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf Kits und vormontierte Roboter, da diese normalerweise die niedrigste Eintrittsbarriere aufweisen und keine oder nur sehr geringe Vorkenntnisse erfordern - und daher einen guten Einstieg ermöglichen. Alle vorgeschlagenen Roboter weisen jedoch zumindest einen gewissen Grad an Programmierbarkeit auf.

LEGO Mindstorms ist seit 1998 ein fester Bestandteil der Kategorie der pädagogischen Roboter. Die neueste Version ist die EV3-Plattform. Es ist zwar nicht der günstigste Einstieg in die Robotik, bietet jedoch eine ausgereifte Plattform mit zahlreichen Ressourcen zum Lernen und eine große Community leidenschaftlicher Roboterbauer. Es gibt sogar eine Reihe großer Roboterwettbewerbe, die die Plattform nutzen.

Das Standard-Kit enthält Motoren, Sensoren, eine Reihe von LEGO Technic-Steinen, einen programmierbaren "Baustein", der das Gehirn des Roboters darstellt, und eine Fernbedienung. Es wird als 5-in-1-Kit verkauft, aber wie zu erwarten, können Sie als LEGO-Kit auch zusätzliche Komponenten kaufen und diese in Ihrem eigenen Design verwenden. Standard-LEGO-Steine ​​sind ebenfalls kompatibel. Und falls Sie mehr Inspiration benötigen, schauen Sie sich einige der erstaunlichen Mindstorms-Kreationen auf YouTube an, wie die folgende.

Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die EV3-Plattform zu programmieren und zu steuern:

• Android / iOS Commander App (zur direkten Steuerung)
• Android / iOS Programmer App (Basis-App mit grafischer Benutzeroberfläche zum Programmieren des Roboters, vorgesehen für 5 Kernkonfigurationen des Hauptkits)
• Mac / Windows-Software ('Erweiterte' Programmierung des Roboters)
• Es gibt viele andere Möglichkeiten, Programme zur Steuerung der EV3-Plattform zu schreiben. von Scratch (einer visuellen Programmiersprache für Kinder) über Python bis hin zu .NET-Sprachen wie C ++ über die Open-Source-.NET-API und vielen weiteren dazwischen. Je nachdem, was Sie verwenden, können einige Programme direkt auf dem EV3-Baustein ausgeführt werden, während andere remote ausgeführt werden und Daten und Befehle über USB, Bluetooth oder sogar WiFi ausgetauscht werden.

Auf der offiziellen Website finden Sie Anweisungen zum Erstellen und Programmieren einer Vielzahl von Designs. Dank der großen Community von Roboterherstellern stehen im Internet unzählige weitere Anleitungen zur Verfügung.

Die EV3-Plattform wird häufig in Klassenzimmern auf der ganzen Welt verwendet. Daher gibt es nicht nur zahlreiche Anleitungen zum Erstellen und Programmieren, sondern auch Unterrichtspläne.

Das Kit und der offizielle Leitfaden sind direkt auf der LEGO-Website oder bei Amazon sowie bei einer Vielzahl anderer Einzelhändler erhältlich. Aufgrund seiner Beliebtheit und seines bekannten Herstellers ist dies eines der am einfachsten zu handhabenden Kits.

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Das Boost Creative Toolkit ist die billigere und einfachere Option von LEGO für ein jüngeres Publikum als die Mindstorms-Plattform. Das Kit enthält alle Teile, die Sie zum Erstellen von 5 verschiedenen Kernkonfigurationen benötigen. Die Kit-Teile sind jedoch mit Standard-LEGO-Steinen kompatibel. Es gibt zwei eingebaute Motoren / Rotationssensoren, einen zusätzlichen externen und einen externen Licht- / Farbsensor.

Die Programmierung des Roboters erfolgt in Form einer Android / iOS-App für Tablets, die über eine einfache blockbasierte Programmierschnittstelle verfügt. Die Kommunikation zwischen App und Roboter erfolgt über Bluetooth, wobei das Programm selbst auf Ihrem Tablet ausgeführt wird und nicht über die Option um es von einem 'intelligenten Baustein' laufen zu lassen, wie LEGO den programmierbaren Mindstorms-Baustein nennt. Auch hier liegt der Fokus wirklich auf Einfachheit und Zugänglichkeit, daher ist das jüngere Publikum die Hauptzielgruppe. Es gibt auch Aktivitätsbücher und Leitfäden.

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Der Dash ist ein vormontierter programmierbarer Roboter, der über eine Reihe verfügbarer Snap-On-Zubehörteile verfügt, damit er mehr Aufgaben ausführen kann. Wenn Sie das Wonder Pack kaufen, erhalten Sie viele Zubehörteile, mit denen Sie den Dash dazu bringen können, beispielsweise Xylophon zu spielen, Bälle durch den Raum zu werfen oder Dinge zu plündern. Sie können auch Standard-LEGO-Steine ​​mit Baustein-Extendern hinzufügen.

Der Dash ist nicht nur in der Lage, auf seinen Rädern herumzurennen und Dinge durch den Raum zu schleudern, sondern verfügt auch über einen Infrarotsensor zur Erkennung von Objekten und anderen Dash- oder Dot-Robotern sowie über Lautsprecher und Mikrofone zum Abspielen und Aufzeichnen von Sounds .

Zum Programmieren des Dash stehen fünf Apps zur Verfügung, die jeweils effektiv auf unterschiedliche Altersstufen / Fähigkeiten ausgerichtet sind. Von der einfachen "Go" -App, mit der Sie die Bewegung direkt steuern, Soundeffekte auslösen und die Farbe der LEDs ändern können, bis zur "Blockly" -App, einer visuellen blockbasierten Programmierschnittstelle, mit der Sie mehr Kontrolle und Konfigurierbarkeit erzielen können eigene Routinen. Die neueste App, "Wonder", besteht aus einer Reihe von Herausforderungen bei der Programmierung des Dash, um Kindern das Lernen zu erleichtern, und aktiviert dann einen "kostenlosen Modus". Dies ist auch eine Drag & Drop-Oberfläche. Sie können die Programmiersprache Swift von Apple auch mit der Swift Playgrounds-App unter iOS verwenden.

Der Dash ist wahrscheinlich der beste Roboter für jüngere Zuschauer. Mit den verschiedenen verfügbaren Apps können sie mit einer einfachen Steuerung beginnen und zu komplexeren Programmierungen und Routinen übergehen, wenn sie mehr lernen. Obwohl es in Bezug auf Design und Funktion möglicherweise nicht übermäßig konfigurierbar ist, ist es dennoch ein unterhaltsames, zugängliches und leistungsstarkes Lernspielzeug. Dash hat auch einen Begleiter namens Dot, mit dem es interagieren kann. Dot wird mit dem "Wonder" -Paket geliefert.

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Das Unternehmen hinter der Robotermarke Jimu, UBTECH, ist eigentlich ein Robotikunternehmen, im Gegensatz zu anderen Erwähnungen auf dieser Liste, bei denen es sich hauptsächlich um Spielzeugunternehmen handelt. Sie produzieren eine Reihe von STEM-Roboter-Kits unter dem Namen Jimu. Wenn diese Builderbots also nicht ansprechen, können Sie sich einige andere Jimu-Roboter wie AstrobBot, MeeBot oder UnicornBot ansehen.

Dieses Overdrive-Kit enthält alle Teile, die für die Erstellung eines Muldenkippers oder eines Laderoboters erforderlich sind. Aber natürlich hört es hier nicht auf, das Erfinden und Erstellen von benutzerdefinierten Kreationen wird gefördert und ist mit den verfügbaren Teilen sehr gut möglich.

Es gibt eine begleitende iOS- und Android-kompatible App, die Anweisungen mit visuellen 3D-Modellen enthält, die gedreht und vergrößert werden können - kein Schielen mehr, um zu überprüfen, ob Sie das richtige Teil gefunden haben. In der App kann der Roboter auch über eine Bluetooth-Verbindung programmiert und gesteuert werden.

Die Programmierschnittstelle in der App ähnelt vielen anderen Wettbewerbern darin, dass sie auch einen visuellen blockbasierten Ansatz verfolgt. Es bietet eine fortlaufende Reihe von Herausforderungen, mit denen Ihr Kind lernen kann, wie man den Roboter codiert und steuert.

Obwohl es möglicherweise nicht wie ein Tesla Model S aussieht, ist das Freenove Smart Car auch elektrisch angetrieben, vermeidet Hindernisse und kann selbst fahren (einmal programmiert). Das Freenove Smart Car unterscheidet sich von den anderen Kits in dieser Liste, da es einen Raspberry Pi als Kopf der Operation verwendet (es gibt auch eine Arduino-Version). Sie müssen es jedoch separat kaufen.

Der Raspberry Pi ist selbst ein großartiges STEM-Lernwerkzeug. Es handelt sich im Wesentlichen um einen kleinen Computer, der mit 5 V über USB betrieben werden kann, was bedeutet, dass er fast überall verwendet werden kann. Wenn Sie nichts über den Raspberry Pi wissen, sollten Sie die offizielle Raspberry Pi-Website und die Anleitung für Anfänger lesen, bevor Sie dieses Kit erhalten, da Sie zuerst die Grundeinstellungen des Pi abschließen müssen, obwohl das PDF-Tutorial zum Herunterladen für Dieses Kit geht auch darüber.

Die Montage und das Software-Setup sind definitiv etwas mehr mit diesem Kit verbunden. Es gibt einige Codebibliotheken, die Sie sowohl auf Ihren Computer als auch auf den Raspberry Pi herunterladen müssen, um den Roboter gemäß den Anweisungen erfolgreich zu programmieren und zu steuern. Sie müssen also nicht alles komplett neu schreiben, aber es gibt eine etwas steilere Lernkurve als bei den anderen Kits in der Liste.

Die Programmierung des Roboters erfolgt mit Python und nicht über eine visuelle blockbasierte Programmierschnittstelle. Dabei werden die oben genannten Codebibliotheken verwendet. Das Tutorial ist sehr detailliert, enthält jedoch zahlreiche Bilder, Diagramme und Screenshots. Dies ist wahrscheinlich nicht für die Mehrheit der jüngeren Kinder der Fall. Abhängig vom Alter und den Fähigkeiten Ihres Kindes kann es sein, dass ein Erwachsener etwas mehr Unterstützung benötigt. Dieser Ansatz hat jedoch viele Vorteile. Er bringt Ihr Kind nicht nur dazu, eine „reale“ Programmiersprache zu lernen und zu verwenden, sondern eröffnet auch eine Welt voller Möglichkeiten, was es tun kann, wenn es komfortabler programmiert.

Letztendlich ist dies ein großartiges Projekt, um etwas über Programmierung und Elektronik zu lernen. Es gibt auch Unmengen von Ressourcen und anderen Projekten für den Raspberry Pi. Wenn Sie also mit diesem fertig sind, werden Sie keine Probleme haben, den Drang zu befriedigen, mehr damit zu tun und zu schaffen.