Lego Mindstorms

Wikipedia

Lego Mindstorms (virallinen nimi Lego Mindstorms Robotic Invention System) on Lego Groupin valmistama tuotesarja, josta voi rakentaa erilaisia robotteja^[1]. Sarjan setit koostuvat mikropiirillä varustetuista ns. keskuspalikoista, niihin liittyvistä antureista ja moottoreista sekä tavanomaisista Lego Technic-palikoista. Ensimmäinen versio, RCX, julkaistiin vuonna 1998. Seuraava Mindstorms-versio, NXT, tuli kauppoihin vuonna 2006.

Sisällysluettelo 1 RCX 2 Cybermaster 3 NXT 4 Ohjelmoitavuus 5 Lähteet

[muokkaa] RCX

RCX-keskuspalikalla varustetut setit tulivat kauppoihin vuonna 1998. Se ohjelmoidaan PC:llä tai Macilla tätä varten kehitetyllä ohjelmalla. Ohjelmia voidaan ajaa joko suoraan tietokoneen kautta tai tallentamalla ne RCX-keskuspalikkaan josta niitä voidaan ajaa nappia painamalla. RCX:ssä on kolme anturiporttia ja kolme sähkömoottoriporttia. RCX käyttämät moottorit ovat Lego Technic sarjan käyttämiä yhdeksän voltin moottoreita. RCX on korvattu pitkälti uudella NXT-älypalikalla eikä alkuperäisiä RCX-sarjan settejä saa enää muualta kuin huutokaupoista.

[muokkaa] Cybermaster

Samana vuonna kun alkuperäinen RCX julkaistiin, julkaistiin toinenkin ohjelmoitava palikka "Cybermaster"-nimen alla. Tämä Cybermaster-palikka erosi "isosta veljestään", RCX-keskuspalikasta, seuraavilla tavoilla:

• Vain yksi ulostuloportti ja yksi sisääntuloportti.
• Kaksi sisäistä moottoria
• Käyttää radioaaltoja kommunikoidakseen. RCX käyttää infrapuna-aaltoja. Tämän takia Cybermasterillä on pidempi kantosäde.
• Sisäistä ohjelmistoa (firmwarea) ei voida poistaa.
• Prosessointikyky ei ole RCX-keskupalikan tasolla.

Cybermaster-tuotesarja on suunnattu nuoremmille kuin RCX ja se oli integroitu tehokkaasti setin mukana tulleeseen tietokonepeliin. Tarkoituksena oli että tietokonepelissä eteen tulevat ongelmat ratkaistaisiin ohjelmoimalla Cybermaster-robottiin omanlaisensa ohjelma ja ratkaisemalla oikeassa elämässä ongelmat.

[muokkaa] NXT

NXT julkaistiin vuonna 2006. Se sisältää kolme sähkömoottoria ja neljä anturia: valo-, ultraääni-, kosketus- ja äänianturin^[2][3]. Lisäksi sarja sisältää keskuspalikan ja erinäisen määrän Lego Technic -osia. Myös NXT ohjelmoidaan tietokoneella. NXT:ssä on kolme ulostuloporttia, neljä sisääntuloporttia ja yksi USB-portti, jonka kautta tietokoneella ohjelmoitu ohjelma siirretään NXT:hen. NXT on varustettu Bluetoothilla.^[4]

[muokkaa] Ohjelmoitavuus

Sekä RCX- että NXT-keskuspalikka ovat ohjelmoitavissa. Yleisin tapa ohjelmoida keskuspalikoita on käyttää setin mukana tulevaa koodausohjelmaa. Ohjelmat rakennetaan erilaisista palikoista, joiden avulla voidaan määritellä esimerkiksi tiettyjen moottorien pyöriminen anturien luvut, ynnä muuta. Näin voidaan esimerkiksi rakentaa ohjelma, joka vierittää keskuspalikkaa moottorien avulla pyörittämällä renkaita X kierrosta ja sitten lukea kosketusanturin arvon.

Lego Group on julkaissut jokaiselle keskuspalikalleen software development kit:n^[5] ja näiden avulla ovat Mindstorms-fanit tehneet omia ohjelmia päästäkseen eroon alkuperäisten ohjelmien rajoitteista (esim. ehtolauseiden poissa-olo). Esimerkki tällaisesta ohjelmasta on Bricx Command Center (BricxCC), jonka avulla voi RCX-keskuspalikkaan lähettää C-kieleen perustuvalla NQC-kielellä tehtyjä ohjelmia. Näitä ohjelmia pyörittää keskuspalikassa keskuspalikan oma sisäinen ohjelmisto (firmware).

Koska keskuspalikka voi kommunikoida tietokoneen avulla, on tiedon lähettämisen keskuspalikkaan mahdollista myös muokata keskuspalikan sisältöä. Tämän kaksisuuntaisen yhteyden avulla on mahdollista poistaa alkuperäinen firmware ja korvata se uudella. Tunnetuimmat korvaajat ovat Lejos joka korvaa firmwaren Java-kieltä ymmärtävällä, Brickos joka korvaa firmwaren C-kieltä ymmärtävällä ja pbForth joka korvaa firmwaren Forth-kieltä ymmärtävällä.

Keskuspalikan ohjelmat, jotka on tehty kehittyneellä kielellä, kuten C:llä, on mahdollista tehdä tehokkaita ehtolauseisiin perustuvia robotteja, jotka voivat reagoida tilanteisiin reaaliaikaisesti. On myös mahdollista kehittää keskuspalikoiden kommunikaatiota ja työn jakoa.

[muokkaa] Lähteet

1. ↑ http://llk.media.mit.edu/projects.php?id=135
2. ↑ Lego.com
3. ↑ Legoesite.pfd
4. ↑ Lego.com
5. ↑ http://mindstorms.lego.com/eng/community/resources/default.asp