Nutzung der Roboter-zu-Roboter-Kommunikation mit VEX AIM – VEX-Bibliothek

Der VEX AIM Coding Robot bietet Schülern eine leicht zugängliche Möglichkeit, die Kommunikation zwischen zwei miteinander verbundenen Robotern zu erleben. Dieser Artikel beschreibt, was Roboter-zu-Roboter-Messaging ist, warum es wichtig ist und wie man damit beginnt.

Was ist Messaging?

Zwei VEX AIM Coding-Roboter können miteinander verbunden werden, sodass sie während eines VEXcode AIM-Projekts Nachrichten senden und empfangen können. Da Roboter miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten können, sind sie in der Lage, komplexere Projekte zu bewältigen, als es einem einzelnen Roboter möglich wäre.

Im folgenden Beispielvideo sind beide Roboter miteinander verbunden und führen dasselbe Projekt aus. Wenn der Bildschirm an einem der Roboter gedrückt wird, sendet dieser eine Nachricht an den anderen Roboter, seine LEDs auf blau zu schalten.

Die Nachrichtenübermittlung ermöglicht es zwei Robotern, koordiniert zu handeln, um Aufgaben zu erfüllen, da ein Roboter Entscheidungen auf der Grundlage von Daten treffen kann, die von einem anderen gesendet werden. Ein Roboter kann beispielsweise einem anderen Roboter folgendes Signal geben:

Ein Projekt starten.
Ausweichmanöver ergreifen, um einem Hindernis zu entgehen.
Einen anderen Roboter um Hilfe bitten.

Die Kommunikation zwischen Robotern findet in vielen realen Kontexten Anwendung. Beispielsweise senden Lagerroboter Nachrichten aneinander, um ihre Standorte mitzuteilen und so Kollisionen zu vermeiden. Such- und Rettungsroboter können Nachrichten senden, um die Standorte derjenigen mitzuteilen, die Hilfe benötigen, oder um zu signalisieren, welche Gebiete sie bereits abgedeckt haben, damit sich ihre Teammitglieder effizient verteilen und Doppelarbeit vermeiden können.

Warum ist Messaging wichtig?

Durch die Integration von Messaging in VEXcode-Projekte können die Schüler diese realweltlichen Bezüge im Klassenzimmer erleben. Dies kann für Schüler eine nützliche Methode sein, um systemisches Denken zu erleben, da sie den Prozess durchlaufen, wie zwei Roboter zusammenarbeiten, um ein Ziel zu erreichen. Es erfordert außerdem, dass sie klar kommunizieren und gemeinsam Probleme lösen, um ihre Programmierprojekte zu koordinieren, damit ihre Roboter erfolgreich über Messaging zusammenarbeiten können.

Um mehr über die Vorteile des Lehrens mit Roboter-zu-Roboter-Messaging zu erfahren, diesen PD+ Insights Artikel.

Erste Schritte mit Messaging

Verbindung zweier Roboter

Der Link AIM-Bildschirm eines VEX AIM-Roboters zeigt zwei grüne Roboter mit einem Häkchen und gebogenen Linien, die die Verbindung zwischen ihnen anzeigen.

Bevor zwei Roboter Nachrichten senden und empfangen können, müssen sie zuerst miteinander verbunden werden. Folgen Sie den Anweisungen in diesem Artikel , um Ihre Roboter zu verbinden.

Verwendung von Beispielprojekten in VEXcode

In VEXcode stehen Beispielprojekte für Blocks und Python zur Verfügung, mit denen man ein Verständnis für die Programmierung mit Messaging entwickeln kann.

Weitere Informationen zur Verwendung von Beispielprojekten mit VEX AIM finden in diesem VEX Library Artikel.

Der ganz rechts oben auf der Seite „Beispielprojekte“ in VEXcode hervorgehobene Nachrichtenfilter.

Wählen Sie den Filter Nachricht , um die Beispielprojekte für die Nachrichtenübermittlung anzuzeigen.

Das Beispielprojekt „Bidirektionale LED-Steuerung“ zeigt, wie zwei Roboter gleichzeitig dasselbe Programm ausführen können. Jeder Roboter sendet dem anderen Nachrichten, und diese Nachrichten veranlassen die Roboter, mit einem bestimmten Verhalten zu reagieren.

Wenn der Bildschirm an einem Roboter gedrückt wird, sendet dieser eine Nachricht an Roboter, um dessen LED-Farben auf Blau einzustellen.

Beispielhafte Projektsymbole für das Projekt „Nachrichten empfangen“ links und das Projekt „Nachrichten senden“ rechts. Jedes Symbol zeigt einen Roboter mit einem orangefarbenen Fass darüber und einem Pfeil, der auf die Spitze des anderen Roboters zeigt.

Das Beispielprojekt Nachrichten senden und das Beispielprojekt Nachrichten empfangen arbeiten zusammen. Das Beispielprojekt Sending Messages wird auf einen Roboter (Roboter A) heruntergeladen, und das Beispielprojekt Receiving Messages wird auf den anderen (Roboter B) heruntergeladen.

Das im obigen Video gezeigte Projekt wird in der folgenden Tabelle beschrieben.

Roboter A	Roboter B
Drücken Sie auf den Bildschirm, um Daten zu erfassen.	Warten Sie auf eine Nachricht.
Je nachdem, was AI Vision erkennt, wird eine Nachricht gesendet.	Je nach empfangener Nachricht schalten Sie die LEDs in einer bestimmten Farbe ein und spielen einen Ton ab.

Lehren mit Messaging

Die Integration von Messaging in den Unterricht eröffnet Schülern viele Möglichkeiten, ihre Kommunikations- und Kooperationsfähigkeiten zu üben und gleichzeitig spannende Projekte für ihre Roboter zu entwickeln. Indem die Schüler Systeme entwerfen, mit denen Roboter Nachrichten austauschen können, üben sie, Informationen zu organisieren, sich auf Regeln zu einigen und Probleme zu beheben – Fähigkeiten, die die Zusammenarbeit in der realen Welt direkt widerspiegeln. Die folgenden Vorschläge helfen Ihnen beim Unterrichten der Roboter-zu-Roboter-Kommunikation in Ihrem Klassenzimmer:

Zwei Studentengruppen sollten gemeinsam Messaging-Projekte entwickeln. Jede Gruppe benötigt ihren eigenen Roboter.
Achten Sie auf ausreichend Abstand, wenn die Schüler die Roboter miteinander verbinden. Wenn sich beim Verbinden nur zwei Roboter im selben Raum befinden, lässt sich Verwirrung vermeiden.
Sobald die Roboter miteinander verbunden sind, sollten die Roboterpaare markiert werden, damit sie leicht identifiziert werden können. Verwenden Sie für jedes Paar farblich passende Aufkleber oder Klebebänder, damit die Schüler sie schnell finden können.
- Hinweis: Sobald zwei Roboter miteinander verbunden sind, bleiben sie auch beim nächsten Einschalten verbunden. Der Verknüpfungsprozess muss nicht wiederholt werden.
Die oben beschriebenen Beispielprojekte sind hervorragende Ausgangspunkte, um Schülern das Thema Messaging näherzubringen.
- Zunächst können die Schüler die Projekte lesen und Vorhersagen treffen, was ihrer Meinung nach passieren wird.
- Anschließend können sie die Projekte durchführen, um zu sehen, wie sie funktionieren.
- Schließlich können sie die Projekte so verändern, dass sie zu ihren eigenen werden.
Folgende VEX AIM-Aktivitäten stehen Ihnen ebenfalls zur Verfügung, um Messaging in Ihrem Unterricht einzuführen:
- Senden und Empfangen – In dieser Aktivität arbeiten die Schüler in zusammen, um zwei miteinander verbundene Roboter so zu programmieren, dass einer den anderen anweist, blaue Fässer vom Spielfeld zu entfernen.
- Fußballtraining - Bei dieser Aktivität arbeiten die Schüler in Gruppen zusammen, um zwei miteinander verbundene Roboter so zu programmieren, dass sie einen Sportball hin und her kicken.