VEX V5 ワークセルは、産業用ロボットの世界への入門書です。
このモデルは教室の机に置けるほど小さいため、さまざまな教育現場で VEX V5 ワークセルにアクセスできるようになります。 さらに、プログラミング言語として VEXcode V5 を使用する利点により、学生と教師の両方にとって産業用ロボット アームの参入障壁が低くなります。 V5 ワークセルと VEXcode V5 を併用すると、5 軸ロボットを備えた模擬製造ワークセルを構築およびプログラミングすることで、学生に技術スキルと問題解決スキルを開発する機会が提供されます。
V5 Workcell >に関する次の研究記事をご覧ください。
V5 ワークセルとは何ですか?
複数のビルド
V5 ワークセルは、V5 ワークセルに取り付けられたロボット アームとコンベア システムを利用し、学生は VEX V5 システムで動作するように設計された部品から構築します。 V5 ワークセルの一部として複数のビルドがあり、ベース プレートに取り付けられたロボット アームだけから始まり、センサーとコンベアを備えた模擬プロフェッショナル ワークセルにまで変換されます。
ロボットアーム
V5 ワークセルは、以下に対応できるロボット アームで構成されています。
アームの先端にツール がありません。 V5 Workcell ビルドでは、デカルト座標系に沿ったさまざまな種類の動きを探索する際に、アームの端にツールを使用しません。
ディスクを持ち上げたり配置したりするための電磁石。
ホワイトボードマーカーを保持する マーカー アタッチメント。 V5 Workcell のベースプレートに取り付けられたホワイトボードに描画するために使用します。
システム全体
V5 ワークセルは、V5 ワークセルに接続されたコンベヤ システムを構築するための他の金属、プラスチック、電子機器、およびセンサーでも構成されています。
コンベヤーとダイバーターは、金属片、トレッドリンク、モーターから作られています。
このシステムには、V5 ワークセルを自動化し、センサーのさまざまな条件に基づいた仕分けやパレタイジングなどの実際の製造プロセスを模倣するための多くの電子コンポーネントとセンサーも含まれています。 コンベア システムで使用されるセンサーは、ライン トラッカーと光学センサーです。
光学センサーとライン トラッカーは、色に応じてディスクを分類するように V5 ワークセルをプログラムするために使用されます。
なぜ V5 ワークセルなのか?
費用対効果が高い（ハードウェア）
教育現場で学生に産業用ロボットを紹介することは、プログラミングやエンジニアリングの職業分野への興味を刺激するだけでなく、問題解決スキルの開発にも役立ち、ロボットを使用して抽象的な概念に命を吹き込むこともできます。
しかし、産業用ロボットを教室環境に導入するには課題がないわけではありません。 スペースの制限、コスト、安全性のため、教育機関はより小型で安全、そしてコスト効率の高い産業用ロボット モデルに注目しています。 VEX V5 ワークセルは教室の机に置けるほど小型で、推奨される生徒 3 対ロボット 1 人の比率により、生徒はどのクラスでもロボットを実際に操作する機会が得られます。 V5 ワークセルは、サイズが小さいだけでなく、必要に応じて緊急停止として機能するバンパー スイッチをプログラムできる機能があるため、より安全です。
V5 ワークセルは、より小さく、より安価で、より安全な代替品であるだけでなく、学生が他の方法では不可能な構築体験に参加することもできます。 プロサイズのロボット アームに取り組む学生は、ロボット アームのプログラミング経験を積んでいますが、構築プロセスに参加したことがないため、ロボット アームがどのように動き、動作するのか理解できない可能性があります。 構築プロセスに参加することで、学生はハードウェアとソフトウェアをより強力に結び付ける機会が得られ、ロボットが物理的にどのように動作するかについてのより基礎的な知識を得ることができます。 学生は、VEX Robotics V5 システムの部品から V5 ワークセルを構築します。
VEX V5 ワークセルは、教育機関に、より小型で安全、コスト効率の高い産業用ロボット モデルのオプションを提供します。このオプションは、構築機能に多用途性があり、プロフェッショナル グレードのロボット アームと比較して学生に、より独立した実践的な学習体験を提供します。
プログラミング初心者にとって敷居が低い（ソフトウェア）
産業用ロボットやあらゆるタイプのロボットを教育現場に導入する場合、最大の参入障壁の 1 つはプログラミングです。 初心者プログラマーである学生や教育者でさえ、プログラマーとして自信がない、経験がない、または十分なサポートが得られないと感じるため、ロボット工学を教えたり学習したりすることをためらう可能性があります。
これに加えて、産業用ロボットを操作するには多くのプログラミングの知識、スキル、経験が必要となることがよくあります。 ロボット アームをプログラミングするとき、プログラマーはアームが 3D 空間でどのように動くかについての知識を活用し、特定のセンサーを使用し、正確な動きをプログラムする必要がある場合があります。 これらすべてが、手の届かない教室に産業用ロボットを持ち込むハードルを引き上げる可能性があります。 V5 ワークセルでは、VEXcode V5 を使用することで、この困難なタスクを管理できるようになります。 VEXcode V5 を使用すると、プログラミング経験に関係なく、学生や教育者が産業用ロボット モデルのプログラミングにアクセスできるようになります。
VEXcode V5 は、学生のプログラミング経験、自信、熟練度の成長に応じて上限も引き上げます。 VEXcode V5 は、ブロックベースのコーディングだけでなく、C++ や Python もサポートしています。 これにより、学生は 1 つのボタンを簡単に選択するだけで、ブロックベースのコーディングからテキストベースのコーディングに移行できます。 VEXcode V5 は、初心者プログラマーに低い参入障壁と組み込みのサポートを提供するだけでなく、上限を引き上げ、ユーザーが自信を持って成長できる足場とサポートを提供します。
VEXcode V5 の詳細については、この VEXcode の概要を参照してください。
大きなアイデアに焦点を当てる
V5 ワークセルの最大の利点の 1 つは、プログラミングだけでなく、エンジニアリングや産業用ロボットの専門分野の基礎となる、より大きな概念やスキルを学び、集中する機会が学生に与えられることです。
学生は、金属と電子機器を使用した建築、デカルト座標系、ロボット アームが 3D 空間で移動する方法、コードの再利用、変数、2D リスト、自動化のためのセンサー フィードバック、コンベア システムなど、さまざまな概念を調査します。
学生は、数学、プログラミング、エンジニアリング、製造などの幅広い分野に後で適用できるこれらの概念の基礎的な知識を習得します。 これらの概念について学びながら、学生は積極的に問題を解決し、協力し、創造的になり、回復力を構築できるようになります。 これらはすべて、どのような環境でも重要なスキルです。
STEM Labs が V5 ワークセルを教える
VEX Robotics では、VEX V5 Workcell STEM Labs を利用して、経験や能力レベルに関係なく、V5 Workcell を使った教育を簡単に始められるようにしています。 V5 ワークセル STEM ラボは、教育者が V5 ワークセルの基本的な産業用ロボットの概念をすべて生徒にうまく教えるために必要なすべてのリソースとサポートを提供します。
STEM Labs は、V5 Workcell のオンライン教師用マニュアルとして設計されています。 印刷された教師用マニュアルと同様、STEM ラボの教師向けコンテンツには、 の 、指導、評価を行うために必要なリソース、資料、情報がすべて提供されています。 学生は、教師が進行するラボの学生バージョンを参照しますが、ラボの教師バージョンでは、すべてのディスカッションのプロンプト、アクティビティのステップ、およびファシリテーション戦略が教師のすぐそばにあります。
planでは、教師は STEM ラボの概念、活動、促進戦略、ディスカッションのプロンプトを読んで確認できます。 を教えるために、教師は生徒に、アクティビティや会話を促進する際のラボの手順に従ってもらうことができます。 を評価するために、さまざまなディスカッション プロンプト、ルーブリック、および総括的な評価の質問がラボ自体で提供され、教室でそれらを効果的に実装する方法に関する促進戦略も提供されます。
合計 12 の V5 Workcell STEM Labs があり、エンジニアリングとプログラミングの両方の観点から進歩を遂げています。
ラボ 1 と 2 では、学生は初めて V5 ワークセルを構築し、構築スキルを習得し、安全性について学びます。
ラボ 3 と 4 では、学生は Workcell のアームが 3D 空間でどのように手動とプログラムで動くかを調べ始めます。 また、ロボット アームの先端にある工業用ツールを模倣して、ワークセルのアームにマーカーを取り付ける方法も紹介されています。
ラボ 5 と 6 では、学生は変数と 2D リストを使用して腕を動かすようにプログラムすることで、動きの概念をさらに構築していきます。
ラボ 7 と 8 では、手動と自動の両方の動作を学習した後、電磁石とセンサーのフィードバックを使用してディスクを持ち上げたり配置したりすることで、さらに製造シミュレーションに取り組みます。
ラボ 9 と 10 では、学生はコンベア システムと、マテリアル ハンドリングでのセンサー フィードバックの使用方法について学びます。
ラボ 11 と 12 では、STEM ラボの締めくくりとして、学生がこれまでのすべてのラボで学んだことを組み合わせて応用し、協力システムと、競争に備えるためにワークセルを自分のものにする方法を調査します。
VEX V5 ワークセルは、教育現場で学生に産業用ロボットを紹介するための包括的なソリューションを提供します。これは費用対効果が高く、プログラミングの参入障壁を下げ、学生の重要なスキルの開発に役立つ大きなアイデアに焦点を当てています。