Programmeerbare IoT robot voor onderwijs

Buiten Europa, bijvoorbeeld in Azië, bevat het basisonderwijs aanzienlijk meer technische vakken dan in Europa of de Verenigde Staten. Deze strategie leidt ertoe dat ook meisjes op jonge leeftijd met techniek in aanraking komen. In Azië zijn al veel vrouwen in technische beroepen werkzaam.

De Zwolse firma Arexx Engineering is de producent en leverancier van de robot Asuro. De ervaringen die dit bedrijf opdeed bij de verkoop van educatieve robots en tijdens workshops solderen, laten zien dat meisjes vaak nog wat beter presteren op technisch vlak en bij het programmeren dan jongens. De meisjes werken vaak nauwkeuriger en nemen meer tijd om tot een goed eindresultaat te komen. Dit heeft tot gevolg dat ze minder fouten maken en vaker direct tot een goed werkend eindproduct komen. Iets wat ze blijkbaar in Azië allang ontdekt hebben.

Meisjes uitgesloten?

Het probleem in onze westerse wereld is dat meisjes bijna niet in aanraking komen met techniek, wat vaak betekent dat hen geen toegang wordt geboden tot de mogelijkheden van een technisch beroep. Het betekent echter ook dat wij nagenoeg de helft van de bevolking uitsluiten om zo’n beroep te kiezen. Vanzelfsprekend is deze situatie bij het huidige tekort aan technisch personeel niet te verdedigen.

In Duitsland wil men nu de leerlingen op de basisschool al kennis laten maken met techniek. De eerst stap is gezet door de kinderen te leren programmeren met een visuele programmeertaal. Er wordt bijvoorbeeld gestart met het populaire Scratch en aansluitend met robots, die op dezelfde manier kunnen worden geprogrammeerd.

Fraunhofer

Het Fraunhofer Instituut heeft met het project ‘Open Roberta’ een baanbrekend systeem ontwikkeld, dat naar men hoopt vaak in het Duitse basisonderwijs zal worden ingezet. Een robot laat de leerlingen op een hele directe manier zien, dat dat ze hem met programmeren kunnen besturen en er gerichte opdrachten aan kunnen geven.

Arexx is ook direct betrokken bij de ontwikkeling van de nieuwe visuele programmeertaal (visual programming language) voor robots. Feitelijk zijn deze robots allemaal gebaseerd op Scratch ofwel het door Google ontwikkelde ‘Blocky’-systeem.

Marvin

Kort geleden werd de de door Arexx geproduceerde en door JM3 Engineering ontwikkelde IoT-robot Marvin geïntroduceerd, die een nieuwe kijk geeft op educatieve robots. Het is een lesrobot die van basisschool tot universiteit is te gebruiken.

Marvin is niet alleen met de visuele programmeertaal iRP (Intuitive Robot Programming) te programmeren, maar ook met het krachtige C/C++. De grafische programmeeromgeving ‘iRP Web-IDE’ (een webgebaseerde geïntegreerde ontwikkelomgeving) is gebaseerd op Open Roberta en op Blocky, maar iRP werd geschikt gemaakt voor het gebruik in realtime systemen, op belangrijke delen uitgebreid en met een geïntegreerde WiFi toegang uitgerust. Hierdoor is het mogelijk om de robot onafhankelijk van het operating systeem van de computer (Mac, Linux, Windows) met een browser te programmeren.

iRP is zeer krachtig, zelfs in de beginnersmodus kan de robot met slechts enkele blokken worden geprogrammeerd om te rijden en obstakels te vermijden.

iRP, de visuele programmeertaal van Marvin

De leerlingen kunnen nu eenvoudig op de PC of laptop met gebruik van een browser en met behulp van iRP een programma schrijven en dit programma direct draadloos via WiFi naar de robot sturen en het door de robot laten uitvoeren. Ze kunnen dan ook direct zelf controleren of ze het goed hebben gedaan.

Marvin biedt voor leraren en scholen het belangrijke voordeel dat het zelfstandig werken in een groep mogelijk maakt. Er is slechts een minimaal aantal instellingen nodig en geen IT-infrastructuur. Bovendien beschikt Marvin over een ingebouwde en omvangrijke helpfunctie in acht talen. Dit alles betekent ook dat er slechts een minimale inzet nodig is van de docenten en die hebben daardoor meer tijd voor andere onderwijstaken.

Gebaseerd op een realtime operatingsysteem (RTOS), de programmeertaal C++ en talrijke uitbreidingsmogelijkheden, is Marvin ook inzetbaar in het vervolgonderwijs, bedrijfstrainingen, technische opleidingen en programmeercursussen.

Natuurlijk wordt gestart met eenvoudige commando’s, bijvoorbeeld om de robot te laten rijden en led’s te laten knipperen. Maar de robot is ook uitgerust met een hoogwaardig kompas, een gradenboog en gyro- en afstandssensoren, zodat intelligente kinderen al snel complexe commando’s kunnen programmeren. De robot kan ook voorzien worden van een robotarm.

Eenvoudige mechanische onderdelen kunnen zelfs op school met een 3D printer door de leerlingen zelf worden uitgeprint.

Speels

In Duitsland verwacht men dat door al op de basisschool tijdens de Mint-vakken (mathematiek, informatica, natuurwetenschap en techniek) intensief te gaan werken met het programmeren van robots de wereld van techniek op een speelse manier dicht bij de kinderen wordt gebracht. Het programmeren van Marvin laat zien dat bijna alle technische apparaten zijn voorzien van software en dat programmeren ongelooflijk veel mogelijkheden en flexibiliteit biedt voor het besturen en laten functioneren van het apparaat.

Programmeren vereist een analytische, logische en mathematische denkwijze,  en in het bijzonder bij het programmeren van robots wordt bovendien technische kennis vergroot.

Marvin kan worden aangepast aan het niveau van de leerling dank zij de beginners-, gevorderden- en expertmodus en is daardoor inzetbaar vanaf basisschool en verder. Zodoende komen leerlingen op jonge leeftijd in aanraking met techniek en blijven ze dit ook in het vervolgonderwijs, zodat ze hopelijk later een keuze maken voor een technische studie/opleiding.

Marvin is uit te proberen via deze link: https://irp.jm3-engineering.com/

http://www.arexx.nl/