Создание графических изображений при помощи Dobot Magician

Многофункциональный роботизированный манипулятор Dobot Magician традиционно используют для решения различных производственных задач по перемещению предметов. Но не менее интересным направлением является создание графических изображений.

Dobot Magician – это многофункциональный роботизированный манипулятор, который может использоваться для выполнения различных задач, включая создание графических изображений. Его гибкость, точность и простота в использовании делают его отличным инструментом для художников, дизайнеров и всех тех, кто интересуется созданием уникальных графических работ.

Робот позволяет осуществлять рисование тремя способами.

Первый способ создания графических изображений с помощью Dobot Magician – это использование его функции рисования. Для этого необходимо подключить ручку или маркер к манипулятору и загрузить изображение, которое вы хотите нарисовать. Затем, с помощью специального программного обеспечения, вы можете настроить параметры рисования и запустить процесс. Dobot Magician будет следовать заданным инструкциям и точно воспроизведет выбранное изображение. Обычно этот способ не вызывает трудностей в освоении у учащихся. Он подходит для рисования объектов с учащимися начальной школы или средней и старшей на начальном уровне знакомства с роботом для повышения уровня заинтересованности.

Второй способ – использования режима обучения для построения графических изображений.  

В режиме обучения Dobot Magician может быть программируем для рисования различных узоров, фигур и даже создания простых арт-работ. Это отличный способ познакомить начинающих художников с основными принципами композиции, цвета и линии. Благодаря возможности программировать манипулятор, пользователи могут экспериментировать с разными методами рисования и наблюдать результаты своей работы.

Помимо непосредственного рисования, режим обучения также предоставляет возможность изучать базовые алгоритмические принципы и программирование. Пользователи могут создавать свои собственные скрипты и управлять движениями Dobot Magician, что способствует развитию навыков логического мышления и творческого подхода к решению задач.

Особенностью данного режима является рисование простейших фигур и рисунков из них состоящих, используя начальные знания математики.

Работа учащихся представляет собой создание линейного алгоритма в виде таблицы, при выполнении которого пошагово рисуется линия за линией. Для рисования в данном режиме используются такие виды шага, как Jump (для перемещения ручки без рисования) и MovL (в случае рисования прямой линии).

При создании графического изображения в данном режиме учащиеся должны обладать знаниями о координатах точки, расчете расстояния между точками и действий с отрицательными числами. Если учащиеся не обладают данными знаниями, необходимо разобрать данный материал в рамках программы дополнительного образования и выделить определенное время на усвоение материала.

При создании достаточно сложного рисунка с повторяющимися элементами таблица получится очень большая и громоздкая, а находить в ней данные будет становится все труднее. Некоторые учащиеся самостоятельно приходят к выводу о том, что таблицу нужно разбивать на отдельные блоки и подписывать их для лучшего ориентирования. Помимо этого, некоторые учащиеся начинают видеть в таблице повторяющиеся элементы и заполняют последующие строки путем копирования предыдущих и их корректировки.

Такие учащиеся потенциально готовы перейти к следующему способу – рисование при помощи программирования.

Третий способ – использования режима программирования для построения графических изображений

Создание рисунков в режиме программирования в Scratch предоставляет возможность комбинировать вычислительное мышление с художественным творчеством. Учащиеся могут экспериментировать с различными алгоритмами и эффектами рисования, создавать уникальные узоры, фигуры и арт-работы.

Начать обучение на данном этапе лучше всего с создания отдельных элементов графики, не требующих навыков программирования, например, отрисовка прямоугольника, различного вида треугольников и т.д. На данном этапе создается библиотека готовых шаблонов и приобретаются начальные навыки программирования.

Вторым этапом будет являться комбинирование готовых фигур в различные рисунки, изменение размеров готовых фигур и обновление и дополнение библиотеки.

Например, из двух треугольников можно создать 6-конечную звезду. Ниже приведена примерная программа реализации.

Итогом является полученное изображение, которое можно добавить в библиотеку.

Со временем учащиеся придут к выводу, что готовые элементы библиотеки придется корректировать с учетом внешних данных достаточно часто, и постепенно возникнет вопрос: «А можно ли не пересчитывать каждый раз координаты всех точек рисунка, а написать программу независимо от координат и размеров рисунка? А их менять перед основной программой?» В этот момент необходимо объяснить учащимся, что такое переменные, для чего они вводятся и как с ними работать.

Третьим этапом будет использование программирования для создания сложных фигур, где используются не только прямые и ломаные, но и плавные дуговые линии. Примером подобных линий может служить окружность или спираль. Библиотека готовых шаблонов снова обновляется с учетом введения в программы переменных и добавления новых элементов.

Далее приведен пример программы для рисования окружности.

Особенностью программы является то, что окружность рисуется в виде ломаной линии, поэтому при разбиении окружности нужно количество элементов. Чем их больше, тем более плавная окружность получается. Но программу можно использовать и для создания правильных многоугольников. Если указать количество элементов равное 3, то получится равносторонний треугольник, если 4 – квадрат и т.д.

Постепенно учащиеся начнут находить различные элементы в картинах, рисунках и чертежах, смогут строить графики различных математических функций и рисовать собственные ни на что не похожие рисунки.

Ниже приведена программа рисования штакетника, разработанная учащимся 6 класса, который недавно перешел на третий этап рисования.

Программа для рисования штакетника.

В результате выполнения данной программы робот рисует на бумаге следующее:

Сочетание рисования и программирования в Scratch открывает перед учащимися бесконечные возможности для творчества и обучения. Этот подход позволяет не только создавать красочные и оригинальные рисунки, но и расширять знания о программировании и развивать навыки, которые могут быть полезны в различных областях.

1. Программирование манипулятора в срeде COOGLE BROCKLY: DOBOT MAGICIAN: Образовательная инженерная платформа/ О.А. Горнов. – М.: Издательство «Экзамен», 2021. – 188[1] с.
2. Dobot Magician. Руководство пользователя. — М.: ИНТ, 2018. — 114 с.
3. Геометрия. 7 – 9 классы: учеб. для общеобразоват. организаций / [Л.С. Атанасян, В.Ф. Бутузов, С.Б.Кадомцев и др.]. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2014. – 383 с.