CoCube: robot educatiu d'IA
CoCube és un robot educatiu d'AI d'escriptori, desenvolupat conjuntament per un equip de professors i d'estudiants de doctorat de la Universitat Jiao Tong de Xangai i de la Universitat Fudan. Té com a objectiu obrir la porta a la intel·ligència artificial per als adolescents i crear una plataforma creativa interactiva, complerta i divertida.
CoCube estimula la curiositat i la creativitat de l’alumnat implicant-lo en el disseny de robots d’IA —des de la programació senzilla fins a la construcció de sistemes interactius complexos— ajudant-los a convertir les seves idees i inspiracions en realitat.
Punts destacats
CoCube — Lleuger i portàtil
Dissenyat com un robot ultra compacte de sobretaula, el CoCube integra comunicació sense fils, pantalla i molt més. Amb moviment àgil i una bateria de llarga durada, s’adapta a escenaris d’ús molt diversos. Ara, la programació de robots ja no requereix preparatius pesats:
gaudiu del plaer de programar en qualsevol moment i lloc!
CoModules — Mòduls magnètics
El CoCube incorpora interfícies magnètiques frontals que permeten una expansió flexible amb mòduls de sensors, actuadors, pantalles i IA. Respon a les necessitats creatives de l’alumnat i als escenaris docents del professorat, dotant el CoCube de més intel·ligència i desbloquejant possibilitats infinites.
CoMaps — Solució de posicionament precisa
El CoCube pot localitzar-se amb precisió sobre CoMaps, canviant ràpidament entre diferents escenaris educatius. Admet control precís d’un sol robot i també col·laboració d’eixams multi-robot, perquè els infants experimentin el treball en equip i la programació creativa amb interaccions riques.
MicroBlocks — Programació amb blocs
El CoCube funciona a la perfecció amb MicroBlocks, cosa que permet a l’alumnat construir programes complexos mitjançant un simple arrossegar-i-deixar. Amb programació interactiva i depuració en temps real, el codi deixa de ser un repte i es converteix en una aventura creativa apassionant per a tothom!
Especificacions tècniques de CoCube
1. Robot CoCube
| Especificació | Paràmetre |
|---|---|
| Microprocessador | ESP32 Xtensa® 32-bit LX6 processador de nucli simple/doble |
| Wi-Fi | 802.11 b/g/n (2.4 GHz) |
| Bluetooth | Bluetooth V4.2 BR/EDR i estàndard BLE |
| Moviment | Xassís diferencial de doble eruga, velocitat màxima de 50 unitats/s |
| Posicionament | Alta taxa de fotogrames, posicionament absolut a nivell mil·limètric, resolució angular d’1° |
| Pantalla TFT | Pantalla a tot color de 1,54« @240×240 |
| Tecles | Botó d’encesa (a la part inferior, mantenir premut 3 s), botons A/B (part posterior del robot) |
| Brunzidor | Brunzidor passiu |
| Interfície magnètica | Interfície magnètica CoCube de 4 pins (I2C + I/O + UART), 5V @ 600 mA |
| Bateria de liti | 450 mAh @ 7,4 V |
| Tensió de càrrega | USB tipus C, 5V @ 1,2 A |
| Autonomia | En mode programació per cable: il·limitada; en mode programació sense fils per Bluetooth: ~2 h; en mode Wi-Fi: ~1 h |
| Dimensions del producte | 45 × 45 × 38 mm |
| Pes del producte | 63 g |
2. CoMaps. Mapes de posicionament
Els robots CoCube poden obtenir posicions i angles precisos sobre els mapes de posicionament CoMaps.
Per a un CoMap estàndard, la mida total és aproximadament un A3 (297 mm × 420 mm) i es dissenya amb diversos temes, com reptes de laberint, reptes de conducció, *The Martian*, etc.
Les coordenades de la cantonada superior esquerra del mapa són (0,0) i les de la cantonada inferior dreta (300,200). L’eix X va d’esquerra a dreta (0~300) i l’eix Y de dalt a baix (0~200).
Quan el robot mira cap a la direcció positiva de l’eix Y és 0°; quan mira cap a la direcció negativa de l’eix Y és 180°. L’angle augmenta en sentit antihorari.
Al mapa hi ha línies discontínues cada 50 unitats per facilitar la localització de coordenades.
Els mapes de posicionament (CoMaps) admeten enllaçar diverses bases per obtenir un rang de posicionament més ampli.
3. CoModules — Mòduls d’expansió
El robot CoCube es pot ampliar de manera molt senzilla amb diferents mòduls de sensors, actuació, visualització i IA mitjançant connectors magnètics.
Actualment hi ha disonibles els mòduls següents:
| Mòdul d’expansió | Imatge | Funcions i escenaris |
|---|---|---|
| Pinça amb servo |  | Servo personalitzat d'alt rendiment, sense bloquejos durant el funcionament. Dissenyat amb coixinets antilliscants de silicona per a una subjecció més suau. Aplicable a cursos de manipulació logística i escenaris de competició. |
| Sensor de distància (Time of Flight) |  | En emetre làser infraroig, mesura el temps que triga la llum a arribar a un objecte i reflectir-se, obtenint així dades de distància precises. Té una excel·lent adaptabilitat a la llum i no es veu afectada per la reflectivitat de l'objectiu, cosa que permet un funcionament estable en diverses condicions d'il·luminació i escenaris d'ús. |
| Panell LED RGB WS2812 |  | Amb una matriu de 6 x 8, proporciona 48 LEDs RGB controlables individualment, que admeten una varietat de colors i efectes dinàmics. Es pot programar i controlar fàcilment mitjançant un microcontrolador o un controlador dedicat, que admet l'ajust píxel per píxel. |
| Reconeixement de gestos 3D |  | Integra sensors de reconeixement de gestos d'alta precisió i baix consum d'energia per admetre el reconeixement de gestos en un espai tridimensional, permetent un control interactiu amb el robot. |
| Mòdul de percepció visual d’IA |  | El mòdul de percepció visual per IA està dissenyat amb un processador de xarxa neuronal RISC-V K210 de 64 bits avançat, que integra diversos algoritmes visuals avançats com ara reconeixement de colors, detecció de punts, detecció de línies, reconeixement de targetes, reconeixement facial, reconeixement d'AprilTag i reconeixement de codis QR, fent que les aplicacions visuals d'IA siguin fàcilment accessibles. Apte per a cursos de sandbox creatius d'IA + robots i escenaris de competició. |
| Sensor de llum ambiental |  | Sensor digital de detecció de llum ambiental amb característiques de mida petita i baix consum d'energia, adequat per a diversos escenaris d'ajust de control i detecció de brillantor. |
| Reconeixement de veu (ASR) |  | Mòdul de reconeixement de veu amb 150 paraules de comandament comunes integrades, que admet paraules de despertador i paraules de comandament d'autoaprenentatge. Apte per a diàlegs de veu, control de la llar intel·ligent i altres escenaris. |
Entorn de programació de blocs: "MicroBlocks"
CoCube es pot programar directament al navegador utilitzant la plataforma MicroBlocks sense necessitat de descarregar ni instal·lar cap programari.
MicroBlocks és un llenguatge de programació de blocs per a computació física inspirat en Scratch.
- Pàgina d'inici: MicroBlocks — Inici
- Entorn de programació: MicroBlocks — CoCube
No us deixeu intimidar; creieu-me, un estudiant de segon de primària pot aprendre a programar CoCube en només 5 minuts!
Vosaltres també ho podeu fer!
1. Connectar el robot CoCube
A la pàgina de MicroBlocks hi ha dues maneres de connectar el CoCube. Es recomana prioritzar la connexió sense fils.
1.1 Connexió sense fils (BLE)
- Assegureu-vos d'utilitzar el navegador Chrome, Edge o qualsevol navegador basat en Chrome i obriu la interfície de programació MicroBlocks-CoCube.
- Assegureu-vos que la funció Bluetooth de l'ordinador estigui activada.
- Premeu el botó d'engegada durant 3 segons (el botó d'engegada es troba a la part inferior del robot) per encendre el robot CoCube. Després d'encendre'l, es mostraran tres caràcters a la pantalla del robot, que representen l'identificador BLE.
- Feu clic a la icona «USB» de MicroBlocks i seleccioneu Connexió sense fils (BLE). En circumstàncies normals, hauríeu de poder identificar «MicroBlocks XXX» o «CoCube XXX», on XXX coincideix amb l'identificador que es mostra a la pantalla del robot quan s'encén.
- En Linux, podríeu necessitar passos addicionals per habilitar els permisos BLE al navegador. Web Bluetooth potser és experimental a la vostra versió de Chrome:
- A la barra d'adreces del navegador, introduïu:
chrome://flags
- Cerqueu «Bluetooth» i trobeu l'opció
Use the new permissions backend for Web Bluetooth
Configureu-la canviant de Default a Enabled.
- Reinicieu el navegador per aplicar la nova configuració.
1.2 Connexió per cable
- Es recomana utilitzar el navegador Chrome o Edge i obrir la interfície de programació MicroBlocks-CoCube.
- Connecteu l'ordinador al robot CoCube amb un cable USB.
- Premeu el botó d'engegada durant 3 segons (el botó d'engegada es troba a la part inferior del robot) per engegar el robot CoCube.
- Feu clic a la icona «USB» de la interfície MicroBlocks i seleccioneu Connexió per cable.
- El port sèrie hauria d'aparèixer com a «COM* en sistemes Windows, cu.wchusbserial* en sistemes MacOS).
- Si el port sèrie no es detecta, pot ser perquè l'ordinador no té instal·lat el controlador CH343 del xip USB. Caldrà que l'instal·leu:
- Si encara no us podeu connectar, comproveu si el cable USB funciona correctament.
2. Actualització del firmware del CoCube
Quan utilitzeu el dispositiu per primera vegada, actualitzeu el firmware per a CoCube per garantir la millor experiència.
- Connecteu el robot CoCube mitjançant una connexió per cable.
- A l’IDE de MicroBlocks:
Configuració → «Actualitza firmware a la placa base» → seleccioneu «CoCube» → triaeu el port corresponent.
El procés d'actualització triga aproximadament 1 minut. Durant aquest temps, mantingueu l'IDE de MicroBlocks a la interfície de visualització del navegador.
No canvieu de pestanya al navegador mentre duri el procés d'actualització!
Eviteu qualsevol altra operació tant com sigui possible. En cas contrari, l'actualització del firmware pot fallar. Si falla, torneu a repetir el procés.