Перші партії пристроїв, випущених в рамках російського проекту ScratchDuino, надійдуть у школи вже в цьому навчальному році.
ScratchDuino випускає компанія ЗАТ "Тирнет", що входить до групи " Мезон.Ру " . На сьогоднішній день в серії два продукти: призначена для здійснення взаємодії фізичного середовища з програмною ScratchDuino.Лабораторія і система для навчання дітей основам робототехніки - ScratchDuino.Робоплатформа .
Компанія "Тирнет" пройшла відбір Фонду сприяння розвитку малих форм підприємств у науково-технічній сфері Росії і отримала державний ґрант, який дозволив втілити ідею в "залізі" та довести її до стадії дрібносерійного виробництва. За словами генерального директора "Мезон.Ру" Павла Фролова, пристрої ScratchDuino протестовані в російських школах і отримали хороші відгуки. Тепер компанія готується почати їх регулярні поставки в освітні установи і збирає попередні замовлення через сайт Linuxcenter.ru . Фролов також відзначив високу зацікавленість, проявлену до ScratchDuino батьками учнів.

ScratchDuino = Scratch + Arduino

Проект ScratchDuino був задуманий як засіб взаємодії фізичного середовища із середовищем Scratch - візуальним середовищем програмування, що розвиває ідеї Лого, розроблене в Массачусетському технологічному інституті (MIT). "Scrath потрібен, щоб вчити дітей програмувати, - пояснює Павло Фролов. - З його допомогою можна навчити дитину об'єктно-орієнтованому програмуванню за півгодини".
Програми на Scratch складаються з графічних блоків з текстовими підписами. Щоб скласти програму, потрібно перетягнути блоки в спеціальне вікно. Безкоштовна програма з відкритим кодом розповсюджується на умовах власної ліцензії і доступна для Windows, Linux та Mac OS X.
За взаємодію з реальним світом відповідає Arduino - набір мікроконтролерів і інших електронних компонентів, дуже популярний у конструкторів електронних саморобок. "Спочатку ідея полягала в тому, щоб дати дітям у школах попрацювати з Arduino , але потім ми зрозуміли, що мікроконтролерний модуль там не виживе - його можуть упустити, облити водою або покласти на купу скріпок, - говорить Фролов. - Плату потрібно упакувати в якесь захисне середовище, щоб дитина її випадково не зламала ".
Arduino і спеціальну плату розширення (так званий shield, або шилд) для підключення зовнішніх пристроїв помістили в міцний картридж з прозорого органічного скла.

Ласкаво просимо в робототехніку

Картридж з Arduino можна встановлювати в різні пристрої, яким потрібні комп'ютерні "мізки". Першою була випущена ScratchDuino.Лабораторія, заснована на платі з відкритими специфікаціями Scratchboard для середовища Scratch. "Ми доробили Scratchboard так, щоб вона добре поєднувалася з ідеологією прибраного в картридж модуля Arduino, і додали туди додаткові елементи", - розповідає Фролов.
Середовще Scratch дозволяє працювати зі стандартними датчиками плати ScratchDuino.Лабораторія, підключеною до комп'ютера через порт USB, - вбудованим мікрофоном, датчиком світла. Крім того, є динамік (у стандартній версії Scratchboard він відсутній), є аудіо-та відеовхід, кнопки та важіль.
За допомогою датчиків пристрій отримує інформацію про те, що відбувається навколо. Найпростіший приклад - програма "Сонечко", що міняє координати на екрані залежно від освітленості в кімнаті. В іншій програмі можна дути в мікрофон, покручуючи важілець, і Scratch буде зображувати саксофон.
До входів плати підключаються додаткові датчики (вологості, температури, опору і т.д.) для створення більш серйозних програм взаємодії Scratch з фізичним середовищем. Показники датчиків переносяться в змінні середовища розробки та нормалізуються в значеннях від 0 до 100.
ScratchDuino.Лабораторія відповідає стандартним специфікаціям, і для її взаємодії зі Scratch не потрібно докладати зусиль. Продукт працює зі Scratch для Windows, Linux або Mac OS X. Втім, при бажанні пристрій можна програмувати через штатне середовище розробки Arduino або через Lazarus (IDE для Free Pascal ). З нього можна зробити портативний детектор брехні, перевірити за допомогою датчика опору, чи дійсно рослинам потрібен полив і т.п.
Найголовніше, що все це робиться дуже швидко - програми в Scratch короткі (десятки рядків), об'єктно-орієнтовані і пишуться рідною мовою дитини. Це вирішує головну проблему з навчанням молодших школярів програмування: для освоєння Scratch їм не доводиться запам'ятовувати англомовні оператори. Тут все наочно (творцям середовища вдалося вирішити проблеми Лого), так що діти починають програмувати практично відразу.
"Потім у нас виникла ідея зробити до наявного картриджу з модулем Arduino стандартну платформу для навчання дітей азам робототехніки, - говорить Павло Фролов. - Треба сказати, що і ScratchDuino.Лабораторія, і ScratchDuino.Робоплатформа були створені на основі нових освітніх стандартів - взаємодію з фізичними середовищами дітям потрібно давати починаючи з п'ятого класу школи ".
Готових засобів для цього в Росії не випускали, і компанія "Тирнет"  їх розробила. "Лабораторія" передає дані з зовнішнього світу в комп'ютер, а "Робоплатформа" вирішує зворотну задачу, дозволяючи з програми впливати на зовнішній світ.
Програмувати виконавця можна через стандартне середовище розробки Arduino, через Lazarus і навіть через " Кумир ", але найпростіше це робити за допомогою все того ж Scratch. Єдина проблема: в Scratch немає функцій для взаємодії з роботами, і програмістам компанії "Тирнет" довелося на його основі створити власне відкрите і безкоштовне середовище розробки Sduino. Програма доступна для Linux, Windows і Mac OS X. В основі рішення все той же картридж з Arduino, але до нього додається двоколісне шасі робота.
У міцний корпус з оргскла встановлена ​​спеціальна плата. Крім того, тут є роз'єм для картриджа Arduino і датчики, що встановлюються на магнітах без складного монтажу. Система модульна, набори датчиків можуть бути самими різними (контактні, світлові, датчик лінії, інфрачервоний датчик). Немає жодних перешкод для виготовлення і використання власних датчиків.
ScratchDuino.Робоплатформа програмується через порт USB, а управляється через USB або наявний на платі робота адаптер Bluetooth. Живлення подається також через порт USB, але є можливість установки на шасі акумуляторів. Ззаду знаходиться роз'єм RoboBus - це шина для сполучення з зовнішніми пристроями, в числі інших вона підтримує стандарт, за яким працюють датчики LEGO.
"Причина досить серйозного успіху модуля Arduino в тому, що він дозволив людям, які  не вміють або не бажають паяти і програмувати на асемблері,  швидко отримувати результат. Ми пішли далі, розвинули цю концепцію до межі і зробили робота, якого дитина на уроці інформатики в п'ятому класі може змусити поїхати за п'ять хвилин ", - говорить Павло Фролов.

Роби сам

Дуже важливий момент: усі випущені в рамках проекту ScratchDuino продукти є відкритими (open hardware). Необхідна для їх виготовлення інформація є на сайті Edumandriva . Користувачам доступні не тільки списки необхідних елементів, принципові схеми та схеми розводки плат, але і розкрій лазерного різання для виготовлення корпусів і тому подібна інформація. "Ми сподіваємося, що люди будуть робити ці пристрої самі і якось їх поліпшувати, - говорить Фролов. - Зараз і в нашій країні, і по всьому світу MIT просуває концепцію Fab Lab . Продукти ScratchDuino спроектовані таким чином, щоб їх майже повністю можна було виготовити в подібній лабораторії ".
Є й інші проекти, що створюють відкриті робоплатформи, але в російських продуктах наголос зроблено на простоту виготовлення і модифікації пристроїв - ScratchDuino можна назвати продовжувачем ідей Arduino. Хоча російський робоконструктор поступається за можливостями LEGO Mindstorms NXT, він більш відкритий і модульний - удосконалювати ScratchDuino можна як завгодно. Ніхто не заважає, скажімо, підключити   більш потужний обчислювач або створити власного виконавця.
"Ми очікуємо, що до проекту долучаться технічні вузи і допоможуть зробити крокуючу платформу, літаючу платформу, плаваючу платформу з безліччю відкритих датчиків, приводів і маніпуляторів", - говорить керівник "Мезон.Ру".