Сборники трудов ИСП РАН


Образовательный визуальный потоковый язык для программирования роботов

Г.А. Зимин (СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия)
Д.А. Мордвинов (СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия)

Аннотация

Визуальные предметно-ориентированные языки зачастую имеют низкий порог вхожде-ния: даже ученики школ и дошкольных учреждений могут программировать на таких языках, оперируя визуальными моделями. Этот факт нашел  широкое применение в образовательной робототехнике, где большинство используемых сред разработки осно-вано на визуальных языках. Данная работа описывает новый потоковый визуальный язык программирования роботов для распространенных встраиваемых робототехниче-ских платформ. Очевидно, что сложные потоковые визуальные языки трудны для пони-мания. Целью нашей работы было создание инструмента, представляющего собой пере-ходную «ступень» между легковесными образовательными средами программирования, которые обычно предоставляют языки, основанные на модели потока управления, и сложными индустриальными средами, которые, в основном, предоставляют языки, ос-нованные на модели потоков данных. В статье приводится сравнение широко распро-страненных сред программирования роботов с описанной в работе средой. Также в рабо-те представлен краткий обзор популярных поведенческих архитектур для построения сложных систем управления роботами, таких как архитектура категорий Р. Брукса и «Колония» Д. Коннеля, и приведены идеи их выражения в новом языке программирова-ния. Язык был создан с помощью предметно-ориентированного подхода. Он предостав-ляет возможность совмещать в себе две модели исполнения: пользователь может про-граммировать как в терминах потоков данных, так и в терминах потока управления. Мы считаем, что это важно в образовательных целях. Программы на нашем языке состоят из множества «блоков» – визуальных представлений процессов трансформации данных, и «связей», которые визуализируют потоки данных между ними. В качестве апробации среды созданы различные по сложности программы управления роботами.

Ключевые слова

потоковые языки, потоки данных, визуальное программирование, образовательная ро-бототехника, предметно-ориентированное моделирование, поведенческие архитектуры

Издание

Труды Института системного программирования РАН, том 28, вып. 2, 2016, стр. 45-62.

ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print).

DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(2)-3

Полный текст статьи в формате pdf (на английском) Вернуться к содержанию тома