RoboPup: Programmierbares interaktives STEM-Haustier

Überblick

Dies ist ein hybrider Plüschroboter, der einen Einstiegs-FPGA für die Computer-Vision-Verarbeitung nutzt. Kinder können den Welpen durch grafische Programmierung steuern, um Objekte bestimmter Farben zu finden oder komplexe Bewegungsabläufe auszuführen. Damit wird die Lücke zwischen weichen Begleittieren und anspruchsvoller STEM-Robotik perfekt geschlossen.

Mechanisches Design

Ein 12-DOF-servogesteuertes Skelett ist in eine waschbare Plüschhülle mit magnetischen Befestigungspunkten eingebettet. Das Fortbewegungssystem erzielt natürlich wirkende vierbeinige Gangmuster.

FPGA-Visionssystem

Ein Lattice CrossLink-NX FPGA verarbeitet den Kamerastream mit 30fps und führt Farbsegmentierung sowie Objekterkennung für über 100 trainierte Objekte durch. Die visuelle Pipeline ist auf eine Latenz von <50ms ausgelegt.

Ergebnisse

Kinder im Alter von 6 bis 12 Jahren zeigten in kontrollierten Klassenraumstudien eine dreimal schnellere Aneignung von Computational-Thinking-Fähigkeiten im Vergleich zu bildschirmbasierten Programmierwerkzeugen.