По своим вычислительным ресурсам робототехнические контроллеры, доступные широкому кругу пользователей, приближаются к показателям персональных компьютеров десятилетней давности. Такая тенденция позволяет постепенно применять в разработке современные методологии и технологии наравне с классическими для контроллеров низкоуровневыми языками и технологиями. Поскольку робототехника активно используется для STEM [5, 4] образования, внедрение популярных технологий, использующихся в промышленном программировании, позволит методистам разрабатывать программы обучения, направленные на более широкий круг пользователей. Одной из популярной технологий, получившей широкое распространение в образовательной сфере в последнее время, является язык Python.
Python на данный момент является четвёртым по популярности языком согласно индексу языков программирования TIOBE [2] на май 2017 года и вторым по популярности языком после Java согласно списку PyPL [6] на май 2017 года. В последние несколько лет Python стал активно внедряться в образовательные программы. Например, в Массачусетском технологическом институте, одном из ведущих [12, 13] университетов в области инженерного и технического образования, студентам первого года обучения читают курс ’’Introduction to Electrical Engineering and Computer Science I” [14], который представляет собой программирование роботов на языке Python. Другие зарубежные университеты тоже достаточно быстро перешли на использование Python в вводных курсах по программированию [7], тем самым обеспечив Python первенство среди языков программирования, использующихся в университетах США.
За трендом, установленным университетами, практически сразу же последовали школы [11,9], переходя на Python и внедряя новые курсы обучения программированию на языке Python. В России Python - один из 5 предложенных в ЕГЭ языков программирования на протяжении уже нескольких лет.
TRIK1 - это многоцелевой кибернетический контроллер и одноимённый металлический конструктив для прототипирования роботов. Одним из многим применений контроллера является обучение программированию студентов и школьников. Данный контроллер примечателен тем, что обладает достаточными вычислительными мощностями для решения сложных робототехнических задач и реализации ресурсоёмких алгоритмов, а также отсутствием необходимости навыков пайки и знания электротехники. Для контроллера TRIK существует среда TRIK Studio [18, 15], позволяющая облегчить знакомство с робототехникой школьникам младших и средних классов с использованием визуального программирования. Одними из наиболее значимых достоинств среды являются генераторы кода на текстовых языках программирования и интерпретатор текстового кода для 2D модели робота.
Среда TRIK Studio позволяет преподавателям произвести более плавный переход от визуального программирования к текстовому и впоследствии обучать сложным синтаксическим конструкциям текстовых языков программирования, используя наглядность уже созданных визуальных диаграмм. ПО контроллера TRIK и TRIK Studio образуют программное обеспечение образовательных решений TRIK, которое на данный момент поддерживает следующие языки программирования: языки платформ Java и .NET, JavaScript, C++, Pascal. Если добавить к перечисленным языкам Python, то TRIK по праву может считаться идеальной робототехнической платформой для обучения школьников и студентов.
В рамках данной работы были получены следующие результаты.
1. Сделан обзор архитектуры существующего ПО образовательных решений TRIK.
2. Определены требования к программному решению.
3. Разработана архитектура программного решения.
4. Выполнена реализация программного решения.
5. Разработанное программное решение внедрено в образовательные решения TRIK.
В ходе работы промежуточные результаты представлялись докладом на VII Всероссийской конференции ’’Современное технологическое обучение: От компьютера к роботу”, а также докладом на всероссийской конференции ”СПИСОК-2017”.
Одним из направлений развития полученных результатов является создание полноценного аналога QJSEngine для языка Python.
