The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.16
no.2
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pp.162-172
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2011
This paper proposes embedded System of two wheeled inverted pendulum robot designed by model based design method, using MATLAB/SIMULINK and LEGO NXT Mindstorms. At first, stability and performance of controller is verified through modeling and simulation. After that direct conversion from simulation model to C code is carried and effectiveness of controller is experimentally verified. Two wheeled inverted pendulum robot has basic function about autonomous balancing control using principle of inverted pedulum and it is also possible to arrive at destination. In this paper, state feedback controller designed by quadratic optimal control method is used. And quadratic optimal control uses state feedback control gain K to minimize performance index function J. Because it is easy to find gain, this control method can be used in the controller of two wheeled inverted pendulum robot. This proposed robot system is experimentally verified with following performances - balancing control, disturbance rejection, remote control, line following and obstacle avoidance.
The purpose of this study is to improve robotics education in public education. This study was conducted with 157 secondary school teachers regardless of their gender, age and majors. The results are as follows: First, 68.2% of the respondents (81.2% of the STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics)-related teachers) thought that robotics education should be included in public education because it will be a very important area in the future. Second, 73.3% of respondents (89.3% of the STEM-related teachers) agreed that robotics education will be worth teaching as a regular subject. The most important reason was that they thought the robots would be an excellent tool to initiate their class participation and increase their study motivation. Third, the results from this survey showed that the technology teachers would be the best suitable instructors for robotics education. Lastly, teachers felt a great deal of burden to teach robotics although they thought robotics education was necessary. In order to implement robotics education in public school, teachers think it is necessary to take professional training. In addition, teachers should be supported with the reduction in their workload along with sufficient fundings, educational robots such as LEGO MINDSTORMS, and newly designed teaching materials.
Journal of The Korean Association of Information Education
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v.14
no.2
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pp.209-218
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2010
Robot Curriculum based education in Insects Robot help elementary school students better understand how a robot works. This robot curriculum is aimed at elementary school students in fifth grade. This study progressed with LEGO(R) MINDSTORMS(R) NXT, departed 6 groups, reached the insect's movement, designed robot like insects. This curriculum enhanced discussion prowess and improved the ability of building robot. During this study, most of the students were attracted to the action of the robot-like insect's movement.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.51
no.2
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pp.214-219
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2014
In this paper, a new robot system is designed and manufactured to improve the educational robot. The main processor is realized using the ARM Cortex-M3 and the co-processor is implemented by AVR ATMega2560 to deal with data coming from sensor modules. The processor of sensor modules was developed by the AVR ATMega8. The communication system is composed with IIC communication to alleviate the load of main processor. We have developed the educational robot system adopting the hub module for extension characteristics.
The Journal of Korean Association of Computer Education
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v.10
no.6
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pp.19-27
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2007
To help programming learning, we have designed a robot programming course that improves complex cognitive abilities. The developed course was implemented in college programming classes and educational effects were analysed. While students are learning through LEGO Mindstorms NXT and NXT-G software, the students' problem solving abilities have been enhanced. The developed robot programming course gives positive effects on learners' problem solving abilities. It means that the developed course helps a learner in a cognitive domain.
Hyunki KIM;Kyung-A KIM;Myung-Ae CHUNG;Min-Soo KANG
Korean Journal of Artificial Intelligence
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v.11
no.4
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pp.15-20
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2023
Machine learning is comprised of supervised learning, unsupervised learning and reinforcement learning as the type of data and processing mechanism. In this paper, as input and output are unclear and it is difficult to apply the concrete modeling mathematically, reinforcement learning method are applied for crawling robot in this paper. Especially, Q-Learning is the most effective learning technique in model free reinforcement learning. This paper presents a method to implement a crawling robot that is operated by finding the most optimal crawling method through trial and error in a dynamic environment using a Q-learning algorithm. The goal is to perform reinforcement learning to find the optimal two motor angle for the best performance, and finally to maintain the most mature and stable motion about EV3 Crawling robot. In this paper, for the production of the crawling robot, it was produced using Lego Mindstorms with two motors, an ultrasonic sensor, a brick and switches, and EV3 Classroom SW are used for this implementation. By repeating 3 times learning, total 60 data are acquired, and two motor angles vs. crawling distance graph are plotted for the more understanding. Applying the Q-learning reinforcement learning algorithm, it was confirmed that the crawling robot found the optimal motor angle and operated with trained learning, and learn to know the direction for the future research.
ICT education guidelines revised in 2005 reinforce computer science elements such as algorithm, data structure, and programming covering all schools. And Ministry of Education emphasizes STEAM education. Most important is that "How instruct them". This means necessity of contents. So this paper suggests learning method of Stack and Queue using LEGO MINDSTORMS NXT. The main purpose is that how stack and queue are used, when robot explore realistic maze. Teaching and learning strategies are algorithm, flowchart, and NXT-G programming. Simple maze has path in left or right, but complex maze has three-way intersection. These are developed by authors. Master robot explores maze and push stack, and then return to entrance using stack. Master robot explores maze and transmits path to slave's queue. And then slave robot drives without exploration. Students can naturally learn principles and applications of them. Through these studies, it can improves ability of logical and creative thinking. Furthermore it can apply to ICT and STEAM education.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.11
no.11
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pp.4167-4173
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2010
ICT education guidelines revised in 2005 reinforce computer science elements such as algorithm, data structure, and programming covering all schools. It means that goal of computer education is improving problem-solving abilities not using of commercial software. So this paper suggests problem-solving method of maze escape through robots' cooperation in an effort of learning these elements. Problems robots should solve are first-search and role-exchange. First-search problem is that first robot searches maze and send informations about maze to the second robot in real time. Role-exchange problem is that first robot searches maze, but loses its function at any point. At this time second robot takes a role of first robot and performs first robot's missions to the end. To solve these two problems, it goes through four steps; problem analysis, algorithm description, flowchart and programming. Additional effects of our suggestion are chance of cooperation among students and use of queue in data structure. Further researches are use of more generalized mazes, application to real field and a talented curriculum.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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