طرح درس سنسورها — ربات چطور دنیا را حس می‌کند؟

سه سنسور اولتراسونیک رو به جلو نصب‌اند: یکی مستقیم، یکی ۳۰ درجه به چپ، یکی ۳۰ درجه به راست. هرکدام یک موج صوتی می‌فرستد و از زمان برگشتش فاصله را حساب می‌کند. عدد کوچک‌تر یعنی نزدیک‌تر. بیشترین چیزی که می‌بینند 200 سانتی‌متر است — اگر جلویش باز باشد همان ۲۰۰ را می‌دهد.

if front < 40:            # کمتر از ۴۰ سانتی‌متر تا مانع
    turnleft(0.5)
else:
    forward(1)

سه‌تا داشتن از یکی بهتر است، چون می‌شود فهمید مانع کدام طرف است و به سمت بازتر پیچید — به‌جای این‌که کورکورانه همیشه به چپ بچرخید:

if front < 40:
    if frontleft > frontright:   # سمت چپ بازتر است
        turnleft(0.4)
    else:
        turnright(0.4)
else:
    forward(1)

دور بدنه‌ی ربات یک حلقه‌ی ضربه‌گیر هست. وقتی به چیزی می‌خورید، آن حلقه فشرده می‌شود و عدد ۱ می‌دهد. حلقه دو نیمه دارد و ربات می‌فهمد کدام نیمه خورده است:

چرا دو تا؟ چون واکنش باید فرق کند. اگر با جلو خورده‌اید باید عقب بروید؛ اگر از پشت خورده‌اید عقب رفتن یعنی محکم‌تر خوردن.

if bumperfront == 1:
    backward(0.4)     # با جلو خوردم → عقب بکش
    turnleft(0.5)
elif bumperback == 1:
    forward(0.4)      # از پشت خوردم → برو جلو
else:
    forward(1)

زیر بدنه‌ی ربات یک سنسور رنگ هست که کف جلوی ربات را می‌بیند — یعنی رنگ را قبل از این‌که واردش شوید می‌فهمید. این مهم‌ترین نکته‌ی این سنسور است.

if color == green:      # فرش بزرگ جلوتر است
    timer = 8           # هشت قدم از آن دور شو

if timer > 0:
    timer = timer - 1
    wheelleft  = -25
    wheelright = -8     # عقب‌گرد قوسی: هم دور می‌شود هم می‌چرخد

قطب‌نما می‌گوید دماغه‌ی ربات رو به کدام سمت است. عدد بین ۰ تا ۳۵۹ است:

بدون قطب‌نما ربات نمی‌داند کجا رو کرده و مسیرش تصادفی می‌شود. با قطب‌نما می‌توانید بگویید «رو به بالا بمان» — و این تفاوت بین جاروکشیدنِ منظم و چرخیدنِ بی‌هدف است.

if heading > 95:
    turnright(0.2)      # خیلی به چپ چرخیده‌ام
elif heading < 85:
    turnleft(0.2)       # خیلی به راست چرخیده‌ام
else:
    forward(1)          # رو به بالا؛ برو

خانه‌ی مسابقه شش ناحیه دارد و ربات همیشه می‌داند در کدام است:

دم هر در یک فرش نشانه‌ی رنگی هست، تا سنسور رنگ هم بتواند در را بشناسد.

برای هر اتاق یک عدد دارید که می‌گوید چند درصدش رنگ شماست — لحظه‌به‌لحظه به‌روز می‌شود. این تنها سنسوری است که به شما استراتژی می‌دهد، نه فقط واکنش.

if room == 1 and clean1 > 80:
    # آشپزخانه تقریباً تمام است؛ وقت تلف نکن
    turnright(0.6)
    forward(2)         # برو سراغ اتاق بعدی

در U19 ربات مختصات دقیق خودش را می‌داند و می‌تواند به یک نقطه‌ی مشخص برود. این یعنی می‌توانید مسیر طراحی کنید، نه فقط واکنش نشان دهید.

goto(300, 400)              # برو به این نقطه
d = distto(dockx, docky)    # چقدر تا ایستگاه شارژ مانده؟
a = angleto(300, 400)       # به چه زاویه‌ای باید بچرخم؟

در U19 باتری واقعاً خالی می‌شود و ربات با باتری خالی می‌ایستد. باید قبل از تمام شدن برگردید — و برگشتن هم انرژی می‌خواهد. این همان تصمیمی است که U19 را از U14 جدا می‌کند.

if battery < distto(dockx, docky) / 25 + 10:
    goto(dockx, docky)      # همین حالا راه بیفت وگرنه نمی‌رسی
else:
    # وقت هست؛ تمیز کن
    forward(1)