LEGO® Education, वेब ब्लूटूथ और Web Serial API का इस्तेमाल कैसे करता है

LEGO से बनाया गया ब्रेकडांसर मॉडल.

LEGO® Education SPIKE™ Prime Set, छठी से आठवीं कक्षा (लगभग 11 से 13 साल) के छात्र-छात्राओं के लिए, एसटीईएम (विज्ञान, टेक्नोलॉजी, इंजीनियरिंग, कला, और गणित) से जुड़ा लर्निंग टूल है.

SPIKE Prime में रंग-बिरंगे LEGO बिल्डिंग एलिमेंट, आसानी से इस्तेमाल किए जा सकने वाले हार्डवेयर, और Scratch और Python पर आधारित, ड्रैग-एंड-ड्रॉप वाली कोडिंग भाषा का इस्तेमाल किया गया है. इसकी मदद से, छात्र-छात्राओं को मज़ेदार गतिविधियों के ज़रिए सीखने के लिए लगातार जोड़ा जाता है. इससे वे गंभीरता से सोचने और मुश्किल समस्याओं को हल करने में सक्षम होते हैं. भले ही, उनकी सीखने की क्षमता किसी भी लेवल की हो!

प्रोग्रामिंग का अनुभव

छात्र/छात्राएं अपने मॉडल को प्रोग्राम करने के लिए, आइकॉन ब्लॉक, वर्ड ब्लॉक (डिफ़ॉल्ट) या Python कोड का इस्तेमाल करते हैं. प्रोग्रामिंग एनवायरमेंट को Scratch एडिटर से लिया गया है. यह एडिटर, स्कूल में STEAM की शुरुआती शिक्षा के दौरान कई छात्रों को पहले से ही पता होता है.

दो विज़ुअल मोड में, छात्र-छात्राएं ब्लॉक को प्रोग्रामिंग कैनवस पर खींचकर और छोड़कर कनेक्ट करते हैं. वे अलग-अलग ब्लॉक को आपस में जोड़कर, उन्हें हुक अप करते हैं.

शब्द ब्लॉक प्रोग्राम के साथ LEGO प्रोग्रामिंग एनवायरमेंट.

ज़्यादा अनुभवी छात्र-छात्राएं, सीधे तौर पर Python के असली कोड का इस्तेमाल कर सकते हैं. इसमें एक इंटिग्रेटेड नॉलेज बेस भी होता है, जो कोडिंग के दौरान छात्र-छात्राओं की मदद करता है.

Python प्रोग्राम के साथ LEGO प्रोग्रामिंग एनवायरमेंट.

LEGO Education SPIKE ऐप्लिकेशन में प्रोग्राम बनाने के बाद, छात्र-छात्राएं ब्लूटूथ या यूएसबी कनेक्शन की मदद से, प्रोग्राम को LEGO Education Spike Prime हब पर भेजते हैं. हब, प्रोग्राम को चलाता है और LEGO मॉडल को कंट्रोल करता है.

शामिल हार्डवेयर

SPIKE Education Kit का मुख्य हिस्सा हब है. यह सेंसर और मोटर जैसे अन्य हार्डवेयर को कंट्रोल करता है. इस किट में रंग सेंसर, दूरी सेंसर, और फ़ोर्स सेंसर शामिल हैं. इसमें दो मोटर भी हैं: एक बड़ी और एक मीडियम. हब, ब्लूटूथ या यूएसबी की मदद से कंप्यूटर से कनेक्ट होता है.

LEGO SPIKE Education किट के प्रोग्राम किए जा सकने वाले हिस्से.
बड़ा हब, रंग, दूरी, और फ़ोर्स के लिए तीन सेंसर, और दो मोटर.

इस सुविधा के साथ काम करने वाले ऐप्लिकेशन

अलग-अलग प्लैटफ़ॉर्म के लिए बने ऐप्लिकेशन के अलावा, LEGO SPIKE वेब ऐप्लिकेशन भी उपलब्ध कराता है. इसे spike.legoeducation.com पर ऐक्सेस किया जा सकता है. यह ऐप्लिकेशन, ब्राउज़र में कैश मेमोरी में सेव नहीं होता. इसलिए, वेब ऐप्लिकेशन के काम करने के लिए, उपयोगकर्ताओं को हमेशा इंटरनेट से कनेक्ट रहना होगा.

LEGO, Windows 10 और 11, MacBook, और Chromebook पर Chrome ब्राउज़र के साथ आधिकारिक तौर पर काम करता है. कैश मेमोरी से जुड़े सुधार और ऐप्लिकेशन को इंस्टॉल करने की सुविधा, आने वाले समय में उपलब्ध कराई जाएगी.

SPIKE Hub से कनेक्ट करना

SPIKE Prime हब और SPIKE Essential हब को ब्लूटूथ या यूएसबी का इस्तेमाल करके कंप्यूटर से कनेक्ट किया जा सकता है. डिफ़ॉल्ट रूप से, वेब ऐप्लिकेशन Web Bluetooth API के साथ ब्लूटूथ का इस्तेमाल करता है.

इसके अलावा, यूएसबी से कनेक्ट होने पर वेब ऐप्लिकेशन, Web Serial API का इस्तेमाल करता है. दोनों ही मामलों में, यूएसबी केबल के अलावा कनेक्शन का तरीका एक जैसा ही होता है.

यूएसबी कनेक्शन के निर्देशों के साथ LEGO Education SPIKE ऐप्लिकेशन.

कनेक्ट होने के बाद, छात्र-छात्राएं अपने प्रोग्राम, बड़े हब के 20 स्टोरेज स्लॉट में से किसी एक में अपलोड करते हैं.

LEGO Education SPIKE 'डाउनलोड टू हब' यूज़र इंटरफ़ेस (यूआई).

हब के साथ इंटरैक्ट करने के लिए, वेब ब्लूटूथ और वेब सीरियल एपीआई को BluetoothDevice या SerialPort की ज़रूरत होती है. ये लाइव ऐप्लिकेशन से लिए गए कोड स्निपेट में मिलते हैं.

वेब ब्लूटूथ एपीआई कनेक्शन

(X.next = 4),
  navigator.bluetooth.requestDevice({
    filters: [
      {
        namePrefix: 'GDX',
      },
    ],
    optionalServices: ['d91714ef-28b9-4f91-ba16-f0d9a604f112'],
  });

Web Serial API कनेक्शन

const v = yield navigator.serial.requestPort({
  filters: [{
    usbVendorId: Zt.SerialVendorId.LEGO // 1684
  }]
});
yield v.open({
  baudRate: 115200
});

वेब-फ़र्स्ट ऐप्लिकेशन बनाने और वेब हार्डवेयर एपीआई का इस्तेमाल करने की वजहें

फ़िलहाल, LEGO अपने ऐप्लिकेशन के लिए Android, macOS/iPadOS, और Windows के अलग-अलग वर्शन मैनेज करता है. साथ ही, वेब ऐप्लिकेशन के अलावा, प्लैटफ़ॉर्म के हिसाब से ऐप्लिकेशन के लेगसी वर्शन भी मैनेज करता है. LEGO के डेवलपर, वेब ऐप्लिकेशन को उन प्लैटफ़ॉर्म पर उपलब्ध करा सकते हैं जो Chrome में वेब हार्डवेयर एपीआई के साथ काम करते हैं. जैसे, macOS, Windows, और ChromeOS. इससे, वे अपने ऐप्लिकेशन को मैनेज करने में होने वाले खर्च को काफ़ी कम कर सकते हैं.

डाउनलोड साइज़ भी एक वजह है. वेब ऐप्लिकेशन का साइज़ 20 एमबी से कम है, जबकि macOS और iPadOS ऐप्लिकेशन का साइज़ 115 एमबी, Android ऐप्लिकेशन का साइज़ 178 एमबी, और Windows ऐप्लिकेशन का साइज़ 292 एमबी है. हालांकि, शुरुआती इंस्टॉल में कक्षाओं में पढ़ाने के लिए ज़रूरी कॉन्टेंट शामिल नहीं होता. इस कॉन्टेंट को डाउनलोड करने के बाद, डिवाइस का स्टोरेज करीब 1 जीबी बढ़ जाता है. वेब ऐप्लिकेशन पर, कॉन्टेंट को स्ट्रीम किया जाता है. इससे उपयोगकर्ता को हमेशा नया वर्शन मिलता है. साथ ही, वह सिर्फ़ वही लेसन डाउनलोड कर सकता है जिसे देखना है.

इन तकनीकी वजहों के अलावा, Classroom को वेब पर उपलब्ध कराने की एक और वजह यह है कि इसे इस्तेमाल करना आसान है. छात्र-छात्राओं को कोई ऐप्लिकेशन इंस्टॉल करने और उसे अपडेट रखने की ज़रूरत नहीं होती. इसके बजाय, वे सिर्फ़ किसी लिंक पर क्लिक करते हैं और हमेशा सबसे नए वर्शन के साथ काम करते हैं. LEGO की ओर से, कॉन्टेंट को कभी भी अपडेट किया जा सकता है. इसके लिए, ऐप्लिकेशन स्टोर की समीक्षा की प्रक्रियाओं की ज़रूरत नहीं होती.

वेब पर LEGO के साथ टिंकर करना

LEGO का मकसद हमेशा से ही क्रिएटिव तरीके से ब्रिक को जोड़ना रहा है. LEGO Education SPIKE को वेब ब्राउज़र से ऐक्सेस किया जा सकता है. इस किट में भी यही नियम लागू होता है.

डेवलपर कम्यूनिटी ने पहले ही SPIKE के साथ काम करने वाला कोड बनाना शुरू कर दिया है. उदाहरण के लिए, PyREPL-JS को टफ़्ट्स यूनिवर्सिटी में गैब्रिएल सेशन ने शुरू किया था. PyREPL-JS, वेब पेजों के लिए MicroPython REPL (रीड–एवल्यूएशन–प्रिंट लूप) उपलब्ध कराता है, ताकि वे SPIKE हब से बात कर सकें. इसके बाद, टफ़्ट यूनिवर्सिटी के ईथन डैनाघी ने इस आरईपीएल का इस्तेमाल, SPIKE Prime के कई वेब-इंटरफ़ेस के लिए किया. इनमें से एक, ऑडियो फ़ाइल के साथ सिंक किया गया ब्रेकडांसर है.

इस यूनिवर्सिटी ने SPIKE की मदद से मशीन लर्निंग के बारे में एक वर्कशॉप का आयोजन किया था. साथ ही, निर्देशों और कोड के सैंपल के साथ रोबोटिक्स प्लेसग्राउंड का भी आयोजन किया था. इस बारे में जानने के लिए, Hello SPIKE पर जाएं.

ब्रेकडांसर LEGO मॉडल, ऑडियो फ़ाइल के साथ सिंक किया गया.

वेब सीरियल और वेब ब्लूटूथ एपीआई, छात्र-छात्राओं को ब्राउज़र से फ़िज़िकल लेगो मॉडल के साथ इंटरैक्ट करने की अनुमति देते हैं. इससे, शिक्षा, क्रिएटिविटी, और मनोरंजन से जुड़े ऐप्लिकेशन के लिए कई संभावनाएं खुलती हैं. छात्र-छात्राओं के पास ऐप्लिकेशन का नया वर्शन हमेशा रहेगा. इसके लिए, उन्हें ऐप्लिकेशन को अपडेट करने की ज़रूरत नहीं होगी.

लंबे समय में, LEGO के डेवलपर को कम ऐप्लिकेशन मैनेज करने होंगे. इसका मतलब है कि लागत कम होगी और डेवलपमेंट में कम मेहनत लगेगी. इससे LEGO को अपनी क्रिएटिविटी दिखाने के लिए ज़्यादा समय मिलेगा.