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

Thomas Steiner

Jakob Dam Jensen

LEGO® Education SPIKE™ Prime Set, STEAM (साइंस, टेक्नोलॉजी, इंजीनियरिंग, आर्ट्स, और मैथमैटिक्स) सीखने का एक टूल है. इसका इस्तेमाल, छठी से आठवीं क्लास (लगभग 11 से 13 साल) के छात्र-छात्राएं कर सकते हैं.

SPIKE Prime में रंगीन LEGO बिल्डिंग एलिमेंट, इस्तेमाल में आसान हार्डवेयर, और Scratch और Python पर आधारित, ड्रैग-एंड-ड्रॉप कोडिंग की भाषा का इस्तेमाल किया जाता है. इससे छात्र-छात्राओं को मज़ेदार तरीके से सीखने की गतिविधियां मिलती हैं. इससे वे गंभीर रूप से सोच पाते हैं और मुश्किल समस्याओं को हल कर पाते हैं. इससे कोई फ़र्क़ नहीं पड़ता कि उनका लर्निंग लेवल क्या है… साथ ही, उन्हें मज़ा भी आता है!

प्रोग्रामिंग का अनुभव

छात्र-छात्राएं अपने मॉडल को प्रोग्राम करने के लिए, आइकॉन ब्लॉक, शब्द ब्लॉक (डिफ़ॉल्ट) या Python कोड का इस्तेमाल करते हैं. प्रोग्रामिंग एनवायरमेंट को Scratch एडिटर से लिया गया है. इसके बारे में कई छात्र-छात्राओं को पहले से पता है, क्योंकि स्कूल में उन्हें STEAM की शुरुआती शिक्षा में इसके बारे में बताया जाता है.

दोनों विज़ुअल मोड में, छात्र-छात्राएं ब्लॉक को प्रोग्रामिंग कैनवस पर खींचकर छोड़ते हैं और उन्हें कनेक्ट करते हैं. वे अलग-अलग ब्लॉक को आपस में कनेक्ट करके, उन्हें जोड़ते हैं.

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

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

शामिल हार्डवेयर

SPIKE Education किट का मुख्य हिस्सा हब होता है. इसका इस्तेमाल, सेंसर और मोटर जैसे अलग-अलग हार्डवेयर को कंट्रोल करने के लिए किया जाता है. इस किट में कलर सेंसर, दूरी का पता लगाने वाला सेंसर, और फ़ोर्स सेंसर शामिल है. इसमें दो मोटर भी हैं: एक बड़ी और एक मीडियम. हब, कंप्यूटर से ब्लूटूथ या यूएसबी के ज़रिए कनेक्ट होता है.

इस सुविधा के साथ काम करने वाले ऐप्लिकेशन

LEGO, प्लेटफ़ॉर्म के हिसाब से बनाए गए ऐप्लिकेशन के अलावा, SPIKE का 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 का इस्तेमाल करने के लिए, उपयोगकर्ताओं को हमेशा इंटरनेट से कनेक्ट रहना पड़ता है.

LEGO, Windows 10 और 11 पर Chrome ब्राउज़र, MacBooks, और Chromebooks के साथ काम करता है. कैशिंग को बेहतर बनाने और ऐप्लिकेशन को इंस्टॉल करने की सुविधा को आने वाले समय में उपलब्ध कराया जाएगा.

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 लगभग एक जैसा होता है.

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

हब से कम्यूनिकेट करने के लिए, Web Bluetooth को BluetoothDevice और Web Serial API को 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 इस्तेमाल करने की वजहें

फ़िलहाल, LEGO के पास Android, macOS/iPadOS, और Windows के लिए, अपने ऐप्लिकेशन के अलग-अलग वर्शन हैं. साथ ही, ऊपर दिए गए प्लैटफ़ॉर्म के लिए, लेगसी वर्शन वाले ऐप्लिकेशन के साथ-साथ वेब ऐप्लिकेशन भी उपलब्ध है. LEGO के डेवलपर, वेब ऐप्लिकेशन को उन प्लैटफ़ॉर्म पर पुश कर सकते हैं जो Chrome में वेब हार्डवेयर एपीआई के साथ काम करते हैं. जैसे, macOS, Windows, और ChromeOS. इससे, उन्हें अपने ऐप्लिकेशन को मैनेज करने में काफ़ी मदद मिल सकती है.

डाउनलोड साइज़ भी एक वजह है. वेब ऐप्लिकेशन का कुल साइज़ 20 एमबी से कम है. वहीं, macOS और iPadOS ऐप्लिकेशन का साइज़ 115 एमबी, Android ऐप्लिकेशन का साइज़ 178 एमबी, और Windows ऐप्लिकेशन का साइज़ 292 एमबी है. हालांकि, शुरुआती इंस्टॉलेशन में क्लासरूम में इस्तेमाल होने वाला लेसन का ज़रूरी मटीरियल शामिल नहीं होता. इस मटीरियल को डाउनलोड करने के बाद, इसका साइज़ करीब 1 जीबी बढ़ जाता है. वेब ऐप्लिकेशन पर, लेसन का कॉन्टेंट स्ट्रीम किया जाता है. इससे उपयोगकर्ता को हमेशा नया वर्शन मिलता है. साथ ही, वह सिर्फ़ उस लेसन को डाउनलोड कर पाता है जिसे वह देख रहा है.

तकनीकी वजहों के अलावा, Classroom को आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है. यह भी वेब-फ़र्स्ट को अपनाने की एक अहम वजह है. छात्र-छात्राओं को कोई ऐप्लिकेशन इंस्टॉल करने और उसे अपडेट रखने की ज़रूरत नहीं होती. इसके बजाय, वे सिर्फ़ लिंक पर क्लिक करते हैं और हमेशा सबसे नए वर्शन पर काम करते हैं. LEGO की ओर से, कॉन्टेंट को कभी भी अपडेट किया जा सकता है. इसके लिए, ऐप्लिकेशन स्टोर की समीक्षा प्रोसेस पर निर्भर रहने की ज़रूरत नहीं होती.

वेब पर LEGO के साथ मज़ेदार एक्सपेरिमेंट करना

LEGO का मतलब हमेशा से क्रिएटिव तरीके से ब्रिक को जोड़ना रहा है. LEGO Education SPIKE को वेब ब्राउज़र से ऐक्सेस किया जा सकता है. इसलिए, यह किट भी इस नियम से अलग नहीं है.

डेवलपर कम्यूनिटी ने पहले ही ऐसा कोड बनाना शुरू कर दिया है जो SPIKE से कम्यूनिकेट करता है. उदाहरण के लिए, PyREPL-JS को Gabriel Sessions ने Tufts University में शुरू किया था. PyREPL-JS, वेब पेजों के लिए MicroPython REPL (read–eval–print loop) उपलब्ध कराता है, ताकि वे SPIKE हब से कम्यूनिकेट कर सकें. इसके बाद, टफ़्ट्स यूनिवर्सिटी के ईथन डैनही ने इस REPL का इस्तेमाल, SPIKE Prime के लिए कई वेब-इंटरफ़ेस बनाने के लिए किया. इनमें से एक इंटरफ़ेस, ऑडियो फ़ाइल के साथ सिंक किया गया ब्रेकडांसर है.

यूनिवर्सिटी ने SPIKE की मदद से मशीन लर्निंग करने के बारे में एक वर्कशॉप आयोजित की थी. साथ ही, निर्देशों और कोड के सैंपल के साथ रोबोटिक्स प्लेग्राउंड होस्ट किया था. शुरुआत करने के लिए, Hello SPIKE एक अच्छा विकल्प है.

Web Serial और Web Bluetooth API, छात्र-छात्राओं को ब्राउज़र से ही LEGO के फ़िज़िकल मॉडल से कम्यूनिकेट करने की सुविधा देते हैं. इससे शिक्षा, क्रिएटिविटी, और मनोरंजन से जुड़े ऐप्लिकेशन के लिए कई नए अवसर मिलते हैं. छात्र-छात्राओं के पास हमेशा ऐप्लिकेशन का नया वर्शन होगा. उन्हें इसे 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 ज़्यादा समय मिलेगा, ताकि वह अपनी मुख्य गतिविधि पर ध्यान दे सके. LEGO अपनी मुख्य गतिविधि के लिए ही जाना जाता है: क्रिएटिविटी को बढ़ावा देना.