NAO ist ein humanoider Roboter, der von Aldebaran Robotics entwickelt wurde, einer französischen Robotik-Firma, die inzwischen von der Softbank Group in Japan übernommen wurde. NAO ist ein interaktiver Begleiter und wurde entwickelt, um komplexe Aufgaben wie Interaktion mit Menschen, Bewegung in der Umwelt, Spracherkennung und -synthese und vieles mehr zu bewältigen. Dieser aiMOOC soll als Erweiterung Ihrer Programmierkenntnisse dienen, indem er Ihnen hilft, tiefer in die komplexe Welt der Roboterprogrammierung einzutauchen, speziell in Bezug auf den NAO Roboter.

Einführung in die NAO Programmierung

Allgemeine Programmierkonzepte

Die NAO-Programmierung erfordert ein Verständnis für grundlegende Programmierkonzepte, wie sie in vielen Hochsprachen wie Python, Java oder C++ verwendet werden. Dazu gehören Konzepte wie Schleifen, Verzweigungen, Funktionen und Datenstrukturen. Wenn Sie diese Konzepte noch nicht kennen, sollten Sie zuerst einen Grundlagenkurs in Programmierung absolvieren.

Spezielle NAO Programmierkonzepte

Einige spezifische Aspekte der NAO-Programmierung sind die Verwendung der NAOqi-Framework-APIs, das Erstellen und Verwalten von Verhaltensweisen (engl. behaviors) und das Arbeiten mit dem Choregraphe-Tool. Die NAOqi-Framework-APIs ermöglichen es dem Programmierer, auf die Hardwarekomponenten des NAO (wie Kameras, Motoren und Sensoren) zuzugreifen und diese zu steuern. Verhaltensweisen sind modulare, wiederverwendbare Einheiten von Funktionalität, die in Choregraphe erstellt und verwaltet werden können.

Vertiefung der Programmierkenntnisse

Um die Fähigkeiten des NAO voll auszuschöpfen, sollten Sie sich mit einigen fortgeschrittenen Programmierkonzepten vertraut machen. Dies können Themen wie Multithreading, Netzwerkprogrammierung und Bild- und Sprachverarbeitung sein. Es gibt viele Online-Ressourcen und Kurse, die diese Themen behandeln. Eine Auswahl finden Sie auf MOOCit.

Erstellen komplexer Projekte

Um das Erlernte zu vertiefen und zu festigen, ist es wichtig, tatsächlich Programme für den NAO zu erstellen. Komplexe Projekte, die mehrere Aspekte des NAOs nutzen, sind besonders nützlich, um die Breite der Möglichkeiten zu erkennen, die der Roboter bietet. Solche Projekte könnten beispielsweise eine Interaktion zwischen dem Roboter und seinem menschlichen Benutzer umfassen, in der der NAO den Benutzer erkennt, seine Sprachbefehle interpretiert und entsprechend reagiert.

Offene Aufgaben

Untersuche die NAOqi-Framework-APIs und schreibe ein kurzes Programm, das den NAO dazu bringt, seine Arme zu bewegen. (LEICHT)
Erstelle ein Verhalten in Choregraphe, in dem der NAO auf Sprachbefehle reagiert. (STANDARD)
Integriere die Spracherkennung und -synthese in ein größeres Projekt, bei dem der NAO eine Interaktion mit einem menschlichen Benutzer hat. (SCHWER)
Entwickle ein Projekt, bei dem der NAO eine Reihe von Objekten identifiziert und unterscheidet. (SCHWER)
Untersuche, wie Multithreading in der NAO-Programmierung genutzt werden kann, und erstelle ein Beispielprogramm. (STANDARD)
Experimentiere mit Netzwerkprogrammierung, indem du den NAO mit einem anderen Gerät kommunizieren lässt. (SCHWER)
Erstelle ein Verhalten, in dem der NAO eine komplexe Tanzroutine ausführt. (STANDARD)
Nutze die Bildverarbeitungsfähigkeiten des NAO, um ein Spiel zu erstellen, in dem der NAO ein Objekt findet und darauf reagiert. (SCHWER)
Entwickle ein Projekt, bei dem der NAO einen menschlichen Benutzer erkennt und eine personalisierte Interaktion mit ihm durchführt. (SCHWER)
Nutze die Fähigkeiten des NAO zur Sprachsynthese und -erkennung, um ein interaktives Geschichtenerzählprojekt zu erstellen. (STANDARD)

Interaktive Aufgaben

Kreuzworträtsel

CHOREOGRAPHE	Welches Tool wird verwendet, um Verhaltensweisen für den NAO zu erstellen?
NAOQI	Wie heißt das Framework, das den Zugriff auf die Hardwarekomponenten des NAO ermöglicht?
PYTHON	Welche Hochsprache wird häufig für die NAO-Programmierung verwendet?
BEHAVIORS	Wie werden die modularen, wiederverwendbaren Einheiten von Funktionalität genannt, die in Choregraphe erstellt werden?
MULTITHREADING	Welches fortgeschrittene Programmierkonzept kann genutzt werden, um mehrere Aktionen gleichzeitig auf dem NAO auszuführen?
NETWORKING	Welches fortgeschrittene Programmierkonzept kann genutzt werden, um den NAO mit anderen Geräten zu verbinden?
FACEDETECTION	Welches Feature des NAO ermöglicht es ihm, Gesichter zu erkennen?
SPEECHSYNTHESIS	Wie wird die Fähigkeit des NAO genannt, gesprochene Worte zu erzeugen?

Quiz: Teste Dein Wissen

Was ist Choregraphe? (Ein Tool zur Erstellung und Verwaltung von Verhaltensweisen für den NAO) (!Ein Netzwerkprotokoll für den NAO) (!Eine Programmiersprache für den NAO) (!Eine Komponente der NAO-Hardware)

Was sind Verhaltensweisen (behaviors) im Kontext der NAO-Programmierung? (Modulare, wiederverwendbare Einheiten von Funktionalität) (!Eine Art von Datenstruktur) (!Eine Funktion in der NAO-Hardware) (!Ein Netzwerkprotokoll für den NAO)

Was ist das NAOqi-Framework? (Ein Framework, das den Zugriff auf die Hardwarekomponenten des NAO ermöglicht) (!Ein Tool zur Erstellung von Verhaltensweisen für den NAO) (!Eine Programmiersprache für den NAO) (!Ein Netzwerkprotokoll für den NAO)

Welche Programmiersprache wird häufig für die NAO-Programmierung verwendet? (Python) (!JavaScript) (!C#) (!Swift)

Was ermöglicht Multithreading in der NAO-Programmierung? (Das gleichzeitige Ausführen mehrerer Aktionen) (!Die Verbindung des NAO mit einem Netzwerk) (!Die Erzeugung von gesprochenen Worten durch den NAO) (!Die Erkennung von Gesichtern durch den NAO)

Was ermöglicht Netzwerkprogrammierung in der NAO-Programmierung? (Die Kommunikation des NAO mit anderen Geräten) (!Das gleichzeitige Ausführen mehrerer Aktionen) (!Die Erzeugung von gesprochenen Worten durch den NAO) (!Die Erkennung von Gesichtern durch den NAO)

Welches Feature des NAO ermöglicht es ihm, Gesichter zu erkennen? (Face Detection) (!Multithreading) (!Networking) (!Behaviors)

Was ermöglicht die Sprachsynthese des NAO? (Die Erzeugung von gesprochenen Worten durch den NAO) (!Das gleichzeitige Ausführen mehrerer Aktionen) (!Die Verbindung des NAO mit einem Netzwerk) (!Die Erkennung von Gesichtern durch den NAO)

Memory

Choregraphe	Tool zur Erstellung und Verwaltung von Verhaltensweisen für den NAO
NAOqi	Framework, das den Zugriff auf die Hardwarekomponenten des NAO ermöglicht
Python	Häufig verwendete Programmiersprache für die NAO-Programmierung
Behaviors	Modulare, wiederverwendbare Einheiten von Funktionalität in der NAO-Programmierung
Multithreading	Fortgeschrittenes Programmierkonzept für das gleichzeitige Ausführen mehrerer Aktionen auf dem NAO