تدريب 3 - كتاب المهارات الرقمية - الصف 9 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 3: برمج روبوت الواقع الافتراضي ليشبع الحائط الأيسر لملعب شبكة خريطة (Grid Map) وينشئ خطاً لمساره في نفس الوقت: أ) للتحقق من المسافة بينه وبين الحائط، برمج الروبوت لينعطف 45 درجة إلى اليسار في كل وحدة مربعة من الملعب. ب) أضف تعليمات إلى المقطع البرمجي.

الإجابة: الرسم التوضيحي يوضح المسار الذي يجب أن يسلكه الروبوت على شبكة الخريطة، حيث يبدأ من الأسفل ويتجه نحو الأعلى مع الانعطافات اللازمة بزاوية 45 درجة لليسار عند كل وحدة مربعة ليتبع الحائط الأيسر. المقطع البرمجي يتضمن تعليمات مثل: تحرك للأمام، انعطف لليسار 45 درجة، كرر حتى يصل إلى نهاية المسار أو يكتشف مسافة معينة من الحائط.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | المطلوب | |----------|---------| | - الروبوت يبدأ من الأسفل ويتجه للأعلى. | - تصميم مسار يتبع **الحائط الأيسر** لملعب شبكة خريطة (Grid Map). | | - عند كل وحدة مربعة، ينعطف الروبوت **45 درجة إلى اليسار**. | - كتابة مقطع برمجي يتضمن تعليمات الحركة والانعطاف. | | - المسار يرسم خطاً أثناء الحركة. | - التأكد من أن المسار يلامس الحائط الأيسر باستمرار. |
2. **المبدأ المستخدم:** برمجة روبوت لتتبع حائط باستخدام **انعطافات دورية** بزاوية ثابتة (45°) عند كل وحدة حركة على الشبكة.
3. 1. **فهم حركة الروبوت على الشبكة:** - الشبكة تتكون من وحدات مربعة. - يبدأ الروبوت من الحافة السفلية، متجهاً نحو الأعلى (باتجاه الشمال في الإحداثيات). - عند كل وحدة مربعة، ينعطف 45° لليسار ليبقى قريباً من الحائط الأيسر. 2. **تصميم المسار:** - المسار سيكون متعرجاً، حيث أن الانعطاف 45° بشكل متكرر سيخلق نمطاً زاوياً. - هذا يضمن أن الروبوت يمسح الحائط الأيسر ولا يبتعد عنه. 3. **كتابة المقطع البرمجي (تعليمات):** - استخدم حلقة تكرار (مثل `repeat` أو `while`) تستمر حتى نهاية المسار. - داخل الحلقة: - **تحرك للأمام** مسافة وحدة مربعة واحدة. - **انعطف لليسار 45 درجة**. - **ارسم خطاً** لتمثيل المسار (إذا كانت هذه ميزة متاحة). - مثال بالكود الزائف: repeat until (end_of_path) { move_forward(1_unit) turn_left(45) draw_line() } 4. **التحقق من المسافة:** - يمكن إضافة شرط في الحلقة للتحقق من المسافة إلى الحائط باستخدام مستشعر، ولكن السؤال يركز على إنشاء المسار الأساسي.
4. **النتيجة:** سيسلك الروبوت مساراً متعرجاً بزاوية 45° عند كل خطوة، مما يضمن تتبعه للحائط الأيسر لشبكة الخريطة ورسم خط لمساره تلقائياً. المقطع البرمجي النهائي يتضمن تعليمات الحركة والانعطاف في حلقة تكرارية.

سؤال 4: برمج روبوت الواقع الافتراضي ليعثر على مخرج ملعب ديناميكية جدار المتاهة: أ) افترض أن الملعب مقسم إلى وحدات مربعة كما تظهر الشبكة بالخط الأصفر المتقطع، وطول جانب كل وحدة مربعة 250 مليمتر. ب) سيتغير ملعب ديناميكية جدار المتاهة (Dynamic Wall Maze) في كل مرة يتم تحديده، وتوجد العديد من المتاهات المختلفة التي يجب أن يعالج المقطع البرمجي مشكلة كل منها. ج) عندما يواجه الروبوت المخرج فإن مستشعر المسافة يكتشف أن المسافة أكبر من 3000 مليمتر ويمكن استخدامها كشرط لإنهاء المقطع البرمجي.

الإجابة: الرسم التوضيحي يوضح مسار الروبوت داخل المتاهة، حيث يبدأ من نقطة البداية (المربع الأخضر) ويتحرك عبر المربعات الصفراء المتقطعة متجنباً الجدران الحمراء حتى يصل إلى المخرج (المربع الأحمر). المقطع البرمجي يجب أن يتضمن منطقاً للتحرك في المتاهة بشكل ديناميكي، مثل استخدام مستشعرات المسافة لاكتشاف الجدران وتحديد الاتجاهات الممكنة، مع شرط إنهاء عند اكتشاف مسافة أكبر من 3000 مليمتر عند المخرج.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | المطلوب | |----------|---------| | - الملعب مقسم إلى وحدات مربعة، طول جانب كل وحدة **250 ملم**. | - برمجة روبوت للعثور على مخرج في **ملعب ديناميكية جدار المتاهة** (Dynamic Wall Maze). | | - المتاهة تتغير في كل مرة (ديناميكية). | - تصميم مقطع برمجي يعمل مع متاهات مختلفة. | | - مستشعر المسافة يكتشف المخرج عندما تكون المسافة > **3000 ملم**. | - استخدام شرط المسافة (>3000 ملم) لإنهاء البرنامج عند الوصول للمخرج. | | - الجدران الحمراء تمثل العوائق، المربع الأخضر نقطة البداية، المربع الأحمر المخرج. | - تجنب الجدران والحركة عبر المسارات الصفراء المتقطعة. |
2. **المبدأ المستخدم:** خوارزمية استكشاف متاهة ديناميكية باستخدام **مستشعرات المسافة** للكشف عن الجدران وتحديد الاتجاهات الآمنة، مع شرط إنهاء عند العثور على المخرج.
3. 1. **تحليل بنية المتاهة:** - المتاهة ديناميكية: جدرانها تتغير، لذا يجب أن يكون البرنامج مرناً. - الوحدات المربعة (250 ملم لكل جانب) تساعد في قياس الحركة. - المسارات الصفراء المتقطعة تمثل المسارات الممكنة. 2. **استراتيجية الحركة:** - ابدأ من المربع الأخضر (نقطة البداية). - استخدم مستشعر المسافة الأمامي لاكتشاف الجدران الحمراء: - إذا كانت المسافة < عتبة معينة (مثلاً < 300 ملم)، فهناك جدار، انعطف لاتجاه آخر. - تحرك إلى الوحدة المربعة التالية في الاتجاه الآمن. 3. **كتابة المقطع البرمجي (منطق ديناميكي):** - استخدم حلقة رئيسية (`while` أو `repeat`) تستمر حتى يكتشف المخرج. - داخل الحلقة: - **اقرأ مستشعر المسافة** الأمامي. - **إذا كانت المسافة > 3000 ملم**: - توقف (تم العثور على المخرج). - أنهِ البرنامج. - **إلا إذا كانت المسافة تشير إلى جدار قريب**: - انعطف (يسار أو يمين) بشكل عشوائي أو بناءً على خوارزمية (مثل متابعة الجدار الأيمن). - **تحرك للأمام** مسافة 250 ملم (وحدة مربعة واحدة). - مثال بالكود الزائف: while (true) { distance = read_distance_sensor() if (distance > 3000) { stop() // وصل إلى المخرج break } else if (distance < 300) { turn_random_direction() // تجنب الجدار } else { move_forward(250) // تحرك لوحدة واحدة } } 4. **التكيف مع المتاهات المختلفة:** - البرنامج يعتمد على قراءات المستشعر في الوقت الحقيقي، لذا يتكيف مع أي تكوين للمتاهة. - يمكن تحسينه بإضافة تسجيل للمسارات المقطوعة لتجنب الدوران في حلقات.
4. **النتيجة:** سيتحرك الروبوت ديناميكياً عبر متاهة ذات جدران متغيرة، متجنباً العوائق باستخدام مستشعرات المسافة، وسيتوقف تلقائياً عند اكتشاف المخرج (عندما تكون المسافة أكبر من 3000 ملم). المقطع البرمجي النهائي مرن ويعمل مع متاهات متعددة دون تعديل.

في برمجة روبوت الواقع الافتراضي لتتبع الحائط الأيسر لملعب شبكة خريطة (Grid Map)، ما هي الزاوية التي يجب أن ينعطفها الروبوت إلى اليسار عند كل وحدة مربعة لضمان بقائه قريباً من الحائط؟

• أ) 90 درجة
• ب) 45 درجة
• ج) 180 درجة
• د) 30 درجة

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 45 درجة

الشرح: ١. وفقاً لتعليمات التدريب، يجب التحقق من المسافة بين الروبوت والحائط. ٢. لتحقيق ذلك، يتم برمجة الروبوت لينعطف بزاوية محددة عند كل وحدة مربعة. ٣. الزاوية المحددة في النص هي 45 درجة إلى اليسار.

تلميح: ركز على الزاوية المذكورة في تعليمات التحقق من المسافة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

في برمجة روبوت للعثور على مخرج في ملعب ديناميكية جدار المتاهة (Dynamic Wall Maze)، ما هو الشرط الذي يستخدم مستشعر المسافة لاكتشاف المخرج وإنهاء البرنامج؟

• أ) عندما تكون المسافة أقل من 250 مليمتر
• ب) عندما تكون المسافة تساوي 0 مليمتر
• ج) عندما تكون المسافة أكبر من 3000 مليمتر
• د) عندما تتغير المسافة بشكل مفاجئ

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: عندما تكون المسافة أكبر من 3000 مليمتر

الشرح: ١. يتغير ملعب المتاهة ديناميكياً، لذا يحتاج الروبوت إلى شرط واضح لمعرفة متى وصل إلى المخرج. ٢. يستخدم الروبوت مستشعر المسافة للكشف عن البيئة المحيطة. ٣. وفقاً للنص، عندما يواجه الروبوت المخرج، يكتشف المستشعر أن المسافة تصبح أكبر من قيمة محددة. ٤. هذه القيمة هي 3000 مليمتر، وتستخدم كشرط لإنهاء المقطع البرمجي.

تلميح: ابحث عن القيمة العددية التي تشير إلى أن الروبوت قد واجه المخرج.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط