صفحة 401 - كتاب المهارات الرقمية - الصف 9 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب المهارات الرقمية - الصف 9 - الفصل 1 | المادة: المهارات الرقمية | المرحلة: الصف 9 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب المهارات الرقمية - الصف 9 - الفصل 1 | المادة: المهارات الرقمية | المرحلة: الصف 9 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 مثال 4: توجيه روبوت الواقع الافتراضي حسب عوائق البيئة المحيطة

المفاهيم الأساسية

مستشعر العين الأمامية: مستشعر يستخدمه الروبوت لاكتشاف الأقراص الخضراء والزرقاء في البيئة المحيطة.

خريطة المفاهيم

```markmap

مستشعرات العين

أنواع مستشعرات العين في الروبوت

مستشعر العين الأمامية (FrontEye)

  • الموقع: الجزء الأمامي (مكان مستشعر المسافة)
  • الاتجاه: للأمام
  • الوظيفة: اكتشاف الكائنات القريبة

مستشعر العين السفلية (DownEye)

  • الموقع: أسفل الروبوت
  • الاتجاه: للأسفل
  • الوظيفة: اكتشاف الكائنات التي تحته

قدرات الاستشعار

  • اكتشاف وجود كائن
  • اكتشاف الألوان (الأحمر، الأخضر، الأزرق)
  • اكتشاف غياب اللون ("لا شيء")

لبنات برمجة مستشعر العين (في فئة الاستشعار)

اللبنات المستخدمة في هذا الدرس

  • ( ) يمثل مجسم قريب؟ ( ) is near object? ( )
  • ( ) يستشعر ؟ ( ) ( ) detects ( ) ( )

لبنة أخرى

  • ( ) نسبة السطوع بال % ( ) brightness in (%) ( )

استخدام لبنة "يمثل مجسم قريب؟"

المستشعرات المستخدمة

  • مستشعر العين الأمامية (FrontEye)
  • مستشعر العين السفلية (Bottom Eye)

مثال تطبيقي

#### برمجة روبوت للتحرك والتوقف عند استشعار كائن

  • الخوارزمية: البدء ← التحرك للأمام ← التحقق من رؤية مجسم قريب ← (إذا خطأ) العودة للتحرك ← (إذا صواب) إيقاف القيادة ← النهاية

استخدام لبنة مستشعر المسافة (Distance)

الوظيفة

  • مراقبة المسافة الفعلية (بالملليمتر) التي يكتشفها مستشعر العين الأمامية للكائن.

مثال من الصفحة

  • يكتشف مستشعر العين الأمامية المجسم على مسافة 65 مليمتر.

مثال 2: استشعار كائن عبر مستشعر العين السفلية (DownEye)

المهمة

  • برمجة روبوت لالتقاط وإسقاط أقراص معدنية باستخدام مستشعر العين السفلية والمغناطيس الكهربائي.

خطوات تنفيذ المثال

  • يتحرك الروبوت للأمام لاكتشاف القرص المعدني (باستخدام مستشعر العين السفلية).
  • يلتقط القرص المعدني (باستخدام المغناطيس الكهربائي).
  • يتحرك للخلف.
  • يسقط القرص داخل المربع الأزرق (نقطة البداية).
  • لبنات البرمجة المستخدمة

    #### من فئة (Magnet)

    • لبنة تفعيل مغناطيس للـ ( ) (energize magnet to ( ))
    - عمليتان داخليتان:

    - تعزيز (boost): لالتقاط القرص المعدني.

    - إسقاط (drop): لإسقاط القرص المعدني.

    التحكم بالمغناطيس الكهربائي

    لبنة الانتظار حتى (until wait)

    • الاستخدام: عندما يتطلب الأمر انتظاراً حتى يستشعر المستشعر السفلي لا يستشعر شيئاً.

    تسلسل البرمجة الكامل (من الصفحة)

  • البداية
  • تحرك إلى الأمام
  • هل يكتشف مستشعر العين السفلية مجسماً؟
  • - إذا خطأ: العودة للتحرك

    - إذا صواب: المتابعة

  • التقط القرص المعدني (تفعيل مغناطيس للتعزيز)
  • تحرك إلى الخلف 800 ملليمتر
  • أسقطه في المربع الأزرق (تفعيل مغناطيس للإسقاط)
  • النهاية
  • استخدام لبنة "يستشعر" للكشف عن الألوان

    مثال 3: استشعار لون عبر مستشعر العين الأمامية

    • المهمة: برمجة روبوت ليتحرك للأمام، وعندما يستشعر مستشعر العين الأمامية اللون الأخضر، ينعطف 90 درجة لليمين.
    • لبنة رئيسية: لبنة الانتظار حتى ( ) Wait until ( ) تستخدم لانتظار استشعار اللون الأخضر.
    • ملاحظة: يمكن تغيير المستشعر في القائمة المنسدلة للبنة لاستخدام مستشعر العين السفلية.

    قراءة لوحة القيادة

    • إذا لم يستشعر المستشعر لوناً (أحمر، أخضر، أزرق)، تعرض اللوحة:
    - Object: خطأ (False)

    - Color: لا يوجد لون.

    مثال 4: توجيه روبوت الواقع الافتراضي حسب عوائق البيئة المحيطة

    المهمة

    • برمجة روبوت للتنقل في ملعب عوائق متنوعة باستخدام مستشعر العين الأمامية للوصول من نقطة البداية (المربع الأخضر) إلى نقطة النهاية (القرص المعدني الأحمر).

    خطوات الخوارزمية

  • التحرك إلى الأمام حتى يستشعر العين الأمامية الأقراص الخضراء والزرقاء.
  • التحرك إلى الخلف حتى تصبح المسافة من القرص أكبر من 80 ملليمتر.
  • الانعطاف 90 درجة إلى اليمين عند اكتشاف قرص أخضر، و90 درجة إلى اليسار عند اكتشاف قرص أزرق.
  • قراءة لوحة القيادة (حالة الروبوت)

    • Heading: 90°
    • Rotation: 90°
    • Front Eye: Object: False, Color: None
    • Down Eye: Object: False, Color: None
    • Location: X: -402 mm, Y: -207 mm
    • Location Angle: 90°
    • Bumper: Left: False, Right: False
    • Distance: 301 mm
    • Timer: 00:02:4
    ```

    نقاط مهمة

    • الهدف: برمجة روبوت للتنقل في بيئة افتراضية مليئة بالعوائق (أقراص خضراء وزرقاء) للوصول إلى الهدف (قرص معدني أحمر).
    • الخوارزمية: تعتمد على ثلاث خطوات رئيسية: التحرك للأمام حتى الاستشعار، ثم التراجع لمسافة محددة (>80 مم)، ثم الانعطاف بناءً على لون القرص المكتشف.
    • بيئة المحاكاة: تظهر في الرسم البياني نقطة البداية (مربع أخضر)، والعوائق (أقراص خضراء وزرقاء)، ونقطة النهاية (قرص أحمر)، ومسار توضيحي.
    • لوحة القيادة: تعرض حالة الروبوت في الوقت الفعلي (اتجاهه، موقعه، قراءات المستشعرات، المسافة، والوقت المنقضي).

    📋 المحتوى المنظم

    📖 محتوى تعليمي مفصّل

    نوع: محتوى تعليمي

    مثال 4: توجيه روبوت الواقع الافتراضي حسب عوائق البيئة المحيطة

    نوع: محتوى تعليمي

    في هذا المثال، ستبرمج روبوت الواقع الافتراضي ليتنقل في ملعب العوائق المتنوعة باستخدام مستشعر العين الأمامية؛ لاكتشاف الأقراص الخضراء والزرقاء، ستكون نقطة بداية الروبوت هي المربع الأخضر، ونقطة النهاية هي القرص المعدني الأحمر، وللوصول إلى نقطة النهاية سيتبع الروبوت الخطوات الآتية:

    نوع: محتوى تعليمي

    < التحرك إلى الأمام حتى يستشعر العين الأمامية الأقراص الخضراء والزرقاء.

    نوع: محتوى تعليمي

    < التحرك إلى الخلف حتى تصبح المسافة من القرص أكبر من 80 ملليمتر.

    نوع: محتوى تعليمي

    < الانعطاف 90 درجة إلى اليمين عند اكتشاف قرص أخضر، و90 درجة إلى اليسار عند اكتشاف قرص أزرق.

    نوع: METADATA

    Heading Rotation Front Eye Object: False Color: None Down Eye Object: False Color: None Location X: -402 mm Y: -207 mm Location Angle 90° Bumper Left: False Right: False Distance 301 mm

    نوع: METADATA

    00:02:4

    🔍 عناصر مرئية

    ملعب العوائق

    A diagram showing a simulated environment for a robot. The environment contains a starting point (green square with a robot icon), several blue and green blocks representing obstacles or targets, a red block representing the end goal, and a dashed path indicating a potential route. The robot starts at the green square and needs to navigate to the red block, avoiding or interacting with the blue and green blocks.

    Robot Status

    A table displaying real-time status information for the robot in the simulation.

    Timer

    A digital timer displaying '00:02:4', indicating 2 minutes and 4 seconds have elapsed.

    📄 النص الكامل للصفحة

    مثال 4: توجيه روبوت الواقع الافتراضي حسب عوائق البيئة المحيطة في هذا المثال، ستبرمج روبوت الواقع الافتراضي ليتنقل في ملعب العوائق المتنوعة باستخدام مستشعر العين الأمامية؛ لاكتشاف الأقراص الخضراء والزرقاء، ستكون نقطة بداية الروبوت هي المربع الأخضر، ونقطة النهاية هي القرص المعدني الأحمر، وللوصول إلى نقطة النهاية سيتبع الروبوت الخطوات الآتية: < التحرك إلى الأمام حتى يستشعر العين الأمامية الأقراص الخضراء والزرقاء. < التحرك إلى الخلف حتى تصبح المسافة من القرص أكبر من 80 ملليمتر. < الانعطاف 90 درجة إلى اليمين عند اكتشاف قرص أخضر، و90 درجة إلى اليسار عند اكتشاف قرص أزرق. Heading Rotation Front Eye Object: False Color: None Down Eye Object: False Color: None Location X: -402 mm Y: -207 mm Location Angle 90° Bumper Left: False Right: False Distance 301 mm 00:02:4 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: ملعب العوائق Description: A diagram showing a simulated environment for a robot. The environment contains a starting point (green square with a robot icon), several blue and green blocks representing obstacles or targets, a red block representing the end goal, and a dashed path indicating a potential route. The robot starts at the green square and needs to navigate to the red block, avoiding or interacting with the blue and green blocks. Context: Illustrates the environment and navigation challenge for the robot in the example. **TABLE**: Robot Status Description: A table displaying real-time status information for the robot in the simulation. Table Structure: Headers: Heading | Rotation | Front Eye | Down Eye | Location | Location Angle | Bumper | Distance Rows: Row 1: 90° | 90° | Object: False Color: None | Object: False Color: None | X: -402 mm Y: -207 mm | 90° | Left: False Right: False | 301 mm Context: Provides sensor and positional data for the robot, relevant for understanding its state during the simulation. **DIAGRAM**: Timer Description: A digital timer displaying '00:02:4', indicating 2 minutes and 4 seconds have elapsed. Context: Shows the elapsed time during the robot's operation or simulation.

    ✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

    عدد الأسئلة: 1

    سؤال 4: مثال 4: توجيه روبوت الواقع الافتراضي حسب عوائق البيئة المحيطة. في هذا المثال، سيبرمج روبوت الواقع الافتراضي ليتنقل في ملعب قرص القمامة باستخدام مستشعر العين الأمامية؛ لاكتشاف الأقراص الخضراء والزرقاء، ستكون نقطة بداية الروبوت هي المربع الأخضر، ونقطة النهاية هي القرص المعدني الأحمر، وللوصول إلى نقطة النهاية سيتبع الروبوت الخطوات الآتية: - التحرك إلى الأمام حتى يستشعر مستشعر العين الأمامية الأقراص الخضراء والزرقاء. - التحرك إلى الخلف حتى تصبح المسافة من القرص أكبر من 80 مليمتر. - الانعطاف 90 درجة إلى اليمين عند اكتشاف قرص أخضر، و 90 درجة إلى اليسار عند اكتشاف قرص أزرق.

    الإجابة: لإنشاء المقطع البرمجي الخاص بك بسهولة أكبر، ستنشئ عنصرين من عناصر البرمجة الجديدة، أحدهما يوجه الروبوت عند اكتشاف القرص الأخضر يسمى Route after green disk، والآخر يوجه الروبوت عند اكتشاف الأقراص الزرقاء ويسمى Route after blue disk. Route after green disk: إذا العين الأمامية يستشعر أخضر تحرك إلى الخلف انتظر حتى المسافة الأمامية في 80 mm انعطف يمين لمدة 90 درجة تحرك إلى الأمام Route after blue disk: إذا العين الأمامية يستشعر أزرق تحرك إلى الخلف انتظر حتى المسافة الأمامية في 80 mm انعطف يسار لمدة 90 درجة تحرك إلى الأمام

    خطوات الحل:

    1. | المعطيات | الرمز / الوصف | |----------|---------------| | **نقطة البداية** | المربع الأخضر | | **نقطة النهاية** | القرص المعدني الأحمر | | **المستشعر المستخدم** | مستشعر العين الأمامية | | **الأهداف المكتشفة** | الأقراص الخضراء والزرقاء | | **شرط التحرك للخلف** | المسافة من القرص > 80 مليمتر | | **قاعدة الانعطاف** | 90° يمين عند الأخضر، 90° يسار عند الأزرق | | المطلوب | |---------| | تصميم **مقطع برمجي** يوجه الروبوت وفق الخطوات المحددة، مع إنشاء عنصرين برمجيين جديدين لتسهيل المهمة.
    2. **المبدأ المستخدم:** برمجة الروبوت باستخدام **الهياكل الشرطية** (`إذا`) و **الأوامر المتسلسلة** للتحكم في الحركة بناءً على مدخلات المستشعر.
    3. 1. **تحليل المهمة:** الروبوت يحتاج إلى: * التحرك للأمام حتى **يكتشف** قرصًا (أخضر أو أزرق). * **التراجع** لمسافة آمنة (>80 مم). * **تغيير الاتجاه** بناءً على لون القرص. * **المتابعة** في الاتجاه الجديد. 2. **تقسيم المشكلة (إنشاء العناصر البرمجية):** لتجنب تكرار الكود، ننشئ كتلتين وظيفيتين: * **`Route after green disk`** (المسار بعد القرص الأخضر). * **`Route after blue disk`** (المسار بعد القرص الأزرق). كل كتلة ستجمع الخطوات المشتركة (التراجع والانتظار) مع خطوة الانعطاف الخاصة بها.
    4. 3. **كتابة الكود التفصيلي:** **الكتلة الأولى: `Route after green disk`** إذا (العين الأمامية تستشعر لونًا أخضر) { تحرك إلى الخلف انتظر حتى (المسافة الأمامية > 80 ملم) انعطف يمينًا لمدة 90 درجة تحرك إلى الأمام } **الكتلة الثانية: `Route after blue disk`** إذا (العين الأمامية تستشعر لونًا أزرق) { تحرك إلى الخلف انتظر حتى (المسافة الأمامية > 80 ملم) انعطف يسارًا لمدة 90 درجة تحرك إلى الأمام } > **ملاحظة:** الأوامر `تحرك إلى الأمام` في نهاية كل كتلة تسمح للروبوت بالمغادرة من موقع القرص بعد الانعطاف والبدء في البحث عن القرص التالي أو الهدف النهائي.
    5. **الحل البرمجي النهائي:** يتلخص في إنشاء **وظيفتين مخصصتين** (أو كتل برمجية) تحملان اسم `Route after green disk` و `Route after blue disk`. يتم استدعاء هذه الوظائف تلقائيًا من البرنامج الرئيسي عند استشعار اللون المناسب بواسطة العين الأمامية، مما يوجه الروبوت لتنفيذ سلسلة الحركات المطلوبة: التراجع لمسافة آمنة، ثم الانعطاف بالزاوية المحددة (يمينًا للأخضر، يسارًا للأزرق)، وأخيرًا التقدم في الاتجاه الجديد.

    🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

    عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

    في مثال برمجة روبوت الواقع الافتراضي للتنقل بين العوائق، ما هي الخطوة التي يقوم بها الروبوت مباشرة بعد اكتشاف قرص أخضر بواسطة العين الأمامية؟

    • أ) يتحرك إلى الأمام مباشرة نحو القرص الأحمر.
    • ب) ينعطف 90 درجة يسارًا على الفور ثم يتحرك للأمام.
    • ج) يتحرك إلى الخلف حتى تصبح المسافة من القرص أكبر من 80 مليمتر، ثم ينعطف 90 درجة يمينًا، ثم يتحرك للأمام.
    • د) يتوقف وينتظر تعليمات جديدة من المستخدم.

    الإجابة الصحيحة: c

    الإجابة: يتحرك إلى الخلف حتى تصبح المسافة من القرص أكبر من 80 مليمتر، ثم ينعطف 90 درجة يمينًا، ثم يتحرك للأمام.

    الشرح: 1. يكتشف الروبوت قرصًا أخضر. 2. يتراجع لمسافة آمنة (>80 مم). 3. ينعطف يمينًا 90 درجة. 4. يتابع التحرك للأمام في الاتجاه الجديد. هذه هي الخطوات المحددة في المثال.

    تلميح: فكر في تسلسل الأوامر التي يجب تنفيذها عند استشعار لون معين.

    التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

    ما الهدف من إنشاء عنصرين برمجيين جديدين (Route after green disk و Route after blue disk) في مثال برمجة الروبوت؟

    • أ) لزيادة سرعة تنفيذ البرنامج على الروبوت.
    • ب) لتغيير لون الروبوت تلقائيًا عند اكتشاف الأقراص.
    • ج) لتسهيل إنشاء المقطع البرمجي الرئيسي وتجنب تكرار الكود.
    • د) لإرسال بيانات الروبوت إلى السحابة الإلكترونية.

    الإجابة الصحيحة: c

    الإجابة: لتسهيل إنشاء المقطع البرمجي الرئيسي وتجنب تكرار الكود.

    الشرح: إنشاء عناصر برمجية مخصصة (وظائف) يجمع الخطوات المتكررة (كالتراجع والانتظار) مع اختلاف بسيط (اتجاه الانعطاف). هذا يجعل البرنامج الرئيسي أنظف وأسهل في الفهم والصيانة.

    تلميح: فكر في مبدأ إعادة استخدام الكود وتنظيم البرامج.

    التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

    في مثال توجيه الروبوت، ما الشرط الذي يجب تحقيقه قبل أن يبدأ الروبوت في الانعطاف بعد اكتشاف قرص؟

    • أ) أن يكتشف الروبوت قرصًا أحمر.
    • ب) أن تصبح المسافة بين الروبوت والقرص أكبر من 80 مليمتر.
    • ج) أن ينتهي الوقت المحدد للمهمة.
    • د) أن يصطدم الروبوت بالقرص.

    الإجابة الصحيحة: b

    الإجابة: أن تصبح المسافة بين الروبوت والقرص أكبر من 80 مليمتر.

    الشرح: يجب على الروبوت التراجع أولاً لضمان وجود مسافة كافية (أكثر من 80 مم) بينه وبين العائق (القرص) قبل تنفيذ مناورة الانعطاف، لتجنب الاصطدام.

    تلميح: ما هو الحد الأدنى للمسافة الآمنة المطلوبة قبل تغيير الاتجاه؟

    التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

    إذا كان المطلوب برمجة روبوت مشابه، ولكن قاعدة الانعطاف تغيرت إلى: 'انعطاف 45 درجة يسارًا عند الأخضر، و 45 درجة يمينًا عند الأزرق'، فأي مما يلي يمثل التعديل الصحيح على العنصر البرمجي 'Route after green disk'؟

    • أ) تغيير أمر 'انعطف يمين لمدة 90 درجة' إلى 'انعطف يسار لمدة 45 درجة'.
    • ب) حذف أمر 'تحرك إلى الخلف' من العنصر البرمجي.
    • ج) تغيير شرط الاكتشاف من 'أخضر' إلى 'أزرق'.
    • د) زيادة زاوية الانعطاف إلى 180 درجة.

    الإجابة الصحيحة: a

    الإجابة: تغيير أمر 'انعطف يمين لمدة 90 درجة' إلى 'انعطف يسار لمدة 45 درجة'.

    الشرح: العنصر البرمجي 'Route after green disk' مسؤول عن تنفيذ الإجراءات بعد اكتشاف القرص الأخضر. بما أن القاعدة الجديدة تطلب الانعطاف يسارًا 45 درجة بدلاً من يمينًا 90 درجة، فإن التعديل الوحيد المطلوب هو تغيير زاوية واتجاه أمر الانعطاف داخل هذا العنصر.

    تلميح: ركز على الجزء المتغير في العنصر البرمجي بناءً على قاعدة الانعطاف الجديدة.

    التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: صعب