När det gäller programmering av faktiska robotar, saker blir väldigt dyra, väldigt snabbt.

"Robotar är oförlåtande, " säger Dr Jeffrey McGough, professor i matematik och datavetenskap vid South Dakota School of Mines &Technology. "Och underhåll av robotar är smärtsamt."

Elever som lär sig att programmera autonoma robotar lägger ofta mer tid på att reparera dem efter att de skadats som ett resultat av kodningsfel än de lär sig att faktiskt programmera. En felaktigt programmerad robot kan köra av en bordsskiva eller krascha in i en vägg, kräver timmar av praktiskt reparationsarbete, säger McGough.

McGough började leta efter läroplan och/eller programvara för att lära sina elever robotprogrammering för sju år sedan. Han insåg snabbt att det fanns lite tillgängligt. Han experimenterade med en Roomba Robot Vacuum, men underhållskostnaderna ökade snabbt.

Så småningom, McGough skapade RoboScience Simulator, som blev ett seniordesignprojekt för en grupp av hans seniorer inom datavetenskap Mines under läsåret 2017-2018.

McGough säger att K-12-nivån för robotikprogrammering redan har en adekvat läroplan tillgänglig för skolor. Och medan det finns simulatorpaket på marknaden för eftergymnasiala elever, de tenderar att vara överdrivet dyra. Det billigaste programmet McGough hittat på marknaden prissatt till $3, 000:- per elev. "Mitt mål var att skapa något mer överkomligt, " han säger.

RoboScience Simulator kommer att vara ett simuleringsprogram med öppen källkod som universitet kan använda utan kostnad, inklusive en onlineportal, gratis läroböcker och grundläggande robotprogramvara.

På datorskärmen, RoboScience Simulator-programmet ser lite ut som ett rudimentärt videospel, med en enkel kontur av en "robot" som rör sig genom olika hinder. RoboScience Simulator gör det möjligt för nya programmerare att ta reda på problem med ett program, titta på en simulering av en autonom robot på en skärm, innan du applicerar den på en verklig maskin. Det kan börja med något så enkelt som att programmera en robot och göra en siffra 8 på skärmen. Om programmeringen inte är helt rätt, och roboten startar in i "väggen" istället, det är ingen skada. Eleven börjar helt enkelt om på datorkodningen.

McGough säger att studenter lär sig programmering i en mycket snabbare takt med ett simuleringsprogram än vad de skulle göra med en verklig robot. Fel i programmering på en simulator kan enkelt rättas till. Eleverna kommer också att kunna använda simulatorerna hemma, vilket ökar den tid de kan experimentera med programmering.

Studentteamet RoboScience Simulation började från början i början av läsåret, lägga undan tidigare programmeringsförsök. "De började från noll - grunden, " säger McGough. "Jag beskrev vad jag ville se, och de kom på hur man bygger den. Och de konstruerade det korrekt eftersom de är våra elever."

Teamet loggade ca 1, 000 timmar tillsammans och cirka 200 per elev på RoboScience Simulator.

McGough hoppas kunna undervisa sin klass med hjälp av RoboScience Simulator kursmaterial under hösten 2018. Till sommaren 2019, det kan vara redo att testa i en annan universitetsmiljö. Och till 2020, han hoppas att den ska vara tillgänglig för alla.