Робототехника в школе что это такое


Робототехника В Школе Что Это Такое

Новый предмет - Робототехника - появится во всех школах в сентябре года. Об этом объявил министр образования России Дмитрий Ливанов.

читайте также

Напомню, уроки конструирования изначально предполагались действующим сейчас образовательным стандартом начальной школы. Но на практике он практически нигде введен не был.

  • Какой смысл заставлять всех детей строить роботов? Предполагается, что конструирование роботов поможет применить на практике знания, полученные сразу на нескольких предметах. Это сделает учебу более интересный. Курс робототехники (или конструирования) есть в школах многих стран. Считается, что такое творчество хорошо развивает пространственное воображение, учить поиску решений и целеустремленности. Кроме того, развивается мелкая моторика обоих рук.
  • В каких классах дети будут заниматься роботами? С 5 по 9 класс, курс будет внедрятся на уроках технологии.

Хватит пилить лобзиком: почему в школах нужны уроки робототехники

Технологических рынков, которые бы не только претендовали на экономический прорыв, но и могли соответствовать интересам образовательных программ, не так уж много. Робототехника в этом смысле идеальна

И сейчас важно, чтобы два направления начали взаимообогащать друг друга, чтобы их пересечения стали более явными. Робототехника должна стать востребованной профессией, если хотите, профессией мечты – что наводнит рынок специалистами, проектами и идеями. А инвесторы должны смелее вкладываться в проекты, предложенные новым поколением предпринимателей и разработчиков.

Робототехника в силу своей универсальности захватывает множество специализаций, и часть из них уже стали частью жизни общества. Роботы так или иначе будут связаны со смартфонами, они так же, как и мобильные устройства, будут иметь свой рынок приложений, свои экосистемы – это мир, в котором молодой просвещенный человек уже живет как рыба в воде. Мы можем продолжать вырезать лобзиком, но не правильнее ли дать детям, которые уже в четырехлетнем возрасте общаются с айпадом лучше, чем взрослые, инструментарий будущего, а не прошлого? Ключевая задача таких уроков – возбудить интерес к направлению, которое избавит человека от монотонного труда и будет стимулировать творчество.

В экономическом плане воплощение такой мечты должно привести к высвобождению человека. Для России это парадоксальным образом задача актуальная, как никогда. Например, в стране больше полутора миллионов охранников среди них много молодых, симпатичных ребят, которые тратят свою жизнь неизвестно на что. Это обратная сторона, это прошлое, и экономическое, и образовательное. И как бы мы ни перестраивали экономику, кардинальные изменения на рынке труда без массовых роботов не произойдут.

В том числе с этой целью мы с друзьями организуем Бал роботов в Москве. На выставке, которая начнется 15 мая, можно будет увидеть выдающиеся достижения современной робототехники – самых известных роботов мира в одном месте. А на форуме, который стартует параллельно, мы обсудим среди прочего, как России впрыгнуть в этот стремительно набирающий скорость поезд, а не плестись за ним пешком. Одна из тем – как построить мостик между государством и людьми, которые заинтересованы в будущем и готовы им заниматься. Мы должны совместно понять, что такое профессии будущего и почему междисциплинарных специалистов в области робототехники нужно готовить уже сейчас.

Робототехника в школе

Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование.

Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. На современном этапе в школе рассматриваются проблемы робототехники. Lego роботы встраиваются в учебный процесс.

В современном обществе идет внедрение роботов в нашу жизнь, очень многие процессы заменяются роботами. Сферы применения роботов различны: медицина, строительство, геодезия, метеорология и т.д. Очень многие процессы в жизни, человек уже и не мыслит без робототехнических устройств (мобильных роботов): робот для всевозможных детских и взрослых игрушек, робот – сиделка, робот – нянечка, робота – домработница и т.д. Специалисты обладающие знаниями в этой области сильно востребованы. И вопрос внедрения робототехники в учебный процесс начиная с начальной школы актуален. Если ребенок интересуется данной сферой с самого младшего возраста, он может открыть для себя столько интересного. Поэтому, внедрение робототехники в учебный процесс и внеурочное время приобретают все большую значимость и актуальность. Основное оборудование используемое при обучении детей робототехнике в школах - это ЛЕГО конструкторы Mindstorm. В нашей области разработаны методические рекомендации по встраиванию робототехники в учебный процесс.

LEGO Mindstorms — это конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота. Впервые представлен компанией LEGO в 1998 году.

Все школьные наборы на основе LEGO® конструктора ПервоРобот NXT предназначены чтобы ученики в основном работали группами. Поэтому, учащиеся одновременно приобретают навыки сотрудничества, и умение справляться с индивидуальными заданиями, составляющими часть общей задачи. В процессе конструирования добиваться того, чтобы созданные модели работали, и отвечали тем задачам, которые перед ним ставятся. Учащиеся получают возможность учиться на собственном опыте, проявлять творческий подход при решении поставленной задачи. Задания разной трудности учащиеся осваивают поэтапно. Основной принцип обучения «шаг за шагом», являющийся ключевым для LEGO®, обеспечивает учащемуся возможность работать в собственном темпе.

Конструктор ПервоРобот NXT позволяют учителю самосовершенствоваться, брать новые идеи которые позволяют привлечь и удержать внимание учащихся, организовать учебную деятельность применяя различные предметы и проводить интегрированные занятия. Дополнительные элементы, содержащиеся в каждом наборе конструкторов, позволяют учащимся создавать модели собственного изобретения, конструировать роботов которые используются в жизни.

Данные конструкторы показывают учащимся взаимосвязь между различными областями знаний. На уроках информатики решать задачи физики, математики и т.д. Модели Конструктора ПервоРобота NXT дают представление о работе механических конструкций, о силе, движении и скорости, производить математические вычисления. Данные наборы помогают изучить разделы информатики – это моделирование и программирование.

Цель использования Лего - конструирования в системе дополнительного образования является овладение навыками начального технического конструирования, развития мелкой моторики, изучение понятий конструкции и основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навык взаимодействия в группе. В распоряжение детей предоставлены конструкторы, оснащенные микропроцессором, и наборами датчиков. С их помощью школьник может запрограммировать робота - умную машинку на выполнение определенных функций.

В основная задача современного образования - создать среду, облегчающую ребёнку возможность раскрытия собственного потенциала. Это позволит ему свободно действовать, познавая эту среду, а через неё и окружающий мир. Новая роль педагога состоит в том, чтобы организовать и оборудовать соответствующую образовательную среду и побуждать ребёнка к познанию и к деятельности.

Новые ФГОС требуют освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности, и программы по робототехнике полностью удовлетворяют эти требования. Образовательная среда ЛЕГО, объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.

Что такое ЛЕГО-конструирование? ЛЕГО-конструирование – одна из самых известных и распространённых ныне педагогических систем, широко использующая трёхмерные модели реального мира и предметно-игровую среду обучения и развития ребёнка. Лего в переводе с датского языка означает «умная игра». ЛЕГО конструктор побуждает работать, в равной степени, и голову, и руки учащегося. Конструктор помогает детям воплощать в жизнь свои задумки, строить и фантазировать, увлечённо работая и видя конечный результат. Именно ЛЕГО позволяет учиться играя и обучаться в игре.

В этом я вижу актуальность введения в школе курса «Основы робототехники».

Основная цель курса - воспитание творческой, технически грамотной, гармонично развитой личности, обладающей логическим мышлением, способной анализировать и решать задачи, связанные с программированием и алгоритмизацией.

Изучение «Основ робототехники» создает предпосылки для социализации личности учащихся и обеспечивает возможность ее непрерывного технического образования, а освоение с помощью лего-наборов и других роботоконструкторов компьютерных технологий – это путь школьников к современным перспективным профессиям и успешной жизни в информационном обществе. Конечно же, занятия работотехникой не приведут к тому, что все дети захотят стать программистами и роботостроителями, инженерами, исследователями. В первую очередь занятия рассчитаны на общенаучную подготовку школьников, развитие их мышления, логики, математических способностей, исследовательских навыков. Робот не ставит оценок и не дает домашних заданий, но заставляет работать умственно и постоянно.

В прошлом учебном году в школу поступило оборудование для организации занятий по робототехнике в рамках республиканского проекта «Профильные инженерно-технические классы». Этот курс помогает нам решать следующие образовательные задачи:

• Развитие творческих способностей детей.

• Формирование коммуникативных навыков.

• Формирование активной «Я концепции».

Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями ЛЕГО позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.

Программу курса условно можно разделить на две большие части:

• Конструирование

• Программирование

Занимаясь конструированием, ребята изучают простые механизмы, учатся при этом работать руками, они развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.

Дети – неутомимые конструкторы, их творческие возможности и технические решения остроумны, оригинальны. Школьники учатся конструировать «шаг за шагом». Такое обучение позволяет им продвигаться вперёд в собственном темпе, стимулирует желание учиться и решать новые, более сложные задачи. Любой признанный и оценённый успех приводит к тому, что ребёнок становится более уверенным в себе.

В ходе занятий повышается коммуникативная активность каждого ребёнка, формируется умение работать в паре, в группе, происходит развитие творческих способностей.

На этапе программирования школьники переходят на более высокий уровень: игровая составляющая начинает уступать место серьезному продуманному изучению среды ЛЕГО, что требует вдумчивости и терпения.

Лего – это всегда новое открытие, новая идея! Новый толчок к развитию нестандартного мышления…

Робототехника это увлекательно! Благодаря робототехнике, мои ученики стали активными, наблюдательными, сообразительными. Мир не стоит на месте, всегда развивается, и кто знает, может именно мои ученики, создадут нанотехнологичный аппарат или нового робота 21 века.

Надеюсь, что мои ученики после овладения навыками роботостроения быстро перейдут к решению сложных технических задач и станут славными продолжателями инженерных профессий.

Источники: http://www.rg.ru//11/21/robot-site-anons.html, http://slon.ru/biz/1093807/, http://semenov.21204s01.edusite.ru/p46aa1.html

Комментариев пока нет!

informatik-m.ru

Тренд образования. Как открыть кружок робототехники в школе

Руководитель направления Фоксфорд.Робототехника Артем Боровой рассказал, как открыть кружок в школе, почему робототехника популярна и как она поможет детям выбрать профессию.

В какой момент, на ваш взгляд, робототехника начала интересовать детей и появились такие кружки?

Образовательная робототехника в России берет свое начало из советских кружков юного инженера, которые были практически в каждом доме или дворце пионеров. После развала Союза, к сожалению, большая часть этой системы была утеряна, и робототехнические кружки стали возрождаться только в начале 2000–х годов, когда появились готовые наборы для занятий робототехникой. В первую очередь, конечно, это наборы от компании LEGO Education.

Сейчас государство перестраивается на программу «Цифровая экономика», что повлияет на тренды в образовании на ближайшие 10 лет. Важное место в реализации этой программы занимает цифровизация образования. Это необходимо, чтобы дети уже в школе соприкасались с технологиями и во взрослой жизни легче в них ориентировались.

Что робототехника дает ребенку?

Робототехника — метапредметная дисциплина, которая сочетает физику, математику, технологию и информатику. Поэтому она так популярна и интересна школьникам и учителям. В целом видно, что кружки по робототехнике переживают бум (согласно исследованию Национальной ассоциации участников рынка робототехники, число кружков робототехники растет на 25% ежегодно). В рамках государственной программы «Цифровая экономика» Министерство просвещения планирует включить робототехнику в школьную программу, и уже сейчас в некоторых школах робототехника внедряется в уроки технологии.

Кроме того, Сколково и Агентство стратегических инициатив подготовили «Атлас новых профессий» — прогноз, какие профессии появятся в ближайшие 15–20 лет. Большинство из них так или иначе связаны с технологиями. Профессии изменяются программно и аппаратно. Уже сейчас сборочные линии на производствах почти целиком состоят из роботов, и эта «роботизация» будет распространяться на другие отрасли. Базу знаний для такой работы нужно готовить уже сейчас.

Робототехника скорее подойдет детям с математическим складом ума?

Нельзя делить людей на «гуманитариев» и «технарей». Если мы даже возьмемся так мыслить, то мы не сможем отнести робототехнику только к одному типу. Если рассматривать робототехнику широко, то мы найдем много применений в разных областях. Кроме создания различных роботизированных устройств это и создание нейросетей, и настройка искусственного интеллекта. Например, предиктивный ввод слов на телефоне: когда вы набираете сообщение, смартфон подсказывает вам слова. Такая разработка связана и с технологиями, и с лингвистикой. Все это робототехника.

В школах к инновациям относятся с опасением. Как вам удается убедить учителей, что робототехника нужна школьникам?

Сколь консервативными бы ни были учителя, они не могут отрицать технологический прогресс. Процесс автоматизации идет уже давно, начиная от станков на заводе и заканчивая мобильными телефонами. Робототехника помогает адаптироваться к цифровой среде, больше узнать о технологиях и попробовать себя в профессиях будущего уже в школе.

Технологии уже сейчас помогают и учителям. Например, возьмём электронные дневники. Как это происходит? Программа выстраивает «дерево знаний», затем она отслеживает прогресс в зависимости от успехов ученика. Система понимает, какие темы школьной программы школьник знает хуже. После этого учитель смотрит на результат и выстраивает план работы с ребенком.

В прошлом году вы начали помогать учителям открывать кружки по робототехнике. Как появилась такая идея?

Прошлым летом мы провели курс повышения квалификации, где рассказали, как учить детей схемотехнике и робототехнике. На курсе прошли обучение более 500 учителей со всей России. После мы предложили им открыть в своей школе кружок робототехники.

Мы понимаем, что, с одной стороны, система технического творчества детей в плачевном состоянии: всего 5% детей занимаются в научно-технических кружках, согласно мониторингу дополнительного образования Высшей школы экономики. С другой стороны, сейчас в рамках реализации программы «Цифровая экономика» востребованность таких программ станет возрастать и процент будет увеличиваться. Кроме того, мы видим, что спрос со стороны родителей начинает смещаться с «классических» спортивных и художественных секций, поэтому в последние несколько лет расширяют присутствие имеющиеся и появляются новые сети робототехнических секций.

Как строится программа обучения?

Наша базовая программа рассчитана на 2 года. В первый год даются основные знания: дети знакомятся с электроникой, схемотехникой, занимаются сборкой простых роботов и программированием микроконтроллеров. На второй год школьники начинают проектировать «умных» роботов, после чего могут выбрать два направления: развиваться в соревновательной робототехнике или, условно, в сторону устройств «умного дома». Далее в кружке выстраивается более индивидуальная программа обучения, с которой мы также готовы помочь.

Со скольки лет детям лучше заниматься робототехникой?

Мы рекомендуем с 5-го класса. Это оптимальный возраст: уже есть определенные знания по математике, проще понимать связи с физикой и другими дисциплинами, да и дети уже более «приучены» к учебе. Но в наших кружках занимались и ребята начиная с 3 класса.

Как проходят занятия?

Обычно занятие в кружке строится по классической фронтальной схеме: сначала преподаватель объясняет теорию, после чего в группах дети занимаются практикой. В нашем случае мы предлагаем формат «перевернутого класса»: школьники самостоятельно изучают дома теорию на онлайн-вебинаре с нашим преподавателем-методистом, закрепляя полученные знания с помощью интерактивных заданий, а в классе с учителем-тьютором занимаются практикой.

Наш подход основан не на сборке уже готовых роботов, а на изучении метапредметных навыков и последовательного перехода от схемотехники к конструированию простых роботов, от логических микросхем — к программированию микроконтроллеров. Это помогает детям легче понимать и устранять ошибки в созданных моделях на последующих этапах обучения.

Как быть со знанием физики? Вы говорили, что робототехника — метапредметная дисциплина.

Все необходимые знания даются на уроке. Например, преподаватель в игровой форме объясняет параллельное соединение резисторов, оперируя понятными аналогиями с водой и кранами. Благодаря таким знаниям ученикам легче освоить дальнейшую школьную программу.

Если учитель решил открыть кружок по робототехнике в своей школе, что он должен сделать? Как решается вопрос с финансированием?

Чаще всего схема открытия кружка устроена так: школа закупает наборы, учитель проходит курс повышения квалификации или тренинг по работе с этими наборами от производителя или какого-либо учебного центра. После преподаватель проектирует программу и план занятий. В первые год-два обычно корректируется программа.

Или учитель может обратиться к нам. Мы помогаем открыть кружок «под ключ» по нашей проверенной методике: предоставляем полный набор методических материалов (рабочую программу, технологические карты уроков, которые подробно объясняют, что и как должен делать учитель на занятии, презентации и дидактические материалы), добавляем онлайн-компоненту на нашей платформе для школьников и преподавателей, высылаем набор необходимого оборудования и материалов. Мы не предлагаем готовые конструкторы, наши наборы состоят из электронных компонентов, макетных плат, микроконтроллеров и датчиков — школа может самостоятельно докупить все необходимое. После открытия кружка мы помогаем собрать группы учеников.

За прошедший учебный год мы запустили в пилотном формате кружки в школах и центрах допобразования в нескольких регионах: Москва, Московская область, Новосибирск, Республика Башкортостан, Республика Татарстан и Архангельская область.

Школа может запустить кружок в формате платных услуг или на бесплатной основе. В первом случае кружок поможет наполнить школьный внебюджетный фонд. При стоимости посещения для школьников от 2500 до 3500 рублей в месяц он окупится за 6–8 месяцев и дальше начнет приносить прибыль. Во втором случае школы обычно тратят целевые или спонсорские средства для запуска секции робототехники.

Теги: Артем Боровой, робототехника, робототехника в школе

edurobots.ru

РОБОТОТЕХНИКА В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ

К.С. АКИМОВ

РОБОТОТЕХНИКА В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ

В настоящее время обществу необходима личность, способная самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку. Современный человек должен ориентироваться в окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимающий появление нового в постоянно изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться.

Школа, как социальный институт, призвана помочь учащимся самореализоваться. Для реализации данного вопроса мною был определён и разработан курс «Моделирование роботов», основной целью которого является воспитание творческой, технически грамотной, гармонично развитой личности, обладающей логическим мышлением, способной анализировать и решать задачи, связанные с моделированием и программированием.

Главная задача системы общего образования — заложить основы информационной компетентности личности, т. е. помочь обучающимся овладеть методами сбора и накопления информации, а также технологией ее осмысления, обработки и практического применения. Изучение робототехники достаточно популярно в школах. В чем же состоит особенность именно этого проекта. Изучив и проанализировав опыт других образовательных учреждений, можно сделать вывод, что практически все школы уделяют внимание только «талантливой» молодёжи. В нашей школе основная задача — охватить как можно больше молодёжи с целью привлечения её к науке и инженерному делу. Ключевая возможность учебных комплектов по робототехнике — интеграция с любым из предметов учебного плана.

Предложенный курс помогает решать следующие образовательные задачи: развивать творческие способности детей, коммуникативных навыков; формировать техническую грамотность.

В настоящее время робототехника в школе становится все более значимой и актуальной. Одной из причин является ООО ФГОС, который требует освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности. Второй причиной является актуальность в свете развития инновационных технологий, компьютеризации большей части производств. И третье, как уже было сказано, это способствует развитию личности ребёнка, его социализации.

Робототехника, как прикладная наука, может быть интегрирована в учебный процесс средней школы. Опираясь на такие школьные учебные дисциплины, как информатика, математика, технологии, физику, химию и биологию, робототехника активизирует развитие учебно-познавательной компетентности учащихся.

В школе, где я работаю, данный процесс непрерывно реализуется на двух ступенях. В начальной школе рассматриваются конструирование и начальное техническое моделирование. Для этого используется конструктор LEGO “WeDo”, который даёт возможность построить 12 моделей по инструкции, а также разрабатывать собственные. Программируя через компьютер, ребенок наделяет интеллектом свои модели.

В целях сохранения преемственности начальной и средней ступенями образования, а также реализации ООО ФГОС было решено ввести данное направление для учащихся основной школы в рамках курса «Моделирование роботов» и кружка «Робототехника». Здесь усложняется как уровень моделирования, так и уровень программирования роботов, предполагающий более сложные языки программирования. В качестве базового оборудования используется LEGO конструкторы Mindstorms NXT.

Конструктор ПервоРобот NXT позволяют учителю самосовершенствоваться, брать новые идеи, которые позволяют привлечь и удержать внимание учащихся, организовать учебную деятельность применяя различные предметы и проводить интегрированные занятия. Дополнительные элементы, содержащиеся в каждом наборе конструкторов, позволяют учащимся создавать модели собственного изобретения, конструировать роботов, которые используются в жизни.

Данные конструкторы показывают учащимся взаимосвязь между различными областями знаний. На уроках информатики решать задачи физики, математики и т.д. Модели Конструктора ПервоРобота NXT дают представление о работе механических конструкций, о силе, движении и скорости, производить математические вычисления. Данные наборы помогают изучить разделы информатики – это моделирование и программирование.

Цель использования Лего - конструирования в системе современного образования является овладение навыками начального технического конструирования, развития мелкой моторики, изучение понятий конструкции и основных.

В перспективе подобные конструкторы можно использовать в старшей школе, где углубляется изучение программирования и повышается уровень сложности конструирования робототехнических комплексов. Одним из вариантов комплексного развития робототехники является освоение станков с числовым программным управлением. Подобная работа поможет учащимся уже в школе сориентироваться в инженерно-технической направленности.

На занятиях элективного курса учащиеся на примере базовых моделей рассматривают два направления - конструирование и программирование. В рамках кружковой деятельности учащиеся импровизируют и составляют собственные модели роботов. Это более творческий процесс, в котором учащиеся могут проявить свои знания и навыки и осуществить задумки.

Занятия строятся в форме урока-исследования. Учащиеся самостоятельно решают, что они будут конструировать, составляют программы, выделяют этапы предстоящей работы. Все это сопровождается коллективными обсуждениями, что помогает им быстрее достигать поставленных целей. Учитель выступает в качестве куратора исследования.

Робототехника в школе представляет учащимся технологии 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Ученики активнее мыслят, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают.

Учащиеся, которые посещают данный курс стали более грамотными в техническом плане, стали проявлять интерес к компьютерным новинкам, следят за разработками учёных и проектами в этом направлении. Они учатся делиться знаниями и навыками и активно развиваются, и социализируются в круге своих интересов.

Заинтересованность школьника изучением робототехники путем создания простейших автоматов-игрушек своими руками в дальнейшем приведет к заинтересованности в углубленном изучении системных дисциплин, таких как радиоэлектроника, программирование и механика, что может стать решающим фактором в выборе дальнейшей профессии.

Сейчас, когда престиж инженерных профессий начинает, наконец-то, повышаться, благодаря курсу на модернизацию производства, специалисты по робототехнике будут востребованы практически во всех промышленных областях. Развитие нашей экономики неразрывно связано с автоматизацией производства. Монотонный, либо вредный и опасный для человека труд в ближайшем будущем возьмут на себя высокоточные промышленные роботы. Но создавать и обслуживать их должны все же люди. Поэтому одной из главных задач, стоящих перед Российской системой образования, является подготовка специалистов по робототехнике.

infourok.ru

Что такое образовательная робототехника сегодня

Кратко о себе:

Я не являюсь специалистом в области педагогики и образования, к детям отношусь сугубо как личностям в начале жизненного пути, а не к «цветам жизни» и преследую цель заинтересовать их и передать им свой опыт. В робототехнике работаю уже несколько лет и имею неподдельный интерес к этой сфере.

Кружков робототехники в России становится всё больше, однако мало кто из родителей понимает, что именно из себя представляет это направление. Большинство относится к нему скептически, считая что всё завязано на обычном LEGO, в которое можно поиграть и дома или же считают что это оторванный от жизни предмет, на который можно отправить ребенка ради его развлечения и отдыха. С другой стороны, некоторые считают это занятие уделом гениев или ботаников. Ну, или что оно способно сделать гения из их ребенка. На самом же деле, образовательная робототехника не является ни заумным предметом, ни профессией будущего, ни беззаботным развлечением. А является она базой для серьезного изучения прикладных технических навыков, необходимых для будущего технаря уже сейчас. Безусловно, это занятие не для всех — многие дети не горят желанием изучать «скучную» теорию вместо того чтобы, условно, порезвиться в спортивной секции. Однако, тех, кто любит всё время что-то создавать своими руками, интересуется компьютерной техникой или просто проявляет интерес к любой технике, образовательная робототехника способна обучить многим навыкам, например:
  • Самостоятельному проектированию конструкций
  • Пониманию принципов работы различных механизмов
  • Основам компьютерной грамотности
  • Принципам программирования
  • Оптимизации процессов и поисках альтернативных решений
  • Применению английского языка (стандарт в технической отрасли)
  • Пониманию «для чего нужна математика»
  • Взаимодействию программной части с конструкцией
  • Работе в составе команды и общей социализации
Конечно, всё это при условии достаточной оснащенности отдельно взятого кружка, профессиональной подготовке преподавателя и живому интересу с его стороны, а также некоторых других индивидуальных факторов.

Самое главное — не стоит нацеливаться на конкретные результаты, вроде занятия призовых мест на различных соревнованиях по робототехнике. Они нужны в первую очередь для социализации, созданию интереса к отрасли и духа соревнования. Это тот самый случай, когда во всех смыслах участие важнее победы. Здесь робототехника ближе к художественной школе с её выставками, где главное — на других посмотреть, да себя показать.В качестве результата обучения можно рассматривать постепенное увеличение сложности создаваемых проектов (как в кружке, так и дома), однако тут всё индивидуально.

Перейдем к наиболее часто задаваемым вопросам:

Чем мы занимаемся на робототехнике?

Строим роботов, конечно! Интересных и разных. Из LEGO. Изучаем, что такое датчики, шестеренки, гусеницы, для чего это нужно и как это использовать. Воспроизводим некоторые приборы из «взрослого мира», вроде парктроника или охранной системы, а еще строим всякие гусеничные вездеходы.

Для всего этого нам часто приходится использовать математику и банальную интуицию. А логическое мышление — вообще наше всё.

Почему «LEGO»?

Образовательные наборы LEGO Mindstorms EV3 являются международным стандартом для образовательной робототехники, так как ни один другой набор не обладает таким уровнем стандартизации, простоты использования и глубины проработки. Выпущенное в 2013-м году третье поколение образовательного робототехнического набора от LEGO, EV3 (в народе «Ева») обладает поистине необъятной широтой возможностей, заложенных в программное обеспечение и аппаратную составляющую, а совместимость с любыми другими наборами LEGO даже 40-летней давности дает очевидную возможность использовать любые детали для строительства конструкций. Кстати, у LEGO в наборах есть шикарно реализованные механические узлы (дифференциалы, элементы различных типов передач, элементы подвески и тд) и даже внятная пневматика. Ни один другой набор не имеет ничего подобного на том же уровне реализации. Есть еще fischertechnik но он относительно редко мне встречался, а цена та-же.

У скептицизма в сторону LEGO есть две причины:

1. Поверхностное знакомство с этим набором. Многие преподаватели из кружков робототехники (даже ВУЗовских!) грешат тем, что плохо знают то, на чем они работают. Будучи не сильно знакомы с основами конструирования механизмов и программирования, они не в состоянии оценить все возможности инструмента, а тем более задействовать их в образовательных целях.

2. Высоко задранный нос у адептов «старой школы». Это о тех, кто заявляет, что те, кто занимаются на LEGO не знают ни о транзисторах-резисторах, и вообще мы тут из готовых блоков всё делаем и блоками-же программируем. Всё они верно говорят. Не знаем. Только робототехника не про электронику и пайку, а про решение практических задач и автоматизацию. Есть еще вариация с «крутыми программистами», которые сходу занимаются программированием микроконтроллеров и миганием светодиодами, напрочь забывая про механическую часть.

В реальности у LEGO Mindstorms всего 2 существенных минуса:

  • Низкая жесткость больших конструкций
  • Большой размер и вес главного модуля и двигателей (миниатюрных сервоприводов в наборе нет)
Но для образовательного процесса это редко бывает помехой.
Для какого возраста подходит робототехника?
Примерно от 6-7 и до 67 лет :) На самом деле всё очень индивидуально. В возрасте 5-6 лет большинство детей еще остаются в фазе «игра — основа обучения». В этом возрасте главное — приобрести навык созидания, то есть научиться собирать из конструктора самостоятельно, без инструкций и подсказок, по своему разумению. Примерно с 5,5 лет я беру детей на занятия, где у них, по сути, проходят «прописи» — мы собираем из кубиков машинки, самосвалы, самолёты и вертолеты, и оснащаем эти постройки двигателями, чтобы у них крутились колёса и винты (занимаемся на LEGO WEDO 2.0). Программирование даю только тем, кто сам тянется узнать «как оно там происходит».

С 7 лет обычно ребёнок достаточно созревает, чтобы осознанно вникать в сложные вещи без потери интереса. В этом возрасте занимаемся уже на «Еве», осваивая такие понятия как «градус угла, процент, десятичная дробь» (ну а как иначе, тут мы уже с датчиками вплотную работаем). Обычно ни у кого особенных проблем с этим не возникает, если есть интерес к познанию. Проблемы возникают только тогда, когда нам уже нужно что-нибудь делить-умножать, а в школе этого еще не проходили.

10-14 лет — самый эффективный возраст для обучения, поскольку отношение к предмету обычно более серьезное, интерес более профессиональный, и нет страха перед математикой уровня шестого класса. К тому же можно рассказать, для чего нужны эти пресловутые синусы-косинусы, прикладной смысл которых в школе остаётся неизученным.

Также, спустя год обучения, можно перейти с LEGO на свободную элементную базу (одноплатные компьютеры и датчики из китая + алюминиевые профили из строительного магазина).
А что, если купить такое LEGO домой и заниматься самим?
Это вполне здравая идея, если: Вы обладаете хотя бы минимальными знаниями о механизмах и программировании и способны изучить набор в полной мере самостоятельно. У вас есть лишние ~40 т.р. на покупку набора и некоторых дополнительных модулей. Однако даже в этом случае лучше параллельно учиться в кружке, развивая дома те идеи, которые пришли в голову после изучения новой темы.
Почему мы не используем инструкции?
Инструкции — от лукавого :) Когда ребенок что-то строит по инструкции, он просто повторяет, не вникая в суть того, для чего та или иная деталь или узел нужен. Безусловно, купить дорогой набор LEGO Tehnic с кучей механики, пневматикой, и не построить предлагаемые модели по инструкции хотя бы ради изучения принципа работы — плохая идея. Эти модели очень сложные и интересные для изучения. Однако у нас в кружке главное — реализовать какой-либо принцип. А вот каким путем — уже проблема учащегося, которую он должен решить, используя свою голову. Пусть даже неправильно, с ошибками, но — сам. Инструкции у нас используются только когда мы собираем модель с очень сложной механикой и/или программой для изучения принципа работы. Если в кружке собирают по инструкциям постоянно — это свидетельство профессиональной некомпетентности преподавателя. Такое часто наблюдается в кружках по франшизе и при школах. Исключением можно считать книжки — сборники разнообразных механических узлов из LEGO (и не только). Такая шпаргалка очень полезна при проектировании.

Как происходит процесс программирования?
Для LEGO Mindstorms EV3 есть несколько вариантов:
  1. Встроенная среда для программирования прямо в главном модуле. Оттуда можно программировать простые линейные алгоритмы типа «сначала едь вперед до стены, потом поверни ровно налево». С этого мы начинаем. Это позволяет нам отложить изучение программирования с компьютера, и сосредоточиться на основах.
  2. Специальное программное обеспечение для компьютеров и планшетов, основанное на «взрослой» системе визуального программирования LabView. Программа собирается из блоков-функций. Это позволяет избежать проблем с изучением синтаксиса и по функционалу ничем не уступает взрослому текстовому программированию. Правда, выглядит громоздко, да. Но зато наглядно. Циклы, условные операторы, переменные, функции и всё вот это вот — в наличии. Это наш основной инструмент.
  3. При желании можно использовать Си или другой язык программирования, но если встал такой вопрос, то для этого лучше использовать Arduino и вообще это уже совсем другая история.

На этом я закончу, спасибо за чтение!

Теги:
  • робототехника
  • образование
  • lego mindstorms

habr.com

Что такое робототехника для школьников?

Автор: Евгения Климкович

Доброго времени суток, мои любимые читатели. Если ещё тройку десятков лет тому назад о роботах мы могли прочитать разве что в книгах продвинутых писателей-фантастов, то сегодня этими «существами» никого не удивишь. Сегодня они, умеющие «стирать — полы подметать — готовить», стали полноправными членами семьи, а в промышленности даже готовы заменить на 100% живую рабочую силу.

По причине стремительной популярности появилась и куча кружков для детей, в которых техники-гении готовы за приличную сумму родительских денежек вовлечь ребёнка в мир роботов. Однако мало, кто из родителей действительно понимает, что такое робототехника.

Большинство с должным скептицизмом считает, что такие курсы – лишь времяубивание, не более того. Потому-то и решила сама изучить эту тему и вам рассказать, а вы уж решите, нужно ли вам это.

Зачем робототехника детям

Если сказать про робототехнику сухим техническим языком, у нас получится «прикладная наука, которая занимается разработкой и эксплуатацией автоматизированной техники». Направлений у неё основных три – электроника, программирование и конструирование, и все они так или иначе между собой взаимосвязаны. Зачем она нужна нашим детям?

Да, многие родители считают робототехнику занятием для ботаников либо гениев. Прочие относятся к ней как к средству развлечения, не видя в ней никакой практической пользы, — хобби, которое со временем пройдёт. Но если копнуть глубже, то в этой отрасли можно найти много чего интересного и нужного для развития детей.

Логика и мышление

На занятиях робототехникой строят роботов. Всяких. Для чего изучают, что есть датчики, гусеницы и прочие технические детали и куда их нужно приладить, чтобы всё заработало.

Для всего этого нужна математика и интуиция, а на логике и творческом воображении построен весь процесс в принципе. А не мы ли всё ищем способы, как развивать ту самую логику и воображение, которыми переполнена школьная программа?!

Самостоятельность

Как делают робототехнику? Чаще не по инструкции. И это для многих на первых порах – настоящая проблема. Боязнь отойти от заданных параметров – бич многих детей. И такие занятия учат читать сквозь строки и принимать правильное решение самостоятельно, без подсказки.

Командная работа

Нередко работать приходится не только одному, строить иногда нужно и командой, а не все дети готовы к командной работе.

Здесь же отрабатываются сложные навыки совместного труда, когда не приветствуется подавление других за счёт перетягивания инициативы на себя и не разрешается ленивое наблюдение со стороны. Вместе ищем проблему и вместе её решаем.

Усидчивость и внимательность

Работа руками в робототехнике требует повышенной усидчивости и внимательности, ведь не туда прикрученный винтик сможет стать причиной провала. Да и мелкая моторика скажет вам за такие занятия большое спасибо.

Практическое применение знаний

Такие занятия помогают увидеть практическое применение скучных физических формул в практических опытах, математических теорем – в схемах, информатических алгоритмов – в движениях созданных изобретений.

А ещё тут учат программированию и активно для этого пользуются английским, проводят эксперименты, создают технические шедевры и на презентациях доказывают их нужность в практике.

Как понять, что будет интересно

Не стоит сразу бежать и записывать своего ребёнка на курсы робототехники, не изучив его пристрастия. В первую очередь, специалисты рекомендуют проверить интерес и склонность к точным наукам, купив обычный конструктор для домашних занятий.

Убедившись, что Ваше чадо готово просидеть хоть полчасика за сбором фигурок из многочисленных деталек, можно задуматься: «А не заняться ли этим процессом более профессионально?»

Когда стартовать

Есть, конечно, робототехнические кружки и для дошкольников, однако технари не советуют профессионально посвящать детей в роботизированный мир ранее 8-12 лет. Для этой сферы важны математические и физические основы, умения проектировать, чертить схемы и составлять алгоритмы.

Возрастные рекомендации связаны и с тем, что к возрасту 8-9 лет дети легче запоминают разные технические «примочки» типа светодиодов и резисторов и их предназначение. В подростковом возрасте они уже активно применяют теорию из математики, информатики и физики, наконец-то понимая, для чего они учили синусы-косинусы.

Хотя, как показывает практика, и среди дошкольников есть немало ребятишек, готовых в конструировании посоперничать с теми, кто уже давно учится в школе.

Куда пойти

Можно устроить робототехнический кружок дома. Для этого сегодня есть все возможности, но это вовсе не значит, что будет дешевле. Конструкторы и платформы имеются в наличии и зарубежные, и отечественные, и ценовая категория у них разная.

Для дошкольников и детей 8-11 лет обычно специалисты советуют всем известные Lego и  Fischertechnik. Так, в  Lego яркие детали и они легки в сборке. Конструкторы Fischertechnik уже посерьёзнее, так как в их комплекты входят проводочки со штекерами, дающие возможность познакомиться со сферой робототехники значительно ближе.

После 13-ти лет можно попробовать силы и поработать с базами ТРИК либо Arduino и Raspberry. Они от пользователей потребуют основ программирования.

Однако, нужно иметь ввиду, что при домашнем конструировании обойтись без помощи взрослых не удастся. Потому родителям придётся тоже вникнуть в суть дела, поискать что-то из серии «Занимательная робототехника» либо он-лайн обучение и начинать с нуля вместе с ребёнком, если вы с роботами «на Вы».

И всё-таки, специфика робототехники, при желании освоить все её азы и стать докой, предполагает помощь специалистов-практиков, которые могли бы поделиться опытом. Потому при наличии явного интереса к технике рекомендуют отдать ребёнка на кружок в «надёжные знающие руки».

Там вам и куча единомышленников, разговаривающих между собой на одном языке, и участие в соревнованиях, и проектная деятельность.

При выборе курсов стоит обратить внимание на то, что ведёт их знаток робототехники, ею болеющий, а не тот, который лишь молча выдаёт задания и технику для их выполнения. Важна и материально-техническая база, которая должна позволять не только конструировать, но и обучать написанию программ, созданию проектов, давать основы механики и электроники.

Если в секции у каждой пары свой комплект, да ещё с шестерёнками, колёсами да каркасами, будьте уверены – тут занимаются серьёзно и готовятся к соревнованиям. Обычно в таких кружках по 6-8 человек, не больше. Когда сбор роботов происходит в командах, в секцию ходит человек 20, то скорее всего, всё ограничится поверхностными знаниями на уровне хобби.

Не вижу результата!

Для каждого амбициозного родителя сразу важен результат. Зачем же тогда водить ребёнка в кружок и платить за это бешеные деньги, если спустя энное количество времени понимаешь, что измерить пользу от занятий не удаётся.

Изучение робототехники – это как раз тот случай, когда трудно измерить результат сразу, так как он расплывается по навыкам и умениям. Чтобы понимать, что «стало лучше», нужно всё, чему научили, сложить в комплекс. А это не за неделю-месяц. Так, если вы не входите в число терпеливых родителей, вам туда не надо: останутся одни негодования от «зря потраченных денег».

Цель занятий робототехники – не вырастить технического гения (хотя это тоже получается!) и не удовлетворить родительские амбиции (он в 8 лет конструирует электромобиль!), а научить по максимуму пользоваться навыками и мышлением.

Так, кто-то приходит в кружок с боязнью всё делать не по инструкции, а спустя время расширяет планки самостоятельности. Заметно это сразу? Конечно, нет! У некоторых не получается работать в команде, но через несколько занятий ребёнок вполне сносно приспосабливается делать всё сообща.

Увидите вы это изменение дома после первого занятия? Навряд ли! Вообще, специалисты обещают первые заметные перемены в поведении детей после полугодичных регулярных занятий.

Быть робототехником – значит, владеть набором знаний в области электроники и электротехники, информатики и физики, радио- и телемеханики,  а также прочих иных, с ними тесно связанных. Потому у занимающихся в таких кружках есть преимущество: они могут рассчитывать на поступление в один из престижных технических ВУЗов страны.

Стоит ли говорить о том, что профессия робототехника становится всё более востребованной, и такие узкие специалисты вполне могут рассчитывать в ближайшем будущем на прилично оплачиваемую, а главное – интересную работу, сделав её смыслом жизни.

Ну, кто готов заняться робототехникой? А может вы уже занимаетесь и даже достигли определенных высот в роботостроении? Рассказывайте в комментариях.

И не забывайте подписываться на новости блога, чтобы не пропустить новые инстересные статьи!

Успехов вам!

ШколаЛа:)

shkolala.ru

Что такое робототехника для школьников?

Сегодня занятия робототехникой становятся очень популярными. Школьникам такие уроки помогают сформировать и развить критическое мышление, научиться творчески подходить к процессу решения задач различного уровня сложности, а также получить навыки работы в команде.

Новое поколение

Современное образование переходит на новый виток своего развития. Многие педагоги и родители ищут возможность заинтересовать детей наукой, привить любовь к обучению и зарядить желанием творить и мыслить неординарно. Традиционные формы изложения материала уже давно утратили свою актуальность. Новое поколение не похоже на своих прародителей. Они хотят учиться живо, интересно, интерактивно. Это поколение легко ориентируется в современных технологиях. Дети хотят развиваться так, чтобы не только идти в ногу со стремительно развивающимися технологиями, но и непосредственно участвовать в этом процессе.

Многие из них интересуются: «Что такое робототехника? Где этому можно учиться?».

Образование и роботы

Эта учебная дисциплина включает в себя такие предметы, как конструирование, программирование, алгоритмику, математику, физику и другие дисциплины, связанные с инженерией. Ежегодно проводится World Robotics Olympiad (всемирная олимпиада по робототехнике - WRO). В образовательной сфере - это массовое соревнование, позволяющее лучше узнать, что такое робототехника для тех, кто впервые сталкивается с подобным предметом. Оно дает возможность попробовать свои силы участникам более чем из 50 стран. На соревнования съезжаются порядка 20 тысяч команд, в состав которых входят дети от 7 до 18 лет.

Основная цель WRO: развитие и популяризация НТТ (научно-технического творчества) и робототехники в молодежной и детской среде. Подобные олимпиады являются современным образовательным инструментом XXI века.

Новые возможности

Чтобы дети лучше понимали, что такое робототехника, на соревнованиях применяются теоретические и практические навыки, полученные на занятиях в рамках клубной работы и школьной программы по изучению естественно-научных предметов и точных наук. Увлеченность робототехнической дисциплиной постепенно перерастает в желание глубже узнать такие науки, как математика, физика, информатика и технологии.

WRO – это уникальная возможность для ее участников и наблюдателей не только узнать глубже что такое робототехника, но и развить в себе навыки творчества и критического мышления, которые так необходимы в XXI веке.

Обучение

Интерес к образовательной дисциплине робототехнического направления растет с каждым днем. Материальная база постоянно улучшается и развивается, многие идеи, еще недавно остававшихся мечтой – сегодня реальность. Изучение предмета «Основы робототехники» стало возможным для большого числа детей. На уроках ребята учатся решать задачи с ограниченными ресурсами, обрабатывать и усваивать информацию, а также использовать ее в правильном русле.

Дети учатся легко. Современное подрастающее поколение, воспитывающееся на различных гаджетах, как правило, не имеет трудностей в освоении дисциплины «Основы робототехники», при условии наличия желания и тяги к новым знаниям.

Нужно констатировать факт, что даже взрослых людей сложнее переучивать, чем научить чистые, но жаждущие детские умы. Положительной тенденцией есть колоссальное внимание к популяризации робототехники в молодежной среде со стороны правительственных органов России. И это понятно, так как задача модернизации инженерного образования и привлечения молодых специалистов – это вопрос конкурентоспособности государства на международной арене.

Важность предмета

Сегодня актуальным вопросом Министерства образования стоит введение образовательной робототехники в круг школьных дисциплин. Она считается важным направлением развития. На уроках технологии дети должны получать представления о современной сфере развития техники и конструирования, которые дают им возможность самим придумывать и строить. Не обязательно всем ученикам становиться инженерами, но возможность должна быть у каждого.

Вообще, уроки робототехники крайне интересны детям. Это важно понимать всем – и учителям, и родителям. Такие занятия дают возможность увидеть другие дисциплины в ином свете, понять смысл их изучения. А ведь именно смысл, понимание того, зачем это нужно, движет умами ребят. Его отсутствие сводит на нет все усилия учителей и родителей.

Важным фактором является то, что обучение робототехнике – процесс не напрягающий и всецело поглощающий детей. Это не только развитие личности ученика, но и возможность уйти от улицы, неблагоприятной обстановки, праздного времяпровождения и влекущих за ним последствий.

Происхождение

Само название робототехники происходит от соответствующего английского robotics. Это прикладная наука, которая занимается разработкой технических автоматизированных систем. На производстве она является одной из главных технических основ интенсификации.

Все законы робототехники, как и сама наука, тесно связаны с электроникой, механикой, телемеханикой, механотроникой, информатикой, радиотехникой, электротехникой. Сама робототехника подразделяется на промышленную, строительную, медицинскую, космическую, военную, подводную, авиационную и бытовую.

Понятие «робототехника» впервые в своих рассказах использовал писатель-фантаст Айзек Азимов. Это было в 1941 году (рассказ «Лжец»).

Само слово «робот» придумали в 1920 году чешский писатели Карел Чапек и его брат Йозеф. Оно вошло в научно-фантастическую пьесу «Россумские универсальные роботы», которая была поставлена в 1921 году и пользовалась большим зрительским успехом. Сегодня можно наблюдать, как линия, обозначенная в пьесе, получила широкое развитие в свете научно-фантастической кинематографии. Суть сюжета: хозяин завода занимается разработкой и наладкой выпуска большого числа андроидов, способных работать без отдыха. Но эти роботы в итоге восстают против создателей.

Исторические примеры

Интересно, что зачатки робототехники появились ещё в античные времена. Об этом свидетельствуют останки движущихся статуй, которые были изготовлены в I веке до н.э. Гомер писал в «Илиаде» о сотворенных из золота служанок, способных говорить и мыслить. Сегодня разум, которым наделяют роботов, получил название – искусственный интеллект. Кроме того, древнегреческому инженеру-механику Архиту Тарентскому приписывают разработку и создание механического летающего голубя. Это событие датируется приблизительно 400 годом до н.э.

Таких примеров большое множество. Они хорошо раскрыты в книге Макарова И.М. и Топчеева Ю.И. «Робототехника: история и перспективы». В ней в популярной форме рассказано об истоках современных роботов, а также очерчена робототехника будущего и соответствующее развитие человеческой цивилизации.

Типы роботов

На современном этапе важнейшими классами роботов широкого назначения являются мобильные и манипуляционные.

Мобильный — это автоматическая машина с движущимся шасси и управляемыми приводами. Эти роботы могут быть шагающими, колёсными, гусеничными, ползающими, плавающими, летающими.

Манипуляционный — это автоматическая стационарная или передвижная машина, состоящая из манипулятора с несколькими степенями подвижности и программным управлением, выполняющим двигательные и управляющие функции в производстве. Такие роботы бывают в напольном, портальном или подвесном виде. Наибольшее распространение они получили на приборостроительных и машиностроительных производствах.

Большое распространение получили колёсные и гусеничные роботы. Перемещение шагающего робота представляет нелегкую задачу динамики. Такие роботы пока не могут иметь устойчивого движения, присущего человеку.

Относительно летающих роботов можно сказать, что большинство современных самолётов как раз ими являются, но управляются они пилотами. В то же время автопилот может контролировать полёт на всех стадиях. К летающим роботам относятся беспилотники (БПЛА) и их подкласс – крылатые ракеты. Такие аппараты имеют небольшой вес и выполняют опасные миссии, вплоть до ведения огня по команде оператора. Кроме того, есть проектные аппараты, способные к самостоятельному ведению огня.

Существуют летающие роботы, использующие методы движения, которые используют пингвины, медузы и скаты. Этот способ перемещения можно увидеть у роботов Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Их производит компания Festo. А вот роботы RoboBee используют методы полёта насекомых.

Среди ползающих роботов есть ряд разработок, подобных по перемещению червям, змеям и слизням. При этом робот использует силы трения на шероховатой поверхности или кривизну поверхности. Подобное перемещение полезно для узких пространств. Такие роботы нужны для поиска людей под обломками разрушенных зданий. Змееподобные роботы способны к перемещению в воде (такие, как ACM-R5 производства Японии).

Перемещающиеся по вертикальной поверхности роботы, используют такие подходы:

  • подобные человеку, который взбирается на стену с выступами (Стэнфордский робот Capuchin);
  • подобные гекконам, снабжённых вакуумными присосками (Wallbot» и Stickybot).

Среди плавающих роботов существует много разработок, перемещающимся по принципу подражания рыбам. Эффективность такого движения на 80% превосходит эффективность движения с гребным винтом. Подобные конструкции имеют низкий уровень шума и высокую маневренность. Этим они вызывают большой интерес у исследователей подводного пространства. К таким роботам относятся модели Эссекского университета - Robotic Fish и Tuna, разработанный институтом Field Robotics. Они смоделированы по движению, характерному для тунца. Среди роботов, имитирующих движение ската известна разработка фирмы Festo: Aqua Ray. А робот, движущийся как медуза, – это Aqua Jelly от того же разработчика.

Кружковая работа

Большинство кружков по робототехнике ориентированы на начальную и среднюю школу. Но и дети дошкольного возраста не обделены вниманием. Главную роль здесь играет развитие творчества. Дошкольники должны научиться мыслить свободно и воплощать свои идеи в творчестве. Именно поэтому занятия по робототехнике в кружках для детей до 6 лет направлены на активное использование кубиков и простых конструкторов.

Школьная программа, безусловно, усложняется. Она дает возможность познакомится с различными классами роботов, попробовать себя на деле, углубиться в науку. Новые дисциплины раскрывают потенциальные возможности ребенка для получения профессиональных навыков и знаний в выбранной области инженерии.

Робототехнические комплексы

Современное развитие робототехники находится в такой стадии, что, кажется, вот-вот произойдет мощный рывок в робототехнологиях. Это так же, как с видеосвязью и мобильными гаджетами. Еще недавно все это казалось недоступным для массового потребления. А сегодня – это обыденность, переставшая удивлять. Зато каждая выставка робототехники показывает нам фантастические проекты, которые захватывают дух человека от одной только мысли об их внедрении в жизнь общества.

В системе образования позволяют реализовать программу с применением проектной деятельности именно комплексные установки из роботов, среди которых популярны:

  • Mechatronics Control Kit.
  • LEGO Mindstorms.
  • Festo Didactic.
  • Fischertechnik.

Управление

По типу управления системы бывают:

  • биотехническими (командные, копирующие, полуавтоматические);
  • автоматические (программные, адаптивные, интеллектуальные);
  • интерактивные (автоматизированные, супервизорные, диалоговые).

К основным задачам управления роботами относятся:

  • планирование движений и положений;
  • планирование сил и моментов;
  • идентификация динамических и кинематических данных;
  • анализ динамической точности.

Большое значение в сфере робототехники имеет развитие методов управления. Это важно для технической кибернетики и теории автоматического управления.

fb.ru


Смотрите также