O que é necessário para a robótica na escola. O que é robótica para crianças em idade escolar? Como escolher cursos de robótica

Gradualmente, as altas tecnologias estão se tornando parte da vida cotidiana: “casas inteligentes”, exposições de arte interativas, bots conversacionais. Não é de surpreender que eles comecem a ensinar o básico de programação e robótica antes mesmo da escola. Centros de robótica e clubes de engenharia estão abrindo cada vez com mais frequência. Segundo várias fontes, existem cerca de 400 clubes relacionados com robótica e TI na Rússia e ainda não existem estatísticas oficiais; E esse número só vai crescer.

Do círculo de jovens engenheiros e radioamadores à seção de Robótica

A robótica integrou-se ao processo educacional de forma orgânica e quase silenciosa. Em 2016, os robôs estão piscando LEDs em todos os níveis das instituições de ensino: desde jardins de infância até universidades, mas principalmente nas escolas. A robótica é considerada uma ferramenta para o estudo aprofundado de disciplinas como ciência da computação, física e tecnologia. Portanto, os alunos podem aprender os primórdios da robótica não apenas em clubes, mas também em escolas e universidades, onde os robôs são cada vez mais introduzidos no processo educacional.

O sistema circular de educação adicional é especialmente conhecido pelas pessoas da geração mais velha dos países das antigas repúblicas sindicais da URSS. A educação soviética gratuita foi generosamente complementada por atividades extracurriculares baseadas em palácios e casas de pioneiros (de acordo com a Wikipedia, havia 4.400 “palácios” em funcionamento em 1971).

O pensamento espacial foi desenvolvido em futuros engenheiros por clubes técnicos de modelagem e design e oficinas de rádio. Os alunos criaram do zero modelos de carros e aviões, aprenderam a trabalhar com equipamentos (tornos, queimadoras, quebra-cabeças e limas) e se familiarizaram com os princípios da eletricidade.

O sistema de ensino soviético para especialidades técnicas e de engenharia, do qual os “círculos” faziam parte, era considerado um dos melhores do mundo. Hoje é costume falar mais sobre as desvantagens da educação na Rússia, e as instituições educacionais americanas e asiáticas ocupam posições de liderança no campo da tecnologia.

Junto com o colapso da URSS, a cultura de educação adicional e de clubes também diminuiu. As atividades passaram a ser pagas e os temas perderam variedade: popularizaram-se seções de esportes, escolas de dança e artes. O impacto de tal mudança no cardápio educacional de toda uma geração de crianças já pode ser avaliado agora. Os graduados universitários com diplomas em humanidades não encontram trabalho e as empresas procuram desesperadamente pessoal de engenharia durante o dia.

Na década de 2000, o interesse pela robótica na educação tornou-se cada vez mais perceptível. Desde 2002, competições nacionais e internacionais de robôs são realizadas na Rússia. Ao mesmo tempo, foi formada a Associação Russa de Robótica Educacional (RAER). Desde 2008, o Centro Educacional e Metodológico Russo para Robótica Educacional (VUMTSOR) opera com base no RAOR - a organização fornece manuais e fornece a todos informações legais e recomendações para a abertura de um clube de robótica.

Além disso, desde 2008, a Fundação Volnoye Delo de Oleg Deripaska lançou o programa Robótica, que apoia projetos educacionais e competitivos.

Em 2014, as pessoas começaram a falar sobre robôs em nível estadual. A ASI (Agência para Iniciativas Estratégicas, fundador – o Governo da Federação Russa) anunciou a Iniciativa Técnica Nacional. A ideia global da NTI é levar a Rússia a um nível competitivo no mercado de alta tecnologia até 2035. Uma das áreas do programa foi o apoio e popularização do ensino técnico.

Junto com a popularização da robótica no ambiente educacional, surgiu o conceito de STEM (ou STEAM). Esta direção no processo educacional global é caracterizada por uma abordagem interdisciplinar da aprendizagem. As principais disciplinas são codificadas em abreviaturas: Ciência, Tecnologia, Engenharia, Arte (nem sempre), Matemática. O sistema foi projetado para desenvolver futuros engenheiros e roboticistas.

Com o apoio do governo, não são abertos apenas clubes, mas também parques tecnológicos inteiros - centros infantis que reúnem clubes de diversas áreas técnicas. Ainda não existem muitos parques tecnológicos. Em maio, o primeiro centro infantil em Mosgormash foi inaugurado em Moscou, e o parque tecnológico Quantorium foi inaugurado no final de setembro. Também há planos de abertura de parques tecnológicos nas regiões. Eles deverão aparecer em 17 regiões: Mordóvia, Tartaristão, Chuváchia, Território de Altai e outras.

Do designer ao microcircuito

Apesar de os robôs estarem incluídos nas aulas para crianças desde a idade pré-escolar, o papel principal no desenvolvimento dos futuros engenheiros mais jovens não é desempenhado pela eletrónica, mas pela criatividade. No sistema educativo STEM, a liberdade de pensar e criar está na vanguarda nas aulas pré-escolares. Portanto, em círculos para crianças menores de 6 anos, conjuntos de construção simples e cubos são usados ​​ativamente.

A maior parte dos clubes de robótica destina-se a crianças em idade escolar primária e secundária.

“Via de regra, a programação desses cursos infantis inclui uma introdução ao projeto de circuitos, noções básicas de programação e robótica. A diferença entre os clubes é a sua função: a criança ou se diverte ou aprende. Com base nisso, são selecionados métodos e tecnologias de ensino. O objetivo global do ROBBO Club é criar uma geração de jovens inovadores que sejam competitivos não apenas no mercado russo, mas também no mundo. Portanto, nosso curso foi pensado para trabalhar com crianças de diferentes idades: com pré-escolares criamos programas de animação e jogos clássicos de computador (Pac-man, Arkanoid), programamos robôs para realizar diversas tarefas, com escolares nos envolvemos na programação em linguagens “adultas” , modelagem 3D, design 3D e impressão 3D. Assim, uma criança chega até nós apenas com capacidade de leitura e sai com um robô impresso em uma impressora 3D, montado e programado de forma independente”, explica Pavel Frolov, produtor do projeto de robótica infantil para educação “ROBBO”.

A robótica complementa o material abordado nas aulas de tecnologia, física e matemática. Dmitry Spivak, diretor do clube de robótica infantil Robx de São Petersburgo, acredita que é nas aulas do clube que uma criança pode aplicar conhecimentos de mecânica e eletrodinâmica e se aprofundar em linguagens de programação baseadas em texto (por exemplo, C). “No ensino médio, nossos alunos começam a se familiarizar com o Arduino, programas mais complexos de modelagem 3D - OpenSCAD, modelagem paramétrica, onde as crianças descrevem formas com código”, diz Dmitry.

A robótica educacional normalmente começa com Legos. Os kits mantêm um equilíbrio entre design e programação. Depois que a criança domina o básico, ela pode se aprofundar em uma das áreas e estudar mais profundamente programação e design. Nas aulas com ênfase em programação, os alunos trabalham com diversas linguagens e programas de programação, além de se envolverem em modelagem 3D. Os clubes de design preparam futuros engenheiros: aqui as crianças desenvolvem de forma independente a forma e o “preenchimento” do robô.

Lego e companhia.

O mercado de kits de construção robótica e STEM é bastante diversificado. A maioria dos fabricantes cobre todas as faixas etárias, desde kits pré-escolares até módulos quad-core para alunos do ensino fundamental e médio.

O líder mundial e russo no campo da robótica educacional é uma subsidiária da holding do Grupo LEGO - LEGO Education. A marca dinamarquesa possui não só kits e desenvolvimentos metodológicos, mas também uma rede de centros infantis especializados, bem como a LEGO Academy, onde os professores podem receber formação. No momento, 16 centros de educação adicional são parceiros oficiais dos programas Lego Education Afterschool na Rússia.

A Lego Education está no mercado desde 1980. A linha da marca inclui conjuntos de construção sem componente eletrônico (Lego Simple Mechanisms, First Designs), conjuntos com microprocessador e sensores para estudo de robótica no ensino fundamental (Lego WeDo) e conjuntos para demonstração de princípios científicos no ensino médio (Lego Tecnologia e Física) e define a lendária série MINDSTORMS.

Semelhante à Lego, mas muito menos conhecida, a empresa americana Pitsco foi fundada em 1971 por três professores. Os conjuntos Elementary STEM para crianças mais novas são apresentados com brinquedos educacionais gerais mais criativos - empinar pipas, foguetes. Os robôs estão incluídos na direção Tetrix - conjuntos robóticos de construção metálica, amplamente conhecidos na Rússia. As peças metálicas tornam esses conjuntos universais, o Tetrix é compatível com o controlador Lego MINDSTORMS. Os robôs baseados em Tetrix frequentemente participam de competições, inclusive em categorias estudantis.

A plataforma aberta Arduino, ao contrário de outras, é uma placa única com um shell de software. Isso faz do Arduino uma base universal para projetos robóticos em qualquer nível da educação infantil. Várias marcas de kits de construção robótica foram criadas com base no Arduino. A plataforma pode ser adquirida separadamente. A desvantagem da plataforma é que o design é bastante complexo e exige que a criança trabalhe com um ferro de soldar.

Os kits nacionais são representados por duas marcas de destaque no mercado - TECHNOLAB e Amperka. Os manuais foram desenvolvidos para o TECHNOLAB com o apoio de especialistas da Faculdade de Robótica e Automação Complexa da N.E Bauman Moscow State Technical University. Os produtos TECHNOLAB são módulos temáticos e específicos para cada idade. Cada módulo contém vários kits robóticos. Esta abordagem “atacado” implica um preço alto para kits de construção: de 93 mil rublos por módulo para crianças de 5 a 8 anos e até 400 mil rublos por módulo de robôs aéreos.

Amperka é uma startup de 2010 baseada na plataforma Arduino. Os produtos Amperka são conjuntos com nomes de jogos: “Matryoshka”, “Raspberry”, “Electronics for Dummies”, etc. Você também pode comprar componentes individuais no site da Amperka - placas Arduino, sensores, interruptores.

A marca coreana Robotis oferece kits de robótica para todos os níveis. São robôs de plástico para o ensino fundamental (Robotis Play, Robotis Dream) e robôs humanóides baseados em servomotores Robotis Bioloid.

Os fabricantes coreanos HunaRobo e RoboRobo concentram-se em brinquedos de construção para crianças pequenas e de meia-idade. Os kits de marcas coreanas incluem elementos básicos: placa-mãe, motor e caixa de câmbio, receptor RC e painel de controle.

A VEX Robotics é uma empresa privada com foco em robótica móvel, com sede nos EUA. A marca é propriedade da Innovation First, Inc., que desenvolve eletrônicos para robôs terrestres autônomos. A marca está dividida em duas direções - a série VEX IQ para nível básico e VEX EDR - uma plataforma para estudantes avançados. Os robôs móveis programáveis ​​​​VEX em controle remoto são focados em habilidades de competição e programação.

Em vez de uma conclusão

Uma ampla gama de plataformas de aprendizagem robótica, o apoio governamental e a moda para robôs estão apenas integrando a robótica na educação. Clubes e aulas de engenharia e robótica são uma exceção, especialmente nas regiões. No entanto, hoje centenas de milhares de crianças têm a oportunidade de estudar adicionalmente nas áreas de engenharia e TI. E este número só aumentará num futuro próximo - os meios de comunicação social estão a informar sobre novos parques e círculos tecnológicos, e as autoridades estão a comunicar a sua disponibilidade para apoiar tais iniciativas.

Gostaria de acreditar que a maior integração do ensino técnico complementar acabará por impulsionar a formação de mais especialistas técnicos de alto nível no futuro. O movimento circular busca ampla cobertura - os programas de atividades robóticas são projetados para interessar qualquer criança. Leis e conceitos técnicos básicos estão se tornando mais acessíveis. As aulas de robótica, no mínimo, ampliam os horizontes e, no máximo, proporcionam ao futuro pessoal técnico e de engenharia. Acreditamos no máximo!

Victoria Fedoseenko

Vocais, línguas estrangeiras, ponto cruz ou robôs? Para ajudar os pais duvidosos, os especialistas da Smartbabr apresentam argumentos a favor da robótica.

As aulas de robótica ajudam a desenvolver o pensamento lógico e sistemático, bem como as habilidades criativas. Mesmo que seu filho não se torne engenheiro e não precise da habilidade de controlar um robô, então a compreensão de como funciona um dispositivo automático e a experiência em design certamente serão úteis em outras atividades, independentemente da profissão que a criança escolher no futuro.

Hoje em dia a educação escolar é maioritariamente formal. Não permite que uma pessoa construa com sucesso sua vida em um mundo técnico complexo. Graças à robótica, a criança conhece o desenho, a modelagem 3D, a construção na prática, compreende a percepção tridimensional do espaço e muito mais. Em suma, ele aprende a pensar não só com a “cabeça”, mas também com as “mãos”. E também ao mesmo tempo: tanto com a cabeça como com as mãos.

Nos clubes de robótica, os alunos do ensino médio veem as leis físicas em ação. Os alunos do 5º ao 7º ano resolvem problemas geométricos e matemáticos interessantes. Crianças do jardim de infância e do ensino fundamental que praticam robótica desenvolvem habilidades motoras, atenção e capacidade de trabalhar em grupo.

Se a robótica for adicionada ao currículo básico, mesmo como uma disciplina tecnológica, o seu significado começará a perder-se. Hoje, as escolas gastam tempo e recursos de forma seletiva. Por exemplo, muitas instituições de ensino não apoiam crianças sobredotadas, embora existam programas governamentais correspondentes e a sua implementação seja da responsabilidade da escola. E as aulas de tecnologia não são ensinadas em todos os lugares. Existe a possibilidade de que algo semelhante aconteça com as aulas de robótica: formalmente elas existirão, mas se serão úteis é uma questão discutível. É claro que exceções são possíveis e coisas grandes e boas surgirão em algum lugar.

Mas de qualquer forma, as canecas são mais indicadas para crianças superdotadas e interessadas em estudar robótica, pois as ajudam a se aprofundar. Portanto, mesmo que a robótica seja introduzida no currículo escolar principal, o movimento circular não pode ser abandonado.

Acredito que praticar robótica desenvolve muito a lógica, aumenta o pensamento sistemático e tudo isso afeta também o grau de consciência nas decisões tomadas. A simples montagem de robôs pode ajudar a desenvolver habilidades motoras finas. As crianças também adquirem conhecimento não apenas sobre como funcionam os robôs, mas também sobre como funcionam os sistemas existentes. Essa habilidade os ajudará no futuro ao projetar seus próprios sistemas em qualquer setor, pois existe um conjunto de regras e restrições em qualquer tipo de atividade.

Tenho certeza que você pode começar a estudar robótica, pelo menos em alguns exemplos simples e ilustrativos, a partir dos 5 aos 6 anos. Uma criança nesta idade já está plenamente consciente de suas ações e também tem um pensamento que ainda não está “coberto” de padrões. Nessa idade, as crianças são muito abertas e simplesmente cheias de ideias e criatividade. Basta dar uma olhada em seus desenhos. Tudo isso pode contribuir no futuro para o desenvolvimento de sistemas qualitativamente novos; essas crianças serão únicas em sua espécie.

Essa disciplina deveria ser incluída no currículo escolar? Não tenho certeza. Afinal, existe um padrão estadual e, sem a devida participação do Estado, é bastante difícil se adaptar a ele com algo inovador. Mas como eletiva, sim. No entanto, agora há uma grande escassez de especialistas que concordem em ensinar essas matérias nas escolas. Penso que isto cabe às instituições de ensino superior técnico, que assumirão este fardo no âmbito do seu trabalho de orientação profissional.

As aulas de robótica ajudam a desenvolver o pensamento lógico e sistemático, bem como as habilidades criativas. São qualidades muito úteis que certamente serão úteis para uma criança no futuro, mesmo que sua carreira não esteja relacionada às ciências técnicas. Se você se aprofundar no processo de prática da robótica, poderá entender que o sucesso nesta área é impossível sem conhecimento de física, matemática, ciência da computação e a capacidade de aplicá-los na resolução de problemas não padronizados. Ou seja, a robótica é uma metadisciplina, e aqueles professores que já organizam clubes para que seus filhos desenvolvam habilidades robóticas certamente receberão dividendos no futuro na forma de desenvolver e nutrir uma personalidade erudita e interessada em seus alunos, que ser capaz de analisar e raciocinar logicamente utilizando conhecimentos de diversas áreas, e trabalhar na intersecção das ciências, que certamente serão procuradas no futuro.

Além disso, não apenas crianças adultas em idade escolar, mas também crianças em idade pré-escolar podem praticar robótica. O elemento de controle do robô para crianças em idade pré-escolar é divertido. Para os alunos do ensino fundamental, as aulas de robótica desenvolvem o raciocínio lógico, e nesta fase eles também têm necessidade de criar coisas novas. Alunos do ensino médio estão interessados ​​​​em criar modelos de robôs para resolver problemas e problemas reais. Via de regra, nesta fase, os alunos já entendem porque estão engajados na robótica e, assim, desenvolvem a necessidade de estudar disciplinas técnicas, realizar atividades de projeto e estudar ciências afins visando a solução de um problema específico.

É claro que deveria haver uma oportunidade de se envolver em robótica, pelo menos como parte de uma atividade em grupo. Em maior medida, a robótica como disciplina escolar pode ter como objetivo explicar e aplicar conhecimentos teóricos adquiridos em sala de aula como uma atividade de projeto aplicada interdisciplinar. Se falamos da disciplina “tecnologia”, geralmente visa adquirir a habilidade prática de criar algo, portanto a robótica também pode ser um elemento dela.

Eu dividiria a robótica em dois grandes componentes: programação e eletrônica.

A posse desses componentes separadamente já transforma os jovens em especialistas requisitados, e a posse simultânea do primeiro e do segundo torna um especialista equivalente a dois.

Acredito que a robótica beneficiará crianças de todas as idades, pois desenvolve uma compreensão geral de como funciona qualquer tecnologia.

Que benefícios o aprendizado da estrutura e do controle dos robôs traz às crianças? Uma pergunta muito correta. Sua relevância se tornará especialmente aguda nos anos 50, quando o poder computacional dos computadores excederá as capacidades do cérebro humano. Já estamos rodeados de tecnologia. Compreender a interface homem-máquina significa controlar máquinas. Nossos filhos precisam lançar agora as bases da interação humano-computador-robô, a fim de evitar os cenários do filme Terminator.

Se falamos de educação escolar, acredito que é necessário incluir aulas de robótica como optativas em aulas com estudo aprofundado de matemática e física para vincular as ciências fundamentais à prática. É necessário iniciar a partir do 5º ano e exclusivamente para interessados.

A tarefa que o sistema educacional russo enfrenta agora é a preparação de engenheiros criativos que possam inventar e implementar novas tecnologias que não têm análogos no mundo. Agora podemos dizer que nos próximos cinco anos as profissões mais procuradas serão as de engenharia. Conseqüentemente, as crianças que agora estarão interessadas em robótica e design são futuros engenheiros inovadores que serão procurados não apenas no mercado russo, mas também no mercado internacional.

Em primeiro lugar, os fundamentos da robótica e da programação ensinam a criança a pensar logicamente, a construir relações corretas de causa e efeito, a realizar operações analíticas e a tirar conclusões corretas. Em segundo lugar, as crianças modernas que estão familiarizadas com vários dispositivos móveis (como smartphones e tablets com interface táctil) não sabem escrever e desenhar à mão, as partes do seu cérebro responsáveis ​​pela criatividade simplesmente não são activadas; Essas crianças não são capazes de criar, apenas recombinam algo ou simplesmente consomem.

A paixão pela robótica, programação e design incentiva crianças de qualquer idade a pensar criativamente e a produzir um produto único. Esta é a chave para um futuro de sucesso não só para uma criança individualmente, mas também para o país como um todo.

As crianças precisam começar a ensinar robótica o mais cedo possível, pois o interesse pelas profissões de engenharia se manifesta literalmente a partir dos 5 anos de idade. Este interesse precisa de ser desenvolvido e promovido em todo o lado, não só nas escolas, mas também nos jardins de infância, nos clubes e círculos privados.

Foto: russianrobotics.ru, dos arquivos pessoais de especialistas

INSTITUIÇÃO DE EDUCAÇÃO ORÇAMENTAL MUNICIPALEDUCAÇÃO ADICIONAL

A CASA DE ARTES E OFÍCIOS PARA CRIANÇAS

MUNICÍPIO

DISTRITO DE CAUCASIA

Esboço da lição

neste tópico : "Lição introdutória em robótica."

Participantes:

alunos da associação “Robô”

1 ano de estudo, 11 a 18 anos

Arte. Caucasiano 2016

Alvo: desenvolver o interesse e o desejo das crianças em se envolver em robótica

Tarefas:

• educacional:

Apresentar às crianças as principais áreas da robótica e da produção robótica moderna;

Formação de conhecimento politécnico sobre as tecnologias mais comuns e promissoras em robótica;

Aprenda a aplicar seus conhecimentos e habilidades em novas situações.

• educacional:

Cultive precisão e paciência ao trabalhar com construtores;

Promover uma atitude solidária com a base material e técnica do laboratório de robótica;

Promova uma cultura de comunicação.

• em desenvolvimento:

Desenvolver independência e capacidade de resolver problemas criativos e inventivos;

- desenvolver a capacidade de observação, a capacidade de raciocinar, discutir, analisar e realizar trabalhos com base em diagramas e mapas tecnológicos;

Desenvolver habilidades de design e tecnológicas, conceitos espaciais.

• economia de saúde:

Conformidade com os regulamentos de segurança.

Equipamento: computador, apresentação multimídia, robôs prontos.

Materiais: diagramas de montagem de robôs, peças de design.

Ferramentas: lápis, régua.

Conceitos básicos usados ​​​​na lição:Lego - robôs, construção, programação.

Formação de UUD(atividades de aprendizagem universais):

UUD pessoal:

1. Desenvolva a curiosidade e a inteligência ao realizar uma variedade de tarefas problemáticas.
2. Desenvolver atenção, perseverança, determinação e capacidade de superar dificuldades.
3. Promova um senso de justiça e responsabilidade.

UUD cognitivo:

1. Familiarize-se com os conceitos Lego - robôs "," projeto», « programação».
2. Selecione peças de uma determinada forma no robô finalizado.
3. Analise a disposição das peças no robô.
4. Construa um robô a partir de peças.
5. Determine o local de uma determinada peça na estrutura.
6. Compare o resultado obtido (intermediário, final) com uma determinada condição.
7. Analise as possíveis opções propostas para a solução correta.
8. Modele um robô a partir de peças.
9. Realize ações extensas de controle e autocontrole: compare o robô finalizado com a amostra.
10. Conheça as regras básicas de trabalho com o construtor.
11. Crie modelos de robôs padrão a partir de peças.

UUD comunicativo:

1. Desenvolver a capacidade de trabalhar individualmente e em grupo.
2. Expresse sua opinião e ouça as opiniões dos outros,

Complemente a opinião dos camaradas, coopere com os pares.

1. Ser capaz de fazer perguntas.

UUD regulatório:

1. Desenvolver a capacidade de determinar o objetivo da atividade em sala de aula.
2. Aceite e salve a tarefa de aprendizagem.
3. Faça o controle final e passo a passo dos resultados.
4. Perceber adequadamente a avaliação do professor.
5. Desenvolver a capacidade de realizar atividades cognitivas e pessoais

reflexão.

Tecnologias pedagógicas utilizadas:

Orientado para a personalidade;

Tecnologia de grupo;

Tecnologia de atividade criativa coletiva;

Economia de saúde;

Treinamento individual.

Plano de aula:

1. Parte organizacional da aula. (2 minutos)
2. Comunique as metas e objetivos da aula (2 minutos)
3. Postando novo material. (10 minutos)
4. Planejamento de atividades.(3 minutos)
5. Trabalho prático. (20 minutos)
6. Resumindo o trabalho. (3 minutos)

Progresso da lição.

1. Parte organizacional da aula. Preparação de trabalhos.

2. Comunicar as metas e objetivos da aula.

Professor: Pessoal, hoje vamos conhecer as principais áreas da robótica e da produção robótica moderna.

3.Mensagem de novo material:

Professor: A robótica é uma ciência aplicada que trata do desenvolvimento de sistemas técnicos automatizados.

A robótica é o primeiro passo para dominar o conhecimento técnico na área de automação. Está diretamente relacionado a ciências como eletrônica, mecânica, ciência da computação, engenharia de rádio e eletrônica.

Tipos de robótica: construção, industrial, aviação, doméstica, extrema, militar, espacial, subaquática.

A palavra “robô” foi cunhada em 1920 pelo escritor tcheco Karel Capek em sua peça de ficção científica. Os robôs nele criados trabalham sem descanso, depois se rebelam e destroem seus criadores

Um robô é um dispositivo automático criado com base no princípio de um organismo vivo. O robô opera de acordo com um programa predefinido. O robô recebe informações sobre o mundo exterior a partir de sensores (análogos dos órgãos sensoriais). Neste caso, o robô pode tanto se comunicar com o operador (receber comandos dele) quanto atuar de forma autônoma.

O desenvolvimento da robótica e dos sistemas de inteligência artificial está progredindo a passos largos. Há apenas 10 anos, apenas manipuladores controlados foram desenvolvidos. Os programas de inteligência artificial visavam uma gama restrita de problemas a serem resolvidos. Com o desenvolvimento das TIC, houve um salto qualitativo no desenvolvimento da robótica.

O desenvolvimento de robôs no futuro poderá mudar significativamente a forma como as pessoas vivem. Máquinas dotadas de inteligência poderão ser utilizadas para uma ampla variedade de trabalhos, principalmente aqueles que não são seguros para os seres humanos.

A robótica industrial é uma das áreas em desenvolvimento com maior sucesso. Já existem fábricas onde 30 robôs montam carros.

Atualmente, uma direção como a criação de próteses biônicas está se desenvolvendo rapidamente. Nas salas de cirurgia do futuro, os robôs se tornarão uma extensão ou um substituto para as mãos dos cirurgiões. Eles são mais precisos e permitem que as operações sejam realizadas em modo de controle remoto.

Os robôs serão dotados da capacidade de “autoaprendizagem”, acumulando experiência própria e utilizando-a nas mesmas situações na execução de outros trabalhos. Qualquer invenção pode ser usada com boas ou más intenções, por isso os cientistas precisam considerar todos os cenários possíveis e antecipar todas as consequências possíveis de suas descobertas.

Um Android é um robô humanóide.

Aulas de robôs:

Manipulativo,que por sua vez são divididos em fixos e móveis.

Robôs de manipulação são máquinas automáticas compostas por um atuador em forma de manipulador com diversos graus de mobilidade e um dispositivo de controle de programa.

Móvel , que por sua vez são divididos em sobre rodas, ambulantes e sobre esteiras. E também rastejar, nadar, voar.

Um robô móvel é uma máquina automática que possui um chassi móvel com acionamentos controlados automaticamente.

Componentes do robô: Os atuadores são os “músculos” dos robôs. Atualmente, os motores mais populares em acionamentos são elétricos, mas também são utilizados outros que utilizam produtos químicos ou ar comprimido.

4.Planejamento de atividades.

Professor: Você aprendeu sobre robôs e robótica, e agora sugiro que você trabalhe em um escritório de design e desenhe seus próprios modelos de robôs, definindo sua finalidade, escopo e equipamentos. Por exemplo: o modelo controla a ordem na rua.

5. Trabalho prático. Os alunos trabalham na criação de um esboço de seu robô. Descreva suas características técnicas.

A robótica é uma das áreas mais promissoras no domínio das tecnologias da Internet e, no nosso tempo, não há necessidade de explicar que o setor das TI é o futuro. A robótica é uma coisa fascinante: projetar um robô é quase criar uma nova criatura, ainda que eletrônica.

Desde a década de 60 do século passado, dispositivos automatizados e autogerenciados que realizam algum trabalho para uma pessoa começaram a ser utilizados para pesquisa e produção, depois no setor de serviços, e desde então, a cada ano se consolidaram mais firmemente em seu lugar na vida das pessoas. É claro que não se pode dizer que na Rússia tudo seja realizado inteiramente por mecanismos independentes, mas um certo vetor nessa direção está definitivamente delineado. O Sberbank já planeja substituir três mil advogados por máquinas inteligentes.

Juntamente com especialistas, tentaremos descobrir por que a robótica é necessária e como abordá-la.

Como a robótica infantil difere da robótica profissional?

Em suma, a robótica infantil visa o estudo de um assunto, enquanto a robótica profissional visa a resolução de problemas específicos. Se os especialistas criam manipuladores industriais que executam diversas tarefas tecnológicas, ou plataformas com rodas especializadas, então os amadores e as crianças, é claro, fazem coisas mais simples.

Tatyana Volkova, funcionária do Centro de Robótica Inteligente: “Via de regra, é aqui que todos começam: eles descobrem os motores e forçam o robô a simplesmente seguir em frente e depois fazer curvas. Quando o robô executa comandos de movimento, você já pode conectar um sensor e fazer o robô se mover em direção à luz ou, ao contrário, “fugir” dela. E então vem a tarefa favorita de todos os iniciantes: um robô que dirige ao longo de uma linha. Existem até várias corridas de robôs organizadas.”

Como você pode saber se seu filho tem uma queda pela robótica?

Primeiro você precisa comprar um conjunto de construção e ver se seu filho gosta de montá-lo. E então você pode entregá-lo ao círculo. As aulas irão ajudá-lo a desenvolver habilidades motoras finas, imaginação, percepção espacial, lógica, concentração e paciência.

Quanto mais cedo você decidir sobre a direção da robótica - design, eletrônica, programação - melhor. Todas as três áreas são vastas e requerem estudo separado.

Alexander Kolotov, especialista líder em programas STEM da Universidade de Innopolis: “Se uma criança gosta de montar conjuntos de construção, então a construção será adequada para ela. Se ele estiver interessado em aprender como as coisas funcionam, então gostará de fazer eletrônica. Se uma criança tem paixão pela matemática, então ela estará interessada em programação.”

Quando começar a aprender robótica?

É melhor começar a estudar e se matricular em clubes desde a infância, porém, não muito cedo - aos 8-12 anos, Especialistas dizem. Anteriormente, é mais difícil para uma criança compreender abstrações compreensíveis e, mais tarde, na adolescência, ela pode desenvolver outros interesses e se distrair. A criança também precisa ser motivada para estudar matemática, para que no futuro seja interessante e fácil para ela projetar mecanismos e circuitos e compor algoritmos.

Dos 8 aos 9 anos As crianças já conseguem entender e lembrar o que são resistor, LED, capacitor e, posteriormente, dominar conceitos da física escolar antes do currículo escolar. Não importa se eles se tornam especialistas nesta área ou não, os conhecimentos e habilidades que adquirem definitivamente não serão em vão.

Aos 14-15 anos você precisa continuar estudando matemática, colocar as aulas de robótica em segundo plano e começar a estudar programação mais seriamente - para entender não apenas algoritmos complexos, mas também estruturas de armazenamento de dados. Em seguida vem a base matemática e o conhecimento em algoritmização, imersão na teoria de mecanismos e máquinas, projeto de equipamentos eletromecânicos de um dispositivo robótico, implementação de algoritmos de navegação automática, algoritmos de visão computacional e aprendizado de máquina.

Alexander Kolotov: “Se neste momento você apresentar a um futuro especialista os fundamentos da álgebra linear, cálculo complexo, teoria da probabilidade e estatística, então, quando ele entrar na universidade, ele já terá uma boa ideia de por que ele deveria prestar atenção adicional a esses assuntos ao receber ensino superior.”

Quais designers escolher?

Cada idade possui seus próprios programas educacionais, construtores e plataformas, variando em grau de complexidade. Você pode encontrar produtos nacionais e estrangeiros. Existem kits caros para robótica (cerca de 30 mil rublos e mais), mas também existem kits mais baratos e muito simples (entre 1-3 mil rublos).

Se a criança 8-11 anos, você pode comprar conjuntos de construção Lego ou Fischertechnik (embora, é claro, os fabricantes tenham ofertas para idades mais jovens e mais velhas). O kit de robótica Lego tem detalhes interessantes, figuras coloridas, é fácil de montar e vem com instruções detalhadas. A série Fischertechnik de kits de construção para robótica aproxima você do processo real de desenvolvimento, aqui você tem fios, plugues e um ambiente de programação visual.

Aos 13-14 anos você pode começar a trabalhar com módulos TRIC ou Arduino, que, segundo Tatyana Volkova, são praticamente um padrão na área de robótica educacional, assim como o Raspberry. TRIC é mais complexo que Lego, mas mais leve que Arduino e Raspberry Ri. Os dois últimos já exigem conhecimentos básicos de programação.

O que mais você precisará estudar?

Programação. Só é possível evitá-lo no estágio inicial, mas depois não dá para viver sem ele. Você pode começar com Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).

Mecânica básica. Você pode começar com artesanato feito de papel, papelão, garrafas, o que é importante para a coordenação motora fina e o desenvolvimento geral. O robô mais simples pode ser feito de peças individuais (motores, fios, um fotosensor e um microcircuito simples). A “Ferramenta de Fabricação com Padre Sperch” irá ajudá-lo a se familiarizar com a mecânica básica.

Noções básicas de eletrônica. Primeiro, aprenda como montar circuitos simples. Para crianças menores de oito anos, os especialistas recomendam o conjunto de construção “Connoisseur”; depois, você pode passar para o conjunto “Noções básicas de eletrônica”. Começar".

Onde as crianças podem praticar robótica?

Se perceber o interesse de uma criança, você pode mandá-la para clubes e cursos, embora possa estudar por conta própria. Durante os cursos, a criança estará sob orientação de especialistas, poderá encontrar pessoas com interesses semelhantes e praticará robótica regularmente.

Também é aconselhável entender imediatamente o que você deseja das aulas: participar de concursos e concorrer a prêmios, participar de atividades de projetos ou simplesmente estudar por conta própria.

Alexey Kolotov: “Para aulas sérias, projetos, participação em competições, é preciso escolher clubes com pequenos grupos de 6 a 8 pessoas e um treinador que conduza os alunos a prêmios em competições, que se desenvolva constantemente e dê tarefas interessantes. Para atividades de hobby, você pode frequentar grupos de até 20 pessoas.”

Como escolher cursos de robótica?

Ao se inscrever nos cursos, preste atenção ao professor, recomenda o diretor comercial da Promobot Oleg Kivokurtsev. “Existem precedentes em que um professor simplesmente dá o equipamento às crianças e então qualquer um pode fazer o que quiser”, concorda Tatyana Volkova com Oleg. Tais atividades serão de pouca utilidade.

Ao escolher os cursos, você também deve prestar atenção no material existente e na base técnica. Existem kits de construção (não apenas Lego), é possível escrever programas, estudar mecânica e eletrônica e fazer projetos você mesmo. Cada dupla de alunos deverá ter seu próprio kit de robótica. De preferência com peças adicionais (rodas, engrenagens, elementos de quadro) se quiser participar em competições. Se várias equipes trabalharem com o mesmo conjunto ao mesmo tempo, provavelmente nenhuma competição séria será esperada.

Saiba de quais competições o clube de robótica participa. Essas competições ajudam você a consolidar as habilidades adquiridas e oferecem uma oportunidade para um maior desenvolvimento?

Competição Robocup 2014

Como estudar robótica por conta própria?

Os cursos exigem dinheiro e tempo. Se o primeiro não for suficiente e você não conseguir ir regularmente a algum lugar, você pode estudar de forma independente com seu filho. É importante que os pais tenham a competência necessária nesta área: sem a ajuda dos pais será muito difícil para uma criança dominar a robótica, alerta Oleg Kivokurtsev.

Encontre material para estudar. Podem ser obtidos na Internet, em livros encomendados, em conferências frequentadas, na revista “Entertaining Robotics”. Para autoaprendizagem, existem cursos online gratuitos, por exemplo, “Construindo robôs e outros dispositivos usando Arduino: de um semáforo a uma impressora 3D”.

Os adultos deveriam aprender robótica?

Se você já deixou a infância, isso não significa que as portas da robótica estejam fechadas para você. Você também pode se inscrever em cursos ou estudar por conta própria.

Se uma pessoa decidir fazer isso por hobby, seu caminho será o mesmo de uma criança. Porém, é claro que é improvável que você consiga avançar além do nível amador sem uma formação profissional (engenheiro projetista, programador e engenheiro eletrônico), embora, é claro, ninguém o proíba de conseguir um estágio em uma empresa e roer teimosamente o granito de uma nova direção para você.

Oleg Kivokurtsev: “Será mais fácil para um adulto dominar a robótica, mas o tempo é um fator importante.”

Para quem tem especialidade semelhante, mas quer se reciclar, também existem diversos cursos para ajudar. Por exemplo, para especialistas em aprendizado de máquina, o curso online gratuito sobre robótica probabilística “Inteligência Artificial em Robótica” será adequado. Há também o programa educacional Intel, o projeto educacional Lectorium e os cursos a distância ITMO. Não se esqueça dos livros, por exemplo, há muita literatura para iniciantes (“Fundamentos de Robótica”, “Introdução à Robótica”, “Manual de Robótica”). Escolha o que é mais claro e adequado para você.

Deve-se lembrar que o trabalho sério difere do hobby amador pelo menos no custo dos equipamentos e na lista de tarefas atribuídas ao funcionário. Uma coisa é montar o robô mais simples com as próprias mãos, outra é praticar, por exemplo, visão computacional. Portanto, é ainda melhor estudar desde cedo os fundamentos de design, programação e engenharia de hardware e posteriormente, se quiser, ingressar em uma universidade especializada.

Em quais universidades devo estudar?

Os cursos relacionados à robótica podem ser encontrados nas seguintes universidades:

— Universidade Tecnológica de Moscou (MIREA, MGUPI, MITHT);

— Universidade Técnica do Estado de Moscou em homenagem. NE Bauman;

— Universidade Tecnológica Estatal de Moscou “Stankin”;

— Universidade Nacional de Pesquisa “MPEI” (Moscou);

— Instituto Skolkovo de Ciência e Tecnologia (Moscou);

— Universidade Estatal de Transporte de Moscou do Imperador Nicolau II;

— Universidade Estatal de Produção Alimentar de Moscovo;

— Universidade Estatal Florestal de Moscovo;

— Universidade Estatal de Instrumentação Aeroespacial de São Petersburgo (SGUAP);

— Universidade Nacional de Pesquisa de Tecnologias da Informação, Mecânica e Óptica de São Petersburgo (ITMO);

— Universidade Técnica do Estado de Magnitogorsk;

— Universidade Técnica do Estado de Omsk;

— Universidade Técnica do Estado de Saratov;

— Universidade de Innopolis (República do Tartaristão);

— Universidade Federal do Sul da Rússia (Universidade Técnica do Estado de Novocherkassk).

O mais importante

Conhecer os fundamentos da robótica poderá em breve ser útil para pessoas comuns, e a oportunidade de se tornar um especialista nesta área parece muito promissora, então definitivamente vale a pena pelo menos tentar sua sorte na robótica.

Uma das áreas mais promissoras no campo das tecnologias de TI é a robótica. Por que? Sim, porque nos próximos quinze anos surgirão no mundo uma dezena de novas profissões, que serão baseadas no conhecimento da área da robótica.

Estamos falando de especialidades como:
designer de robótica industrial;
designer ergonomista;
engenheiro composto;
operador de sistemas robóticos multifuncionais;
designer de robótica infantil;
designer de robôs médicos;
designer de robô doméstico;
projetista de interfaces neurais para controle de robôs.

Dispositivos autocontrolados começaram a ser utilizados na segunda metade do século passado. Inicialmente, os robôs atuaram nas áreas de produção e pesquisa, mas depois migraram com sucesso para o setor de serviços. É claro que os robôs não são um fenômeno de massa no momento, mas o vetor foi escolhido e é quase impossível alterá-lo. É por isso que podemos dizer que num futuro próximo o papel de uma pessoa como trabalhador mudará drasticamente. Mas como abordar a robótica? Por onde começar sua emocionante jornada? Vamos tentar responder a essas perguntas.

Robótica para crianças

É melhor começar a aprender o básico da robótica desde cedo, mas isso não significa que o caminho esteja fechado para um adulto. O fato é que a criança aprende novas habilidades com mais rapidez, não tem preocupações que possam atrapalhar seu hobby preferido. Além disso, a robótica infantil visa estudar um assunto específico, enquanto a robótica profissional trata da resolução de problemas complexos. Por exemplo, crianças e amadores podem desmontar mecanismos simples para entender como funcionam, mas especialistas mais maduros criam manipuladores industriais complexos.

Para saber se uma criança tem queda pela robótica, basta comprar um conjunto de construção (felizmente, hoje não faltam robôs infantis) e ver se ela demonstra interesse no processo de montagem. Se sim, então você encontra um clube de robótica onde a criança pode desenvolver imaginação, lógica, motricidade fina, percepção espacial, paciência e concentração.

Vale ressaltar que existem diferentes áreas da robótica: programação, eletrônica, design. Se o seu filho gosta de construir conjuntos de construção, a construção provavelmente é uma boa opção para ele. Quem tiver interesse em aprender como funciona isso ou aquilo deveria estudar eletrônica. A programação interessará a qualquer jovem matemático.

Com que idade você começa a aprender?

A idade ideal para começar na robótica é dos 8 aos 12 anos. Anteriormente, uma criança pode ter dificuldade em compreender os princípios de funcionamento de determinados mecanismos, e é melhor não falar da vontade de aprender matemática (extremamente necessária para traçar algoritmos, projetar circuitos e mecanismos) desde cedo. Bem, qual de nós queria estudar fórmulas e teoremas quando o tempo estava ótimo lá fora e havia um Sony PlayStation embaixo da TV? A pergunta é retórica.

Mas aos 8-9 anos, as crianças podem entender e lembrar sem problemas o que são um capacitor, um LED e um resistor. Nessa idade, eles já conseguem dominar conceitos da física escolar, significativamente à frente do currículo de nossas instituições de ensino.

Se uma criança não perder o interesse por seu hobby aos 14-15 anos, ela deve continuar a estudar matemática e começar a aprender programação. Fora dos círculos, muitas coisas interessantes o aguardam: uma base matemática, a teoria dos mecanismos e máquinas, a implementação de algoritmos de navegação automática, o projeto de equipamento eletromecânico para um dispositivo robótico, aprendizado de máquina e algoritmos de visão computacional (algo me carregou ausente).

Um pouco sobre como escolher designers

Cada faixa etária possui plataformas educacionais e kits de construção próprios, diferindo em grau de complexidade. Hoje, são apresentados no mercado conjuntos nacionais e estrangeiros, cujo custo varia de 400 a 15.000 hryvnia.
Para uma criança de 8 a 11 anos, conjuntos de construção da BitKit, Fischertechnik ou (é claro, esses fabricantes também têm conjuntos para crianças adultas em seu sortimento). Por exemplo, os produtos BitKit são voltados para o estudo da eletrônica (testei pessoalmente o construtor Omka e escrevi sobre ele no inverno de 2016 -); Fischertechnik - aproxima o desenvolvimento real dos robôs, seus kits possuem plugues, fios e ambiente de programação visual; A Lego oferece conjuntos de construção muito famosos com detalhes interessantes e coloridos, instruções detalhadas e grandes possibilidades.

O padrão em robótica educacional são os módulos Arduino, bem como o computador de placa única. Para trabalhar com eles, você precisará de habilidades básicas de programação, mas, no final das contas, poderá aprender como criar todos os tipos de dispositivos “inteligentes” com suas próprias mãos - desde um sistema de irrigação automático até um sistema de alarme.


Onde praticar robótica?

Os cursos de robótica para crianças na Ucrânia são oferecidos pelas seguintes organizações:
Curso “Stem Fll” da First Lego League;
Curso “Robo-3D Junior” da RoboUa;
Curso “Robo-3D” da Lego Mindstorms;
cursos baseados em Arduino, Lego e Fischertechnik da Robot School;
cursos para crianças a partir dos 4 anos do estúdio MAN;
currículo da Boteon;
Curso “Preparing for Flight” do Singularity Studio;
cursos da escola Smart IT.

Aprendizagem individualizada: é possível?

Para auto-estudo, existem muitos cursos online gratuitos na Internet. Mas é improvável que este formato seja adequado para uma criança, portanto a educação a distância pode ser atraente apenas para um adulto.

Quanto à criança, além de kits interessantes e úteis, serão úteis para ela livros sobre robótica, a saber:

Braga Newton, “Criando robôs em casa”;
Douglas Williams, “Robô Programável Controlado a partir de um PDA”;
Owen Bishop, “O Manual do Desenvolvedor de Robôs”;
Vadim Mitskevich, “Anatomia divertida de robôs”;
Vladimir Gololobov, “Onde os robôs começam.”

Existem muitos trabalhos semelhantes. Infelizmente, a robótica está a desenvolver-se rapidamente e a relevância da informação contida nos livros está a tornar-se obsoleta. Portanto, você deve ter sempre à mão fóruns temáticos e sites especializados.

Qual é o resultado?

Como resultado, obtemos uma direção muito promissora que não deve ser ignorada em hipótese alguma. Se você tem filhos, pense no futuro deles e talvez meu artigo sobre o Keddre se torne um catalisador para encontrar clubes adequados.

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