Ce este necesar pentru robotică la școală. Ce este robotica pentru școlari? Cum să alegi cursurile de robotică

Treptat, tehnologiile înalte devin parte din viața de zi cu zi: „casa inteligentă”, expoziții de artă interactivă, roboți conversaționali. Nu este surprinzător faptul că ei încep să predea bazele programării și roboticii chiar înainte de școală. Centrele de robotică și cluburile de inginerie se deschid din ce în ce mai des. Potrivit diverselor surse, în Rusia există aproximativ 400 de cluburi legate de robotică și IT, nu există încă statistici oficiale; Și acest număr va crește doar.

De la cercul tinerilor ingineri și radioamatori până la secția Robotică

Robotica s-a integrat în procesul educațional în mod organic și aproape tăcut. În 2016, roboții clipesc LED-uri la toate nivelurile instituțiilor de învățământ: de la grădinițe la universități, dar mai ales în școli. Robotica este considerată un instrument pentru studiul aprofundat al disciplinelor precum informatica, fizica și tehnologia. Prin urmare, școlarii pot învăța începuturile roboticii nu numai în cluburi, ci și în școli și universități, unde roboții sunt introduși din ce în ce mai mult în procesul educațional.

Sistemul cerc de educație suplimentară este binecunoscut în special oamenilor din generația mai în vârstă din țările fostelor republici unionale ale URSS. Învățământul sovietic gratuit a fost completat cu generozitate de activități extracurriculare bazate în palate și case ale pionierilor (conform Wikipedia, în 1971 existau 4.400 de „palate” în funcțiune).

Gândirea spațială a fost dezvoltată în viitorii ingineri de către cluburi de modelare tehnică și proiectare și ateliere radio. Elevii au creat modele de mașini și avioane de la zero, au învățat să lucreze cu echipamente (strunguri, mașini de ardere, puzzle și pile) și s-au familiarizat cu principiile electricității.

Sistemul de învățământ sovietic pentru specialități de inginerie și tehnice, din care „cercurile” făceau parte, a fost considerat unul dintre cele mai bune din lume. Astăzi, se obișnuiește să se vorbească mai mult despre dezavantajele educației în Rusia, iar instituțiile de învățământ americane și asiatice ocupă poziții de conducere în domeniul tehnologiei.

Odată cu prăbușirea URSS, a scăzut și cultura educației suplimentare și a cluburilor. Activitățile au devenit plătite, iar subiectele și-au pierdut din varietate: secțiile de sport, școlile de dans și artă au devenit populare. Impactul unei astfel de schimbări în meniul educațional al unei întregi generații de copii poate fi deja judecat acum. Absolvenții universitari cu diplome în științe umaniste nu își găsesc de lucru, iar întreprinderile caută cu disperare personal de inginerie în timpul zilei.

În anii 2000, interesul pentru robotică în educație a devenit din ce în ce mai vizibil. Din 2002, în Rusia au loc competiții interne și internaționale de roboți. În același timp, a fost înființată Asociația Rusă de Robotică Educațională (RAER). Din 2008, Centrul Educațional și Metodologic pentru Robotică Educațională (VUMTSOR) funcționează pe baza RAOR - organizația furnizează manuale și oferă tuturor informații legale și recomandări pentru deschiderea unui club de robotică.

De asemenea, din 2008, Fundația Volnoye Delo a lui Oleg Deripaska a lansat programul Robotică, care sprijină proiecte educaționale și competitive.

În 2014, oamenii au început să vorbească despre roboți la nivel de stat. ASI (Agenția pentru Inițiative Strategice, fondator – Guvernul Federației Ruse) a anunțat Inițiativa Tehnică Națională. Ideea globală a NTI este de a aduce Rusia la un nivel competitiv pe piața de înaltă tehnologie până în 2035. Unul dintre domeniile programului a fost sprijinirea și popularizarea învățământului tehnic.

Odată cu popularizarea roboticii în mediul educațional, a apărut și conceptul de STEM (sau STEAM). Această direcție în procesul educațional global este caracterizată de o abordare interdisciplinară a învățării. Disciplinele cheie sunt codificate în abrevieri: Știință, Tehnologie, Inginerie, Artă (nu întotdeauna), Matematică. Sistemul este conceput pentru a dezvolta viitori ingineri și robotiști.

Cu sprijinul guvernului, se deschid nu doar cluburi, ci și parcuri tehnologice întregi - centre pentru copii care unesc cluburi în diverse domenii tehnice. Nu există încă multe parcuri tehnologice. În luna mai, la Moscova s-a deschis primul centru pentru copii de la Mosgormash, iar parcul tehnologic Quantorium s-a deschis la sfârșitul lunii septembrie. Există, de asemenea, planuri de deschidere de parcuri tehnologice în regiuni. Ar trebui să apară în 17 regiuni: Mordovia, Tatarstan, Chuvashia, Teritoriul Altai și altele.

De la designer la microcircuit

În ciuda faptului că roboții sunt incluși în clasele pentru copiii de vârstă preșcolară, rolul principal în dezvoltarea celor mai tineri viitori ingineri este jucat nu de electronică, ci de creativitate. În sistemul de învățământ STEM, libertatea de a gândi și de a crea este în prim-plan în clasele preșcolare. Prin urmare, în cercurile pentru copiii sub 6 ani, se folosesc în mod activ seturi și cuburi simple de construcție.

Cea mai mare parte a cluburilor de robotică se adresează copiilor de vârstă școlară primară și gimnazială.

„De regulă, programul unor astfel de cursuri pentru copii include o introducere în proiectarea circuitelor, elementele de bază ale programării și robotică. Diferența dintre cluburi este sarcina lor: copilul fie se distrează, fie învață. Pe baza acesteia, sunt selectate metodele și tehnologiile de predare. Scopul global al Clubului ROBBO este de a crește o generație de tineri inovatori care să fie competitivi nu numai pe piața rusă, ci și în lume. Prin urmare, cursul nostru este conceput pentru a lucra cu copii de diferite vârste: cu preșcolari creăm programe de animație și jocuri clasice de calculator (Pac-man, Arkanoid), programăm roboți pentru a îndeplini diverse sarcini, cu școlari ne angajăm în programare în limbaje „adulte”. , modelare 3D, design 3D și imprimare 3D. Așadar, un copil vine la noi doar cu abilități de citit și pleacă cu un robot imprimat pe o imprimantă 3D, asamblat și programat independent”, explică Pavel Frolov, producătorul proiectului de robotică pentru copii pentru educație „ROBBO”.

Robotica completează materialul abordat în lecțiile de tehnologie, fizică și matematică. Dmitry Spivak, directorul clubului de robotică pentru copii din Sankt Petersburg Robx, consideră că în cadrul orelor de club un copil poate aplica cunoștințele de mecanică și electrodinamică și se poate adânci în limbaje de programare bazate pe text (de exemplu, C). „În gimnaziu, elevii noștri încep să se familiarizeze cu Arduino, programe mai complexe de modelare 3D – OpenSCAD, modelare parametrică, în care copiii descriu forme cu cod”, spune Dmitry.

Robotica educațională începe de obicei cu Lego. Kiturile mențin un echilibru între design și programare. După ce copilul a stăpânit elementele de bază, el poate aprofunda una dintre domenii și poate studia programarea și designul mai profund. În clasele cu accent pe programare, studenții lucrează cu diferite limbaje și programe de programare și se angajează în modelarea 3D. Cluburile de design pregătesc viitorii ingineri: aici copiii dezvoltă în mod independent forma și „umplerea” robotului.

Lego and Co.

Piața pentru trusele de construcție STEM și robotizate este destul de diversă. Majoritatea producătorilor acoperă toate categoriile de vârstă, de la truse preșcolare la module quad-core pentru elevii de gimnaziu și liceu.

Liderul mondial și rus în domeniul roboticii educaționale este o subsidiară a holdingului LEGO Group - LEGO Education. Brandul danez deține nu doar truse și dezvoltări metodologice, ci și o rețea de centre specializate pentru copii, precum și Academia LEGO, unde profesorii pot urma cursuri de formare. În prezent, 16 centre educaționale suplimentare sunt parteneri oficiali ai Programelor Lego Education Afterschool din Rusia.

Lego Education este în afaceri din 1980. Linia mărcii include seturi de construcție fără componentă electronică (Lego Simple Mechanisms, First Designs), seturi cu microprocesor și senzori pentru studiul roboticii în școala elementară (Lego WeDo) și seturi pentru demonstrarea principiilor științifice în liceu (Lego Technology and Physics) și setează legendara serie MINDSTORMS.

Similar cu Lego, dar mult mai puțin cunoscută, compania americană Pitsco a fost fondată în 1971 de trei profesori. Seturile STEM elementare pentru copiii mai mici sunt prezentate cu jucării educative generale mai creative - zmee zburătoare, rachete. Roboții sunt incluși în direcția Tetrix - seturi robotizate de construcții metalice, cunoscute pe scară largă în Rusia. Piesele metalice fac aceste seturi universale, Tetrix este compatibil cu controlerul Lego MINDSTORMS. Roboții bazați pe Tetrix participă adesea la competiții, inclusiv la categoriile de studenți.

Platforma deschisă Arduino, spre deosebire de altele, este o placă unică cu un shell software. Acest lucru face din Arduino o bază universală pentru proiectarea robotică la orice nivel în educația copiilor. Mai multe mărci de truse de construcție robotizate au fost create pe baza Arduino. Platforma poate fi achiziționată separat. Dezavantajul platformei este că designul este destul de complex și necesită ca un copil să lucreze cu un fier de lipit.

Trusele domestice sunt reprezentate de două mărci proeminente pe piață - TECHNOLAB și Amperka. Au fost elaborate manuale pentru TECHNOLAB cu sprijinul specialiștilor de la Facultatea de Robotică și Automatizare Complexă a Universității Tehnice de Stat N.E Bauman din Moscova. Produsele TECHNOLAB sunt module tematice și specifice vârstei. Fiecare modul conține mai multe kituri robotizate. Această abordare „en-gros” implică un preț ridicat pentru kiturile de construcție: de la 93 de mii de ruble pe modul pentru copiii de 5-8 ani și până la 400 de mii de ruble pentru un modul de roboți aerieni.

Amperka este un startup din 2010 bazat pe platforma Arduino. Produsele Amperka sunt seturi sub numele jocurilor: „Matryoshka”, „Zmeură”, „Electronics for Dummies”, etc. De asemenea, puteți cumpăra componente individuale de pe site-ul Amperka - plăci Arduino, senzori, comutatoare.

Brandul coreean Robotis oferă kituri de robotică pentru fiecare nivel. Este vorba despre roboți din plastic pentru școala elementară (Robotis Play, Robotis Dream) și roboți umanoizi bazați pe servomotoare Robotis Bioloid.

Producătorii coreeni HunaRobo și RoboRobo se concentrează pe jucării de construcție pentru copii mici și de vârstă mijlocie. Seturile de la brandurile coreene includ elemente de bază: placa de bază, motor și cutie de viteze, receptor RC și panou de control.

VEX Robotics este o companie privată cu accent pe robotica mobilă, cu sediul în SUA. Marca este deținută de Innovation First, Inc., care dezvoltă electronice pentru roboți autonomi de sol. Brandul este împărțit în două direcții - seria VEX IQ pentru entry-level și VEX EDR - o platformă pentru studenții avansați. Roboții mobili cu telecomandă programabili VEX se concentrează pe competiție și abilități de programare.

În loc de o concluzie

O gamă largă de platforme de învățare robotică, sprijinul guvernamental și moda pentru roboți integrează doar robotica în educație. Cluburile și cursurile de inginerie și robotică sunt mai degrabă o excepție, mai ales în regiuni. Cu toate acestea, astăzi sute de mii de copii au posibilitatea de a studia suplimentar în domeniile ingineriei și IT. Și acest număr va crește doar în viitorul apropiat - mass-media raportează despre noile parcuri și cercuri tehnologice, iar autoritățile raportează că sunt pregătite să susțină astfel de inițiative.

Aș dori să cred că integrarea sporită a învățământului tehnic suplimentar va da în cele din urmă un impuls formării mai multor specialiști tehnici de nivel înalt în viitor. Mișcarea cercului se străduiește pentru o acoperire largă - programele de activități de robotică sunt concepute pentru a interesa orice copil. Legile și conceptele tehnice de bază devin din ce în ce mai accesibile. Cursurile de robotică, cel puțin, își lăresc orizonturile și, la maximum, vor oferi viitorului personal de inginerie și tehnică. Credem în maxim!

Victoria Fedoseenko

Voce, limbi străine, punct în cruce sau roboți? Pentru a ajuta părinții care se îndoiesc, experții Smartbabr oferă argumente în favoarea roboticii.

Cursurile de robotică ajută la dezvoltarea gândirii logice și sistematice, precum și a abilităților creative. Chiar dacă copilul dvs. nu devine inginer și nu are nevoie de capacitatea de a controla un robot, atunci înțelegerea modului în care funcționează un dispozitiv automat și experiența de proiectare va fi cu siguranță utilă în alte activități, indiferent de profesia pe care o alege copilul în viitor.

În zilele noastre, școala este în mare parte formală. Nu permite unei persoane să-și construiască cu succes viața într-o lume tehnică complexă. Datorită roboticii, un copil ajunge să cunoască desenul, modelarea 3D, construcția în practică, înțelege percepția tridimensională a spațiului și multe altele. Într-un cuvânt, el învață să gândească nu numai cu „capul”, ci și cu „mâinile”. Și tot în același timp: atât cu capul, cât și cu mâinile.

În cluburile de robotică, elevii de liceu văd legile fizice în acțiune. Elevii din clasele 5-7 rezolvă probleme geometrice și matematice interesante. Copiii de grădiniță și școala elementară care fac robotică își dezvoltă abilitățile motorii, atenția și capacitatea de a lucra în grup.

Dacă robotica este adăugată la curriculumul de bază, chiar și ca materie de tehnologie, sensul ei va începe să se piardă. Astăzi, școlile cheltuiesc timp și resurse în mod selectiv. De exemplu, multe instituții de învățământ nu sprijină copiii supradotați, deși există programe guvernamentale corespunzătoare și implementarea lor este responsabilitatea școlii. Și lecțiile de tehnologie nu se predau peste tot. Există posibilitatea ca ceva asemănător să se întâmple cu orele de robotică: în mod formal vor exista, dar dacă vor fi utile este o problemă discutabilă. Desigur, sunt posibile excepții și lucruri grozave și bune vor clipi undeva.

Dar, în orice caz, cănile sunt mai potrivite pentru copiii supradotați interesați să studieze robotica, deoarece îi ajută să aprofundeze. Prin urmare, chiar dacă robotica este introdusă în programa școlară principală, mișcarea cercului nu poate fi abandonată.

Consider că practicarea roboticii dezvoltă foarte mult logica, mărește gândirea sistematică, iar toate acestea afectează și gradul de conștientizare în deciziile luate. Doar asamblarea roboților poate ajuta la dezvoltarea abilităților motorii fine. De asemenea, copiii dobândesc cunoștințe nu numai despre modul în care funcționează roboții, ci și despre modul în care funcționează sistemele existente. Această abilitate îi va ajuta pe viitor atunci când își proiectează propriile sisteme în orice industrie, deoarece există un set de reguli și restricții în orice tip de activitate.

Sunt sigur că poți începe să studiezi robotica, cel puțin în câteva exemple simple și ilustrative, de la vârsta de 5-6 ani. Un copil la această vârstă este deja pe deplin conștient de acțiunile sale și, de asemenea, are o gândire care nu a devenit încă „încărcată” de tipare. La această vârstă, copiii sunt foarte deschiși și pur și simplu plin de idei și creativitate. Aruncă o privire la desenele lor. Toate acestea pot contribui pe viitor la dezvoltarea unor sisteme noi calitativ, acești copii vor fi unici în felul lor.

Ar trebui inclusă această disciplină în programa școlară? Nu sunt sigur. La urma urmei, există un standard de stat și, fără participarea adecvată a statului, este destul de dificil să te adaptezi la el cu ceva inovator. Dar ca opțional, da. Cu toate acestea, acum există un deficit mare de astfel de specialiști care ar fi de acord să predea aceste discipline în școli. Cred că acest lucru depinde de instituțiile de învățământ superior tehnic, care își vor asuma această povară ca parte a activității lor de orientare în carieră.

Cursurile de robotică ajută la dezvoltarea gândirii logice și sistematice, precum și a abilităților creative. Acestea sunt calități foarte utile care cu siguranță vor fi utile unui copil în viitor, chiar dacă cariera lui nu este legată de științe tehnice. Dacă te aprofundezi în procesul de practicare a roboticii, poți înțelege că succesul în acest domeniu este imposibil fără cunoștințe de fizică, matematică, informatică și capacitatea de a le aplica atunci când rezolvi probleme nestandard. Adică robotica este o meta-disciplină, iar acei profesori care organizează deja cluburi pentru ca copiii lor să-și dezvolte abilitățile robotice vor primi cu siguranță dividende în viitor sub forma dezvoltării și hrănirii unei personalități erudite și interesate în elevii lor, care vor să fie capabil să analizeze și să raționeze logic folosind cunoștințe din diverse domenii și să lucreze la intersecția științelor, care vor fi cu siguranță solicitate în viitor.

În plus, nu numai școlarii adulți, ci și copiii preșcolari se pot angaja în robotică. Elementul de control al robotului pentru preșcolari este distractiv. Pentru elevii de școală elementară, orele de robotică dezvoltă gândirea logică, iar în această etapă au și nevoia de a crea lucruri noi. Elevii de liceu sunt interesați să creeze modele de roboți pentru a rezolva probleme și probleme reale. De regulă, în această etapă, studenții înțeleg deja de ce sunt angajați în robotică și, astfel, își dezvoltă nevoia de a studia discipline tehnice, de a desfășura activități de proiect și de a studia științe conexe menite să rezolve o anumită problemă.

Desigur, ar trebui să existe o oportunitate de a te angaja în robotică, cel puțin ca parte a unei activități de grup. Într-o măsură mai mare, robotica ca disciplină școlară poate avea ca scop explicarea și aplicarea cunoștințelor teoretice dobândite la clasă ca activitate de proiect aplicată interdisciplinară. Dacă vorbim despre disciplina „tehnologie”, aceasta vizează de obicei dobândirea abilității practice de a crea ceva, așa că robotica poate fi și ea un element al acesteia.

Aș împărți robotica în două componente mari: programare și electronică.

Deținerea separată a acestor componente transformă deja tinerii în specialiști căutați, iar posesia simultană a primului și a celui de-al doilea face ca un specialist să echivaleze cu doi.

Cred că robotica va aduce beneficii copiilor de toate vârstele, deoarece dezvoltă o înțelegere generală a modului în care funcționează orice tehnologie.

Ce beneficii le oferă copiilor învățarea structurii și controlului roboților? O intrebare foarte corecta. Relevanța sa va deveni deosebit de acută în 50 de ani, când puterea de calcul a computerelor va depăși capacitățile creierului uman. Suntem deja înconjurați de tehnologie. Înțelegerea interfeței om-mașină înseamnă controlul mașinilor. Copiii noștri trebuie să pună acum bazele interacțiunii om-calculator-robot, pentru a evita scenariile filmului Terminator.

Dacă vorbim de învățământul școlar, cred că este necesar să se includă cursurile de robotică ca opțiune în clasele cu studiu aprofundat al matematicii și fizicii pentru a lega științele fundamentale de practică. Trebuie să începi din clasa a V-a și exclusiv pentru cei interesați.

Sarcina cu care se confruntă acum sistemul de învățământ rus este pregătirea inginerilor creativi care ar putea inventa și implementa noi tehnologii care nu au analogi în lume. Acum putem spune că în următorii cinci ani cele mai solicitate profesii vor fi ingineria. În consecință, acei copii care vor fi interesați acum de robotică și design sunt viitori ingineri inovatori care vor fi solicitați nu numai în Rusia, ci și pe piața internațională.

În primul rând, elementele de bază ale roboticii și programării îl învață pe copil să gândească logic, să construiască relații corecte cauză-efect, să efectueze operațiuni analitice și să tragă corect concluzii. În al doilea rând, copiii moderni care sunt familiarizați cu diverse dispozitive mobile (cum ar fi smartphone-urile și tabletele cu interfață tactilă) nu știu să scrie și să deseneze de mână părțile creierului lor responsabile de creativitate pur și simplu nu sunt activate; Astfel de copii nu sunt capabili să creeze, pot doar să recombine ceva sau pur și simplu să consume.

Pasiunea pentru robotică, programare și design încurajează copiii de orice vârstă să gândească creativ și să producă un produs unic. Aceasta este cheia unui viitor de succes nu numai pentru un copil individual, ci și pentru țară în ansamblu.

Copiii trebuie să înceapă să predea robotica cât mai devreme posibil, deoarece interesul pentru profesiile de inginerie se manifestă literalmente de la vârsta de 5 ani. Acest interes trebuie dezvoltat și promovat peste tot, nu numai în școli, ci și în grădinițe, cluburi private și cercuri.

Foto: russianrobotics.ru, din arhivele personale ale experților

INSTITUȚIE DE ÎNVĂȚĂMÂNT BUGET MUNICIPALEDUCATIE SUPLIMENTARA

CASA DE ARTE SI MESTIERI PENTRU COPII

MUNICIPIUL

RAION CAUCAZIAN

Schița lecției

pe această temă : „Lecție introductivă în robotică”.

Participanti:

studenții asociației „Robot”.

1 an de studii, 11-18 ani

Artă. Caucazian 2016

Ţintă: dezvoltarea interesului și dorinței copiilor de a se angaja în robotică

Sarcini:

• educational:

Introduceți copiii în principalele domenii ale roboticii și producției robotice moderne;

Formarea cunoștințelor politehnice despre cele mai comune și promițătoare tehnologii în robotică;

Învață să-ți aplici cunoștințele și abilitățile în situații noi.

• educational:

Cultivați acuratețea și răbdarea atunci când lucrați cu constructori;

Promovarea unei atitudini grijulii față de baza materială și tehnică a laboratorului de robotică;

Promovează o cultură a comunicării.

• în curs de dezvoltare:

Dezvoltarea independenței și a capacității de a rezolva probleme creative, inventive;

- dezvoltarea abilităților de observare, capacitatea de a raționa, discuta, analiza și efectua lucrări bazate pe diagrame și hărți tehnologice;

Dezvoltați abilitățile de proiectare și tehnologice, concepte spațiale.

• salvarea sănătății:

Respectarea reglementărilor de siguranță.

Echipament: computer, prezentare multimedia, roboți gata de fabricație.

Materiale: diagrame de asamblare robot, piese de proiectant.

Instrumente: creion, riglă.

Concepte de bază folosite în lecție:Lego - roboți, construcție, programare.

Formarea UUD(activitati de invatare universala):

UUD personal:

1. Dezvoltați curiozitatea și inteligența atunci când efectuați o varietate de sarcini problematice.
2. Dezvoltați atenția, perseverența, determinarea și capacitatea de a depăși dificultățile.
3. Încurajează simțul dreptății și al responsabilității.

UUD cognitiv:

1. Familiarizați-vă cu conceptele Lego - roboți "," proiecta», « programare».
2. Selectați părți dintr-o formă dată pe robotul finit.
3. Analizați aranjarea pieselor în robot.
4. Construiește un robot din piese.
5. Determinați locul unei părți date în structură.
6. Comparați rezultatul obținut (intermediar, final) cu o condiție dată.
7. Analizați opțiunile posibile propuse pentru soluția corectă.
8. Modelați un robot din piese.
9. Efectuați acțiuni extinse de control și autocontrol: comparați robotul finit cu proba.
10. Cunoașteți regulile de bază ale lucrului cu constructorul.
11. Creați modele standard de robot din piese.

UUD comunicativ:

1. Dezvoltați capacitatea de a lucra individual și în grup.
2. Exprimă-ți părerea și ascultă părerile celorlalți,

Completați opinia camarazilor, cooperați cu semenii.

1. Să fii capabil să pui întrebări.

UUD de reglementare:

1. Pentru a dezvolta capacitatea de a determina scopul activității în clasă.
2. Acceptați și salvați sarcina de învățare.
3. Efectuați controlul final și pas cu pas al rezultatelor.
4. Percepe în mod adecvat evaluarea profesorului.
5. Pentru a dezvolta capacitatea de a efectua cognitive și personale

reflecţie.

Tehnologii pedagogice utilizate:

Orientat spre personalitate;

Tehnologia grupului;

Tehnologia activității creative colective;

Salvarea sănătății;

Antrenament individual.

Planul lecției:

1. Partea organizatorică a lecției. (2 minute)
2. Comunicați scopurile și obiectivele lecției (2 minute).
3. Postarea de material nou. (10 minute)
4. Planificarea activității.(3 minute)
5. Munca practica. (20 de minute)
6. Rezumând munca. (3 minute)

Progresul lecției.

1. Partea organizatorică a lecției. Pregatirea locurilor de munca.

2. Comunicarea scopurilor și obiectivelor lecției.

Profesor: Băieți, astăzi vom face cunoștință cu principalele domenii ale roboticii și producției robotice moderne.

3. Mesaj de material nou:

Profesor: Robotica este o știință aplicată care se ocupă cu dezvoltarea sistemelor tehnice automatizate.

Robotica este primul pas în stăpânirea cunoștințelor tehnice în domeniul automatizării. Este direct legat de științe precum electronica, mecanica, informatica, ingineria radio și electronica.

Tipuri de robotică: construcții, industrială, aviație, casnică, extremă, militară, spațială, subacvatică.

Cuvântul „robot” a fost inventat în 1920 de scriitorul ceh Karel Capek în piesa sa științifico-fantastică. Roboții creați în ea lucrează fără odihnă, apoi se răzvrătesc și își distrug creatorii

Un robot este un dispozitiv automat creat pe principiul unui organism viu. Robotul funcționează conform unui program prestabilit. Robotul primește informații despre lumea exterioară de la senzori (analogii organelor senzoriale). În acest caz, robotul poate atât comunica cu operatorul (primi comenzi de la acesta), cât și poate acționa autonom.

Dezvoltarea sistemelor de robotică și inteligență artificială progresează cu un pas. Cu doar 10 ani în urmă, au fost dezvoltate doar manipulatoare controlate. Programele de inteligență artificială vizau o gamă restrânsă de probleme de rezolvat. Odată cu dezvoltarea TIC, a existat un salt calitativ în dezvoltarea roboticii.

Dezvoltarea roboților în viitor va putea schimba semnificativ modul de viață al oamenilor. Mașinile dotate cu inteligență vor putea fi folosite pentru o mare varietate de locuri de muncă, în primul rând cele care sunt nesigure pentru oameni.

Robotica industrială este una dintre domeniile cu cea mai mare dezvoltare. Există deja fabrici în care 30 de roboți asamblează mașini.

În prezent, o astfel de direcție precum crearea de proteze bionice se dezvoltă rapid. În sălile de operație ale viitorului, roboții vor deveni o extensie sau un înlocuitor pentru mâinile chirurgilor. Sunt mai precise și permit efectuarea operațiunilor în modul telecomandă.

Roboții vor fi înzestrați cu capacitatea de „auto-învățare”, acumulând propria experiență și folosind-o în aceleași situații atunci când îndeplinesc alte meserii. Orice invenție poate fi folosită cu intenții bune sau cu intenții rele, așa că oamenii de știință trebuie să ia în considerare toate scenariile posibile și să anticipeze toate consecințele posibile ale descoperirilor lor.

Un Android este un robot umanoid.

Clase de roboți:

De manipulare,care la rândul lor se împart în staţionare şi mobile.

Roboții de manipulare sunt mașini automate formate dintr-un actuator sub forma unui manipulator cu mai multe grade de mobilitate și un dispozitiv de control al programului.

Mobil , care la rândul lor sunt împărțite în roți, mers pe jos și urmărite. Și, de asemenea, târât, înot, zbor.

Un robot mobil este o mașină automată care are un șasiu în mișcare cu unități controlate automat.

Componentele robotului: Actuatorii sunt „mușchii” roboților. În prezent, cele mai populare motoare în acții sunt electrice, dar sunt folosite și altele care folosesc substanțe chimice sau aer comprimat.

4.Planificarea activității.

Profesor: Ați învățat despre roboți și robotică, iar acum vă sugerez să lucrați într-un birou de proiectare și să vă desenați propriile modele de roboți, să veniți cu scopul, scopul și echipamentul acestora. De exemplu: modelul controlează ordinea pe stradă.

5. Lucrări practice. Elevii lucrează la crearea unei schițe a robotului lor. Descrieți caracteristicile sale tehnice.

Robotica este una dintre cele mai promițătoare domenii în domeniul tehnologiilor Internet, iar în epoca noastră nu este nevoie să explicăm că sectorul IT este viitorul. Robotica este un lucru fascinant: a proiecta un robot înseamnă aproape a crea o nouă creatură, deși una electronică.

Începând cu anii 60 ai secolului trecut, dispozitivele automate și autogestionabile care fac ceva pentru o persoană au început să fie folosite pentru cercetare și în producție, apoi în sectorul serviciilor, iar de atunci, în fiecare an, au devenit mai ferm stabilite în locul lor în viața oamenilor. Desigur, nu se poate spune că în Rusia totul este realizat în întregime prin mecanisme independente, dar un anumit vector în această direcție este cu siguranță conturat. Sberbank intenționează deja să înlocuiască trei mii de avocați cu mașini inteligente.

Împreună cu experți, vom încerca să ne dăm seama de ce este necesară robotica și cum să o abordăm.

Cum diferă robotica pentru copii de robotica profesională?

Pe scurt, robotica pentru copii are ca scop studierea unei discipline, în timp ce robotica profesională are ca scop rezolvarea unor probleme specifice. Dacă specialiștii creează manipulatoare industriale care îndeplinesc diverse sarcini tehnologice, sau platforme specializate pe roți, atunci amatorii și copiii, desigur, fac lucruri mai simple.

Tatyana Volkova, angajat al Centrului pentru Robotică Inteligentă: „De regulă, de aici începe toată lumea: își dau seama de motoarele și forțează robotul să meargă pur și simplu înainte, apoi să facă viraje. Când robotul execută comenzi de mișcare, puteți deja conecta un senzor și puteți face robotul să se miște spre lumină sau, dimpotrivă, să „fuge” de ea. Și apoi vine sarcina preferată a tuturor începătorilor: un robot care conduce pe o linie. Există chiar și diverse curse de roboți.”

Cum îți poți da seama dacă copilul tău are o înclinație pentru robotică?

Mai întâi trebuie să cumpărați un set de construcție și să vedeți dacă copilului dumneavoastră îi place să îl asamblați. Și apoi poți să-l dai cercului. Cursurile îl vor ajuta să-și dezvolte abilitățile motorii fine, imaginația, percepția spațială, logica, concentrarea și răbdarea.

Cu cât vă puteți decide mai devreme asupra direcției roboticii - design, electronică, programare - cu atât mai bine. Toate cele trei zone sunt vaste și necesită un studiu separat.

Alexander Kolotov, specialist principal în programe STEM la Universitatea Innopolis: „Dacă unui copil îi place să monteze seturi de construcție, atunci construcția i se va potrivi. Dacă este interesat să învețe cum funcționează lucrurile, atunci îi va plăcea să facă electronice. Dacă un copil are o pasiune pentru matematică, atunci va fi interesat de programare.”

Când să începi să înveți robotica?

Cel mai bine este să începeți să studiați și să vă înscrieți în cluburi încă din copilărie, însă nu prea devreme - la 8-12 ani, spun expertii. Mai devreme, pentru un copil este mai dificil să înțeleagă abstracții ușor de înțeles, iar mai târziu, în adolescență, poate dezvolta alte interese și devine distras. De asemenea, copilul trebuie să fie motivat să studieze matematica, astfel încât în ​​viitor să îi fie interesant și ușor să proiecteze mecanisme și circuite și să compună algoritmi.

De la 8-9 ani Copiii pot să înțeleagă și să-și amintească deja ce este un rezistor, un LED, un condensator și mai târziu să stăpânească conceptele de fizică școlară înainte de programa școlară. Indiferent dacă devin sau nu specialiști în acest domeniu, cunoștințele și abilitățile dobândite cu siguranță nu vor fi în zadar.

La 14-15 ani trebuie să continuați să studiați matematica, să împingeți cursurile de robotică în fundal și să începeți să studiați programarea mai serios - pentru a înțelege nu numai algoritmii complexi, ci și structurile de stocare a datelor. Urmează baza matematică și cunoștințele în algoritmizare, imersiunea în teoria mecanismelor și mașinilor, proiectarea echipamentelor electromecanice ale unui dispozitiv robotic, implementarea algoritmilor de navigație automată, algoritmi de viziune computerizată și învățarea automată.

Alexander Kolotov: „Dacă în acest moment introduci un viitor specialist la elementele de bază ale algebrei liniare, calculului complex, teoria probabilității și statisticii, atunci când va intra la universitate, va avea deja o idee bună despre motivul pentru care ar trebui să acorde o atenție suplimentară acestor materii atunci când urmează studii superioare.”

Ce designeri să alegi?

Fiecare vârstă are propriile programe educaționale, constructori și platforme, variind ca grad de complexitate. Puteți găsi produse străine și interne. Există kituri scumpe pentru robotică (în jur de 30 de mii de ruble și mai mult), există și altele mai ieftine, foarte simple (în limita a 1-3 mii de ruble).

Dacă copilul 8-11 ani, puteți cumpăra seturi de construcție Lego sau Fischertechnik (deși, desigur, producătorii au oferte atât pentru vârste mai mici, cât și pentru cele mai în vârstă). Trusa robotică Lego are detalii interesante, figuri colorate, este ușor de asamblat și vine cu instrucțiuni detaliate. Seria Fischertechnik de seturi de construcție pentru robotică vă aduce mai aproape de procesul real de dezvoltare, aici aveți fire, mufe și un mediu vizual de programare.

La 13-14 ani poți începe să lucrezi cu module TRIC sau Arduino, care, potrivit Tatyana Volkova, sunt practic un standard în domeniul roboticii educaționale, precum și Raspberry. TRIC este mai complex decât Lego, dar mai ușor decât Arduino și Raspberry Ri. Ultimele două necesită deja abilități de bază de programare.

Ce altceva ai nevoie pentru a studia?

Programare. Este posibil să o evitați doar în stadiul inițial, dar apoi nu puteți trăi fără ea. Puteți începe cu Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).

Mecanica de bază. Puteți începe cu meșteșuguri din hârtie, carton, sticle, ceea ce este important pentru motricitatea fină și dezvoltarea generală. Cel mai simplu robot poate fi realizat din piese individuale (motoare, fire, un fotosenzor și un microcircuit simplu). „Instrumentul de fabricare cu Tatăl Sperch” vă va ajuta să vă familiarizați cu mecanica de bază.

Bazele electronicii.În primul rând, învață cum să asamblați circuite simple. Pentru copiii sub opt ani, experții recomandă setul de construcție „Connoisseur” apoi puteți trece la setul „Bazele electronice”. Start".

Unde pot practica copiii robotica?

Dacă vezi interesul unui copil, îl poți trimite la cluburi și cursuri, deși poți studia pe cont propriu. Pe parcursul cursurilor, copilul se va afla sub îndrumarea specialiștilor, va putea găsi persoane care au aceleași idei și se va angaja în mod regulat în robotică.

De asemenea, este recomandabil să înțelegeți imediat ce doriți de la cursuri: participați la concursuri și concurați pentru premii, participați la activități de proiect sau pur și simplu studiați pentru dvs.

Alexey Kolotov: „Pentru cursuri serioase, proiecte, participare la competiții, trebuie să alegeți cluburi cu grupuri mici de 6-8 persoane și un antrenor care conduce elevii la premii în competiții, care se dezvoltă constant și oferă sarcini interesante. Pentru activități de hobby, puteți merge în grupuri de până la 20 de persoane.”

Cum să alegi cursurile de robotică?

Când vă înscrieți la cursuri, acordați atenție profesorului, recomandă directorul comercial al Promobot Oleg Kivokurtsev. „Există precedente când un profesor dă pur și simplu echipamentul copiilor și apoi oricine poate face ce vrea”, este de acord cu Oleg Tatyana Volkova. Astfel de activități vor fi de puțin folos.

Atunci când alegeți cursuri, ar trebui să acordați atenție pe baza materială și tehnică existentă. Există truse de construcție (nu doar Lego), este posibil să scrieți programe, să studiați mecanica și electronica și să faceți singur proiecte. Fiecare pereche de elevi ar trebui să aibă propriul kit de robotică. De preferință cu piese suplimentare (roți, angrenaje, elemente de cadru) dacă doriți să participați la concursuri. Dacă mai multe echipe lucrează cu un set deodată, atunci, cel mai probabil, nu se așteaptă o competiție serioasă.

Aflați la ce competiții participă clubul de robotică. Aceste competiții vă ajută să vă consolidați abilitățile dobândite și vă oferă o oportunitate de dezvoltare în continuare?

Concursul Robocup 2014

Cum să studiezi robotica pe cont propriu?

Cursurile necesită bani și timp. Dacă primul nu este suficient și nu veți putea merge regulat undeva, puteți studia independent cu copilul dumneavoastră. Este important ca părinții să aibă competența necesară în acest domeniu: fără ajutorul unui părinte, va fi destul de dificil pentru un copil să stăpânească robotica, avertizează Oleg Kivokurtsev.

Găsiți material de studiat. Ele pot fi luate pe internet, din cărți comandate, la conferințe la care au participat, din revista „Entertaining Robotics”. Pentru auto-studiu, există cursuri online gratuite, de exemplu, „Construirea roboților și a altor dispozitive folosind Arduino: de la un semafor la o imprimantă 3D”.

Ar trebui să învețe adulții robotica?

Dacă ai părăsit deja copilăria, asta nu înseamnă că ușile roboticii sunt închise pentru tine. De asemenea, vă puteți înscrie la cursuri sau le puteți studia pe cont propriu.

Dacă o persoană decide să facă asta ca un hobby, atunci calea sa va fi aceeași cu cea a unui copil. Cu toate acestea, este clar că este puțin probabil să poți avansa dincolo de nivelul de amator fără o educație profesională (inginer proiectant, programator și inginer electronic), deși, desigur, nimeni nu îți interzice să faci un stagiu la o companie. și să roadă cu încăpățânare granitul unei noi direcții pentru tine.

Oleg Kivokurtsev: „Va fi mai ușor pentru un adult să stăpânească robotica, dar timpul este un factor important.”

Pentru cei care au o specialitate similară, dar doresc să se recalifice, există și diverse cursuri de ajutor. De exemplu, pentru specialiștii în învățarea automată va fi potrivit cursul online gratuit despre robotică probabilistică „Inteligenta artificială în robotică”. Există și programul educațional Intel, proiectul educațional Lectorium și cursurile la distanță ITMO. Nu uitați de cărți, de exemplu, există multă literatură pentru începători („Bazele roboticii”, „Introducere în robotică”, „Manual pentru robotică”). Alegeți ceea ce este cel mai clar și mai potrivit pentru dvs.

Trebuie amintit că munca serioasă diferă de hobby-ul amator cel puțin prin costul costurilor cu echipamentele și lista sarcinilor atribuite angajatului. Una este să asamblați cel mai simplu robot cu propriile mâini, dar cu totul alta este să exersați, de exemplu, viziunea computerizată. Prin urmare, este încă mai bine să studiați elementele de bază ale designului, programării și ingineriei hardware de la o vârstă fragedă și ulterior, dacă vă place, intrați într-o universitate specializată.

La ce universități ar trebui să merg să studiez?

Specializările legate de robotică pot fi găsite la următoarele universități:

— Universitatea Tehnologică din Moscova (MIREA, MGUPI, MITHT);

— Universitatea Tehnică de Stat din Moscova numită după. N. E. Bauman;

— Universitatea Tehnologică de Stat din Moscova „Stankin”;

— Universitatea Națională de Cercetare „MPEI” (Moscova);

— Institutul de Știință și Tehnologie Skolkovo (Moscova);

— Universitatea de Transport de Stat din Moscova a împăratului Nicolae al II-lea;

— Universitatea de Stat de Producție Alimentară din Moscova;

— Universitatea Forestieră de Stat din Moscova;

— Universitatea de Stat de Instrumentare Aerospațială din Sankt Petersburg (SGUAP);

— Universitatea Națională de Cercetare de Tehnologii Informaționale, Mecanică și Optică din Sankt Petersburg (ITMO);

— Universitatea Tehnică de Stat Magnitogorsk;

— Universitatea Tehnică de Stat din Omsk;

— Universitatea Tehnică de Stat din Saratov;

— Universitatea Innopolis (Republica Tatarstan);

— Universitatea Federală a Rusiei de Sud (Universitatea Tehnică de Stat Novocherkassk).

Cel mai important

Cunoașterea elementelor de bază ale roboticii poate fi în curând utilă pentru oamenii obișnuiți, iar oportunitatea de a deveni specialist în acest domeniu pare foarte promițătoare, așa că cu siguranță merită să încerci măcar mâna la robotică.

Una dintre cele mai promițătoare domenii din domeniul tehnologiilor IT este robotica. De ce? Da, pentru că în următorii cincisprezece ani vor apărea în lume o duzină de noi profesii, care se vor baza pe cunoștințe din domeniul roboticii.

Vorbim despre astfel de specialități precum:
designer de robotică industrială;
designer ergonomic;
inginer compozit;
operator de sisteme robotizate multifuncționale;
designer de robotică pentru copii;
designer de robot medical;
designer de robot de casă;
proiectant de interfețe neuronale pentru controlul roboților.

Dispozitivele de autocontrol au început să fie folosite în a doua jumătate a secolului trecut. Inițial, roboții au lucrat în domeniile producției și cercetării, dar apoi au migrat cu succes în sectorul serviciilor. Desigur, roboții nu sunt un fenomen de masă în acest moment, dar vectorul a fost ales și este aproape imposibil să-l schimbi. De aceea putem spune că în viitorul apropiat rolul unei persoane ca muncitor se va schimba dramatic. Dar cum să abordăm robotica? De unde să începi călătoria ta incitantă? Să încercăm să răspundem la aceste întrebări.

Robotica pentru copii

Cel mai bine este să înveți noțiunile de bază ale roboticii de la o vârstă fragedă, dar asta nu înseamnă că calea este închisă pentru un adult. Cert este că copilul învață noi abilități mai repede, nu are griji care ar putea interfera cu hobby-ul lui preferat. În plus, robotica pentru copii are ca scop studierea unui anumit subiect, în timp ce robotica profesională se ocupă de rezolvarea unor probleme complexe. De exemplu, copiii și amatorii pot dezasambla mecanisme simple pentru a înțelege cum funcționează, dar specialiștii mai maturi creează manipulatoare industriale complexe.

Pentru a înțelege dacă un copil are o înclinație pentru robotică, este suficient să cumpărați un set de construcție (din fericire, roboții pentru copii nu sunt lipsiți astăzi) și să vedeți dacă își arată interesul pentru procesul de asamblare. Daca da, atunci gasesti un club de robotica in care copilul isi poate dezvolta imaginatia, logica, motricitatea fina, perceptia spatiala, rabdarea si concentrarea.

Este de remarcat faptul că există diferite domenii în robotică: programare, electronică, design. Dacă copilului dumneavoastră îi place să construiască seturi de construcție, construcția este probabil potrivită pentru el. Cei care sunt interesați să învețe cum funcționează un lucru sau altul ar trebui să studieze electronica. Programarea va interesa orice tânăr matematician.

La ce vârstă începi să înveți?

Vârsta ideală pentru a începe în robotică este 8-12 ani. Mai devreme, un copil poate avea dificultăți în înțelegerea principiilor de funcționare a anumitor mecanisme și este mai bine să nu menționăm dorința de a învăța matematica (care este extrem de necesară pentru elaborarea algoritmilor, proiectarea circuitelor și mecanismelor) la o vârstă fragedă. Ei bine, cine dintre noi a vrut să studieze formule și teoreme când vremea era grozavă afară și era o PlayStation Sony sub televizor? Întrebarea este retorică.

Dar la 8-9 ani, copiii fără probleme pot înțelege și își pot aminti ce sunt un condensator, un LED și un rezistor. La această vârstă, ei pot stăpâni deja concepte din fizica școlară, cu mult înaintea curriculum-ului instituțiilor noastre de învățământ.

Dacă un copil nu își pierde interesul pentru hobby-ul său până la vârsta de 14-15 ani, ar trebui să continue să studieze matematica și să înceapă să învețe programarea. În afara cercurilor, îl așteaptă o mulțime de lucruri interesante: o bază matematică, teoria mecanismelor și a mașinilor, implementarea algoritmilor de navigație automată, proiectarea echipamentelor electromecanice pentru un dispozitiv robot, învățarea automată și algoritmi de viziune computerizată (ceva m-a purtat departe).

Câteva despre alegerea designerilor

Fiecare grupă de vârstă are propriile platforme educaționale și constructori, care diferă în grad de complexitate. Astăzi, pe piață sunt prezentate atât seturi străine, cât și interne, al căror cost variază de la 400 la 15.000 de grivne.
Pentru un copil de 8-11 ani, seturi de construcție de la BitKit, Fischertechnik sau (desigur, acești producători au în sortiment și seturi pentru copii adulți). De exemplu, produsele BitKit au ca scop studierea electronicii (eu le-am testat personal constructorul Omka și am scris despre asta în iarna lui 2016 -); Fischertechnik - aduce mai aproape de dezvoltarea reală a roboților, trusele acestora au mufe, fire și un mediu de programare vizuală; Lego oferă seturi de construcție foarte celebre cu detalii interesante și colorate, instrucțiuni detaliate și posibilități grozave.

Standardul în robotica educațională sunt modulele Arduino, precum și computerul cu o singură placă. Pentru a lucra cu ele, veți avea nevoie de abilități de programare de bază, dar în cele din urmă puteți învăța cum să creați tot felul de dispozitive „inteligente” cu propriile mâini - de la un sistem automat de udare la un sistem de alarmă.


Unde să practici robotica?

Cursurile de robotică pentru copii din Ucraina sunt oferite de următoarele organizații:
Curs „Stem Fll” de la First Lego League;
Curs „Robo-3D Junior” de la RoboUa;
Curs „Robo-3D” de la Lego Mindstorms;
cursuri bazate pe Arduino, Lego și Fischertechnik de la Robot School;
cursuri pentru copii de la 4 ani de la studioul MAN;
curriculum de la Boteon;
Curs „Pregătirea pentru zbor” de la Singularity Studio;
cursuri de la școala Smart IT.

Învățare în ritm propriu: este posibil?

Pentru auto-studiu, există multe cursuri online gratuite pe internet. Dar este puțin probabil ca acest format să fie potrivit pentru un copil, așa că educația la distanță poate fi atractivă doar pentru un adult.

În ceea ce privește copilul, pe lângă trusele interesante și utile, îi vor fi utile cărțile despre robotică, și anume:

Braga Newton, „Crearea de roboți acasă”;
Douglas Williams, „Robot programabil controlat de la un PDA”;
Owen Bishop, „Manualul dezvoltatorului de roboți”;
Vadim Mitskevich, „Anatomia distractivă a roboților”;
Vladimir Gololobov, „Unde încep roboții”.

Există o mulțime de lucrări similare. Din păcate, robotica se dezvoltă rapid, iar relevanța informațiilor din cărți devine depășită. Prin urmare, ar trebui să aveți întotdeauna la îndemână forumuri tematice și site-uri specializate.

Care este rezultatul?

Drept urmare, obținem o direcție foarte promițătoare, care nu ar trebui ignorată în niciun caz. Dacă aveți copii, gândiți-vă la viitorul lor și poate că articolul meu despre Kedre va deveni un catalizator pentru găsirea cluburilor potrivite.

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.