درس تمهيدي عن الروبوتات مخطط حول الموضوع. دروس الروبوتات. كل ما تريد معرفته الدرس الأول في الروبوتات

تعتبر الروبوتات من أكثر المجالات الواعدة في مجال تكنولوجيا المعلومات. لماذا؟ نعم، لأنه خلال الخمسة عشر عامًا القادمة، ستظهر عشرات المهن الجديدة في العالم، والتي ستعتمد على المعرفة في مجال الروبوتات.

نحن نتحدث عن تخصصات مثل:
مصمم الروبوتات الصناعية.
مصمم بيئة العمل.
مهندس مركب
مشغل الأنظمة الروبوتية متعددة الوظائف؛
مصمم الروبوتات للأطفال.
مصمم الروبوت الطبي؛
مصمم روبوت منزلي؛
مصمم الواجهات العصبية للتحكم في الروبوت.

بدأ استخدام أجهزة التحكم الذاتي في النصف الثاني من القرن الماضي. في البداية، عملت الروبوتات في مجالات الإنتاج والبحث، لكنها انتقلت بعد ذلك بنجاح إلى قطاع الخدمات. بالطبع، الروبوتات ليست ظاهرة جماهيرية في الوقت الحالي، ولكن تم اختيار المتجه ويكاد يكون من المستحيل تغييره. ولهذا السبب يمكننا القول أن دور الشخص كعامل سيتغير بشكل كبير في المستقبل القريب. ولكن كيف نتعامل مع الروبوتات؟ من أين تبدأ رحلتك المثيرة؟ دعونا نحاول الإجابة على هذه الأسئلة.

الروبوتات للأطفال

من الأفضل البدء بتعلم أساسيات الروبوتات في سن مبكرة، لكن هذا لا يعني أن الطريق مغلق أمام الكبار. الحقيقة هي أن الطفل يتعلم مهارات جديدة بشكل أسرع، وليس لديه أي مخاوف قد تتعارض مع هوايته المفضلة. بالإضافة إلى ذلك، تهدف الروبوتات المخصصة للأطفال إلى دراسة موضوع معين، بينما تتعامل الروبوتات الاحترافية مع حل المشكلات المعقدة. على سبيل المثال، يمكن للأطفال والهواة تفكيك آليات بسيطة لفهم كيفية عملها، ولكن المتخصصين الأكثر نضجا يقومون بإنشاء مناورات صناعية معقدة.

لفهم ما إذا كان الطفل لديه ميل للروبوتات، يكفي شراء مجموعة بناء (لحسن الحظ، ليس هناك نقص في روبوتات الأطفال اليوم) ومعرفة ما إذا كان يظهر اهتمامًا بعملية تجميعها. إذا كان الأمر كذلك، فيمكنك العثور على نادي الروبوتات، حيث يمكن للطفل تطوير الخيال والمنطق والحركية الدقيقة والإدراك المكاني والصبر والتركيز.

ومن الجدير بالذكر أن هناك مجالات مختلفة في الروبوتات: البرمجة، والإلكترونيات، والتصميم. إذا كان طفلك يستمتع بمجموعات البناء، فمن المرجح أن يكون البناء مناسبًا له. يجب على أولئك الذين يرغبون في تعلم كيفية عمل هذا الشيء أو ذاك أن يدرسوا الإلكترونيات. البرمجة سوف تثير اهتمام أي عالم رياضيات شاب.

في أي عمر تبدأ التعلم؟

العمر المثالي للبدء في مجال الروبوتات هو من 8 إلى 12 عامًا. في وقت سابق، قد يواجه الطفل صعوبات في فهم مبادئ تشغيل آليات معينة، ومن الأفضل عدم ذكر الرغبة في تعلم الرياضيات (وهو أمر ضروري للغاية لوضع الخوارزميات وتصميم الدوائر والآليات) في سن مبكرة. حسنًا، من منا أراد دراسة الصيغ والنظريات عندما يكون الطقس رائعًا في الخارج وكان هناك جهاز Sony PlayStation أسفل التلفزيون؟ السؤال بلاغي.

ولكن في سن 8-9 سنوات، يمكن للأطفال دون أي مشاكل أن يفهموا ويتذكروا ما هو المكثف، LED، والمقاوم. في هذا العصر، يمكنهم بالفعل إتقان المفاهيم من الفيزياء المدرسية، متقدما بشكل كبير على مناهج مؤسساتنا التعليمية.

إذا لم يفقد الطفل الاهتمام بهوايته بعمر 14-15 سنة، فعليه الاستمرار في دراسة الرياضيات والبدء في تعلم البرمجة. خارج الدوائر، ينتظره الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام: الأساس الرياضي، ونظرية الآليات والآلات، وتنفيذ خوارزميات الملاحة الآلية، وتصميم المعدات الكهروميكانيكية لجهاز آلي، والتعلم الآلي وخوارزميات رؤية الكمبيوتر (شيء حملني بعيد).

قليلا عن اختيار المصممين

كل فئة عمرية لها منصاتها التعليمية ومصمميها، والتي تختلف في درجة التعقيد. اليوم، يتم تقديم مجموعات أجنبية ومحلية في السوق، وتتراوح تكلفتها من 400 إلى 15000 هريفنيا.
بالنسبة لطفل يبلغ من العمر 8 إلى 11 عامًا، يتم استخدام مجموعات البناء من BitKit أو Fischertechnik أو (بالطبع، لدى هذه الشركات المصنعة أيضًا مجموعات للأطفال البالغين في مجموعتها). على سبيل المثال، تهدف منتجات BitKit إلى دراسة الإلكترونيات (لقد اختبرت مُنشئ Omka الخاص بها شخصيًا وكتبت عنه في شتاء 2016 -)؛ Fischertechnik - يقترب من التطوير الحقيقي للروبوتات، حيث تحتوي مجموعاتها على مقابس وأسلاك وبيئة برمجة مرئية؛ تقدم Lego مجموعات بناء مشهورة جدًا بتفاصيل مثيرة للاهتمام وملونة وتعليمات تفصيلية وإمكانيات رائعة.

المعيار في الروبوتات التعليمية هو وحدات Arduino بالإضافة إلى الكمبيوتر ذو اللوحة الواحدة. للعمل معهم، ستحتاج إلى مهارات البرمجة الأساسية، ولكن في النهاية يمكنك تعلم كيفية إنشاء جميع أنواع الأجهزة "الذكية" بيديك - من نظام الري التلقائي إلى نظام الإنذار.


أين تمارس الروبوتات؟

تُقدم دورات الروبوتات للأطفال في أوكرانيا من قبل المنظمات التالية:
دورة "Stem Fll" من First Lego League؛
دورة "Robo-3D Junior" من RoboUa؛
دورة "Robo-3D" من Lego Mindstorms؛
دورات تعتمد على Arduino وLego وFischertechnik من مدرسة الروبوتات؛
دورات للأطفال من سن 4 سنوات من استوديو MAN؛
المنهج من بوتيون.
دورة "الاستعداد للطيران" من Singularity Studio؛
دورات من مدرسة Smart IT.

التعلم الذاتي: هل هو ممكن؟

بالنسبة للدراسة الذاتية، هناك العديد من الدورات التدريبية المجانية عبر الإنترنت على الإنترنت. ولكن من غير المرجح أن يكون هذا التنسيق مناسبا للطفل، لذلك قد يكون التعليم عن بعد جذابا للبالغين فقط.

أما بالنسبة للطفل فإلى جانب المجموعات المثيرة والمفيدة ستكون الكتب الخاصة بالروبوتات مفيدة له وهي:

براغا نيوتن، "إنشاء الروبوتات في المنزل"؛
دوجلاس ويليامز، "الروبوت القابل للبرمجة الذي يتم التحكم فيه من خلال المساعد الرقمي الشخصي"؛
أوين بيشوب، "دليل مطور الروبوت"؛
فاديم ميتسكيفيتش، "التشريح الترفيهي للروبوتات"؛
فلاديمير جولولوبوف، "أين تبدأ الروبوتات".

هناك الكثير من الأعمال المماثلة. لسوء الحظ، تتطور الروبوتات بسرعة وأصبحت أهمية المعلومات الموجودة في الكتب قديمة. لذلك، يجب أن يكون لديك دائما منتديات مواضيعية ومواقع متخصصة في متناول اليد.

ما هي النتيجة؟

ونتيجة لذلك، حصلنا على اتجاه واعد للغاية ولا ينبغي تجاهله تحت أي ظرف من الظروف. إذا كان لديك أطفال، فكر في مستقبلهم وربما تصبح مقالتي عن Keddre حافزًا للعثور على الأندية المناسبة.

إذا وجدت خطأ، يرجى تحديد جزء من النص والنقر عليه السيطرة + أدخل.

يجب أن يحتوي الاختبار على أسئلة بسيطة وواضحة الصياغة حول المصمم، وحول الليغو، وقوانين الفيزياء، والرياضيات، وما إلى ذلك. عدد الأسئلة الموصى به هو من 10 إلى 20. يجيب الطلاب على أسئلة بسيطة ويختبرون مستوى معرفتهم. يوصى بتضمين عدة أسئلة حول البراعة في الاختبار من الدورة: "ماذا لو...". ونتيجة للاختبار، يجب علينا أن نفهم ما إذا كان الطالب قد تعلم أي شيء.

دعونا نعطي بعض الأمثلة أسئلة لرصد المعرفة في مجال الروبوتات للنصف الأول من العام.
1) التصميم هو .....(اختر التعريف الصحيح للمصطلح)

- عملية التجميع الفوضوية للمصمم

- عملية هادفة ينتج عنها منتج حقيقي.

- نوع من النشاط الذي يؤدي إلى تنمية المهارات الحركية الدقيقة لدى الطفل.

2) باستخدام الكلمات الرئيسية، حدد نوع المنشئ: الكرة، الأخدود، زاوية الميل، العوائق.

- منشئ خشبي

- محول

- منشئ مغناطيسي

- منشئ المتاهة

3) حدد الخصائص الرئيسية لمجموعة البناء الخشبية:

- مصنوعة من مواد طبيعية

- يمكنك تجميع أبسط الهياكل فقط

- يعتبر المنشئ الأكثر أمانا

- مناسبة للأطفال في سن المدرسة العليا

4) اختر الكلمة المفقودة: ____________ مجموعة البناء تتكون من طوب بألوان وأحجام مختلفة، والتي يتم "وضعها" على بعضها البعض باستخدام مثبتات خاصة.

- منشئ ناعم

- العاب تركيب

- منشئ الأرضيات

- نماذج للتجميع

5) اختر مجموعة أدوات البناء التي يمكن أن تتحول من نموذج كامل إلى آخر.

- مجموعة مواضيعية

- محول

- منشئ مغناطيسي

- منشئ ناعم

6) ما اسم مجموعة الصفائح والزوايا المعدنية المختلفة التي يتم تثبيتها معاً بالمسامير؟

- منشئ متوهجة

- مكعبات

- منشئ الحديد

- مجموعة مواضيعية

7) الاستخدام المباشر للمواد لتوفير بعض الوظائف الميكانيكية؛ علاوة على ذلك، كل شيء يعتمد على الالتصاق والمقاومة المتبادلة للأجسام. اختر المصطلح الذي يتوافق مع هذا التعريف:

- آلية

- سيارة

- إنسان آلي

- ذكري المظهر

8) من الذي صاغ القوانين الثلاثة للروبوتات؟ ما اسم ولقب كاتب الخيال العلمي الذي صاغ القوانين الثلاثة للروبوتات؟

9) آلة مجسمة تقلد الإنسان وتسعى لتحل محل الإنسان في أي من أنشطته. حدد المصطلح المقابل لهذا التعريف:

- آلية

- سيارة

- إنسان آلي

- ذكري المظهر

10) من هو مخترع كلمة "روبوت"؟ ما هو الاسم الأول والأخير لكاتب الخيال العلمي مؤلف كلمة "ROBOT"؟

11) جهاز أوتوماتيكي تم إنشاؤه على مبدأ الكائن الحي. من خلال التصرف وفقًا لبرنامج مبرمج مسبقًا وتلقي المعلومات حول العالم الخارجي من أجهزة الاستشعار، يقوم بشكل مستقل بتنفيذ عمليات الإنتاج وغيرها من العمليات التي يقوم بها البشر عادةً. حدد المصطلح المقابل لهذا التعريف:

- آلية

- آلة

- إنسان آلي

- ذكري المظهر

12) مجموعة من الآليات التي تحل محل الإنسان أو الحيوان في منطقة معينة؛ يتم استخدامه بشكل رئيسي لأتمتة العمل. اذكر المصطلح المقابل لهذا التعريف:

- آلية

- سيارة

- إنسان آلي

- ذكري المظهر

13) جزء من مجموعة بناء Lego Mindstorms EV3، المصممة لبرمجة حركات دقيقة وقوية للروبوت:

- استشعار تعمل باللمس

- محرك

- حساس الأشعة تحت الحمراء

- استشعار تعمل باللمس

- وحدة EV3

- مستشعر الألوان

- منارة الأشعة تحت الحمراء

مقدمة:

الغرض من هذه الدورة هو تعريفك بعواصف Lego الذهنية. تعرف على كيفية تجميع تصميمات الروبوت الأساسية، وبرمجتها لمهام محددة، وتوجيهك عبر الحلول الأساسية لمشاكل المنافسة الأكثر شيوعًا.

تم تصميم الدورة لأولئك الذين يتخذون خطواتهم الأولى في عالم الروبوتات باستخدام العواصف الذهنية من Lego. على الرغم من أن جميع أمثلة الروبوتات في هذه الدورة مصنوعة باستخدام منشئ Lego Mindstorms EV3، إلا أنه تم شرح برمجة الروبوت باستخدام مثال بيئة تطوير Lego Mindstorms EV3، ومع ذلك، يمكن لأصحاب Lego Mindstorms NXT أيضًا الانضمام إلى دراسة هذه الدورة، ونأمل أنهم سيجدون أيضًا شيئًا مفيدًا لأنفسهم ...

مقدمة:

في الدرس الثاني سنتعرف أكثر على بيئة البرمجة وندرس بالتفصيل الأوامر التي تحدد حركة عربة الروبوت الخاصة بنا والتي تم تجميعها في الدرس الأول. لذلك، دعونا نطلق بيئة برمجة Lego Mindstorms EV3، ونقوم بتحميل مشروع Lessons.ev3 الذي تم إنشاؤه مسبقًا ونضيف برنامجًا جديدًا إلى المشروع - الدرس 2-1. يمكنك إضافة برنامج بطريقتين:

• اختر فريق "ملف" - "إضافة برنامج" (Ctrl+N).
• انقر "+" في علامة تبويب البرامج.

مقدمة:

سنخصص درسنا الثالث لدراسة القدرات الحاسوبية لوحدة EV3 وسنقوم بتحليل أمثلة للحلول العملية للمشكلات التي تتضمن حساب مسار الحركة. أطلقنا بيئة برمجة Lego Mindstorms EV3 مرة أخرى، وقمنا بتحميل مشروع Lessons.ev3 الخاص بنا وأضفنا برنامجًا جديدًا إلى المشروع - الدرس 3-4. لقد تعلمنا كيفية إضافة برنامج جديد إلى المشروع في الدرس السابق.

مقدمة:

تشتمل مجموعة بناء Lego Mindstorms EV3 على أجهزة استشعار مختلفة. وتتمثل المهمة الرئيسية لأجهزة الاستشعار في تقديم المعلومات من البيئة الخارجية إلى وحدة EV3، ومهمة المبرمج هي معرفة كيفية تلقي هذه المعلومات ومعالجتها، مع إعطاء الأوامر اللازمة لمحركات الروبوت. على مدار سلسلة من الدروس، سوف نتعرف تدريجيًا على جميع أجهزة الاستشعار المضمنة في كل من المجموعة المنزلية والتعليمية، ونتعلم كيفية التفاعل معها وحل مهام التحكم في الروبوت الأكثر شيوعًا.

تعد الروبوتات من أكثر المجالات الواعدة في مجال تقنيات الإنترنت، وفي عصرنا هذا لا داعي للتوضيح أن قطاع تكنولوجيا المعلومات هو المستقبل. إن الروبوتات شيء رائع: فتصميم الروبوت يعني تقريبًا إنشاء مخلوق جديد، وإن كان إلكترونيًا.

منذ الستينيات من القرن الماضي، بدأ استخدام الأجهزة الآلية وذاتية الإدارة التي تؤدي بعض الأعمال للشخص في البحث والإنتاج، ثم في قطاع الخدمات، ومنذ ذلك الحين، أصبحت أكثر رسوخًا في كل عام مكانهم في حياة الناس. بالطبع، لا يمكن القول أن كل شيء في روسيا يتم تنفيذه بالكامل من خلال آليات مستقلة، ولكن تم تحديد ناقل معين في هذا الاتجاه بالتأكيد. يخطط سبيربنك بالفعل لاستبدال ثلاثة آلاف محامٍ بأجهزة ذكية.

سنحاول بالتعاون مع الخبراء معرفة سبب الحاجة إلى الروبوتات وكيفية التعامل معها.

كيف تختلف الروبوتات المخصصة للأطفال عن الروبوتات المهنية؟

باختصار، تهدف الروبوتات المخصصة للأطفال إلى دراسة موضوع ما، بينما تهدف الروبوتات الاحترافية إلى حل مشكلات محددة. إذا قام المتخصصون بإنشاء مناورات صناعية تؤدي مهام تكنولوجية مختلفة، أو منصات بعجلات متخصصة، فإن الهواة والأطفال، بالطبع، يقومون بأشياء أبسط.

تاتيانا فولكوفا، موظفة في مركز الروبوتات الذكية: "كقاعدة عامة، هذا هو المكان الذي يبدأ فيه الجميع: فهم يكتشفون المحركات ويجبرون الروبوت على التحرك للأمام ببساطة، ثم الدوران. عندما ينفذ الروبوت أوامر الحركة، يمكنك بالفعل توصيل جهاز استشعار وجعل الروبوت يتحرك نحو الضوء أو، على العكس من ذلك، "الهروب" منه. ثم تأتي المهمة المفضلة لجميع المبتدئين: روبوت يقود سيارته على طول الخط. حتى أن هناك العديد من سباقات الروبوتات المنظمة.

كيف يمكنك معرفة ما إذا كان طفلك لديه ميل للروبوتات؟

تحتاج أولاً إلى شراء مجموعة البناء ومعرفة ما إذا كان طفلك يحب تجميعها. وبعد ذلك يمكنك إعطائها للدائرة. ستساعده الفصول الدراسية على تطوير المهارات الحركية الدقيقة والخيال والإدراك المكاني والمنطق والتركيز والصبر.

كلما تمكنت من تحديد اتجاه الروبوتات - التصميم والإلكترونيات والبرمجة - كلما كان ذلك أفضل. جميع المجالات الثلاثة واسعة وتتطلب دراسة منفصلة.

ألكسندر كولوتوف، متخصص بارز في برامج العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في جامعة إنوبوليس: “إذا كان الطفل يحب تجميع مجموعات البناء، فإن البناء سوف يناسبه. إذا كان مهتمًا بمعرفة كيفية عمل الأشياء، فسوف يستمتع بممارسة الإلكترونيات. إذا كان لدى الطفل شغف بالرياضيات، فسيكون مهتمًا بالبرمجة”.

متى تبدأ في تعلم الروبوتات؟

من الأفضل البدء بالدراسة والتسجيل في الأندية منذ الطفولة، ولكن ليس مبكرًا جدًا - في عمر 8-12 سنة، يقول الخبراء. في وقت سابق، كان الطفل أكثر صعوبة في فهم التجريدات المفهومة، وفي وقت لاحق، في مرحلة المراهقة، قد يطور اهتمامات أخرى ويتشتت انتباهه. كما يحتاج الطفل إلى تحفيزه على دراسة الرياضيات، بحيث يكون في المستقبل شيقاً وسهلاً عليه تصميم الآليات والدوائر، وتركيب الخوارزميات.

من 8-9 سنواتيمكن للأطفال أن يفهموا ويتذكروا بالفعل ماهية المقاوم، ومصباح LED، والمكثف، ثم يتقنون لاحقًا مفاهيم من الفيزياء المدرسية قبل المنهج الدراسي. لا يهم إذا أصبحوا متخصصين في هذا المجال أم لا، فإن المعرفة والمهارات التي اكتسبوها لن تذهب سدى بالتأكيد.

في سن 14-15 سنةتحتاج إلى مواصلة دراسة الرياضيات، ودفع دروس الروبوتات إلى الخلفية والبدء في دراسة البرمجة بجدية أكبر - لفهم ليس فقط الخوارزميات المعقدة، ولكن أيضًا هياكل تخزين البيانات. بعد ذلك يأتي الأساس الرياضي والمعرفة في الخوارزمية، والانغماس في نظرية الآليات والآلات، وتصميم المعدات الكهروميكانيكية لجهاز آلي، وتنفيذ خوارزميات الملاحة التلقائية، وخوارزميات رؤية الكمبيوتر والتعلم الآلي.

ألكسندر كولوتوف: "إذا قمت في هذه اللحظة بتقديم متخصص مستقبلي لأساسيات الجبر الخطي وحساب التفاضل والتكامل المعقد ونظرية الاحتمالات والإحصاء، فبحلول الوقت الذي يدخل فيه الجامعة سيكون لديه بالفعل فكرة جيدة عن سبب انضمامه إلى الجامعة". ينبغي إيلاء اهتمام إضافي لهذه المواضيع عند تلقي التعليم العالي ".

أي المصممين تختار؟

لكل عصر برامجه التعليمية ومنشئاته ومنصاته الخاصة، والتي تتفاوت في درجة التعقيد. يمكنك العثور على المنتجات الأجنبية والمحلية. هناك مجموعات باهظة الثمن للروبوتات (حوالي 30 ألف روبل وأكثر)، وهناك أيضًا مجموعات أرخص وبسيطة جدًا (في حدود 1-3 آلاف روبل).

إذا كان الطفل 8-11 سنة، يمكنك شراء مجموعات بناء Lego أو Fischertechnik (على الرغم من أن الشركات المصنعة تقدم عروضًا للأعمار الأصغر والأكبر سنًا بالطبع). تحتوي مجموعة الروبوتات Lego على تفاصيل مثيرة للاهتمام وأشكال ملونة وسهلة التجميع وتأتي مع تعليمات مفصلة. إن سلسلة Fischertechnik من مجموعات البناء للروبوتات تجعلك أقرب إلى عملية التطوير الحقيقية، حيث لديك الأسلاك والمقابس وبيئة البرمجة المرئية.

في سن 13-14 سنةيمكنك البدء في العمل مع وحدات TRIC أو Arduino، والتي، وفقًا لـ Tatyana Volkova، تعد معيارًا عمليًا في مجال الروبوتات التعليمية، وكذلك Raspberry. TRIC أكثر تعقيدًا من Lego، ولكنها أخف من Arduino وRaspberry Ri. يتطلب الأخيران بالفعل مهارات البرمجة الأساسية.

ماذا سوف تحتاج إلى الدراسة؟

برمجة. من الممكن تجنبه فقط في المرحلة الأولية، ولكن بعد ذلك لا يمكنك العيش بدونه. يمكنك البدء باستخدام Lego Mindstorms وPython وROS (نظام تشغيل الروبوت).

الميكانيكا الأساسية.يمكنك البدء بالحرف اليدوية المصنوعة من الورق والكرتون والزجاجات، وهو أمر مهم للمهارات الحركية الدقيقة والتنمية العامة. يمكن صنع أبسط روبوت من أجزاء فردية (المحركات والأسلاك ومستشعر ضوئي ودائرة كهربائية دقيقة واحدة). ستساعدك "أداة الصنع مع الأب سبيرتش" على التعرف على الآليات الأساسية.

أساسيات الإلكترونيات.أولاً، تعلم كيفية تجميع الدوائر البسيطة. بالنسبة للأطفال دون سن الثامنة، يوصي الخبراء بمجموعة البناء "المتذوق"، ثم يمكنك الانتقال إلى مجموعة "أساسيات الإلكترونيات". يبدأ".

أين يمكن للأطفال ممارسة الروبوتات؟

إذا رأيت اهتمام الطفل، يمكنك إرساله إلى الأندية والدورات، على الرغم من أنه يمكنك الدراسة بنفسك. خلال الدورات، سيكون الطفل تحت إشراف المتخصصين، وسيكون قادرًا على العثور على أشخاص متشابهين في التفكير، وسيعمل على الروبوتات بشكل منتظم.

يُنصح أيضًا أن تفهم على الفور ما تريده من الفصول الدراسية: المشاركة في المسابقات والتنافس على الجوائز، أو المشاركة في أنشطة المشروع، أو ببساطة الدراسة بنفسك.

أليكسي كولوتوف: "بالنسبة للفصول الجادة والمشاريع والمشاركة في المسابقات، تحتاج إلى اختيار أندية بها مجموعات صغيرة من 6-8 أشخاص ومدرب يقود الطلاب إلى جوائز في المسابقات، ويطور نفسه باستمرار ويعطي مهام مثيرة للاهتمام. بالنسبة لأنشطة الهوايات، يمكنك الذهاب إلى مجموعات تصل إلى 20 شخصًا.

كيفية اختيار دورات الروبوتات؟

عند التسجيل للدورات، انتبه للمعلميوصي المدير التجاري لشركة Promobot Oleg Kivokurtsev. "هناك سوابق عندما يقوم المعلم ببساطة بإعطاء الأطفال المعدات، وبعد ذلك يمكن لأي شخص أن يفعل ما يريد،" تتفق تاتيانا فولكوفا مع أوليغ. مثل هذه الأنشطة لن تكون ذات فائدة تذكر.

عند اختيار الدورات، يجب عليك أيضا الانتباه إلى على المواد والقاعدة التقنية الموجودة. هل توجد مجموعات بناء (وليس فقط Lego)، هل من الممكن كتابة البرامج ودراسة الميكانيكا والإلكترونيات وإنشاء المشاريع بنفسك. يجب أن يكون لكل زوج من الطلاب مجموعة الروبوتات الخاصة بهم. ويفضل أن يكون ذلك مع أجزاء إضافية (العجلات، التروس، عناصر الإطار) إذا كنت ترغب في المشاركة في المسابقات. إذا كانت عدة فرق تعمل بمجموعة واحدة في وقت واحد، فمن المرجح أنه لا يتوقع منافسة جدية.

تعرف على المسابقات التي يشارك فيها نادي الروبوتات. هل تساعدك هذه المسابقات على تعزيز مهاراتك المكتسبة وتتيح لك الفرصة لمزيد من التطوير؟

مسابقة روبوكب 2014

كيف تدرس الروبوتات بنفسك؟

الدورات تتطلب المال والوقت. إذا لم يكن الخيار الأول كافيًا ولن تتمكن من الذهاب إلى مكان ما بانتظام، فيمكنك الدراسة بشكل مستقل مع طفلك. من المهم أن يتمتع الآباء بالكفاءة اللازمة في هذا المجال: بدون مساعدة أحد الوالدين، سيكون من الصعب جدًا على الطفل إتقان الروبوتات، كما يحذر أوليغ كيفوكورتسيف.

ابحث عن مادة للدراسة. يمكن أخذها على الإنترنت، من الكتب المطلوبة، في المؤتمرات التي يتم حضورها، من مجلة "Entertaining Robotics". وبالنسبة للدراسة الذاتية، هناك دورات مجانية عبر الإنترنت، على سبيل المثال، “بناء الروبوتات والأجهزة الأخرى باستخدام الأردوينو: من إشارة المرور إلى طابعة ثلاثية الأبعاد”.

هل يجب على البالغين تعلم الروبوتات؟

إذا كنت قد تركت الطفولة بالفعل، فهذا لا يعني أن أبواب الروبوتات مغلقة أمامك. يمكنك أيضًا التسجيل في الدورات أو دراستها بنفسك.

إذا قرر الشخص أن يفعل ذلك كهواية، فسيكون طريقه هو نفس مسار الطفل. ومع ذلك، فمن الواضح أنه من غير المرجح أن تكون قادرًا على تجاوز مستوى الهواة دون الحصول على تعليم احترافي (مهندس تصميم ومبرمج ومهندس إلكترونيات)، على الرغم من أنه لا أحد يمنعك بالطبع من الحصول على تدريب داخلي في إحدى الشركات وقضم الجرانيت بعناد في اتجاه جديد لك.

أوليغ كيفوكورتسيف: "سيكون من الأسهل على الشخص البالغ إتقان الروبوتات، لكن الوقت عامل مهم."

بالنسبة لأولئك الذين لديهم تخصص مماثل، ولكنهم يرغبون في إعادة التدريب، هناك أيضًا دورات مختلفة للمساعدة. على سبيل المثال، بالنسبة للمتخصصين في التعلم الآلي، ستكون الدورة التدريبية المجانية عبر الإنترنت حول الروبوتات الاحتمالية "الذكاء الاصطناعي في الروبوتات" مناسبة. وهناك أيضًا برنامج Intel التعليمي، ومشروع Lectorium التعليمي، ودورات ITMO عن بعد. لا تنس الكتب، على سبيل المثال، هناك الكثير من الأدبيات للمبتدئين ("أساسيات الروبوتات"، "مقدمة في الروبوتات"، "دليل الروبوتات"). اختر ما هو أكثر وضوحًا ومناسبًا لك.

يجب أن نتذكر أن العمل الجاد يختلف عن هواية الهواة على الأقل في تكلفة تكاليف المعدات وقائمة المهام الموكلة إلى الموظف. إن تجميع أبسط روبوت بيديك هو شيء واحد ، ولكن التدرب على رؤية الكمبيوتر على سبيل المثال شيء آخر تمامًا. لذلك، لا يزال من الأفضل دراسة أساسيات التصميم والبرمجة وهندسة الأجهزة منذ سن مبكرة ومن ثم، إذا كنت ترغب في ذلك، الالتحاق بجامعة متخصصة.

ما هي الجامعات التي يجب أن أذهب للدراسة فيها؟

يمكن العثور على التخصصات المتعلقة بالروبوتات في الجامعات التالية:

— جامعة موسكو التكنولوجية (MIREA، MGUPI، MITHT)؛

- جامعة موسكو التقنية الحكومية التي سميت باسمها. إن إي بومان؛

- جامعة موسكو الحكومية التكنولوجية "ستانكين"؛

- جامعة البحوث الوطنية "MPEI" (موسكو)؛

— معهد سكولكوفو للعلوم والتكنولوجيا (موسكو)؛

— جامعة موسكو الحكومية للنقل للإمبراطور نيكولاس الثاني؛

— جامعة موسكو الحكومية لإنتاج الغذاء؛

— جامعة موسكو الحكومية للغابات؛

— جامعة سانت بطرسبرغ الحكومية لمعدات الفضاء الجوي (SGUAP)؛

— جامعة سانت بطرسبرغ الوطنية للبحوث في مجال تكنولوجيا المعلومات والميكانيكا والبصريات (ITMO)؛

— جامعة ماجنيتوجورسك التقنية الحكومية؛

— جامعة أومسك الحكومية التقنية؛

— جامعة ساراتوف التقنية الحكومية؛

— جامعة إنوبوليس (جمهورية تتارستان)؛

— جامعة جنوب روسيا الفيدرالية (جامعة نوفوتشركاسك التقنية الحكومية).

الأكثر أهمية

قد تكون معرفة أساسيات الروبوتات مفيدة قريبًا للأشخاص العاديين، وتبدو فرصة أن تصبح متخصصًا في هذا المجال واعدة جدًا، لذلك من المؤكد أن الأمر يستحق على الأقل تجربة الروبوتات.

اليوم، أصبحت دروس الروبوتات تحظى بشعبية كبيرة. تساعد هذه الدروس تلاميذ المدارس على تكوين وتطوير التفكير النقدي، وتعلم كيفية التعامل بشكل خلاق مع عملية حل المشكلات بمستويات مختلفة من التعقيد، وكذلك اكتساب مهارات العمل الجماعي.

جيل جديد

ينتقل التعليم الحديث إلى مرحلة جديدة من تطوره. يبحث العديد من المعلمين وأولياء الأمور عن فرصة لإثارة اهتمام الأطفال بالعلوم، وغرس حب التعلم لديهم وشحنهم بالرغبة في الإبداع والتفكير خارج الصندوق. لقد فقدت الأشكال التقليدية لتقديم المواد أهميتها منذ فترة طويلة. الجيل الجديد ليس مثل أسلافه. إنهم يريدون أن يتعلموا بطريقة مفعمة بالحيوية ومثيرة للاهتمام وتفاعلية. يتنقل هذا الجيل بسهولة مع التقنيات الحديثة. يريد الأطفال أن يتطوروا بحيث لا يواكبون التقنيات سريعة التطور فحسب، بل يشاركون أيضًا بشكل مباشر في هذه العملية.

كثير منهم مهتمون بـ: "ما هي الروبوتات؟ أين يمكنك تعلم هذا؟

التعليم والروبوتات

يتضمن هذا التخصص الأكاديمي موضوعات مثل التصميم والبرمجة والخوارزميات والرياضيات والفيزياء وغيرها من التخصصات المتعلقة بالهندسة. يقام أولمبياد الروبوتات العالمي (أولمبياد الروبوتات العالمي - WRO) سنويًا. في المجال التعليمي، تعد هذه مسابقة ضخمة تتيح لأولئك الذين يواجهون موضوعًا مشابهًا لأول مرة التعرف بشكل أفضل على ماهية الروبوتات. إنه يمنح المشاركين من أكثر من 50 دولة الفرصة لتجربة ذلك. ويشارك في المسابقة حوالي 20 ألف فريق يتكون من أطفال من سن 7 إلى 18 عامًا.

الهدف الرئيسي لـ WRO: تطوير وتعميم STT (الإبداع العلمي والتقني) والروبوتات بين الشباب والأطفال. تعد مثل هذه الأولمبياد أداة تعليمية حديثة في القرن الحادي والعشرين.

فرص جديدة

لكي يفهم الأطفال ماهية الروبوتات بشكل أفضل، تستخدم المسابقات المهارات النظرية والعملية المكتسبة في الفصول الدراسية كجزء من عمل النادي والمناهج المدرسية لدراسة العلوم الطبيعية والعلوم الدقيقة. يتطور الشغف بمجال الروبوتات تدريجيًا إلى رغبة في التعلم بشكل أعمق حول العلوم مثل الرياضيات والفيزياء وعلوم الكمبيوتر والتكنولوجيا.

تعد WRO فرصة فريدة للمشاركين والمراقبين ليس فقط للتعلم بشكل أعمق حول الروبوتات، ولكن أيضًا لتطوير مهارات الإبداع والتفكير النقدي التي تعتبر ضرورية جدًا في القرن الحادي والعشرين.

تعليم

يتزايد الاهتمام بالتخصص التعليمي للروبوتات كل يوم. تتحسن القاعدة المادية وتتطور باستمرار، والعديد من الأفكار التي ظلت حلما حتى وقت قريب، أصبحت الآن حقيقة واقعة. أصبحت دراسة موضوع "أساسيات الروبوتات" ممكنة لعدد كبير من الأطفال. يتعلم الأطفال في الدروس كيفية حل المشكلات بموارد محدودة ومعالجة المعلومات واستيعابها واستخدامها بالطريقة الصحيحة.

يتعلم الأطفال بسهولة. إن جيل الشباب الحديث، الذي نشأ على أدوات مختلفة، كقاعدة عامة، ليس لديه أي صعوبات في إتقان الانضباط "أساسيات الروبوتات"، بشرط أن يكون لديهم الرغبة والعطش للمعرفة الجديدة.

من الضروري أن يكون إعادة تدريب البالغين أكثر صعوبة من تعليم عقول الأطفال النقية ولكن المتعطشة. الاتجاه الإيجابي هو الاهتمام الهائل الذي توليه الوكالات الحكومية الروسية لنشر الروبوتات بين الشباب. وهذا أمر مفهوم، لأن مهمة التحديث وجذب المتخصصين الشباب هي مسألة قدرة الدولة التنافسية على الساحة الدولية.

أهمية الموضوع

اليوم، هناك قضية ملحة بالنسبة لوزارة التعليم وهي إدخال الروبوتات التعليمية في مجموعة التخصصات المدرسية. ويعتبر مجالا هاما للتنمية. في دروس التكنولوجيا، يجب أن يكتسب الأطفال فهمًا للمجال الحديث لتطوير التكنولوجيا والتصميم، مما يمنحهم الفرصة للاختراع وبناء أنفسهم. ليس من الضروري أن يصبح جميع الطلاب مهندسين، ولكن يجب أن تتاح الفرصة للجميع.

بشكل عام، دروس الروبوتات مثيرة للاهتمام للغاية للأطفال. من المهم أن يفهم الجميع - سواء المعلمين أو أولياء الأمور. توفر مثل هذه الفصول فرصة لرؤية التخصصات الأخرى في ضوء مختلف وفهم معنى دراستهم. لكن المعنى، وفهم سبب ضرورة ذلك، هو الذي يحرك عقول الرجال. غيابه ينفي كل جهود المعلمين وأولياء الأمور.

أحد العوامل المهمة هو أن تعلم الروبوتات ليس عملية مرهقة ويمتصها الأطفال تمامًا. لا يقتصر هذا على تنمية شخصية الطالب فحسب، بل يمثل أيضًا فرصة للابتعاد عن الشارع والبيئة غير المواتية والهوايات الخاملة والعواقب التي تترتب على ذلك.

أصل

اسم الروبوتات نفسه يأتي من الروبوتات الإنجليزية المقابلة. التي تطور الأنظمة الآلية التقنية. وفي الإنتاج، فهو أحد الأسس التقنية الرئيسية للتكثيف.

ترتبط جميع قوانين الروبوتات، مثل العلم نفسه، ارتباطًا وثيقًا بالإلكترونيات والميكانيكا والميكانيكا عن بعد والميكانيكا الإلكترونية وعلوم الكمبيوتر وهندسة الراديو والهندسة الكهربائية. تنقسم الروبوتات نفسها إلى الصناعية والبناء والطبية والفضائية والعسكرية وتحت الماء والطيران والمنزلية.

وقد استخدم مفهوم "الروبوتات" لأول مرة في قصصه من قبل كاتب خيال علمي، وكان ذلك في عام 1941 (قصة "كذاب").

كلمة "روبوت" نفسها صيغت في عام 1920 من قبل الكتاب التشيكيين وشقيقه جوزيف. تم تضمينها في مسرحية الخيال العلمي "Rossum's Universal Robots" التي عُرضت عام 1921 وحظيت بنجاح كبير من قبل الجمهور. اليوم يمكن للمرء أن يلاحظ كيف تم تطوير الخط الموضح في المسرحية على نطاق واسع في ضوء التصوير السينمائي للخيال العلمي. جوهر الحبكة: يقوم صاحب المصنع بتطوير وإعداد إنتاج عدد كبير من أجهزة android التي يمكنها العمل دون راحة. لكن هذه الروبوتات تتمرد في النهاية على صانعيها.

أمثلة تاريخية

ومن المثير للاهتمام أن بدايات الروبوتات ظهرت في العصور القديمة. والدليل على ذلك بقايا التماثيل المتحركة التي تم صنعها في القرن الأول قبل الميلاد. كتب هوميروس في الإلياذة عن خادمات مصنوعات من الذهب قادرات على التحدث والتفكير. اليوم، يُطلق على الذكاء الذي تتمتع به الروبوتات اسم الذكاء الاصطناعي. بالإضافة إلى ذلك، يعود الفضل إلى المهندس الميكانيكي اليوناني القديم أرخيتاس من تارانتوم في تصميم وإنشاء الحمام الميكانيكي الطائر. يعود تاريخ هذا الحدث إلى حوالي 400 قبل الميلاد.

وهناك العديد من هذه الأمثلة. لقد تم تغطيتها جيدًا في كتاب آي إم ماكاروف. و Topcheeva Yu.I. "الروبوتات: التاريخ والآفاق." إنه يحكي بطريقة شائعة عن أصول الروبوتات الحديثة، ويحدد أيضًا روبوتات المستقبل والتطور المقابل للحضارة الإنسانية.

أنواع الروبوتات

في المرحلة الحالية، أهم فئات الروبوتات ذات الأغراض العامة هي الروبوتات المتنقلة والمتلاعبة.

الهاتف المحمول عبارة عن آلة أوتوماتيكية ذات هيكل متحرك ومحركات يتم التحكم فيها. يمكن أن تكون هذه الروبوتات قادرة على المشي، أو على عجلات، أو التتبع، أو الزحف، أو السباحة، أو الطيران.

المناول عبارة عن آلة أوتوماتيكية ثابتة أو متحركة، تتكون من مناول يتمتع بعدة درجات من الحركة والتحكم في البرنامج الذي يؤدي وظائف المحرك والتحكم في الإنتاج. تأتي هذه الروبوتات على شكل أرضية أو بوابة أو معلقة. وهي أكثر انتشارًا في صناعات صنع الآلات وبناء الآلات.

طرق التحرك

أصبحت الروبوتات ذات العجلات والمتعقبة منتشرة على نطاق واسع. يعد تحريك روبوت المشي مشكلة ديناميكية صعبة. لا يمكن لمثل هذه الروبوتات أن تتمتع بعد بالحركة المستقرة المتأصلة في البشر.

وفيما يتعلق بالروبوتات الطائرة، يمكننا القول أن معظم الطائرات الحديثة هي كذلك، ولكن يتم التحكم فيها من قبل الطيارين. وفي الوقت نفسه، يمكن للطيار الآلي التحكم في الرحلة في جميع المراحل. تشمل الروبوتات الطائرة أيضًا فئتها الفرعية - صواريخ كروز. تتميز هذه الأجهزة بخفة وزنها وتؤدي مهام خطيرة، بما في ذلك إطلاق النار بناءً على أمر المشغل. بالإضافة إلى ذلك، هناك أجهزة تصميمية قادرة على إطلاق النار بشكل مستقل.

هناك روبوتات طائرة تستخدم تقنيات الدفع التي تستخدمها طيور البطريق وقناديل البحر وأسماك الراي اللساع. يمكن رؤية طريقة الحركة هذه في روبوتات Air Penguin وAir Ray وAir Jelly. يتم تصنيعها بواسطة فيستو. لكن روبوتات RoboBee تستخدم أساليب طيران الحشرات.

من بين الروبوتات الزاحفة، هناك عدد من التطورات التي تشبه في حركتها الديدان والثعابين والرخويات. في هذه الحالة، يستخدم الروبوت قوى الاحتكاك على سطح خشن أو انحناء السطح. هذا النوع من الحركة مفيد للمساحات الضيقة. هناك حاجة لمثل هذه الروبوتات للبحث عن الأشخاص تحت أنقاض المباني المدمرة. الروبوتات الشبيهة بالثعبان قادرة على التحرك في الماء (مثل ACM-R5 المصنوع في اليابان).

تستخدم الروبوتات التي تتحرك على طول سطح عمودي الأساليب التالية:

• على غرار الشخص الذي يتسلق جدارًا به حواف (روبوت ستانفورد كابوتشين) ؛
• على غرار أبو بريص المجهز بأكواب الشفط الفراغي (Wallbot وStickybot).

ومن بين روبوتات السباحة هناك العديد من التطورات التي تتحرك وفق مبدأ تقليد الأسماك. كفاءة هذه الحركة أعلى بنسبة 80% من كفاءة الحركة بالمروحة. تتميز هذه التصميمات بمستويات ضوضاء منخفضة وقدرة عالية على المناورة. ولهذا السبب فهي ذات أهمية كبيرة للباحثين تحت الماء. وتشمل هذه الروبوتات نماذج من جامعة إسيكس - الأسماك الروبوتية والتونة، التي طورها معهد الروبوتات الميدانية. لقد تم تصميمها على غرار الحركة المميزة لسمك التونة. ومن بين الروبوتات التي تقلد حركة الراي اللساع، التطوير الشهير لشركة Festo هو Aqua Ray. والروبوت الذي يتحرك مثل قنديل البحر هو Aqua Jelly من نفس المطور.

عمل النادي

تستهدف معظم نوادي الروبوتات المدارس الابتدائية والثانوية. لكن الأطفال في سن ما قبل المدرسة لا يحرمون من الاهتمام. الدور الرئيسي هنا يلعبه تطوير الإبداع. يجب أن يتعلم الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة التفكير بحرية وترجمة أفكارهم إلى إبداع. ولهذا السبب تهدف دروس الروبوتات في النوادي للأطفال دون سن 6 سنوات إلى الاستخدام النشط للمكعبات ومجموعات البناء البسيطة.

من المؤكد أن المناهج المدرسية أصبحت أكثر تعقيدًا. فهو يمنحك الفرصة للتعرف على فئات مختلفة من الروبوتات، وتجربة نفسك في الممارسة العملية، والتعمق في العلوم. تكشف التخصصات الجديدة عن قدرة الطفل على اكتساب المهارات والمعرفة المهنية في مجال الهندسة المختار.

المجمعات الروبوتية

وصل التطور الحديث للروبوتات إلى مرحلة يبدو فيها أن طفرة قوية في تكنولوجيا الروبوتات على وشك الحدوث. وهذا هو نفسه كما هو الحال مع مكالمات الفيديو والأدوات المحمولة. حتى وقت قريب، بدا كل هذا غير متاح للاستهلاك الشامل. لكنها أصبحت اليوم شائعة وتوقفت عن الدهشة. لكن كل معرض للروبوتات يعرض لنا مشاريع رائعة تأسر روح الإنسان بمجرد التفكير في تنفيذها في حياة المجتمع.

في نظام التعليم، تتيح التركيبات المعقدة للروبوتات إمكانية تنفيذ برنامج باستخدام أنشطة المشروع، ومن بينها ما يلي شائع:

يتحكم

حسب نوع أنظمة التحكم هناك:

• التقنية الحيوية (الأمر، النسخ، شبه التلقائي)؛
• تلقائي (برنامج، متكيف، ذكي)؛
• تفاعلية (آلية، إشرافية، تفاعلية).

تشمل المهام الرئيسية للتحكم في الروبوت ما يلي:

• تخطيط الحركات والمواقف.
• تخطيط القوى واللحظات.
• تحديد البيانات الديناميكية والحركية.
• تحليل الدقة الديناميكية.

إن تطوير طرق التحكم له أهمية كبيرة في مجال الروبوتات. وهذا مهم لعلم التحكم الآلي التقني ونظرية التحكم الآلي.