درس مقدماتی رباتیک طرح کلی موضوع. درس رباتیک. هر آنچه باید بدانید درس اول رباتیک

یکی از نویدبخش ترین حوزه ها در حوزه فناوری اطلاعات، رباتیک است. چرا؟ بله، زیرا طی پانزده سال آینده، ده ها حرفه جدید در جهان ظاهر خواهند شد که مبتنی بر دانش در زمینه رباتیک خواهد بود.

ما در مورد تخصص هایی مانند:
طراح رباتیک صنعتی;
طراح ارگونومیست؛
مهندس کامپوزیت;
اپراتور سیستم های رباتیک چند منظوره؛
طراح رباتیک کودکان;
طراح ربات پزشکی;
طراح ربات خانگی;
طراح رابط های عصبی برای کنترل ربات.

استفاده از دستگاه های خودکنترل در نیمه دوم قرن گذشته آغاز شد. در ابتدا، ربات ها در زمینه های تولید و تحقیق کار می کردند، اما سپس با موفقیت به بخش خدمات مهاجرت کردند. البته ربات ها در حال حاضر یک پدیده انبوه نیستند، اما بردار انتخاب شده است و تغییر آن تقریبا غیرممکن است. به همین دلیل است که می توان گفت در آینده نزدیک نقش یک فرد به عنوان یک کارگر به شدت تغییر خواهد کرد. اما چگونه به رباتیک نزدیک شویم؟ سفر هیجان انگیز خود را از کجا شروع کنیم؟ بیایید سعی کنیم به این سوالات پاسخ دهیم.

رباتیک برای کودکان

بهتر است یادگیری اصول رباتیک را از سنین پایین شروع کنید، اما این بدان معنا نیست که راه برای بزرگسالان بسته است. واقعیت این است که کودک مهارت های جدید را سریعتر یاد می گیرد، او هیچ نگرانی ندارد که بتواند سرگرمی مورد علاقه او را مختل کند. علاوه بر این، رباتیک برای کودکان با هدف مطالعه یک موضوع خاص است، در حالی که رباتیک حرفه ای با حل مسائل پیچیده سر و کار دارد. برای مثال، کودکان و علاقه‌مندان می‌توانند مکانیسم‌های ساده‌ای را از هم جدا کنند تا بفهمند چگونه کار می‌کنند، اما متخصصان بالغ‌تر دستکاری‌کننده‌های صنعتی پیچیده‌تری ایجاد می‌کنند.

برای درک اینکه آیا کودک تمایلی به رباتیک دارد یا خیر، کافی است یک مجموعه ساخت و ساز بخرید (خوشبختانه امروزه ربات های کودکان کم نیستند) و ببینید آیا او به روند مونتاژ آن علاقه نشان می دهد یا خیر. اگر چنین است، می توانید یک باشگاه رباتیک پیدا کنید که در آن کودک می تواند تخیل، منطق، مهارت های حرکتی ظریف، درک فضایی، صبر و تمرکز را توسعه دهد.

شایان ذکر است که در رباتیک زمینه های مختلفی وجود دارد: برنامه نویسی، الکترونیک، طراحی. اگر کودک شما از ساخت مجموعه های ساختمانی لذت می برد، ساخت و ساز به احتمال زیاد برای او مناسب است. کسانی که علاقه مند به یادگیری نحوه کار این یا آن چیز هستند باید الکترونیک بخوانند. برنامه نویسی برای هر ریاضیدان جوانی جالب خواهد بود.

از چه سنی شروع به یادگیری می کنید؟

سن ایده آل برای شروع در رباتیک 8-12 سالگی است. پیش از این، یک کودک ممکن است در درک اصول عملکرد مکانیسم های خاص مشکل داشته باشد و بهتر است از تمایل به یادگیری ریاضیات (که برای ترسیم الگوریتم ها، طراحی مدارها و مکانیسم ها بسیار ضروری است) در سنین پایین صحبت نکنیم. خوب، کدام یک از ما می خواستیم زمانی که هوا در بیرون عالی بود و یک پلی استیشن سونی زیر تلویزیون وجود داشت، فرمول ها و قضایا را مطالعه کنیم؟ سوال بلاغی است.

اما در 8-9 سالگی، کودکان بدون هیچ مشکلی می توانند درک کنند و به یاد بیاورند که خازن، LED و مقاومت چیست. در این سن، آنها می توانند مفاهیم فیزیک مدرسه را به طور قابل توجهی جلوتر از برنامه درسی موسسات آموزشی ما تسلط دهند.

اگر کودکی در سن 15-14 سالگی علاقه خود را به سرگرمی خود از دست نداد، باید به مطالعه ریاضیات ادامه دهد و شروع به یادگیری برنامه نویسی کند. در خارج از دایره، چیزهای جالب زیادی در انتظار او است: یک مبنای ریاضی، تئوری مکانیسم ها و ماشین ها، اجرای الگوریتم های ناوبری خودکار، طراحی تجهیزات الکترومکانیکی برای یک دستگاه روباتیک، الگوریتم های یادگیری ماشین و بینایی کامپیوتر (چیزی مرا به همراه داشت. دور).

کمی در مورد انتخاب طراحان

هر گروه سنی پلتفرم‌ها و سازندگان آموزشی خاص خود را دارد که از نظر میزان پیچیدگی متفاوت است. امروزه مجموعه های خارجی و داخلی هر دو در بازار ارائه می شوند که هزینه آنها از 400 تا 15000 گریونا متغیر است.
برای یک کودک 8-11 ساله، مجموعه های ساختمانی از BitKit، Fischertechnik یا (البته، این سازندگان مجموعه هایی برای کودکان بزرگسال نیز در مجموعه خود دارند). به عنوان مثال، محصولات BitKit با هدف مطالعه الکترونیک هستند (من شخصا سازنده Omka آنها را آزمایش کردم و در زمستان 2016 در مورد آن نوشتم -). Fischertechnik - به توسعه واقعی ربات ها نزدیک تر می شود، کیت های آنها دارای شاخه ها، سیم ها و محیط برنامه نویسی بصری است. لگو مجموعه های ساختمانی بسیار معروفی را با جزئیات جالب و رنگارنگ، دستورالعمل های دقیق و امکانات عالی ارائه می دهد.

استاندارد در رباتیک آموزشی ماژول های آردوینو و همچنین کامپیوتر تک بردی است. برای کار با آنها، به مهارت های برنامه نویسی اولیه نیاز دارید، اما در نهایت می توانید یاد بگیرید که چگونه انواع دستگاه های "هوشمند" را با دستان خود ایجاد کنید - از یک سیستم آبیاری خودکار تا یک سیستم هشدار.


رباتیک را کجا تمرین کنیم؟

دوره های رباتیک برای کودکان در اوکراین توسط سازمان های زیر ارائه می شود:
دوره "Stem Fll" از First Lego League;
دوره "Robo-3D Junior" از RoboUa;
دوره "Robo-3D" از Lego Mindstorms.
دوره های مبتنی بر Arduino، Lego و Fischertechnik از Robot School.
دوره های آموزشی برای کودکان 4 ساله از استودیوی MAN.
برنامه درسی از Boteon;
دوره "آماده شدن برای پرواز" از استودیو Singularity.
دوره های آموزشی از مدرسه هوشمند فناوری اطلاعات.

یادگیری خود گام: آیا ممکن است؟

برای خودآموزی، دوره های آنلاین رایگان زیادی در اینترنت وجود دارد. اما بعید است که این قالب برای یک کودک مناسب باشد، بنابراین آموزش از راه دور ممکن است فقط برای بزرگسالان جذاب باشد.

در مورد کودک، علاوه بر کیت های هیجان انگیز و مفید، کتاب های مربوط به رباتیک برای او مفید خواهد بود، یعنی:

براگا نیوتن، "ایجاد روبات در خانه"؛
داگلاس ویلیامز، "ربات قابل برنامه ریزی کنترل شده از PDA"؛
اوون بیشاپ، "راهنمای توسعه دهنده ربات"؛
وادیم میتسکویچ، "آناتومی سرگرم کننده ربات ها"؛
ولادیمیر گلولوبوف، "جایی که روبات ها شروع می شوند."

کارهای مشابه زیاد است. متأسفانه، روباتیک به سرعت در حال توسعه است و ارتباط اطلاعات در کتاب ها قدیمی شده است. بنابراین، شما باید همیشه انجمن های موضوعی و سایت های تخصصی در دسترس داشته باشید.

نتیجه چیست؟

در نتیجه به یک جهت بسیار امیدوارکننده می رسیم که تحت هیچ شرایطی نباید نادیده گرفته شود. اگر بچه دارید، به آینده آنها فکر کنید و شاید مقاله من در مورد کدر کاتالیزوری برای پیدا کردن باشگاه های مناسب باشد.

اگر خطایی پیدا کردید، لطفاً قسمتی از متن را برجسته کرده و کلیک کنید Ctrl+Enter.

این آزمون باید حاوی سوالات ساده و واضحی در مورد طراح، درباره لگوها، در مورد قوانین فیزیک، ریاضیات و غیره باشد. تعداد سؤالات پیشنهادی از 10 تا 20 است. دانش آموزان به سؤالات ساده پاسخ می دهند و سطح دانش خود را آزمایش می کنند. توصیه می شود چندین سؤال در مورد نبوغ را از چرخه در آزمون قرار دهید: "چه می شود اگر ...". در نتیجه آزمایش باید بفهمیم که دانش آموز چیزی یاد گرفته است یا خیر.

بیایید چند مثال بزنیم سوالات پایش دانش در رباتیک برای نیمه اول سال.
1) طراحی ..... است (تعریف صحیح اصطلاح را انتخاب کنید)

- روند مجموعه آشفته طراح

- یک فرآیند هدفمند که منجر به یک محصول واقعی می شود.

- نوعی فعالیت که منجر به رشد مهارت های حرکتی ظریف کودک می شود.

2) با استفاده از کلمات کلیدی، نوع سازنده را تعیین کنید: توپ، شیار، زاویه تمایل، موانع.

- سازه چوبی

- تبدیل کننده

- سازنده مغناطیسی

- سازنده هزارتو

3) ویژگی های اصلی مجموعه ساختمانی چوبی را انتخاب کنید:

- ساخته شده از مواد طبیعی

- شما فقط می توانید ساده ترین سازه ها را مونتاژ کنید

- ایمن ترین سازنده محسوب می شود

- مناسب برای کودکان در سنین بالاتر

4) کلمه گمشده را انتخاب کنید: ____________مجموعه ساختمانی متشکل از آجرهایی با رنگ‌ها و اندازه‌های مختلف است که با استفاده از بست‌های مخصوص روی یکدیگر قرار می‌گیرند.

- سازنده نرم

- لگو

- کف ساز

- مدل های مونتاژ

5) یک کیت ساخت و ساز را انتخاب کنید که بتواند از یک مدل کامل به مدل دیگر تبدیل شود.

- مجموعه موضوعی

- تبدیل کننده

- سازنده مغناطیسی

- سازنده نرم

6) مجموعه ای از صفحات و گوشه های فلزی مختلف که با پیچ و مهره به هم بسته می شوند نامیده می شود؟

- سازنده درخشان

- مکعبها

- سازنده آهن

- مجموعه موضوعی

7) استفاده مستقیم از مواد برای ارائه برخی عملکردهای مکانیکی. علاوه بر این، همه چیز بر اساس چسبندگی و مقاومت متقابل بدن است. عبارتی را انتخاب کنید که با این تعریف مطابقت دارد:

- سازوکار

- ماشین

- ربات

- اندروید

8) سه قانون رباتیک را چه کسی تدوین کرد؟ نام و نام خانوادگی نویسنده علمی تخیلی که سه قانون رباتیک را تدوین کرد چیست؟

9) ماشینی انسان نما که از شخصی تقلید می کند و به دنبال جایگزینی فرد در هر یک از فعالیت های خود است. اصطلاح مربوط به این تعریف را مشخص کنید:

- سازوکار

- ماشین

- ربات

- اندروید

10) چه کسی کلمه "ربات" را ابداع کرد؟ نام و نام خانوادگی نویسنده علمی تخیلی نویسنده کلمه "ROBOT" چیست؟

11) دستگاهی خودکار که بر اساس اصل یک موجود زنده ایجاد شده است. طبق یک برنامه از پیش برنامه ریزی شده عمل می کند و اطلاعات مربوط به دنیای خارج را از حسگرها دریافت می کند، به طور مستقل تولید و سایر عملیات را که معمولاً توسط انسان انجام می شود انجام می دهد. اصطلاح مربوط به این تعریف را مشخص کنید:

- سازوکار

- دستگاه

- ربات

- اندروید

12) مجموعه ای از مکانیسم هایی که جایگزین یک فرد یا حیوان در یک منطقه خاص می شود. این عمدتا برای اتوماسیون کار استفاده می شود. عبارت مربوط به این تعریف را مشخص کنید:

- سازوکار

- ماشین

- ربات

- اندروید

13) بخشی از مجموعه ساخت و ساز Lego Mindstorms EV3 که برای برنامه ریزی حرکات دقیق و قدرتمند ربات طراحی شده است:

- سنسور لمسی

- موتور

- سنسور مادون قرمز

- سنسور لمسی

- ماژول EV3

- سنسور رنگ

- چراغ مادون قرمز

معرفی:

هدف از این دوره آشنایی شما با طوفان ذهنی لگو است. بیاموزید که چگونه طرح‌های ربات‌های اساسی را جمع‌آوری کنید، آنها را برای کارهای خاص برنامه‌ریزی کنید، و راه‌حل‌های اساسی را برای رایج‌ترین مشکلات رقابت راهنمایی کنید.

این دوره برای کسانی طراحی شده است که اولین قدم های خود را به دنیای رباتیک با استفاده از طوفان ذهنی لگو برمی دارند. اگرچه تمام نمونه های ربات در این دوره با استفاده از سازنده Lego mindstorms EV3 ساخته شده اند، اما برنامه نویسی ربات با استفاده از مثال محیط توسعه Lego mindstorms EV3 توضیح داده شده است، با این حال دارندگان Lego mindstorms NXT نیز می توانند به مطالعه این دوره بپیوندند و امیدواریم. که آنها نیز چیزی برای خود مفید خواهند یافت...

معرفی:

در درس دوم با محیط برنامه نویسی بیشتر آشنا می شویم و دستورات تنظیم کننده حرکت گاری ربات ما را که در درس اول مونتاژ شده اند را با جزئیات مطالعه می کنیم. بنابراین، بیایید محیط برنامه نویسی Lego mindstorms EV3 را راه اندازی کنیم، پروژه lessons.ev3 خود را که قبلا ایجاد شده بود بارگذاری کنیم و یک برنامه جدید به پروژه اضافه کنیم - درس 2-1. شما می توانید یک برنامه را به دو روش اضافه کنید:

• تیم را انتخاب کنید "فایل" - "افزودن برنامه" (Ctrl+N).
• کلیک "+" در برگه برنامه ها

معرفی:

ما درس سوم خود را به مطالعه قابلیت های محاسباتی ماژول EV3 اختصاص خواهیم داد و نمونه هایی از راه حل های عملی برای مسائل مربوط به محاسبه مسیر حرکت را تجزیه و تحلیل خواهیم کرد. ما دوباره محیط برنامه نویسی Lego mindstorms EV3 را راه اندازی می کنیم، پروژه lessons.ev3 خود را بارگذاری می کنیم و یک برنامه جدید به پروژه اضافه می کنیم - درس 3-4. نحوه اضافه کردن یک برنامه جدید به پروژه را در درس قبل یاد گرفتیم.

معرفی:

کیت ساخت لگو mindstorms EV3 شامل سنسورهای مختلفی است. وظیفه اصلی سنسورها ارائه اطلاعات از محیط خارجی به ماژول EV3 است و وظیفه برنامه نویس یادگیری نحوه دریافت و پردازش این اطلاعات و دادن دستورات لازم به موتورهای ربات است. در طی یک سری درس، به تدریج با تمام سنسورهای موجود در کیت های خانگی و آموزشی آشنا می شویم، نحوه تعامل با آنها و حل رایج ترین وظایف کنترل ربات را یاد می گیریم.

رباتیک یکی از امیدوار کننده ترین حوزه ها در زمینه فناوری های اینترنت است و در زمان ما نیازی به توضیح نیست که بخش فناوری اطلاعات آینده است. رباتیک چیز جالبی است: طراحی یک ربات تقریباً ایجاد یک موجود جدید، البته الکترونیکی است.

از دهه 60 قرن گذشته، دستگاه های خودکار و خود مدیریتی که کارهایی را برای یک فرد انجام می دهند، شروع به استفاده برای تحقیقات و تولید، سپس در بخش خدمات کردند و از آن زمان، هر سال استوارتر شده اند. جایگاه آنها در زندگی مردم البته، نمی توان گفت که در روسیه همه چیز به طور کامل توسط مکانیسم های مستقل انجام می شود، اما یک بردار خاص در این جهت قطعا مشخص شده است. Sberbank در حال حاضر قصد دارد سه هزار وکیل را با ماشین های هوشمند جایگزین کند.

ما به همراه متخصصان سعی خواهیم کرد بفهمیم که چرا روباتیک مورد نیاز است و چگونه به آن نزدیک شویم.

رباتیک برای کودکان چه تفاوتی با رباتیک حرفه ای دارد؟

به طور خلاصه، رباتیک برای کودکان با هدف مطالعه یک موضوع است، در حالی که رباتیک حرفه ای با هدف حل مشکلات خاص است. اگر متخصصان دستکاری‌کننده‌های صنعتی را ایجاد کنند که وظایف فن‌آوری مختلفی را انجام می‌دهند، یا پلت‌فرم‌های چرخ‌دار تخصصی، البته آماتورها و کودکان کارهای ساده‌تری را انجام می‌دهند.

تاتیانا ولکووا، کارمند مرکز رباتیک هوشمند: "به عنوان یک قاعده، همه از اینجا شروع می کنند: آنها موتورها را کشف می کنند و ربات را مجبور می کنند که به سادگی به جلو برود و سپس بپیچد. هنگامی که ربات دستورات حرکتی را اجرا می کند، می توانید یک حسگر را متصل کنید و ربات را به سمت نور حرکت دهید یا برعکس، از آن "فرار کنید". و سپس وظیفه مورد علاقه همه مبتدیان فرا می رسد: روباتی که در امتداد یک خط رانندگی می کند. حتی مسابقات ربات های مختلفی نیز برگزار می شود.

چگونه می توانید تشخیص دهید که فرزندتان به رباتیک میل دارد؟

ابتدا باید یک مجموعه ساختمانی بخرید و ببینید که آیا فرزندتان دوست دارد آن را مونتاژ کند یا خیر. و سپس می توانید آن را به دایره بدهید. کلاس ها به او کمک می کند تا مهارت های حرکتی خوب، تخیل، ادراک فضایی، منطق، تمرکز و صبر را توسعه دهد.

هر چه زودتر بتوانید در مورد جهت رباتیک - طراحی، الکترونیک، برنامه نویسی - تصمیم بگیرید، بهتر است. هر سه حوزه وسیع هستند و نیاز به مطالعه جداگانه دارند.

الکساندر کولوتوف، متخصص برجسته برنامه های STEM در دانشگاه Innopolis: "اگر کودک دوست دارد مجموعه های ساختمانی را جمع کند، ساخت و ساز برای او مناسب است. اگر او علاقه مند به یادگیری نحوه کار کردن چیزها باشد، از انجام کارهای الکترونیکی لذت خواهد برد. اگر کودکی به ریاضیات علاقه داشته باشد، پس به برنامه نویسی علاقه مند می شود.

از چه زمانی یادگیری رباتیک را شروع کنیم؟

بهتر است از دوران کودکی شروع به مطالعه و ثبت نام در باشگاه ها کنید، البته نه خیلی زود - در 8-12 سالگی، کارشناسان می گویند. در اوایل، درک انتزاعات قابل درک برای کودک دشوارتر است و بعداً در نوجوانی ممکن است علایق دیگری پیدا کند و حواسش پرت شود. همچنین کودک باید برای مطالعه ریاضی انگیزه داشته باشد تا در آینده طراحی مکانیسم ها و مدارها و نوشتن الگوریتم برای او جالب و آسان باشد.

از 8-9 سالگیکودکان می توانند از قبل درک کنند و به خاطر بسپارند که مقاومت، ال ای دی، خازن چیست و بعداً قبل از برنامه درسی مدرسه به مفاهیم فیزیک مدرسه تسلط پیدا کنند. فرقی نمی کند که در این زمینه متخصص شوند یا نه، دانش و مهارت هایی که به دست می آورند قطعا بیهوده نخواهد بود.

در 14-15 سالگیشما باید به مطالعه ریاضیات ادامه دهید، کلاس های رباتیک را در پس زمینه قرار دهید و به طور جدی تر مطالعه برنامه نویسی را شروع کنید - برای درک نه تنها الگوریتم های پیچیده، بلکه ساختارهای ذخیره سازی داده ها. بعد پایه ریاضی و دانش در الگوریتم سازی، غوطه ور شدن در تئوری مکانیزم ها و ماشین ها، طراحی تجهیزات الکترومکانیکی یک دستگاه روباتیک، اجرای الگوریتم های ناوبری خودکار، الگوریتم های بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشینی است.

الکساندر کولوتوف: "اگر در این لحظه یک متخصص آینده را با اصول جبر خطی، حساب مختلط، تئوری احتمالات و آمار آشنا کنید، پس از زمانی که او وارد دانشگاه می شود، از قبل ایده خوبی در مورد دلیل او خواهد داشت. در هنگام دریافت آموزش عالی باید به این موضوعات توجه بیشتری داشته باشد.»

کدام طراحان را انتخاب کنیم؟

هر سنی برنامه های آموزشی، سازندگان و پلتفرم های خاص خود را دارد که در درجه پیچیدگی متفاوت است. شما می توانید محصولات خارجی و داخلی را پیدا کنید. کیت های گران قیمت برای رباتیک (حدود 30 هزار روبل و بیشتر) وجود دارد، همچنین موارد ارزان تر و بسیار ساده (در حدود 1-3 هزار روبل) وجود دارد.

اگر کودک 8-11 سال، می توانید مجموعه های ساختمانی Lego یا Fischertechnik را خریداری کنید (البته، تولید کنندگان پیشنهاداتی برای سنین جوانتر و بزرگتر دارند). کیت رباتیک لگو دارای جزئیات جالب، شکل های رنگارنگ است، به راحتی جمع می شود و دستورالعمل های دقیقی دارد. سری مجموعه های ساختمانی Fischertechnik برای رباتیک شما را به روند توسعه واقعی نزدیک تر می کند، در اینجا شما سیم، دوشاخه و محیط برنامه نویسی بصری دارید.

در 13-14 سالگیشما می توانید با ماژول های TRIC یا Arduino که به گفته تاتیانا ولکووا، عملا یک استاندارد در زمینه رباتیک آموزشی و همچنین Raspberry هستند، شروع به کار کنید. TRIC پیچیده تر از لگو است، اما سبک تر از Arduino و Raspberry Ri است. دو مورد آخر در حال حاضر به مهارت های برنامه نویسی اولیه نیاز دارند.

چه چیز دیگری برای مطالعه نیاز خواهید داشت؟

برنامه نويسي. اجتناب از آن فقط در مرحله اولیه امکان پذیر است، اما پس از آن نمی توانید بدون آن زندگی کنید. می توانید با Lego Mindstorms، Python، ROS (سیستم عامل ربات) شروع کنید.

مکانیک پایه.می توانید با صنایع دستی ساخته شده از کاغذ، مقوا، بطری شروع کنید که برای مهارت های حرکتی ظریف و رشد عمومی مهم است. ساده ترین ربات را می توان از قطعات جداگانه (موتور، سیم، حسگر نوری و یک ریزمدار ساده) ساخت. "ساخت ابزار با Father Sperch" به شما کمک می کند تا با مکانیک اولیه آشنا شوید.

مبانی الکترونیک.ابتدا یاد بگیرید که چگونه مدارهای ساده را جمع آوری کنید. برای کودکان زیر هشت سال، کارشناسان مجموعه ساخت و ساز "Connoisseur" را توصیه می کنند؛ سپس می توانید به مجموعه "مبانی الکترونیک" بروید. شروع کنید".

کودکان کجا می توانند رباتیک تمرین کنند؟

اگر علاقه کودکی را دیدید، می‌توانید او را به باشگاه‌ها و دوره‌ها بفرستید، اگرچه می‌توانید خودتان مطالعه کنید. در طول دوره ها، کودک تحت هدایت متخصصان قرار می گیرد، می تواند افراد همفکر خود را پیدا کند و به طور منظم به رباتیک می پردازد.

همچنین توصیه می شود بلافاصله آنچه را که از کلاس ها می خواهید درک کنید: در مسابقات شرکت کنید و برای جوایز رقابت کنید، در فعالیت های پروژه شرکت کنید یا به سادگی برای خودتان مطالعه کنید.

الکسی کولوتوف: "برای کلاس های جدی، پروژه ها، شرکت در مسابقات، باید باشگاه هایی با گروه های کوچک 6-8 نفره و مربی ای انتخاب کنید که دانش آموزان را به جوایز در مسابقات هدایت کند، که دائما خود را توسعه می دهد و وظایف جالبی را انجام می دهد. برای فعالیت های سرگرمی، می توانید به گروه های حداکثر 20 نفره بروید.

چگونه دوره های رباتیک را انتخاب کنیم؟

هنگام ثبت نام در دوره ها به مدرس توجه کنید، مدیر تجاری Promobot Oleg Kivokurtsev را توصیه می کند. تاتیانا ولکووا با اولگ موافق است: "سابقه هایی وجود دارد که معلم به سادگی تجهیزات را به کودکان می دهد و سپس هر کسی می تواند هر کاری که می خواهد انجام دهد." چنین فعالیت هایی فایده چندانی نخواهد داشت.

در انتخاب رشته ها نیز باید به آن توجه کنید بر اساس مادی و فنی موجود. آیا کیت های ساخت و ساز (نه فقط لگو) وجود دارد، آیا می توان برنامه نوشت، مکانیک و الکترونیک مطالعه کرد و خودتان پروژه ساخت. هر جفت دانش آموز باید کیت رباتیک خود را داشته باشند. اگر می خواهید در مسابقات شرکت کنید، ترجیحاً با قطعات اضافی (چرخ، چرخ دنده، عناصر قاب). اگر چندین تیم به طور همزمان با یک مجموعه کار کنند، به احتمال زیاد، رقابت جدی انتظار نمی رود.

ببینید باشگاه رباتیک در چه مسابقاتی شرکت می کند. آیا این مسابقات به شما کمک می کند تا مهارت های کسب شده خود را تثبیت کنید و فرصتی برای پیشرفت بیشتر فراهم کنید؟

مسابقه روبوکاپ 2014

چگونه به تنهایی رباتیک مطالعه کنیم؟

دوره ها نیاز به هزینه و زمان دارند. اگر اولین مورد کافی نیست و نمی توانید به طور منظم به جایی بروید، می توانید به طور مستقل با فرزند خود مطالعه کنید. مهم است که والدین در این زمینه صلاحیت لازم را داشته باشند: اولگ کیووکورتسف هشدار می دهد که بدون کمک والدین، تسلط بر رباتیک برای کودک بسیار دشوار خواهد بود.

مطالبی برای مطالعه پیدا کنید. آنها را می توان در اینترنت، از کتاب های سفارش داده شده، در کنفرانس های شرکت کننده، از مجله "روباتیک سرگرم کننده" گرفت. برای خودآموزی، دوره های آنلاین رایگان وجود دارد، به عنوان مثال، "ساخت ربات ها و سایر دستگاه ها با استفاده از آردوینو: از چراغ راهنمایی تا چاپگر سه بعدی."

آیا بزرگسالان باید رباتیک را یاد بگیرند؟

اگر دوران کودکی را ترک کرده اید، این بدان معنا نیست که درهای روباتیک به روی شما بسته است. همچنین می توانید در دوره ها ثبت نام کنید یا خودتان آن را مطالعه کنید.

اگر فردی تصمیم به انجام این کار به عنوان یک سرگرمی داشته باشد، مسیر او مانند مسیر یک کودک خواهد بود. با این حال، واضح است که بعید است که بتوانید بدون تحصیلات حرفه ای (مهندس طراحی، برنامه نویس و مهندس الکترونیک) فراتر از سطح آماتور پیشرفت کنید، اگرچه، البته، هیچکس شما را از گرفتن دوره کارآموزی در یک شرکت منع نمی کند. و سرسختانه گرانیت مسیر جدیدی را برای شما می جوید.

اولگ کیووکورتسف: "تسلط بر رباتیک برای بزرگسالان آسان تر خواهد بود، اما زمان یک عامل مهم است."

برای کسانی که تخصص مشابهی دارند، اما می خواهند دوباره آموزش ببینند، دوره های مختلفی نیز برای کمک وجود دارد. به عنوان مثال، برای متخصصان یادگیری ماشین، دوره آنلاین رایگان رباتیک احتمالی "هوش مصنوعی در رباتیک" مناسب خواهد بود. همچنین برنامه آموزشی اینتل، پروژه آموزشی Lectorium و دوره های راه دور ITMO وجود دارد. کتاب ها را فراموش نکنید، به عنوان مثال، ادبیات زیادی برای مبتدیان وجود دارد ("مبانی رباتیک"، "مقدمه ای بر رباتیک"، "راهنمای رباتیک"). روشن ترین و مناسب ترین را برای شما انتخاب کنید.

باید به خاطر داشت که کار جدی با سرگرمی آماتور حداقل در هزینه هزینه تجهیزات و لیست وظایف محول شده به کارمند متفاوت است. مونتاژ ساده ترین ربات با دستان خود یک چیز است، اما تمرین به عنوان مثال بینایی کامپیوتر چیز دیگری است. بنابراین باز هم بهتر است از سنین پایین اصول طراحی، برنامه نویسی و مهندسی سخت افزار را مطالعه کنید و متعاقباً اگر دوست داشتید وارد دانشگاه تخصصی شوید.

برای تحصیل در کدام دانشگاه ها باید بروم؟

رشته های مرتبط با رباتیک را می توانید در دانشگاه های زیر بیابید:

- دانشگاه فنی مسکو (MIREA، MGUPI، MITHT)؛

- دانشگاه فنی دولتی مسکو به نام. N. E. Bauman;

- دانشگاه فنی دولتی مسکو "Stankin"؛

- دانشگاه ملی تحقیقات "MPEI" (مسکو)؛

- موسسه علم و فناوری Skolkovo (مسکو)؛

- دانشگاه حمل و نقل دولتی مسکو امپراتور نیکلاس دوم؛

- دانشگاه دولتی تولید مواد غذایی مسکو؛

- دانشگاه جنگلداری دولتی مسکو؛

- ابزار دقیق دانشگاه ایالتی هوافضا سن پترزبورگ (SGUAP)؛

— دانشگاه ملی تحقیقاتی سنت پترزبورگ فناوری اطلاعات، مکانیک و اپتیک (ITMO)؛

- دانشگاه فنی دولتی Magnitogorsk؛

- دانشگاه فنی دولتی اومسک؛

- دانشگاه فنی دولتی ساراتوف؛

- دانشگاه Innopolis (جمهوری تاتارستان)؛

- دانشگاه فدرال روسیه جنوبی (دانشگاه فنی دولتی نووچرکاسک).

مهم ترین

دانستن اصول اولیه رباتیک ممکن است به زودی برای مردم عادی مفید باشد و فرصتی برای تبدیل شدن به یک متخصص در این زمینه بسیار امیدوارکننده به نظر می رسد، بنابراین قطعا ارزش آن را دارد که حداقل دست خود را در رباتیک امتحان کنید.

امروزه کلاس های رباتیک بسیار محبوب شده اند. چنین درس هایی به دانش آموزان کمک می کند تا تفکر انتقادی را شکل دهند و توسعه دهند، یاد بگیرند خلاقانه به فرآیند حل مشکلات با سطوح مختلف پیچیدگی نزدیک شوند و همچنین مهارت های کار گروهی را به دست آورند.

نسل جدید

آموزش مدرن به مرحله جدیدی از توسعه خود می رود. بسیاری از معلمان و والدین به دنبال فرصتی هستند تا کودکان را به علم علاقه مند کنند، عشق به یادگیری را القا کنند و آنها را با میل به ایجاد و تفکر خارج از چارچوب شارژ کنند. اشکال سنتی ارائه مطالب مدتهاست که ارتباط خود را از دست داده اند. نسل جدید مثل اجدادش نیست. آنها می خواهند به روشی پر جنب و جوش، جالب و تعاملی یاد بگیرند. این نسل به راحتی از فناوری های مدرن عبور می کند. کودکان می خواهند به گونه ای رشد کنند که نه تنها با فناوری های در حال توسعه سریع همگام شوند، بلکه مستقیماً در این فرآیند شرکت کنند.

بسیاری از آنها علاقه مند هستند: «رباتیک چیست؟ از کجا می توان این را یاد گرفت؟

آموزش و پرورش و روبات ها

این رشته دانشگاهی شامل موضوعاتی مانند طراحی، برنامه نویسی، الگوریتم، ریاضیات، فیزیک و سایر رشته های مرتبط با مهندسی می باشد. المپیاد جهانی رباتیک (World Robotics Olympiad - WRO) هر ساله برگزار می شود. در زمینه آموزشی، این یک رقابت بزرگ است که به کسانی که برای اولین بار با موضوع مشابهی روبرو می شوند، اجازه می دهد تا بهتر یاد بگیرند که رباتیک چیست. این به شرکت کنندگان از بیش از 50 کشور این فرصت را می دهد تا دست خود را در آن امتحان کنند. حدود 20 هزار تیم متشکل از کودکان 7 تا 18 ساله به مسابقات می آیند.

هدف اصلی WRO: توسعه و رواج STT (خلاقیت علمی و فنی) و روباتیک در بین جوانان و کودکان. چنین المپیادهایی ابزار آموزشی مدرن قرن بیست و یکم هستند.

فرصت های تازه

برای اینکه بچه ها بهتر بفهمند رباتیک چیست، مسابقات از مهارت های نظری و عملی به دست آمده در کلاس ها به عنوان بخشی از کار باشگاهی و برنامه درسی مدرسه برای مطالعه علوم طبیعی و علوم دقیق استفاده می کند. اشتیاق به رشته رباتیک به تدریج به تمایل به یادگیری عمیق تر در مورد علومی مانند ریاضیات، فیزیک، علوم کامپیوتر و فناوری تبدیل می شود.

WRO یک فرصت منحصر به فرد برای شرکت کنندگان و ناظران خود است که نه تنها در مورد رباتیک عمیق تر بیاموزند، بلکه خلاقیت و مهارت های تفکر انتقادی را نیز توسعه دهند که در قرن بیست و یکم بسیار ضروری است.

تحصیلات

علاقه به رشته آموزشی رباتیک هر روز در حال افزایش است. پایه مادی به طور مداوم در حال بهبود و توسعه است، بسیاری از ایده ها که تا همین اواخر یک رویا باقی می ماند اکنون به واقعیت تبدیل شده اند. مطالعه موضوع "مبانی رباتیک" برای تعداد زیادی از کودکان امکان پذیر شده است. در دروس، کودکان یاد می گیرند که با منابع محدود مسائل را حل کنند، اطلاعات را پردازش و جذب کنند و از آن به شیوه درست استفاده کنند.

بچه ها به راحتی یاد می گیرند. نسل جوان مدرن که با وسایل مختلف بزرگ شده اند، معمولاً در تسلط بر رشته "مبانی رباتیک" هیچ مشکلی ندارند، به شرط اینکه تمایل و تشنگی برای دانش جدید داشته باشند.

بازآموزی حتی بزرگسالان نیز دشوارتر از آموزش ذهن پاک اما تشنه کودکان است. یک روند مثبت توجه گسترده ای است که توسط سازمان های دولتی روسیه به روباتیک در بین جوانان می شود. و این قابل درک است، زیرا وظیفه نوسازی و جذب متخصصان جوان بحث رقابت پذیری دولت در عرصه بین المللی است.

اهمیت موضوع

امروزه یکی از موضوعات مبرم برای وزارت آموزش و پرورش، معرفی رباتیک آموزشی در رشته های مدارس است. به عنوان یک منطقه مهم توسعه در نظر گرفته می شود. در درس های فناوری، کودکان باید درک درستی از زمینه مدرن توسعه و طراحی فناوری کسب کنند که به آنها فرصت اختراع و ساختن خود را می دهد. لازم نیست همه دانشجویان مهندس شوند، اما همه باید فرصت داشته باشند.

به طور کلی، درس رباتیک برای کودکان فوق العاده جالب است. درک این موضوع برای همه مهم است - هم معلمان و هم والدین. چنین کلاس هایی فرصتی را فراهم می کند تا سایر رشته ها را از منظری متفاوت ببینیم و معنای مطالعه آنها را درک کنیم. اما این معنا، درک این که چرا این ضروری است، است که ذهن بچه ها را به حرکت در می آورد. نبود آن همه تلاش معلمان و والدین را نفی می کند.

یک عامل مهم این است که یادگیری رباتیک یک فرآیند استرس زا نیست و به طور کامل کودکان را جذب می کند. این نه تنها رشد شخصیت دانش آموز است، بلکه فرصتی برای دور شدن از خیابان، محیط نامساعد، سرگرمی های بیهوده و عواقب ناشی از آن است.

اصل و نسب

نام رباتیک خود از رباتیک انگلیسی مربوطه گرفته شده است. که سیستم های خودکار فنی را توسعه می دهد. در تولید، یکی از پایه های فنی اصلی تشدید است.

تمام قوانین رباتیک، مانند خود علم، با الکترونیک، مکانیک، تله مکانیک، مکانیک ترونیک، علوم کامپیوتر، مهندسی رادیو و مهندسی برق مرتبط هستند. رباتیک خود به صنعتی، ساختمانی، پزشکی، فضایی، نظامی، زیر آب، هوانوردی و خانگی تقسیم می شود.

مفهوم "رباتیک" اولین بار توسط یک نویسنده علمی تخیلی در داستان های او استفاده شد، این در سال 1941 بود (داستان "دروغگو").

خود کلمه "ربات" در سال 1920 توسط نویسندگان چک و برادرش جوزف ابداع شد. این در نمایشنامه علمی تخیلی "روبات های جهانی راسوم" که در سال 1921 روی صحنه رفت و از موفقیت تماشاگران زیادی برخوردار شد، گنجانده شد. امروزه می توان مشاهده کرد که چگونه خط مشخص شده در نمایشنامه در پرتو فیلمبرداری علمی تخیلی به طور گسترده توسعه یافته است. ماهیت طرح: صاحب کارخانه در حال توسعه و راه اندازی تولید تعداد زیادی اندروید است که می توانند بدون استراحت کار کنند. اما این روبات ها در نهایت علیه سازندگان خود شورش می کنند.

نمونه های تاریخی

جالب اینجاست که آغاز رباتیک در دوران باستان ظاهر شد. این را بقایای مجسمه های متحرکی که در قرن اول قبل از میلاد ساخته شده اند نشان می دهد. هومر در ایلیاد در مورد کنیزانی نوشت که از طلا ساخته شده بودند و قادر به صحبت و تفکر بودند. امروزه به هوشی که ربات ها از آن برخوردارند، هوش مصنوعی می گویند. علاوه بر این، مهندس مکانیک یونان باستان Archytas of Tarentum به طراحی و ایجاد کبوتر مکانیکی پرواز نسبت داده شده است. قدمت این رویداد تقریباً به 400 سال قبل از میلاد برمی گردد.

از این قبیل نمونه ها زیاد است. آنها به خوبی در کتاب I.M. Makarov پوشش داده شده اند. و Topcheeva Yu.I. "رباتیک: تاریخ و چشم اندازها." این به روشی محبوب در مورد منشاء روبات های مدرن می گوید و همچنین رباتیک آینده و توسعه مربوط به تمدن بشری را ترسیم می کند.

انواع ربات ها

در مرحله حاضر، مهم ترین کلاس های ربات های همه منظوره، متحرک و دستکاری هستند.

موبایل یک ماشین اتوماتیک با شاسی متحرک و درایوهای کنترل شده است. این روبات ها می توانند راه رفتن، چرخ دار، ردیابی، خزیدن، شنا یا پرواز باشند.

مانیپولاتور یک ماشین ثابت یا متحرک خودکار است که از یک دستکاری با چندین درجه تحرک و کنترل برنامه تشکیل شده است که عملکردهای موتور و کنترل را در تولید انجام می دهد. چنین روبات‌هایی به شکل کف، پورتال یا معلق هستند. آنها در صنایع ابزارسازی و ماشین سازی بیشترین کاربرد را دارند.

راه های حرکت

روبات‌های چرخدار و ردیاب‌شده بسیار گسترده شده‌اند. حرکت یک ربات راه رفتن یک مشکل پویا چالش برانگیز است. چنین روبات‌هایی هنوز نمی‌توانند حرکت پایدار ذاتی انسان را داشته باشند.

در مورد ربات های پرنده، می توان گفت که اکثر هواپیماهای مدرن فقط همین هستند، اما توسط خلبانان کنترل می شوند. در عین حال، خلبان خودکار می تواند پرواز را در تمام مراحل کنترل کند. ربات های پرنده همچنین شامل زیر کلاس خود - موشک های کروز هستند. چنین دستگاه هایی سبک وزن هستند و ماموریت های خطرناکی از جمله شلیک به دستور اپراتور را انجام می دهند. علاوه بر این، دستگاه های طراحی وجود دارد که قادر به شلیک مستقل هستند.

روبات‌های پرنده‌ای وجود دارند که از تکنیک‌های رانشی استفاده می‌کنند که توسط پنگوئن‌ها، عروس‌های دریایی و ماهی‌های خاری استفاده می‌شود. این روش حرکت را می توان در ربات های پنگوئن هوایی، ایر ری و ژله هوایی مشاهده کرد. آنها توسط شرکت فستو تولید می شوند. اما روبات های RoboBee از روش های پرواز حشرات استفاده می کنند.

در میان روبات‌های خزنده، پیشرفت‌هایی وجود دارد که از نظر حرکت شبیه به کرم‌ها، مارها و راب‌ها هستند. در این حالت ربات از نیروهای اصطکاک بر روی سطح ناهموار یا انحنای سطح استفاده می کند. این نوع حرکت برای فضاهای باریک مفید است. چنین روبات هایی برای جستجوی افراد زیر آوار ساختمان های ویران شده مورد نیاز هستند. روبات های مار مانند قادر به حرکت در آب هستند (مانند ACM-R5 ساخت ژاپن).

روبات هایی که در امتداد یک سطح عمودی حرکت می کنند از روش های زیر استفاده می کنند:

• شبیه به فردی که با طاقچه از دیوار بالا می رود (ربات کاپوچین استنفورد).
• شبیه به مارمولک های مجهز به فنجان مکش خلاء (Wallbot و Stickybot).

در میان ربات های شناگر، پیشرفت های زیادی وجود دارد که بر اساس اصل تقلید از ماهی حرکت می کنند. راندمان چنین حرکتی 80 درصد بیشتر از راندمان حرکت با پروانه است. چنین طرح هایی دارای نویز کم و قدرت مانور بالا هستند. به همین دلیل است که آنها بسیار مورد توجه محققان زیر آب هستند. چنین روبات‌هایی شامل مدل‌هایی از دانشگاه اسکس - ماهی رباتیک و ماهی تن هستند که توسط موسسه رباتیک صحرایی توسعه یافته‌اند. آنها بر اساس حرکت مشخصه ماهی تن مدل شده اند. در میان ربات‌هایی که حرکت نیش را تقلید می‌کنند، توسعه معروف شرکت فستو Aqua Ray است. و رباتی که مانند چتر دریایی حرکت می کند Aqua Jelly از همان توسعه دهنده است.

کار باشگاهی

بیشتر باشگاه های رباتیک در مدارس ابتدایی و متوسطه طراحی شده اند. اما کودکان در سنین پیش دبستانی از توجه محروم نیستند. نقش اصلی در اینجا با توسعه خلاقیت بازی می شود. کودکان پیش دبستانی باید بیاموزند که آزادانه فکر کنند و ایده های خود را به خلاقیت تبدیل کنند. به همین دلیل است که کلاس های رباتیک در باشگاه ها برای کودکان زیر 6 سال با هدف استفاده فعال از مکعب ها و مجموعه های ساخت و ساز ساده برگزار می شود.

برنامه درسی مدرسه قطعا پیچیده تر می شود. این فرصت را به شما می دهد تا با کلاس های مختلف ربات ها آشنا شوید، خود را در عمل امتحان کنید و عمیق تر در علم کاوش کنید. رشته های جدید پتانسیل کودک را برای کسب مهارت ها و دانش حرفه ای در رشته مهندسی انتخابی نشان می دهد.

مجتمع های رباتیک

توسعه مدرن رباتیک در مرحله ای است که به نظر می رسد یک پیشرفت قدرتمند در فناوری ربات ها در شرف وقوع است. این مانند تماس ویدیویی و ابزارهای تلفن همراه است. تا همین اواخر، همه اینها برای مصرف انبوه غیرقابل دسترس به نظر می رسید. اما امروز امری عادی است و دیگر شگفت زده نمی شود. اما هر نمایشگاه رباتیک پروژه‌های خارق‌العاده‌ای را به ما نشان می‌دهد که روح یک فرد را تنها با فکر اجرای آنها در زندگی جامعه تسخیر می‌کند.

در سیستم آموزشی، نصب پیچیده ربات ها، اجرای یک برنامه را با استفاده از فعالیت های پروژه ممکن می کند، که در میان آنها موارد زیر محبوب هستند:

کنترل

بر اساس نوع سیستم های کنترل عبارتند از:

• بیوتکنیک (فرمان، کپی، نیمه اتوماتیک)؛
• خودکار (نرم افزار، تطبیقی، هوشمند)؛
• تعاملی (اتوماتیک، نظارتی، تعاملی).

وظایف اصلی کنترل ربات عبارتند از:

• برنامه ریزی حرکت ها و موقعیت ها؛
• برنامه ریزی نیروها و لحظات؛
• شناسایی داده های دینامیکی و سینماتیکی؛
• تجزیه و تحلیل دقت دینامیکی

توسعه روش های کنترل در زمینه رباتیک از اهمیت بالایی برخوردار است. این برای سایبرنتیک فنی و تئوری کنترل خودکار مهم است.