Įvadinė pamoka apie robotikos metmenis šia tema. Robotikos pamokos. Viskas, ką reikia žinoti Pirmoji robotikos pamoka

Viena perspektyviausių sričių IT technologijų srityje – robotika. Kodėl? Taip, nes per ateinančius penkiolika metų pasaulyje atsiras keliolika naujų profesijų, kurios bus paremtos žiniomis iš robotikos srities.

Mes kalbame apie tokias specialybes kaip:
pramoninės robotikos dizaineris;
ergonomikas dizaineris;
kompozito inžinierius;
daugiafunkcinių robotų sistemų operatorius;
vaikų robotikos dizaineris;
medicininių robotų dizaineris;
namų robotų dizaineris;
roboto valdymo neuroninių sąsajų kūrėjas.

Savikontrolės prietaisai pradėti naudoti praėjusio amžiaus antroje pusėje. Iš pradžių robotai dirbo gamybos ir tyrimų srityse, bet vėliau sėkmingai persikėlė į paslaugų sektorių. Žinoma, šiuo metu robotai nėra masinis reiškinys, tačiau pasirinktas vektorius ir jo pakeisti beveik neįmanoma. Todėl galime teigti, kad artimiausiu metu žmogaus, kaip darbuotojo, vaidmuo iš esmės pasikeis. Bet kaip priartėti prie robotikos? Kur pradėti savo įdomią kelionę? Pabandykime atsakyti į šiuos klausimus.

Robotika vaikams

Mokytis robotikos pagrindų geriausia pradėti nuo ankstyvo amžiaus, tačiau tai nereiškia, kad suaugusiam žmogui kelias uždarytas. Faktas yra tas, kad vaikas greičiau išmoksta naujų įgūdžių, jis neturi rūpesčių, kurie galėtų trukdyti jo mėgstamam pomėgiui. Be to, robotika vaikams skirta studijuoti konkretų dalyką, o profesionali robotika – sudėtingų problemų sprendimas. Pavyzdžiui, vaikai ir mėgėjai gali išardyti paprastus mechanizmus, kad suprastų, kaip jie veikia, tačiau brandesni specialistai kuria sudėtingus pramoninius manipuliatorius.

Norint suprasti, ar vaikas turi polinkį į robotizaciją, užtenka nusipirkti konstravimo komplektą (laimei, vaikiškų robotų šiandien netrūksta) ir pažiūrėti, ar jis nerodo susidomėjimo jo surinkimo procesu. Jei taip, tuomet galite rasti robotikos būrelį, kuriame vaikas gali lavinti vaizduotę, logiką, smulkiąją motoriką, erdvinį suvokimą, kantrybę ir susikaupimą.

Verta paminėti, kad robotikoje yra įvairių sričių: programavimas, elektronika, dizainas. Jei jūsų vaikui patinka statybiniai konstrukciniai rinkiniai, greičiausiai statyba jam tinka. Tie, kurie nori sužinoti, kaip veikia tas ar kitas dalykas, turėtų studijuoti elektroniką. Programavimas sudomins bet kurį jauną matematiką.

Nuo kokio amžiaus pradedi mokytis?

Idealus amžius pradėti robotiką yra 8-12 metų. Anksčiau vaikui gali kilti sunkumų suvokiant tam tikrų mechanizmų veikimo principus, o apie norą matematikos išmokti (o tai nepaprastai reikalinga kuriant algoritmus, kuriant grandines ir mechanizmus) geriau jau nekalbėti. Na, o kuris iš mūsų norėjo studijuoti formules ir teoremas, kai lauke buvo puikus oras ir po televizoriumi stovėjo „Sony PlayStation“? Klausimas retorinis.

Tačiau 8–9 metų vaikai be jokių problemų gali suprasti ir prisiminti, kas yra kondensatorius, šviesos diodas ir rezistorius. Šiame amžiuje jie jau gali įsisavinti mokyklinės fizikos sąvokas, gerokai pralenkdami mūsų švietimo įstaigų mokymo programas.

Jei iki 14-15 metų vaikas nepraranda susidomėjimo savo pomėgiu, jis turėtų toliau mokytis matematikos ir pradėti mokytis programavimo. Už būrelių jo laukia daug įdomių dalykų: matematinė bazė, mechanizmų ir mašinų teorija, automatinių navigacijos algoritmų diegimas, elektromechaninės įrangos projektavimas robotiniam įrenginiui, mašinų mokymasis ir kompiuterinio matymo algoritmai (kažkas mane nešė). toli).

Šiek tiek apie dizainerių pasirinkimą

Kiekviena amžiaus grupė turi savo edukacines platformas ir konstruktorius, kurie skiriasi sudėtingumo laipsniu. Šiandien rinkoje pristatomi tiek užsienio, tiek vietiniai rinkiniai, kurių kaina svyruoja nuo 400 iki 15 000 grivinų.
8-11 metų vaikui konstravimo rinkiniai iš BitKit, Fischertechnik arba (žinoma, šių gamintojų asortimente yra ir rinkinių suaugusiems vaikams). Pavyzdžiui, BitKit gaminiai skirti studijuoti elektroniką (asmeniškai išbandžiau jų Omka konstruktorių ir apie tai rašiau 2016 m. žiemą -); Fischertechnik - priartina prie realaus robotų kūrimo, jų komplektai turi kištukus, laidus, vizualią programavimo aplinką; Lego siūlo labai žinomus konstravimo rinkinius su įdomiomis ir spalvingomis detalėmis, išsamiomis instrukcijomis ir puikiomis galimybėmis.

Mokomosios robotikos standartas yra „Arduino“ moduliai ir vienkartinis kompiuteris. Norėdami dirbti su jais, jums reikės pagrindinių programavimo įgūdžių, tačiau galiausiai galite išmokti savo rankomis sukurti įvairius „išmaniuosius“ įrenginius - nuo automatinės laistymo sistemos iki signalizacijos.


Kur praktikuoti robotiką?

Robotikos kursus vaikams Ukrainoje siūlo šios organizacijos:
„Stem Fll“ kursas iš First Lego League;
„Robo-3D Junior“ kursas iš RoboUa;
„Robo-3D“ kursas iš „Lego Mindstorms“;
kursai pagal Arduino, Lego ir Fischertechnik iš Robotų mokyklos;
kursai vaikams nuo 4 metų iš studijos MAN;
mokymo programa iš Boteon;
Studijos „Singularity“ kursas „Pasiruošimas skrydžiui“;
kursai iš Smart IT mokyklos.

Savarankiškas mokymasis: ar tai įmanoma?

Savarankiškam mokymuisi internete yra daug nemokamų internetinių kursų. Tačiau šis formatas vargu ar tiks vaikui, todėl nuotolinis mokymas gali būti patrauklus tik suaugusiam.

Kalbant apie vaiką, be įdomių ir naudingų rinkinių, jam bus naudingos knygos apie robotiką, būtent:

Braga Newton, „Robotų kūrimas namuose“;
Douglas Williams, „Programuojamas robotas, valdomas iš PDA“;
Owen Bishop, „Roboto kūrėjo vadovas“;
Vadimas Mitskevičius, „Pramoginė robotų anatomija“;
Vladimiras Gololobovas „Kur prasideda robotai“.

Panašių darbų yra labai daug. Deja, robotika sparčiai vystosi, o knygose esančios informacijos aktualumas tampa pasenęs. Todėl visada turėtumėte po ranka turėti teminius forumus ir specializuotas svetaines.

Koks rezultatas?

Dėl to gauname labai perspektyvią kryptį, kurios nevalia ignoruoti jokiomis aplinkybėmis. Jei turite vaikų, pagalvokite apie jų ateitį ir galbūt mano straipsnis apie Keddre taps katalizatoriumi ieškant tinkamų klubų.

Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.

Teste turi būti paprasti ir aiškiai suformuluoti klausimai apie dizainerį, apie Lego, apie fizikos dėsnius, matematiką ir kt. Rekomenduojamas klausimų skaičius – nuo ​​10 iki 20. Mokiniai atsako į paprastus klausimus ir pasitikrina savo žinių lygį. Į testą iš ciklo rekomenduojama įtraukti kelis klausimus apie išradingumą: „O jeigu...“. Atlikdami testus turime suprasti, ar mokinys ko nors išmoko.

Pateiksime keletą pavyzdžių I pusmečio robotikos žinių stebėjimo klausimai.
1) Dizainas yra .....(pasirinkite teisingą termino apibrėžimą)

- chaotiškas dizainerio kolekcijos procesas

- kryptingas procesas, kurio rezultatas yra tikras produktas.

- veiklos rūšis, kurios metu lavinami vaiko smulkiosios motorikos įgūdžiai.

2) Naudodami raktinius žodžius nustatykite konstruktoriaus tipą: rutulys, griovelis, pasvirimo kampas, kliūtys.

- Medinis konstruktorius

- Transformatorius

- Magnetinis konstruktorius

- Labirinto konstruktorius

3) Pasirinkite pagrindines medinių konstrukcijų komplekto charakteristikas:

- Pagaminta iš natūralios medžiagos

– Galite surinkti tik pačias paprasčiausias konstrukcijas

– Laikomas saugiausiu konstruktoriumi

- Tinka vyresnio mokyklinio amžiaus vaikams

4) Pasirinkite trūkstamą žodį: ____________konstrukcinis komplektas susideda iš skirtingų spalvų ir dydžių plytų, kurios viena ant kitos „uždedamos“ specialiomis tvirtinimo detalėmis.

- minkštas konstruktorius

- Lego

- grindų konstruktorius

- surinkimo modeliai

5) Pasirinkite konstrukcinį komplektą, kuris gali transformuotis iš vieno pilno modelio į kitą.

- Teminis rinkinys

- Transformatorius

- Magnetinis konstruktorius

- Minkštas konstruktorius

6) Vadinamas įvairių metalinių plokščių ir kampų rinkinys, kurie tvirtinami kartu varžtais?

- Švytintis konstruktorius

- Kubeliai

- Geležinis konstruktorius

- Teminis rinkinys

7) Tiesioginis medžiagų naudojimas tam tikroms mechaninėms funkcijoms atlikti; Be to, viskas pagrįsta abipusiu kūnų sukibimu ir atsparumu. Pasirinkite terminą, atitinkantį šį apibrėžimą:

- Mechanizmas

- Automobilis

- Robotas

– Android

8) Kas suformulavo tris robotikos dėsnius? Koks yra mokslinės fantastikos rašytojo, suformulavusio tris robotikos dėsnius, vardas ir pavardė?

9) Antropomorfinė mašina, imituojanti žmogų, siekianti pakeisti žmogų bet kurioje jo veikloje. Nurodykite terminą, atitinkantį šį apibrėžimą:

- Mechanizmas

- Automobilis

- Robotas

– Android

10) Kas sugalvojo žodį „Robotas“? Koks mokslinės fantastikos rašytojo, žodžio „ROBOTAS“ autoriaus vardas ir pavardė.

11) Automatinis prietaisas, sukurtas gyvo organizmo principu. Veikdama pagal iš anksto užprogramuotą programą ir iš jutiklių gaudama informaciją apie išorinį pasaulį, savarankiškai atlieka gamybos ir kitas operacijas, kurias dažniausiai atlieka žmonės. Nurodykite terminą, atitinkantį šį apibrėžimą:

- Mechanizmas

- Mašina

- Robotas

– Android

12) Mechanizmų visuma, pakeičianti žmogų ar gyvūną tam tikroje srityje; Jis daugiausia naudojamas darbo automatizavimui. Nurodykite šį apibrėžimą atitinkantį terminą:

- Mechanizmas

- Automobilis

- Robotas

– Android

13) Lego Mindstorms EV3 konstravimo rinkinio dalis, skirta tikslių ir galingų roboto judesių programavimui:

- prisilietimo jutiklis

- variklis

- infraraudonųjų spindulių jutiklis

- prisilietimo jutiklis

- EV3 modulis

- spalvų jutiklis

- infraraudonųjų spindulių švyturys

Įvadas:

Šio kurso tikslas – supažindinti jus su „Lego mindstorms“. Sužinokite, kaip surinkti pagrindinius robotų dizainus, užprogramuoti juos konkrečioms užduotims atlikti ir paaiškinti pagrindinius dažniausiai pasitaikančių konkurencijos problemų sprendimus.

Kursas skirtas tiems, kurie žengia pirmuosius žingsnius į robotikos pasaulį naudojant Lego mindstorms. Nors visi robotų pavyzdžiai šiame kurse sukurti naudojant Lego mindstorms EV3 konstruktorių, robotų programavimas paaiškinamas Lego mindstorms EV3 kūrimo aplinkos pavyzdžiu, tačiau prie šio kurso studijų gali prisijungti ir Lego mindstorms NXT savininkai, ir tikimės kad jie taip pat ras ką nors sau naudingo...

Įvadas:

Antroje pamokoje susipažinsime su programavimo aplinka ir išsamiai išnagrinėsime komandas, kurios nustato mūsų roboto vežimėlio, surinkto pirmoje pamokoje, judėjimą. Taigi, paleiskime Lego mindstorms EV3 programavimo aplinką, įkelkime savo anksčiau sukurtą lessons.ev3 projektą ir papildykime projektą nauja programa – pamoka-2-1. Programą galite pridėti dviem būdais:

• Pasirinkite komandą "Failas" - "Pridėti programą" (Ctrl + N).
• Spustelėkite "+" programų skirtuke.

Įvadas:

Trečiąją pamoką skirsime EV3 modulio skaičiavimo galimybių studijoms ir analizuosime praktinių problemų sprendimų, susijusių su judėjimo trajektorijos skaičiavimu, pavyzdžius. Vėl paleidžiame Lego mindstorms EV3 programavimo aplinką, įkeliame savo lessons.ev3 projektą ir papildome projektą nauja programa - lesson-3-4. Praeitoje pamokoje išmokome pridėti naują programą prie projekto.

Įvadas:

„Lego mindstorms EV3“ konstravimo rinkinyje yra įvairių jutiklių. Pagrindinė jutiklių užduotis – pateikti informaciją iš išorinės aplinkos į EV3 modulį, o programuotojo – išmokti priimti ir apdoroti šią informaciją, duoti reikiamas komandas roboto varikliams. Pamokų ciklo metu pamažu susipažinsime su visais tiek namų, tiek edukacinių rinkinių davikliais, mokysimės su jais sąveikauti ir spręsime dažniausiai pasitaikančias roboto valdymo užduotis.

Robotika yra viena perspektyviausių sričių interneto technologijų srityje ir mūsų laikais nebereikia aiškinti, kad IT sektorius yra ateitis. Robotika yra žavus dalykas: sukurti robotą beveik reiškia sukurti naują būtybę, nors ir elektroninę.

Nuo praėjusio amžiaus septintojo dešimtmečio automatizuoti ir savaime valdomi įrenginiai, atliekantys tam tikrą darbą už žmogų, pradėti naudoti tyrimams ir gamyboje, vėliau – paslaugų sektoriuje, o nuo tada kasmet vis labiau įsitvirtina jų vieta žmonių gyvenime. Žinoma, negalima teigti, kad Rusijoje viskas vykdoma tik nepriklausomais mechanizmais, tačiau tam tikras vektorius šia kryptimi tikrai yra nubrėžtas. „Sberbank“ jau planuoja tris tūkstančius teisininkų pakeisti išmaniaisiais aparatais.

Kartu su ekspertais bandysime išsiaiškinti, kam reikalinga robotika ir kaip prie jos priartėti.

Kuo robotika vaikams skiriasi nuo profesionalios robotikos?

Trumpai tariant, robotika vaikams yra skirta dalyko studijoms, o profesionalioji robotika – specifinių problemų sprendimui. Jei specialistai kuria pramoninius manipuliatorius, atliekančius įvairias technologines užduotis, arba specializuotas ratines platformas, tai mėgėjai ir vaikai, žinoma, daro paprastesnius dalykus.

Tatjana Volkova, Išmaniosios robotikos centro darbuotoja: „Paprastai čia visi pradeda: išsiaiškina variklius ir priverčia robotą tiesiog važiuoti į priekį, o po to daryti posūkius. Kai robotas vykdo judesio komandas, jau galima prijungti jutiklį ir priversti robotą pajudėti link šviesos arba, atvirkščiai, „pabėgti“ nuo jos. Ir tada ateina mėgstamiausia visų pradedančiųjų užduotis: robotas, važiuojantis linija. Organizuojamos net įvairios robotų lenktynės“.

Kaip sužinoti, ar jūsų vaikas turi polinkį į robotiką?

Pirmiausia reikia nusipirkti konstrukcinį komplektą ir pažiūrėti, ar vaikui patinka jį surinkti. Ir tada jūs galite jį duoti ratui. Užsiėmimai padės jam lavinti smulkiąją motoriką, vaizduotę, erdvinį suvokimą, logiką, susikaupimą ir kantrybę.

Kuo anksčiau galėsite apsispręsti dėl robotikos krypties – dizaino, elektronikos, programavimo – tuo geriau. Visos trys sritys yra didžiulės ir reikalauja atskiro tyrimo.

Innopolio universiteto vadovaujantis STEM programų specialistas Aleksandras Kolotovas: „Jeigu vaikas mėgsta rinkti konstravimo komplektus, jam tiks ir statyba. Jei jam įdomu sužinoti, kaip viskas veikia, tada jam patiks užsiimti elektronika. Jei vaikas turi aistrą matematikai, jam bus įdomu programuoti“.

Kada pradėti mokytis robotikos?

Geriausia pradėti mokytis ir registruotis į būrelius nuo vaikystės, tačiau ne per anksti - 8-12 metų amžiaus, sako ekspertai. Anksčiau vaikui sunkiau suvokti suprantamas abstrakcijas, o vėliau, paauglystėje, gali atsirasti kitų interesų, išsiblaškyti. Taip pat vaikas turi būti motyvuotas mokytis matematikos, kad ateityje jam būtų įdomu ir lengva projektuoti mechanizmus ir grandines, sudaryti algoritmus.

Nuo 8-9 metų Vaikai jau gali suprasti ir prisiminti, kas yra rezistorius, šviesos diodas, kondensatorius, o vėliau įsisavina mokyklinės fizikos sąvokas prieš mokyklos programą. Nesvarbu, ar jie taps šios srities specialistais, ar ne, įgytos žinios ir įgūdžiai tikrai nenueis veltui.

Būdamas 14-15 metų reikia toliau mokytis matematikos, nustumti robotikos užsiėmimus į antrą planą ir pradėti rimčiau mokytis programavimo – suprasti ne tik sudėtingus algoritmus, bet ir duomenų saugojimo struktūras. Toliau seka matematinis algoritmizacijos pagrindas ir žinios, gilinimasis į mechanizmų ir mašinų teoriją, robotizuoto įrenginio elektromechaninės įrangos projektavimas, automatinių navigacijos algoritmų įgyvendinimas, kompiuterinio matymo algoritmai ir mašininis mokymasis.

Aleksandras Kolotovas: „Jei šiuo metu būsimą specialistą supažindinsi su tiesinės algebros, sudėtingo skaičiavimo, tikimybių teorijos ir statistikos pagrindais, tada įstodamas į universitetą jis jau gerai supras, kodėl turėtų šiems dalykams skirti papildomo dėmesio, kai įgyja aukštąjį išsilavinimą.

Kokius dizainerius pasirinkti?

Kiekvienas amžius turi savo edukacines programas, konstruktorius ir platformas, kurios skiriasi sudėtingumo laipsniu. Galite rasti tiek užsienio, tiek vietinių gaminių. Yra brangių robotikos rinkinių (apie 30 tūkst. rublių ir daugiau), yra ir pigesnių, labai paprastų (per 1-3 tūkst. rublių).

Jeigu vaikas 8-11 metų, galite įsigyti „Lego“ ar „Fischertechnik“ konstravimo rinkinių (nors, žinoma, gamintojai turi pasiūlymų ir jaunesniam, ir vyresniam). „Lego“ robotikos rinkinys turi įdomių detalių, spalvingų figūrėlių, jį lengva surinkti ir pateikiama išsami instrukcija. Fischertechnik serijos konstrukciniai komplektai, skirti robotikai, priartina jus prie realaus kūrimo proceso, čia rasite laidus, kištukus, vizualią programavimo aplinką.

Būdamas 13-14 metų galima pradėti dirbti su TRIC ar Arduino moduliais, kurie, pasak Tatjanos Volkovos, praktiškai yra standartas edukacinės robotikos srityje, taip pat su Raspberry. TRIC yra sudėtingesnis nei Lego, bet lengvesnis nei Arduino ir Raspberry Ri. Pastarieji du jau reikalauja elementarių programavimo įgūdžių.

Ką dar reikės mokytis?

Programavimas. Išvengti to galima tik pradiniame etape, bet tada be jo nebegalima gyventi. Galite pradėti nuo Lego Mindstorms, Python, ROS (robotų operacinės sistemos).

Pagrindinė mechanika. Galite pradėti nuo amatų, pagamintų iš popieriaus, kartono, butelių, o tai svarbu smulkiajai motorikai ir bendram vystymuisi. Paprasčiausias robotas gali būti pagamintas iš atskirų dalių (variklių, laidų, fotosensoriaus ir vienos paprastos mikroschemos). „Gaminimo įrankis su tėvu Sperchu“ padės susipažinti su pagrindine mechanika.

Elektronikos pagrindai. Pirmiausia išmokite surinkti paprastas grandines. Vaikams iki aštuonerių metų ekspertai rekomenduoja konstravimo rinkinį „Connoisseur“, tada galite pereiti prie rinkinio „Elektronikos pagrindai“. Pradėti“.

Kur vaikai gali praktikuoti robotiką?

Jei matote vaiko susidomėjimą, galite siųsti jį į būrelius ir kursus, nors galite mokytis ir savarankiškai. Kursų metu vaikas bus vadovaujamas specialistų, galės susirasti bendraminčių, nuolatos užsiims robotika.

Taip pat patartina iš karto suprasti, ko nori iš užsiėmimų: dalyvauti konkursuose ir varžytis dėl prizų, dalyvauti projektinėje veikloje ar tiesiog mokytis pačiam.

Aleksejus Kolotovas: „Rimtiems užsiėmimams, projektams, dalyvavimui varžybose reikia rinktis būrelius su nedidelėmis 6-8 žmonių grupėmis ir trenerį, kuris veda mokinius į prizines vietas varžybose, kuris nuolat lavina save ir pateikia įdomias užduotis. Pomėgių veiklai galite eiti į grupes iki 20 žmonių.

Kaip pasirinkti robotikos kursus?

Registruodamiesi į kursus atkreipkite dėmesį į mokytoją, rekomenduoja „Promobot“ komercijos direktorius Olegas Kivokurtsevas. „Yra precedentų, kai mokytojas tiesiog duoda vaikams įrangą, o tada kiekvienas gali daryti ką nori“, – Olegui pritaria Tatjana Volkova. Tokia veikla bus mažai naudinga.

Renkantis kursus taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į esama materialine ir technine baze. Ar yra konstravimo rinkiniai (ne tik Lego), ar galima rašyti programas, mokytis mechanikos ir elektronikos bei patiems daryti projektus. Kiekviena mokinių pora turi turėti savo robotikos rinkinį. Pageidautina su papildomomis dalimis (ratais, pavaromis, rėmo elementais), jei norite dalyvauti varžybose. Jei su vienu komplektu vienu metu dirba kelios komandos, tai, greičiausiai, rimtos konkurencijos nenumatoma.

Sužinokite, kokiose varžybose dalyvauja robotikos klubas. Ar šie konkursai padeda įtvirtinti įgytus įgūdžius ir suteikia galimybę toliau tobulėti?

Robocup varžybos 2014 m

Kaip savarankiškai mokytis robotikos?

Kursai reikalauja pinigų ir laiko. Jei pirmo neužtenka ir negalėsite reguliariai kur nors išvykti, galite kartu su vaiku mokytis savarankiškai. Svarbu, kad tėvai turėtų reikiamą kompetenciją šioje srityje: be tėvų pagalbos vaikui bus gana sunku įvaldyti robotiką, perspėja Olegas Kivokurcevas.

Raskite medžiagą studijuoti. Juos galima pasiimti internete, iš užsakytų knygų, dalyvaujant konferencijoms, iš žurnalo „Pramoginė robotika“. Savarankiškam mokymuisi yra nemokami internetiniai kursai, pavyzdžiui, „Robotų ir kitų įrenginių kūrimas naudojant Arduino: nuo šviesoforo iki 3D spausdintuvo“.

Ar suaugusieji turėtų mokytis robotikos?

Jei jau palikote vaikystę, tai nereiškia, kad robotikos durys jums uždarytos. Taip pat galite užsiregistruoti į kursus arba mokytis savarankiškai.

Jei žmogus nuspręs tai daryti kaip pomėgį, tada jo kelias bus toks pat kaip ir vaiko. Tačiau aišku, kad be profesinio išsilavinimo (inžinierius projektuotojas, programuotojas ir elektronikos inžinierius) vargu ar pavyks pakilti aukščiau už mėgėjų lygį, nors, žinoma, niekas nedraudžia atlikti praktikos įmonėje. ir atkakliai graužia tau naujos krypties granitą.

Olegas Kivokurcevas: „Suaugusiam žmogui bus lengviau įvaldyti robotiką, tačiau laikas yra svarbus veiksnys“.

Turintiems panašią specialybę, bet norintiems persikvalifikuoti, taip pat padeda įvairūs kursai. Pavyzdžiui, mašininio mokymosi specialistams tiks nemokamas internetinis tikimybinės robotikos kursas „Dirbtinis intelektas robotikoje“. Taip pat yra „Intel“ edukacinė programa, edukacinis projektas „Lectorium“ ir nuotoliniai ITMO kursai. Nepamirškite apie knygas, pavyzdžiui, čia yra daug literatūros pradedantiesiems („Robotikos pagrindai“, „Robotikos įvadas“, „Robotikos vadovas“). Pasirinkite tai, kas jums yra aiškiausia ir tinkamiausia.

Reikėtų prisiminti, kad rimtas darbas nuo mėgėjiško pomėgio skiriasi bent jau įrangos sąnaudomis ir darbuotojui pavestų užduočių sąrašu. Vienas dalykas yra surinkti paprasčiausią robotą savo rankomis, bet visai kas kita praktikuoti, pavyzdžiui, kompiuterinį regėjimą. Todėl vis tiek geriau nuo mažens mokytis projektavimo, programavimo ir techninės įrangos inžinerijos pagrindus ir vėliau, jei patiks, stoti į specializuotą universitetą.

Į kokius universitetus turėčiau eiti studijuoti?

Su robotika susijusias specialybes galite rasti šiuose universitetuose:

— Maskvos technologijos universitetas (MIREA, MGUPI, MITHT);

— Maskvos valstybinis technikos universitetas pavadintas. N. E. Baumanas;

— Maskvos valstybinis technologijos universitetas „Stankin“;

— Nacionalinis tyrimų universitetas „MPEI“ (Maskva);

— Skolkovo mokslo ir technologijos institutas (Maskva);

— Maskvos valstybinis imperatoriaus Nikolajaus II transporto universitetas;

— Maskvos valstybinis maisto gamybos universitetas;

— Maskvos valstybinis miškų universitetas;

— Sankt Peterburgo valstybinis aerokosminių instrumentų universitetas (SGUAP);

— Sankt Peterburgo nacionalinis informacinių technologijų, mechanikos ir optikos tyrimų universitetas (ITMO);

— Magnitogorsko valstybinis technikos universitetas;

- Omsko valstybinis technikos universitetas;

— Saratovo valstybinis technikos universitetas;

— Innopolio universitetas (Tatarstano Respublika);

— Pietų Rusijos federalinis universitetas (Novočerkassko valstybinis technikos universitetas).

Svarbiausias

Robotikos pradmenų išmanymas netrukus gali praversti paprastiems žmonėms, o galimybė tapti šios srities specialistu atrodo daug žadanti, tad tikrai verta bent išbandyti savo jėgas robotikoje.

Šiandien robotikos užsiėmimai tampa labai populiarūs. Tokios pamokos padeda moksleiviams formuoti ir ugdyti kritinį mąstymą, išmokti kūrybiškai žvelgti į įvairaus sudėtingumo problemų sprendimo procesą, taip pat įgyja komandinio darbo įgūdžių.

Nauja karta

Šiuolaikinis švietimas pereina į naują raidos etapą. Daugelis mokytojų ir tėvų ieško galimybės paskatinti vaikus domėtis mokslu, įskiepyti meilę mokytis ir įkrauti noro kurti ir mąstyti už lauko ribų. Tradicinės medžiagos pateikimo formos jau seniai prarado savo aktualumą. Naujoji karta nepanaši į savo protėvius. Jie nori mokytis gyvai, įdomiai, interaktyviai. Ši karta lengvai naršo šiuolaikines technologijas. Vaikai nori tobulėti taip, kad ne tik neatsiliktų nuo sparčiai besivystančių technologijų, bet ir tiesiogiai dalyvautų šiame procese.

Daugelis jų domisi: „Kas yra robotika? Kur to galima išmokti?

Švietimas ir robotai

Ši akademinė disciplina apima tokius dalykus kaip dizainas, programavimas, algoritmai, matematika, fizika ir kitos su inžinerija susijusios disciplinos. Pasaulinė robotikos olimpiada (World Robotics Olympiad – WRO) vyksta kasmet. Švietimo srityje tai didžiulis konkursas, leidžiantis tiems, kurie pirmą kartą susiduria su panašia tema, geriau sužinoti, kas yra robotika. Tai suteikia galimybę išbandyti savo jėgas dalyviams iš daugiau nei 50 šalių. Į varžybas atvyksta apie 20 tūkstančių komandų, kurias sudaro vaikai nuo 7 iki 18 metų.

Pagrindinis WRO tikslas: STT (mokslinės ir techninės kūrybos) bei robotikos plėtra ir populiarinimas tarp jaunimo ir vaikų. Tokios olimpiados yra moderni XXI amžiaus ugdymo priemonė.

Naujos galimybės

Tam, kad vaikai geriau suprastų, kas yra robotika, varžybose naudojami teoriniai ir praktiniai įgūdžiai, įgyti pamokose kaip būrelio darbo dalis bei mokyklinė gamtos ir tiksliųjų mokslų studijų programa. Aistra robotikos disciplinai palaipsniui perauga į norą giliau sužinoti apie tokius mokslus kaip matematika, fizika, informatika ir technologijos.

WRO yra unikali galimybė jos dalyviams ir stebėtojams ne tik giliau sužinoti apie robotiką, bet ir lavinti kūrybiškumą bei kritinio mąstymo įgūdžius, kurie taip reikalingi XXI amžiuje.

Išsilavinimas

Susidomėjimas edukacine robotikos disciplina auga kiekvieną dieną. Materialinė bazė nuolat tobulėja ir tobulėja, daugelis idėjų, kurios dar neseniai buvo svajonės, dabar yra realybė. Studijuoti dalyką „Robotikos pagrindai“ tapo įmanoma daugeliui vaikų. Pamokose vaikai mokosi spręsti problemas turėdami ribotus išteklius, apdoroti ir įsisavinti informaciją bei tinkamai ją panaudoti.

Vaikai lengvai mokosi. Šiuolaikinei jaunesniajai kartai, užaugintai ant įvairių dalykėlių, paprastai nėra sunku įsisavinti discipliną „Robotikos pagrindai“, jei tik turi noro ir troškulio naujų žinių.

Būtina, kad net suaugusiuosius būtų sunkiau perkvalifikuoti, nei išmokyti tyrą, bet ištroškusį vaikų protą. Teigiama tendencija yra didžiulis Rusijos valdžios institucijų dėmesys robotikos populiarinimui tarp jaunimo. Ir tai suprantama, nes modernizacijos ir jaunų specialistų pritraukimo uždavinys yra valstybės konkurencingumo tarptautinėje arenoje klausimas.

Dalyko svarba

Šiandien Švietimo ministerijai aktuali problema – edukacinės robotikos įtraukimas į mokyklinių disciplinų spektrą. Tai laikoma svarbia vystymosi sritimi. Technologijų pamokose vaikai turėtų įgyti supratimą apie šiuolaikinę technologijų kūrimo ir projektavimo sritį, kuri suteikia galimybę sugalvoti ir kurti patiems. Nebūtina, kad visi studentai taptų inžinieriais, bet kiekvienas turi turėti galimybę.

Apskritai, robotikos pamokos vaikams yra nepaprastai įdomios. Tai svarbu suprasti visiems – ir mokytojams, ir tėvams. Tokie užsiėmimai suteikia galimybę pažvelgti į kitas disciplinas kitu žvilgsniu ir suprasti jų studijų prasmę. Tačiau vaikinų mintis jaudina prasmė, supratimas, kodėl to reikia. Jo nebuvimas paneigia visas mokytojų ir tėvų pastangas.

Svarbus veiksnys yra tai, kad robotikos mokymasis nėra įtemptas procesas ir visiškai sugeria vaikus. Tai ne tik mokinio asmenybės ugdymas, bet ir galimybė atitrūkti nuo gatvės, nepalankios aplinkos, laisvo laiko praleidimo ir su tuo susijusių pasekmių.

Kilmė

Pats robotikos pavadinimas kilęs iš atitinkamos angliškos robotikos. kuri kuria technines automatizuotas sistemas. Gamyboje tai vienas pagrindinių techninių intensyvinimo pagrindų.

Visi robotikos dėsniai, kaip ir pats mokslas, yra glaudžiai susiję su elektronika, mechanika, telemechanika, mechanotronika, informatika, radijo inžinerija ir elektrotechnika. Pati robotika skirstoma į pramoninę, statybinę, medicininę, kosminę, karinę, povandeninę, aviaciją ir buitinę.

Sąvoką „robotika“ savo pasakojimuose pirmą kartą pavartojo mokslinės fantastikos rašytojas, 1941 m. (apsakymas „Melagis“).

Patį žodį „robotas“ 1920 m. sugalvojo čekų rašytojai ir jo brolis Josefas. Jis buvo įtrauktas į mokslinės fantastikos pjesę „Rosumo universalieji robotai“, kuri buvo pastatyta 1921 m. ir sulaukė didžiulės publikos sėkmės. Šiandien galima stebėti, kaip pjesėje nubrėžta linija buvo plačiai plėtojama mokslinės fantastikos kinematografijos šviesoje. Sklypo esmė: gamyklos savininkas kuria ir įrengia daugybę androidų, galinčių dirbti be poilsio, gamybą. Tačiau šie robotai galiausiai maištauja prieš savo kūrėjus.

Istoriniai pavyzdžiai

Įdomu tai, kad robotikos užuomazgos atsirado senovėje. Tai liudija judančių statulų liekanos, kurios buvo pagamintos I amžiuje prieš Kristų. Homeras „Iliadoje“ rašė apie iš aukso sukurtas tarnaites, gebančias kalbėti ir mąstyti. Šiandien robotams suteiktas intelektas vadinamas dirbtiniu intelektu. Be to, senovės graikų mechanikos inžinierius Archytas iš Tarentum yra priskiriamas prie mechaninio skraidančio balandžio sukūrimo ir sukūrimo. Šis įvykis datuojamas maždaug 400 m. pr. Kr.

Tokių pavyzdžių yra daug. Jie gerai aprašyti I.M. Makarovo knygoje. ir Topcheeva Yu.I. „Robotika: istorija ir perspektyvos“. Jame populiariai pasakojama apie šiuolaikinių robotų kilmę, taip pat apibūdinama ateities robotika ir atitinkama žmogaus civilizacijos raida.

Robotų tipai

Šiuo metu svarbiausios bendrosios paskirties robotų klasės yra mobilūs ir manipuliuojantys.

Mobilus yra automatinė mašina su judančia važiuokle ir valdomomis pavaromis. Šie robotai gali vaikščioti, važiuoti ratais, sekti, šliaužti, plaukioti ar skraidinti.

Manipuliatorius – automatinė stacionari arba mobili mašina, susidedanti iš kelių mobilumo laipsnių ir programinio valdymo manipuliatoriaus, kuris gamyboje atlieka variklio ir valdymo funkcijas. Tokie robotai būna grindų, portalo arba pakabinami. Jie labiausiai paplitę instrumentų gamybos ir mašinų gamybos pramonėje.

Judėjimo būdai

Ratiniai ir vikšriniai robotai tapo plačiai paplitę. Vaikštančio roboto judėjimas yra sudėtinga dinamiška problema. Tokie robotai dar negali turėti stabilaus judėjimo, būdingo žmonėms.

Kalbant apie skraidančius robotus, galime pasakyti, kad dauguma šiuolaikinių lėktuvų yra būtent tokie, tačiau juos valdo pilotai. Tuo pačiu metu autopilotas gali valdyti skrydį visuose etapuose. Skraidantys robotai taip pat apima savo poklasį – sparnuotąsias raketas. Tokie prietaisai yra lengvi ir atlieka pavojingas užduotis, įskaitant šaudymą operatoriaus nurodymu. Be to, yra projektavimo įtaisų, galinčių šaudyti savarankiškai.

Yra skraidančių robotų, kurie naudoja varymo būdus, kuriuos naudoja pingvinai, medūzos ir erškėčiai. Tokį judėjimo būdą galima pamatyti Air Penguin, Air Ray ir Air Jelly robotuose. Juos gamina Festo. Tačiau RoboBee robotai naudoja vabzdžių skrydžio metodus.

Tarp ropojančių robotų yra daug patobulinimų, kurių judėjimas panašus į kirminų, gyvačių ir šliužų judėjimą. Tokiu atveju robotas naudoja trinties jėgas grublėtam paviršiui arba paviršiaus kreivumui. Šis judėjimo būdas yra naudingas siauroms erdvėms. Tokie robotai reikalingi ieškant žmonių po sunaikintų pastatų griuvėsiais. Į gyvates panašūs robotai gali judėti vandenyje (pavyzdžiui, Japonijoje pagamintas ACM-R5).

Robotai, judantys vertikaliu paviršiumi, naudoja šiuos metodus:

• panašus į žmogų, kuris lipa į sieną su atbrailomis (Stenfordo robotas kapucinas);
• panašus į gekonus su vakuuminiais siurbtukais (Wallbot ir Stickybot).

Tarp plaukimo robotų yra daug patobulinimų, kurie juda pagal žuvies imitavimo principą. Tokio judėjimo efektyvumas yra 80% didesnis nei judėjimo su propeleriu efektyvumas. Tokie dizainai pasižymi mažu triukšmo lygiu ir dideliu manevringumu. Štai kodėl jie labai domina povandeninius tyrinėtojus. Tokie robotai apima Esekso universiteto modelius – Robotines žuvis ir tunus, kuriuos sukūrė Lauko robotikos institutas. Jie sukurti pagal tunui būdingą judėjimą. Tarp robotų, imituojančių erškėčio judesį, garsioji Festo kompanijos plėtra yra Aqua Ray. O robotas, kuris juda kaip medūza, yra to paties kūrėjo „Aqua Jelly“.

Klubo darbas

Dauguma robotikos būrelių yra skirti pradinėms ir vidurinėms mokykloms. Tačiau ikimokyklinio amžiaus vaikams dėmesys neatimamas. Pagrindinis vaidmuo čia tenka kūrybiškumo ugdymui. Ikimokyklinukai turi išmokti laisvai mąstyti ir savo idėjas paversti kūrybiškumu. Būtent todėl robotikos užsiėmimai būreliuose vaikams iki 6 metų yra skirti aktyviam kubelių ir nesudėtingų konstravimo rinkinių naudojimui.

Mokyklos programa tikrai tampa sudėtingesnė. Tai suteikia galimybę susipažinti su skirtingomis robotų klasėmis, išbandyti save praktikoje ir gilintis į mokslą. Naujos disciplinos atskleidžia vaiko galimybes įgyti profesinių įgūdžių ir žinių pasirinktoje inžinerijos srityje.

Robotų kompleksai

Šiuolaikinė robotikos raida yra tokiame etape, kad atrodo, jog netrukus įvyks galingas robotų technologijos proveržis. Tai taip pat, kaip ir naudojant vaizdo skambučius ir mobiliąsias programėles. Dar visai neseniai visa tai atrodė neprieinama masiniam vartojimui. Tačiau šiandien tai yra įprasta ir nustoja stebinti. Bet kiekviena robotikos paroda mums parodo fantastiškus projektus, kurie užfiksuoja žmogaus dvasią vien pagalvojus apie jų įgyvendinimą visuomenės gyvenime.

Švietimo sistemoje sudėtingi robotų įrengimai leidžia įgyvendinti programą naudojant projektines veiklas, tarp kurių populiarios:

Kontrolė

Pagal valdymo sistemų tipą yra:

• biotechninis (komandinis, kopijavimas, pusiau automatinis);
• automatinis (programinis, adaptyvus, intelektualus);
• interaktyvus (automatizuotas, priežiūros, interaktyvus).

Pagrindinės roboto valdymo užduotys yra šios:

• planuoti judesius ir pozicijas;
• jėgų ir momentų planavimas;
• dinaminių ir kinematinių duomenų identifikavimas;
• dinaminio tikslumo analizė.

Valdymo metodų kūrimas turi didelę reikšmę robotikos srityje. Tai svarbu techninei kibernetikai ir automatinio valdymo teorijai.