Introduktionslektion om robotik översikt över ämnet. Robotlektioner. Allt du behöver veta Första lektionen i robotik

Ett av de mest lovande områdena inom IT-teknikområdet är robotik. Varför? Ja, för under de kommande femton åren kommer ett dussin nya yrken att dyka upp i världen, som kommer att bygga på kunskap från robotområdet.

Vi pratar om sådana specialiteter som:
industriell robotdesigner;
ergonomisk designer;
kompositingenjör;
operatör av multifunktionella robotsystem;
barnrobotdesigner;
medicinsk robotdesigner;
hemrobotdesigner;
designer av neurala gränssnitt för robotstyrning.

Självkontrollerande enheter började användas under andra hälften av förra seklet. Till en början arbetade robotar inom produktion och forskning, men migrerade sedan framgångsrikt till tjänstesektorn. Robotar är förstås inget massfenomen för tillfället, men vektorn är vald och det är nästan omöjligt att ändra på den. Det är därför vi kan säga att inom en snar framtid kommer en persons roll som arbetare att förändras dramatiskt. Men hur ska man närma sig robotik? Var ska du börja din spännande resa? Låt oss försöka svara på dessa frågor.

Robotik för barn

Det är bäst att börja lära sig grunderna i robotik i tidig ålder, men det betyder inte att vägen är stängd för en vuxen. Faktum är att barnet lär sig nya färdigheter snabbare, han har inga bekymmer som kan störa hans favorithobby. Dessutom syftar robotik för barn till att studera ett specifikt ämne, medan professionell robotik handlar om att lösa komplexa problem. Till exempel kan barn och hobbyister plocka isär enkla mekanismer för att förstå hur de fungerar, men mer mogna specialister skapar komplexa industriella manipulatorer.

För att förstå om ett barn har en förkärlek för robotik räcker det att köpa en byggsats (lyckligtvis är barnrobotar inte en bristvara idag) och se om han visar intresse för processen att montera den. Om så är fallet kan du hitta en robotklubb där barnet kan utveckla fantasi, logik, finmotorik, rumsuppfattning, tålamod och koncentration.

Det är värt att notera att det finns olika områden inom robotik: programmering, elektronik, design. Om ditt barn tycker om att bygga byggsatser, är konstruktion förmodligen en bra passform för dem. De som är intresserade av att lära sig hur den eller den saken fungerar bör studera elektronik. Programmering kommer att intressera alla unga matematiker.

Vid vilken ålder börjar du lära dig?

Den idealiska åldern för att börja med robotteknik är 8-12 år. Tidigare kan ett barn ha svårt att förstå principerna för driften av vissa mekanismer, och det är bättre att inte nämna önskan att lära sig matematik (vilket är extremt nödvändigt för att utarbeta algoritmer, designa kretsar och mekanismer) i tidig ålder. Ja, vem av oss ville studera formler och satser när vädret var fantastiskt ute och det fanns en Sony PlayStation under TV:n? Frågan är retorisk.

Men vid 8-9 år kan barn utan problem förstå och komma ihåg vad en kondensator, LED och resistor är. I den här åldern kan de redan behärska begrepp från skolfysik, betydligt före läroplanen för våra utbildningsinstitutioner.

Om ett barn inte tappar intresset för sin hobby vid 14-15 års ålder, bör han fortsätta att studera matematik och börja lära sig programmering. Utanför cirklarna väntar många intressanta saker på honom: en matematisk grund, teorin om mekanismer och maskiner, implementeringen av automatiska navigeringsalgoritmer, designen av elektromekanisk utrustning för en robotenhet, maskininlärning och datorseende algoritmer (något bar mig bort).

Lite om att välja designers

Varje åldersgrupp har sina egna utbildningsplattformar och konstruktörer, som skiljer sig åt i graden av komplexitet. Idag presenteras både utländska och inhemska uppsättningar på marknaden, vars kostnad varierar från 400 till 15 000 hryvnia.
För ett 8-11 år gammalt barn byggset från BitKit, Fischertechnik eller (såklart har dessa tillverkare även set för vuxna barn i sitt sortiment). Till exempel är BitKit-produkter inriktade på att studera elektronik (jag testade deras Omka-konstruktör personligen och skrev om det vintern 2016 -); Fischertechnik - tar närmare den verkliga utvecklingen av robotar, deras kit har pluggar, kablar och en visuell programmeringsmiljö; Lego erbjuder mycket kända byggsatser med intressanta och färgglada detaljer, detaljerade instruktioner och fantastiska möjligheter.

Standarden inom pedagogisk robotik är Arduino-moduler samt enkortsdatorn. För att arbeta med dem behöver du grundläggande programmeringsfärdigheter, men i slutändan kan du lära dig hur du skapar alla typer av "smarta" enheter med dina egna händer - från ett automatiskt bevattningssystem till ett larmsystem.


Var kan man utöva robotik?

Robotikkurser för barn i Ukraina erbjuds av följande organisationer:
"Stem Fll" kurs från First Lego League;
"Robo-3D Junior" kurs från RoboUa;
"Robo-3D" kurs från Lego Mindstorms;
kurser baserade på Arduino, Lego och Fischertechnik från Robot School;
kurser för barn från 4 år från MAN-studion;
läroplan från Boteon;
Kurs "Förbereder för flyg" från Singularity Studio;
kurser från Smart IT-skolan.

Lärande i egen takt: är det möjligt?

För självstudier finns det många gratis onlinekurser på Internet. Men det här formatet är osannolikt lämpligt för ett barn, så distansutbildning kan vara attraktivt endast för en vuxen.

När det gäller barnet, förutom spännande och användbara kit, kommer böcker om robotik att vara användbara för honom, nämligen:

Braga Newton, "Skapa robotar hemma";
Douglas Williams, "Programmerbar robot styrd från en handdator";
Owen Bishop, "The Robot Developer's Handbook";
Vadim Mitskevich, "Roboters underhållande anatomi";
Vladimir Gololobov, "Där börjar robotar."

Det finns många liknande verk. Tyvärr utvecklas robottekniken snabbt och relevansen av informationen i böcker håller på att bli föråldrad. Därför bör du alltid ha tematiska forum och specialiserade webbplatser till hands.

Vad är resultatet?

Som ett resultat får vi en mycket lovande riktning som inte under några omständigheter bör ignoreras. Om du har barn, tänk på deras framtid och kanske kommer min artikel om Keddre att bli en katalysator för att hitta lämpliga klubbar.

Om du hittar ett fel, markera en text och klicka Ctrl+Enter.

Provet ska innehålla enkla och tydligt formulerade frågor om designern, om legos, om fysikens lagar, matematiken osv. Det rekommenderade antalet frågor är från 10 till 20. Eleverna svarar på enkla frågor och testar sin kunskapsnivå. Det rekommenderas att inkludera flera frågor om uppfinningsrikedom i testet från cykeln: "Tänk om...". Som ett resultat av testning måste vi förstå om eleven har lärt sig något.

Låt oss ge några exempel frågor för uppföljning av kunskap inom robotik för första halvåret.
1) Design är .....(välj rätt definition av termen)

- processen med kaotisk samling av designern

- en målmedveten process som resulterar i en riktig produkt.

- en typ av aktivitet som leder till utveckling av ett barns finmotorik.

2) Använd nyckelord för att bestämma typen av konstruktör: kula, spår, lutningsvinkel, hinder.

- Träkonstruktör

- Transformator

- Magnetisk konstruktör

- Labyrintkonstruktör

3) Välj huvudegenskaperna för träkonstruktionssetet:

- Tillverkad av naturmaterial

– Du kan bara montera de enklaste strukturerna

- Anses vara den säkraste konstruktören

- Lämplig för barn i gymnasieåldern

4) Välj det saknade ordet: ____________byggsatsen består av tegelstenar i olika färger och storlekar, som "sätts på" varandra med hjälp av speciella fästelement.

- mjuk konstruktör

- Lego

- golvkonstruktör

- modeller för montering

5) Välj en byggsats som kan förvandlas från en komplett modell till en annan.

- Tematisk uppsättning

- Transformator

- Magnetisk konstruktör

- Mjuk konstruktör

6) En uppsättning av olika metallplattor och hörn som fästs ihop med bultar kallas?

- Glödande konstruktör

- Kuber

- Järnkonstruktör

- Tematisk uppsättning

7) Direkt användning av material för att tillhandahålla någon mekanisk funktion; Dessutom är allt baserat på kroppars ömsesidiga vidhäftning och motstånd. Välj termen som matchar denna definition:

- Mekanism

- Bil

- Robot

- Android

8) Vem formulerade Robotics tre lagar? Vad är namnet och efternamnet på science fiction-författaren som formulerade robotikens tre lagar?

9) En antropomorf maskin som imiterar en person som försöker ersätta en person i någon av hans aktiviteter. Ange termen som motsvarar denna definition:

- Mekanism

- Bil

- Robot

- Android

10) Vem myntade ordet "Robot"? Vad är för- och efternamnet på science fiction-författaren, författaren till ordet "ROBOT".

11) En automatisk anordning skapad på principen om en levande organism. Agerar enligt ett förprogrammerat program och tar emot information om omvärlden från sensorer, och utför självständigt produktion och andra operationer som vanligtvis utförs av människor. Ange termen som motsvarar denna definition:

- Mekanism

- Maskin

- Robot

- Android

12) En uppsättning mekanismer som ersätter en person eller ett djur i ett visst område; Den används främst för arbetsautomatisering. Ange termen som motsvarar denna definition:

- Mekanism

- Bil

- Robot

- Android

13) En del av Lego Mindstorms EV3 byggsats, designad för att programmera exakta och kraftfulla rörelser av roboten:

- peksensor

- motor

- infraröd sensor

- peksensor

- EV3-modul

- färgsensor

- infraröd fyr

Introduktion:

Syftet med den här kursen är att introducera dig till Lego mindstorms. Lär dig hur du sätter ihop grundläggande robotdesigner, programmerar dem för specifika uppgifter och går igenom grundläggande lösningar på de vanligaste tävlingsproblemen.

Kursen är designad för dig som tar sina första steg in i robotvärlden med Lego mindstorms. Även om alla robotexempel i den här kursen är gjorda med Lego mindstorms EV3-konstruktorn, förklaras robotprogrammering med exemplet med Lego mindstorms EV3-utvecklingsmiljön, men ägare av Lego mindstorms NXT kan också gå med i studien av denna kurs, och vi hoppas att de också hittar något användbart för sig själva...

Introduktion:

I den andra lektionen kommer vi att bli mer bekanta med programmeringsmiljön och studera i detalj kommandona som ställer in rörelsen för vår robotvagn, monterad i den första lektionen. Så låt oss lansera Lego mindstorms EV3-programmeringsmiljön, ladda vårt lessons.ev3-projekt som skapats tidigare och lägga till ett nytt program till projektet - lektion-2-1. Du kan lägga till ett program på två sätt:

• Välj lag "Arkiv" - "Lägg till program" (Ctrl+N).
• Klick "+" på fliken program.

Introduktion:

Vi kommer att ägna vår tredje lektion åt att studera beräkningskapaciteten i EV3-modulen och kommer att analysera exempel på praktiska lösningar på problem som involverar beräkning av rörelsebanan. Vi lanserar programmeringsmiljön Lego mindstorms EV3 igen, laddar vårt lessons.ev3-projekt och lägger till ett nytt program till projektet - lektion-3-4. Vi lärde oss hur man lägger till ett nytt program i ett projekt i föregående lektion.

Introduktion:

Lego mindstorms EV3 byggsats innehåller olika sensorer. Sensorernas huvuduppgift är att presentera information från den externa miljön till EV3-modulen, och programmerarens uppgift är att lära sig att ta emot och bearbeta denna information och ge de nödvändiga kommandona till robotens motorer. Under loppet av en serie lektioner kommer vi gradvis att bekanta oss med alla sensorer som ingår i både hem- och utbildningssatserna, lära oss hur man interagerar med dem och löser de vanligaste robotstyrningsuppgifterna.

Robotik är ett av de mest lovande områdena inom internetteknikområdet, och i vår tid finns det ingen anledning att förklara att IT-sektorn är framtiden. Robotik är en fascinerande sak: att designa en robot är nästan att skapa en ny varelse, om än en elektronisk sådan.

Sedan 60-talet av förra seklet började automatiserade och självhanterande enheter som gör en del arbete för en person användas för forskning och produktion, sedan i tjänstesektorn, och sedan dess har de blivit mer fast etablerade i deras plats i människors liv. Naturligtvis kan det inte sägas att i Ryssland utförs allt helt av oberoende mekanismer, men en viss vektor i denna riktning beskrivs definitivt. Sberbank planerar redan att ersätta tre tusen advokater med smarta maskiner.

Tillsammans med experter ska vi försöka ta reda på varför robotteknik behövs och hur vi ska närma oss det.

Hur skiljer sig robotteknik för barn från professionell robotik?

Kort sagt, robotik för barn syftar till att studera ett ämne, medan professionell robotik syftar till att lösa specifika problem. Om specialister skapar industriella manipulatorer som utför olika tekniska uppgifter, eller specialiserade hjulplattformar, så gör amatörer och barn, naturligtvis, enklare saker.

Tatyana Volkova, anställd på Center for Intelligent Robotics: "Som regel är det här alla börjar: de räknar ut motorerna och tvingar roboten att helt enkelt köra framåt och sedan svänga. När roboten utför rörelsekommandon kan du redan ansluta en sensor och få roboten att röra sig mot ljuset eller omvänt "springa iväg" från det. Och så kommer favorituppgiften för alla nybörjare: en robot som kör längs en linje. Det finns till och med olika robotlopp organiserade.”

Hur kan du se om ditt barn har en förkärlek för robotik?

Först måste du köpa ett byggset och se om ditt barn gillar att montera det. Och sedan kan du ge den till cirkeln. Klasser kommer att hjälpa honom att utveckla finmotorik, fantasi, rumsuppfattning, logik, koncentration och tålamod.

Ju tidigare du kan bestämma riktningen för robotik - design, elektronik, programmering - desto bättre. Alla tre områdena är stora och kräver separata studier.

Alexander Kolotov, ledande specialist på STEM-program vid Innopolis University: "Om ett barn gillar att montera byggset, då kommer konstruktionen att passa honom. Om han är intresserad av att lära sig hur saker fungerar, kommer han att gilla att göra elektronik. Om ett barn har en passion för matematik, kommer han att vara intresserad av programmering.”

När ska man börja lära sig robotik?

Det är bäst att börja studera och anmäla sig till klubbar från barndomen, dock inte för tidigt - vid 8-12 år, säger experter. Tidigare är det svårare för ett barn att förstå begripliga abstraktioner, och senare, i tonåren, kan han utveckla andra intressen och bli distraherad. Barnet behöver också motiveras att studera matematik, så att det i framtiden blir intressant och enkelt för honom att designa mekanismer och kretsar, och komponera algoritmer.

Från 8-9 år Barn kan redan förstå och komma ihåg vad ett motstånd, LED, kondensator är, och senare behärska begrepp från skolfysik före skolans läroplan. Det spelar ingen roll om de blir specialister på detta område eller inte, kunskapen och färdigheterna de får kommer definitivt inte att vara förgäves.

Vid 14-15 år du måste fortsätta att studera matematik, skjuta robotikkurser i bakgrunden och börja studera programmering mer seriöst - för att förstå inte bara komplexa algoritmer, utan också datalagringsstrukturer. Därefter kommer den matematiska grunden och kunskapen i algoritmisering, fördjupning i teorin om mekanismer och maskiner, design av elektromekanisk utrustning för en robotenhet, implementering av automatiska navigeringsalgoritmer, datorseende algoritmer och maskininlärning.

Alexander Kolotov: "Om du för närvarande introducerar en framtida specialist för grunderna i linjär algebra, komplex kalkyl, sannolikhetsteorin och statistik, då när han går in på ett universitet kommer han redan att ha en god uppfattning om varför han bör ägna extra uppmärksamhet åt dessa ämnen när de får högre utbildning.”

Vilka designers ska man välja?

Varje ålder har sina egna utbildningsprogram, konstruktörer och plattformar, varierande i grad av komplexitet. Du kan hitta både utländska och inhemska produkter. Det finns dyra kit för robotik (cirka 30 tusen rubel och mer), det finns också billigare, mycket enkla (inom 1-3 tusen rubel).

Om barnet 8-11 år, kan du köpa Lego eller Fischertechnik byggsatser (även om tillverkare naturligtvis har erbjudanden för både yngre och äldre åldrar). Lego-robotsatsen har intressanta detaljer, färgglada figurer, är lätt att montera och kommer med detaljerade instruktioner. Fischertechnik-serien av byggsatser för robotik tar dig närmare den verkliga utvecklingsprocessen, här har du kablar, pluggar och en visuell programmeringsmiljö.

Vid 13-14 år du kan börja arbeta med TRIC- eller Arduino-moduler, som, enligt Tatyana Volkova, praktiskt taget är en standard inom området pedagogisk robotik, såväl som Hallon. TRIC är mer komplex än Lego, men lättare än Arduino och Raspberry Ri. De två sista kräver redan grundläggande programmeringskunskaper.

Vad mer behöver du för att studera?

Programmering. Det är möjligt att undvika det bara i det inledande skedet, men då kan du inte leva utan det. Du kan börja med Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).

Grundläggande mekanik. Du kan börja med pyssel gjort av papper, kartong, flaskor, vilket är viktigt för finmotoriken och den allmänna utvecklingen. Den enklaste roboten kan tillverkas av enskilda delar (motorer, ledningar, en fotosensor och en enkel mikrokrets). "Making Tool with Father Sperch" hjälper dig att bekanta dig med den grundläggande mekaniken.

Grunderna i elektronik. Lär dig först hur man monterar enkla kretsar. För barn under åtta år rekommenderar experter byggsetet "Connoisseur", sedan kan du gå vidare till setet "Basics of Electronics". Start".

Var kan barn träna robotik?

Om du ser ett barns intresse kan du skicka honom till klubbar och kurser, även om du kan studera på egen hand. Under kurserna kommer barnet att vara under ledning av specialister, kommer att kunna hitta likasinnade och kommer att engagera sig i robotik på en regelbunden basis.

Det är också tillrådligt att omedelbart förstå vad du vill ha från klasser: delta i tävlingar och tävla om priser, delta i projektaktiviteter eller helt enkelt studera själv.

Alexey Kolotov: "För seriösa klasser, projekt, deltagande i tävlingar måste du välja klubbar med små grupper på 6-8 personer och en tränare som leder studenter till priser i tävlingar, som ständigt utvecklar sig själv och ger intressanta uppgifter. För hobbyaktiviteter kan du gå till grupper på upp till 20 personer.”

Hur väljer man robotikkurser?

Var uppmärksam på läraren när du anmäler dig till kurser, rekommenderar kommersiell chef för Promobot Oleg Kivokurtsev. "Det finns prejudikat när en lärare helt enkelt ger utrustningen till barnen, och sedan kan vem som helst göra vad de vill," håller Tatyana Volkova med Oleg. Sådana aktiviteter kommer att vara till liten nytta.

När du väljer kurser bör du också vara uppmärksam på på den befintliga materiella och tekniska basen. Finns det byggsatser (inte bara Lego), går det att skriva program, studera mekanik och elektronik och göra projekt själv. Varje elevpar bör ha sitt eget robotkit. Gärna med extra delar (hjul, växlar, ramelement) om du vill delta i tävlingar. Om flera lag arbetar med en uppsättning samtidigt, förväntas troligen ingen seriös konkurrens.

Ta reda på vilka tävlingar robotklubben deltar i. Hjälper dessa tävlingar dig att befästa dina förvärvade färdigheter och ger dig möjlighet till vidareutveckling?

Robocuptävling 2014

Hur studerar man robotik på egen hand?

Kurser kräver pengar och tid. Om den första inte räcker och du inte kommer att kunna gå någonstans regelbundet, kan du studera självständigt med ditt barn. Det är viktigt att föräldrar har den nödvändiga kompetensen på detta område: utan hjälp av en förälder kommer det att vara ganska svårt för ett barn att bemästra robotik, varnar Oleg Kivokurtsev.

Hitta material att studera. De kan hämtas på Internet, från beställda böcker, vid deltagande konferenser, från tidningen "Entertaining Robotics". För självstudier finns det gratis onlinekurser, till exempel "Bygga robotar och andra enheter med Arduino: från ett trafikljus till en 3D-skrivare."

Ska vuxna lära sig robotik?

Om du redan har lämnat barndomen betyder det inte att robotteknikens dörrar är stängda för dig. Du kan också anmäla dig till kurser eller studera den på egen hand.

Om en person bestämmer sig för att göra detta som en hobby, kommer hans väg att vara densamma som för ett barn. Det är dock klart att det är osannolikt att du kommer att kunna avancera bortom amatörnivån utan en yrkesutbildning (designingenjör, programmerare och elektronikingenjör), även om ingen naturligtvis förbjuder dig att få en praktikplats på ett företag och envist gnaga på graniten av en ny riktning för dig.

Oleg Kivokurtsev: "Det kommer att bli lättare för en vuxen att bemästra robotik, men tid är en viktig faktor."

För den som har liknande specialitet, men vill omskola sig, finns även olika kurser till hjälp. Till exempel, för maskininlärningsspecialister, kommer den kostnadsfria onlinekursen om probabilistisk robotik "Artificial Intelligence in Robotics" att vara lämplig. Det finns också Intels utbildningsprogram, utbildningsprojektet Lectorium och ITMO-distanskurser. Glöm inte böcker, till exempel finns det mycket litteratur för nybörjare ("Basics of Robotics", "Introduction to Robotics", "Handbook for Robotics"). Välj det som är mest tydligt och lämpligt för dig.

Man bör komma ihåg att seriöst arbete skiljer sig från amatörhobby åtminstone i kostnaden för utrustningskostnader och listan över uppgifter som tilldelats den anställde. Det är en sak att sätta ihop den enklaste roboten med egna händer, men en helt annan sak att öva på till exempel datorseende. Därför är det fortfarande bättre att studera grunderna i design, programmering och maskinvaruteknik från en tidig ålder och därefter, om du gillar det, gå in på ett specialiserat universitet.

Vilka universitet ska jag studera vid?

Majors relaterade till robotik kan hittas vid följande universitet:

— Moskvas tekniska universitet (MIREA, MGUPI, MITHT).

— Moscow State Technical University uppkallad efter. N.E. Bauman;

— Moskvas statliga tekniska universitet "Stankin";

— Nationella forskningsuniversitetet "MPEI" (Moskva).

— Skolkovo Institute of Science and Technology (Moskva).

— Moscow State Transport University of Emperor Nicholas II;

— Moscow State University of Food Production;

— Moscow State Forestry University;

— St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation (SGUAP);

— St. Petersburgs nationella forskningsuniversitet för informationsteknologi, mekanik och optik (ITMO).

— Magnitogorsk State Technical University;

— Omsk State Technical University;

— Saratov State Technical University;

— Innopolis University (Republiken Tatarstan);

— Sydryska federala universitetet (Novocherkassk State Technical University).

Det viktigaste

Att känna till grunderna i robotik kan snart vara användbart för vanliga människor, och möjligheten att bli en specialist inom detta område ser mycket lovande ut, så det är definitivt värt att åtminstone prova din hand med robotik.

Idag blir robotkurser mycket populära. Sådana lektioner hjälper skolbarn att forma och utveckla kritiskt tänkande, lära sig att på ett kreativt sätt närma sig processen att lösa problem med olika komplexitetsnivåer och även få lagarbete.

Ny generation

Modern utbildning går till ett nytt stadium i sin utveckling. Många lärare och föräldrar letar efter en möjlighet att få barn att intressera sig för naturvetenskap, ingjuta en kärlek till lärande och ladda dem med viljan att skapa och tänka utanför ramarna. Traditionella former för att presentera material har länge tappat sin relevans. Den nya generationen är inte som sina förfäder. De vill lära sig på ett levande, intressant, interaktivt sätt. Denna generation navigerar lätt i modern teknik. Barn vill utvecklas på ett sådant sätt att de inte bara hänger med i snabbt utvecklande teknologier utan också deltar direkt i denna process.

Många av dem är intresserade av: "Vad är robotik? Var kan man lära sig detta?

Utbildning och robotar

Denna akademiska disciplin omfattar ämnen som design, programmering, algoritmer, matematik, fysik och andra discipliner relaterade till teknik. World Robotics Olympiad (World Robotics Olympiad - WRO) hålls årligen. Inom utbildningsområdet är detta en massiv tävling som gör att de som möter ett liknande ämne för första gången bättre kan lära sig vad robotik är. Det ger deltagare från mer än 50 länder möjlighet att prova sig fram. Cirka 20 tusen lag, bestående av barn från 7 till 18 år, kommer till tävlingen.

Huvudmålet för WRO: utveckling och popularisering av STT (vetenskaplig och teknisk kreativitet) och robotik bland ungdomar och barn. Sådana olympiader är ett modernt pedagogiskt verktyg för 2000-talet.

Nya möjligheter

För att barnen bättre ska förstå vad robotik är använder tävlingarna teoretiska och praktiska färdigheter som förvärvats i klasserna som en del av klubbarbetet och skolans läroplan för studier av naturvetenskap och exakta vetenskaper. Passionen för robotikdisciplinen utvecklas gradvis till en önskan att lära sig djupare om vetenskaper som matematik, fysik, datavetenskap och teknik.

WRO är en unik möjlighet för sina deltagare och observatörer att inte bara lära sig djupare om robotik, utan också att utveckla den kreativitet och kritiska tänkande som är så nödvändiga under 2000-talet.

Utbildning

Intresset för den pedagogiska disciplinen robotik växer för varje dag. Materialbasen förbättras och utvecklas ständigt, många idéer som tills nyligen förblev en dröm är nu verklighet. Att studera ämnet "Fundamentals of Robotics" har blivit möjligt för ett stort antal barn. På lektionerna lär sig barnen att lösa problem med begränsade resurser, bearbeta och tillgodogöra sig information och använda den på rätt sätt.

Barn lär sig lätt. Den moderna yngre generationen, uppfostrad med olika prylar, har som regel inga svårigheter att bemästra disciplinen "Fundamentals of Robotics", förutsatt att de har lust och törst efter ny kunskap.

Det är nödvändigt att även vuxna är svårare att omskola än att lära barns rena men törstiga sinnen. En positiv trend är den enorma uppmärksamhet som ägnas ryska myndigheters popularisering av robotik bland unga människor. Och detta är förståeligt, eftersom uppgiften att modernisera och attrahera unga specialister är en fråga om statens konkurrenskraft på den internationella arenan.

Ämnets betydelse

Idag är en brådskande fråga för utbildningsministeriet införandet av pedagogisk robotik i skolans utbud. Det anses vara ett viktigt utvecklingsområde. På tekniklektionerna ska barn få en förståelse för det moderna området teknikutveckling och design, vilket ger dem möjlighet att uppfinna och bygga själva. Det är inte nödvändigt för alla studenter att bli ingenjörer, men alla ska ha möjlighet.

Generellt sett är robotlektioner extremt intressanta för barn. Detta är viktigt för alla att förstå – både lärare och föräldrar. Sådana klasser ger en möjlighet att se andra discipliner i ett annat ljus och förstå innebörden av deras studier. Men det är meningen, förståelsen för varför detta är nödvändigt, som rör killarnas sinnen. Dess frånvaro förnekar alla ansträngningar från lärare och föräldrar.

En viktig faktor är att lära sig robotik inte är en påfrestande process och helt absorberar barn. Detta är inte bara utvecklingen av elevens personlighet, utan också en möjlighet att komma bort från gatan, ogynnsam miljö, sysslolös tidsfördriv och de konsekvenser som det medför.

Ursprung

Själva namnet på robotik kommer från motsvarande engelska robotik. som utvecklar tekniska automatiserade system. I produktionen är det en av de viktigaste tekniska grunderna för intensifiering.

Alla robotars lagar, liksom vetenskapen själv, är nära besläktade med elektronik, mekanik, telemekanik, mekanotronik, datavetenskap, radioteknik och elektroteknik. Robotiken i sig är indelad i industri, konstruktion, medicin, rymd, militär, undervatten, flyg och hushåll.

Begreppet "robotik" användes först i hans berättelser av en science fiction-författare. Detta var 1941 (berättelsen "Liar").

Själva ordet "robot" myntades 1920 av tjeckiska författare och hans bror Josef. Den ingick i science fiction-pjäsen "Rossums universella robotar", som sattes upp 1921 och fick stora publikframgångar. Idag kan man se hur linjen som skisserats i pjäsen har utvecklats brett i ljuset av science fiction-film. Kärnan i handlingen: ägaren till anläggningen utvecklar och sätter upp produktionen av ett stort antal androider som kan fungera utan vila. Men dessa robotar gör så småningom uppror mot sina skapare.

Historiska exempel

Intressant nog dök början av robotik upp i antiken. Detta bevisas av resterna av rörliga statyer som gjordes på 1:a århundradet f.Kr. Homeros skrev i Iliaden om tjänarinnor skapade av guld som kunde tala och tänka. Idag kallas den intelligens som robotar är utrustade med artificiell intelligens. Dessutom är den antika grekiske maskiningenjören Archytas från Tarentum krediterad för designen och skapandet av den mekaniska flygduvan. Denna händelse går tillbaka till cirka 400 f.Kr.

Det finns många sådana exempel. De är väl täckta i boken av I.M. Makarov. och Topcheeva Yu.I. "Robotik: historia och framtidsutsikter." Den berättar på ett populärt sätt om ursprunget till moderna robotar, och skisserar också framtidens robotik och motsvarande utveckling av den mänskliga civilisationen.

Typer av robotar

För närvarande är de viktigaste klasserna av generella robotar mobila och manipulativa.

Mobile är en automatisk maskin med ett rörligt chassi och styrda drivningar. Dessa robotar kan gå, hjul, spåras, krypa, simma eller flyga.

En manipulator är en automatisk stationär eller mobil maskin, bestående av en manipulator med flera grader av rörlighet och programstyrning som utför motor- och styrfunktioner i produktionen. Sådana robotar kommer i golv-, portal- eller upphängd form. De är mest utbredda inom instrumenttillverkning och maskinbyggande industrier.

Sätt att röra på sig

Robotar med hjul och band har blivit utbredda. Att flytta en gående robot är ett utmanande dynamiskt problem. Sådana robotar kan ännu inte ha den stabila rörelse som är inneboende hos människor.

När det gäller flygande robotar kan vi säga att de flesta moderna flygplan är just det, men de styrs av piloter. Samtidigt kan autopiloten styra flygningen i alla skeden. Flygande robotar inkluderar också deras underklass - kryssningsmissiler. Sådana enheter är lätta och utför farliga uppdrag, inklusive att skjuta på operatörens kommando. Dessutom finns det designenheter som kan skjuta oberoende.

Det finns flygande robotar som använder de framdrivningstekniker som används av pingviner, maneter och stingrockor. Denna rörelsemetod kan ses i robotarna Air Penguin, Air Ray och Air Jelly. De är tillverkade av Festo. Men RoboBee-robotar använder insektsflygningsmetoder.

Bland krypande robotar finns det ett antal utvecklingar som i rörelse liknar maskar, ormar och sniglar. I detta fall använder roboten friktionskrafter på en grov yta eller ytans krökning. Denna typ av rörelse är användbar för trånga utrymmen. Sådana robotar behövs för att söka efter människor under spillrorna från förstörda byggnader. Ormliknande robotar kan röra sig i vatten (som ACM-R5 tillverkad i Japan).

Robotar som rör sig längs en vertikal yta använder följande tillvägagångssätt:

• liknande en person som klättrar på en vägg med avsatser (Stanford robot Capuchin);
• liknande geckos utrustade med vakuum sugkoppar (Wallbot och Stickybot).

Bland simrobotar finns det många utvecklingar som rör sig enligt principen att imitera fisk. Effektiviteten för en sådan rörelse är 80% högre än effektiviteten för rörelse med en propeller. Sådana konstruktioner har låga ljudnivåer och hög manövrerbarhet. Det är därför de är av stort intresse för undervattensforskare. Sådana robotar inkluderar modeller från University of Essex - Robotic Fish and Tuna, utvecklade av Field Robotics Institute. De är modellerade efter rörelsen som är karakteristisk för tonfisk. Bland robotarna som imiterar en stingrocka är den berömda utvecklingen av Festo-företaget Aqua Ray. Och roboten som rör sig som en manet är Aqua Jelly från samma utvecklare.

Klubbarbete

De flesta robotklubbar riktar sig till grund- och gymnasieskolor. Men barn i förskoleåldern berövas inte uppmärksamheten. Huvudrollen här spelas av utvecklingen av kreativitet. Förskolebarn måste lära sig att tänka fritt och omsätta sina idéer till kreativitet. Det är därför robotikklasser i klubbar för barn under 6 år syftar till aktiv användning av kuber och enkla byggset.

Skolans läroplan blir verkligen mer komplicerad. Det ger dig möjlighet att bekanta dig med olika klasser av robotar, prova dig fram i praktiken och fördjupa dig i vetenskapen. Nya discipliner avslöjar barnets potential att få professionella färdigheter och kunskaper inom det valda teknikområdet.

Robotkomplex

Den moderna utvecklingen av robotik är i ett sådant skede att det verkar som om ett kraftfullt genombrott inom robotteknologin är på väg att inträffa. Detta är samma sak som med videosamtal och mobila prylar. Tills nyligen verkade allt detta otillgängligt för masskonsumtion. Men idag är det vanligt och har upphört att förvåna. Men varje robotutställning visar oss fantastiska projekt som fångar en persons ande vid blotta tanken på deras implementering i samhällets liv.

I utbildningssystemet gör komplexa installationer av robotar det möjligt att implementera ett program med hjälp av projektaktiviteter, bland vilka följande är populära:

Kontrollera

Efter typ av styrsystem finns det:

• bioteknisk (kommando, kopiering, halvautomatisk);
• automatisk (mjukvara, adaptiv, intelligent);
• interaktiv (automatiserad, övervakande, interaktiv).

Huvuduppgifterna för robotstyrning inkluderar:

• planering av rörelser och positioner;
• planering av krafter och moment;
• identifiering av dynamiska och kinematiska data;
• dynamisk noggrannhetsanalys.

Utvecklingen av styrmetoder är av stor betydelse inom robotteknikområdet. Detta är viktigt för teknisk cybernetik och teorin om automatisk kontroll.