Lekcje robotyki. Wszystko co musisz wiedzieć. Kluby robotyki: wychowanie przyszłych geniuszy
Jest to branża stosowana, zajmująca się rozwojem zautomatyzowanych systemów i tworzeniem robotów. Specjalność robotyki jest ściśle powiązana z mechatroniką, dyscypliną odpowiedzialną za tworzenie maszyn sterowanych komputerowo.
Robotyk jest jednocześnie inżynierem, programistą i cybernetykiem i musi posiadać wiedzę z zakresu mechaniki, teorii projektowania i sterowania układami automatyki. Dlatego, aby zostać wykwalifikowanym specjalistą w tej dziedzinie, trzeba posiadać ogromną wiedzę i umiejętności praktyczne z różnych dziedzin.
Inżynierowie robotyki zajmują się tworzeniem robotów. W oparciu o cele projektu zastanawiają się nad elektroniką, mechaniką ruchu i programują maszynę do określonych działań. Co więcej, prace nad stworzeniem robota prowadzone są zazwyczaj przez cały zespół programistów.
Jednak nie wystarczy stworzyć innowacyjny zautomatyzowany sprzęt; trzeba zarządzać jego pracą, przeprowadzać regularne przeglądy i naprawy. Zwykle zajmuje się tym personel serwisowy.
Ponadto robotyka stale się rozwija. Cybernetyka, która obejmuje połączenie bio- i nanotechnologii, zaczyna się rozwijać. Wykwalifikowani specjaliści w tej dziedzinie regularnie angażują się w badania i dokonują rewolucyjnych odkryć.
W robotyce istnieje 7 popularnych specjalności:
1. Inżynier elektronik - opracowuje robotykę, naprawia urządzenia i zapewnia niezawodność sterowania elektronicznego.
2. Inżynier serwisu - zajmuje się konserwacją i naprawą robotyki, wykonuje diagnostykę sprzętu, a także zapewnia szkolenia i konsultacje dla operatorów, którzy będą sterować robotami.
3. Inżynier elektryk to uniwersalny specjalista od urządzeń elektronicznych, który odpowiada za prawidłowe generowanie, przetwarzanie i powstawanie sygnałów elektrycznych, a także zapewnia realizację wielu innych procesów. Musi posiadać szeroką wiedzę z zakresu fizyki, matematyki i chemii.
4. Programista robotyki – tworzy oprogramowanie robotów zgodnie z ich przeznaczeniem. Bierze także udział w utrzymaniu usług, uruchamianiu i debugowaniu innowacyjnych mechanizmów.
5. Specjalista ds. modelowania 3D – łączy umiejętności wizualizatora i projektanta modeli. Do obowiązków specjalisty należy opracowywanie trójwymiarowych modeli robotyki.
6. Twórca aplikacji - tworzy funkcjonalne aplikacje do zdalnego sterowania robotyką.
7. Nauczyciel specjalności „Robotyka” – może uczyć dzieci w wieku szkolnym, studentów uczelni specjalistycznych, prowadzić kursy zaawansowane lub przygotowawcze, prowadzić zaawansowane szkolenia, uczestniczyć w seminariach i wykładach.
Gdzie w Rosji uczą robotyki?
Uczelnie kształcące specjalistów w dziedzinie robotyki:
1. Moskiewski Uniwersytet Technologiczny (MIREA, MGUPI, MITHT) - www.mirea.ru
2. Moskiewski Państwowy Uniwersytet Technologiczny „Stankin” - www.stankin.ru
3. Moskiewski Państwowy Uniwersytet Techniczny im. N. E. Bauman - www.bmstu.ru
4. Narodowy Uniwersytet Badawczy „MPEI” - mpei.ru
5. Instytut Nauki i Technologii Skołkowo - sk.ru
5. Moskiewski Uniwersytet Transportu Państwowego Cesarza Mikołaja II - www.miit.ru
6. Moskiewski Państwowy Uniwersytet Produkcji Żywności - www.mgupp.ru
7. Moskiewski Państwowy Uniwersytet Leśny - www.mgul.ac.ru
Pełny przegląd rosyjskich uniwersytetów nauczających robotyki można znaleźć w artykule.
Przegląd ukraińskich uniwersytetów, które uczą, jak składać roboty -.
Zobacz także przegląd uniwersytetów i.
Kursy na odległość:
Pierwszy rosyjski uniwersytet, który uruchomił kursy online z robotyki. Obecnie studenci i uczniowie szkół średnich mogą zapisać się na dwa kierunki: „Robotyka Praktyczna” i „Podstawy Robotyki”.
2. Projekt edukacyjny „Lektorium” – www.lektorium.tv
Prowadzi kursy online z podstaw robotyki dla uczniów szkół średnich, studentów i profesjonalistów.
3. Program edukacyjny Intel - www.intel.ru
Kluby i kluby dla młodzieży:
Uniwersytet Innopolis uruchomił program szkoleniowy dla uczniów w trzech regionach Rosji.
2. Klub "ROBOTRACK" w Saratowie -
Obecnie zajęcia z robotyki cieszą się dużą popularnością. Zajęcia takie pomagają uczniom kształtować i rozwijać krytyczne myślenie, uczyć się twórczego podejścia do procesu rozwiązywania problemów o różnym stopniu złożoności, a także zdobywać umiejętności pracy w zespole.
Nowe pokolenie
Współczesna edukacja wkracza w nowy etap swojego rozwoju. Wielu nauczycieli i rodziców szuka okazji, aby zainteresować dzieci nauką, zaszczepić w nich miłość do nauki i zaszczepić w nich chęć tworzenia i nieszablonowego myślenia. Tradycyjne formy prezentacji materiału już dawno straciły na aktualności. Nowe pokolenie nie jest takie jak jego przodkowie. Chcą uczyć się w sposób żywy, ciekawy i interaktywny. To pokolenie z łatwością porusza się po nowoczesnych technologiach. Dzieci chcą rozwijać się w taki sposób, aby nie tylko nadążać za szybko rozwijającymi się technologiami, ale także bezpośrednio uczestniczyć w tym procesie.
Wielu z nich interesuje się: „Co to jest robotyka? Gdzie można się tego nauczyć?
Edukacja i roboty
Ta dyscyplina akademicka obejmuje takie przedmioty, jak projektowanie, programowanie, algorytmy, matematyka, fizyka i inne dyscypliny związane z inżynierią. Światowa Olimpiada Robotyki (WRO) odbywa się corocznie. W obszarze edukacji jest to ogromna konkurencja, która pozwala tym, którzy spotykają się z takim tematem po raz pierwszy, lepiej dowiedzieć się, czym jest robotyka. Daje możliwość spróbowania swoich sił uczestnikom z ponad 50 krajów. Na zawody przyjeżdża około 20 tysięcy drużyn, składających się z dzieci w wieku od 7 do 18 lat.
Główny cel WRO: rozwój i popularyzacja STT (kreatywności naukowo-technicznej) oraz robotyki wśród młodzieży i dzieci. Takie olimpiady są nowoczesnym narzędziem edukacyjnym XXI wieku.
Nowe szanse
Aby dzieci lepiej zrozumiały, czym jest robotyka, w konkursach wykorzystuje się umiejętności teoretyczne i praktyczne nabyte na zajęciach w ramach pracy klubowej oraz szkolny program nauczania nauk przyrodniczych i ścisłych. Pasja do dyscypliny robotyki stopniowo przeradza się w chęć głębszego poznania nauk takich jak matematyka, fizyka, informatyka i technologia.
WRO to niepowtarzalna szansa dla jego uczestników i obserwatorów nie tylko na głębsze poznanie robotyki, ale także rozwinięcie niezbędnej w XXI wieku kreatywności i umiejętności krytycznego myślenia.
Edukacja
Zainteresowanie dyscypliną edukacyjną, jaką jest robotyka, rośnie z każdym dniem. Baza materialna stale się udoskonala i rozwija, wiele pomysłów, które do niedawna pozostawały marzeniem, stało się teraz rzeczywistością. Nauka przedmiotu „Podstawy robotyki” stała się możliwa dla dużej liczby dzieci. Na zajęciach dzieci uczą się rozwiązywać problemy przy ograniczonych zasobach, przetwarzać i przyswajać informacje oraz właściwie je wykorzystywać.
Dzieci uczą się łatwo. Współczesne młodsze pokolenie, wychowane na różnych gadżetach, z reguły nie ma trudności z opanowaniem dyscypliny „Podstawy robotyki”, pod warunkiem, że ma chęć i głód nowej wiedzy.
Konieczne jest, aby nawet dorosłym trudniej było przekwalifikować się niż uczyć czyste, ale spragnione umysły dzieci. Pozytywnym trendem jest ogromna uwaga, jaką rosyjskie agencje rządowe poświęcają popularyzacji robotyki wśród młodych ludzi. I jest to zrozumiałe, gdyż zadaniem modernizacji i przyciągania młodych specjalistów jest kwestia konkurencyjności państwa na arenie międzynarodowej.
Znaczenie tematu
Dziś palącym problemem dla Ministerstwa Edukacji Narodowej jest wprowadzenie robotyki edukacyjnej do zakresu dyscyplin szkolnych. Jest uważany za ważny obszar rozwoju. Na lekcjach technologii dzieci powinny zdobyć wiedzę na temat współczesnej dziedziny rozwoju technologii i projektowania, co daje im możliwość samodzielnego wymyślania i budowania. Nie wszyscy studenci muszą zostać inżynierami, ale każdy powinien mieć taką możliwość.
Ogólnie rzecz biorąc, lekcje robotyki są niezwykle interesujące dla dzieci. Ważne jest, aby wszyscy to zrozumieli – zarówno nauczyciele, jak i rodzice. Zajęcia takie dają możliwość zobaczenia innych dyscyplin w innym świetle i zrozumienia sensu ich studiowania. Ale to znaczenie, zrozumienie, dlaczego jest to konieczne, porusza umysły chłopaków. Jego brak niweczy wszelkie wysiłki nauczycieli i rodziców.
Ważnym czynnikiem jest to, że nauka robotyki nie jest procesem stresującym i całkowicie pochłania dzieci. To nie tylko rozwój osobowości ucznia, ale także szansa na oderwanie się od ulicy, niesprzyjającego otoczenia, bezczynności i konsekwencji z tym związanych.
Pochodzenie
Sama nazwa robotyki pochodzi od odpowiadającej jej angielskiej robotyki. Jest to nauka stosowana zajmująca się rozwojem technicznych systemów zautomatyzowanych. W produkcji jest to jeden z głównych technicznych fundamentów intensyfikacji.
Wszystkie prawa robotyki, podobnie jak sama nauka, są ściśle powiązane z elektroniką, mechaniką, telemechaniką, mechanotroniką, informatyką, radiotechniką i elektrotechniką. Sama robotyka dzieli się na przemysłową, budowlaną, medyczną, kosmiczną, wojskową, podwodną, lotniczą i gospodarczą.
Pojęcie „robotyka” zostało po raz pierwszy użyte w jego opowiadaniach przez pisarza science fiction w 1941 roku (powieść „Kłamca”).
Samo słowo „robot” zostało wymyślone w 1920 roku przez czeskich pisarzy i jego brata Josefa. Został on włączony do spektaklu science fiction „Uniwersalne roboty Rossuma”, wystawionego w 1921 roku i cieszącego się dużym powodzeniem publiczności. Dziś można zaobserwować, jak zarysowana w spektaklu linia została szeroko rozwinięta w świetle kinematografii science fiction. Istota fabuły: właściciel zakładu opracowuje i przygotowuje produkcję dużej liczby androidów, które mogą pracować bez odpoczynku. Ale te roboty w końcu buntują się przeciwko swoim twórcom.
Przykłady historyczne
Co ciekawe, początki robotyki pojawiły się w czasach starożytnych. Świadczą o tym pozostałości ruchomych posągów, które powstały w I wieku p.n.e. Homer pisał w Iliadzie o służebnicach stworzonych ze złota, które potrafiły mówić i myśleć. Dziś inteligencję, w którą wyposażone są roboty, nazywa się sztuczną inteligencją. Ponadto starożytnemu greckiemu inżynierowi mechanikowi Archytasowi z Tarentu przypisuje się zaprojektowanie i stworzenie mechanicznego latającego gołębia. Wydarzenie to datuje się na około 400 rok p.n.e.
Takich przykładów jest wiele. Są one dobrze omówione w książce I.M. Makarowa. i Topcheeva Yu.I. „Robotyka: historia i perspektywy”. W popularny sposób opowiada o początkach współczesnych robotów, a także zarysowuje robotykę przyszłości i związany z nią rozwój cywilizacji ludzkiej.
Rodzaje robotów
Na obecnym etapie najważniejsze klasy robotów ogólnego przeznaczenia to roboty mobilne i manipulacyjne.
Mobile to automat z ruchomym podwoziem i sterowanymi napędami. Roboty te mogą chodzić, poruszać się na kołach, gąsienicować, pełzać, pływać lub latać.
Manipulator to automatyczna maszyna stacjonarna lub mobilna, składająca się z manipulatora o kilku stopniach mobilności i sterowania programowego, realizującego funkcje motoryczne i sterujące w produkcji. Takie roboty występują w formie podłogowej, portalowej lub zawieszanej. Są one najbardziej rozpowszechnione w przemyśle produkcji instrumentów i budowy maszyn.
Sposoby poruszania się
Roboty kołowe i gąsienicowe stały się powszechne. Poruszanie się robota kroczącego jest trudnym problemem dynamicznym. Takie roboty nie mogą jeszcze posiadać stabilnego ruchu charakterystycznego dla człowieka.
Jeśli chodzi o latające roboty, możemy powiedzieć, że większość nowoczesnych samolotów właśnie taka jest, tyle że sterują nimi piloci. Jednocześnie autopilot może kontrolować lot na wszystkich etapach. Roboty latające obejmują także swoją podklasę – rakiety manewrujące. Takie urządzenia są lekkie i wykonują niebezpieczne misje, w tym strzelanie na polecenie operatora. Ponadto istnieją urządzenia konstrukcyjne zdolne do samodzielnego strzelania.
Istnieją latające roboty wykorzystujące techniki napędowe stosowane przez pingwiny, meduzy i płaszczki. Ten sposób poruszania się można zaobserwować w robotach Air Penguin, Air Ray i Air Jelly. Ich producentem jest Festo. Ale roboty RoboBee wykorzystują metody lotu owadów.
Wśród robotów pełzających istnieje wiele rozwiązań przypominających ruch robaków, węży i ślimaków. W tym przypadku robot wykorzystuje siły tarcia na chropowatej powierzchni lub krzywiźnie tej powierzchni. Ten rodzaj ruchu jest przydatny w wąskich przestrzeniach. Takie roboty potrzebne są do poszukiwania ludzi pod gruzami zniszczonych budynków. Roboty przypominające węże potrafią poruszać się w wodzie (np. wyprodukowany w Japonii ACM-R5).
Roboty poruszające się po powierzchni pionowej wykorzystują następujące podejścia:
- podobny do osoby wspinającej się po ścianie z półkami (robot Stanford Capuchin);
- podobne do gekonów wyposażonych w przyssawki próżniowe (Wallbot i Stickybot).
Wśród robotów pływających istnieje wiele rozwiązań, które poruszają się na zasadzie imitowania ryb. Sprawność takiego ruchu jest o 80% większa od sprawności ruchu śmigłem. Takie konstrukcje mają niski poziom hałasu i wysoką zwrotność. Dlatego cieszą się dużym zainteresowaniem badaczy podwodnych obiektów. Do takich robotów zaliczają się modele z Uniwersytetu w Essex – Robotic Fish and Tuna, opracowane przez Field Robotics Institute. Wzorowane są na ruchu charakterystycznym dla tuńczyka. Wśród robotów imitujących ruch płaszczki znany jest rozwój firmy Festo: Aqua Ray. A robotem poruszającym się jak meduza jest Aqua Jelly od tego samego twórcy.
Praca w klubie
Większość klubów robotyki skierowana jest do szkół podstawowych i średnich. Ale dzieci w wieku przedszkolnym nie są pozbawione uwagi. Główną rolę odgrywa tutaj rozwój kreatywności. Przedszkolaki muszą nauczyć się swobodnego myślenia i przekładania swoich pomysłów na kreatywność. Dlatego zajęcia z robotyki w klubach dla dzieci do 6 roku życia nastawione są na aktywne wykorzystanie kostek i prostych zestawów konstrukcyjnych.
Program nauczania w szkole z pewnością staje się coraz bardziej skomplikowany. Daje możliwość zapoznania się z różnymi klasami robotów, sprawdzenia swoich sił w praktyce i głębszego zagłębienia się w naukę. Nowe dyscypliny odkrywają potencjał dziecka do zdobywania umiejętności zawodowych i wiedzy w wybranej dziedzinie inżynierii.
Kompleksy robotyczne
Współczesny rozwój robotyki jest na takim etapie, że wydaje się, że wkrótce nastąpi potężny przełom w technologii robotycznej. To samo dotyczy rozmów wideo i gadżetów mobilnych. Wszystko to do niedawna wydawało się niedostępne dla masowej konsumpcji. Ale dziś jest to powszechne i przestało zadziwiać. Ale każda wystawa robotyki pokazuje nam fantastyczne projekty, które chwytają ducha człowieka na samą myśl o ich realizacji w życiu społeczeństwa.
W systemie edukacji złożone instalacje robotów umożliwiają realizację programu z wykorzystaniem działań projektowych, wśród których popularne są:
Kontrola
Według rodzaju systemów sterowania wyróżnia się:
- biotechniczne (dowodzenie, kopiowanie, półautomat);
- automatyczny (programowy, adaptacyjny, inteligentny);
- interaktywne (automatyczne, nadzorcze, interaktywne).
Do głównych zadań sterowania robotem zalicza się:
- planowanie ruchów i pozycji;
- planowanie sił i momentów;
- identyfikacja danych dynamicznych i kinematycznych;
- dynamiczna analiza dokładności.
Rozwój metod sterowania ma ogromne znaczenie w dziedzinie robotyki. Ma to znaczenie dla cybernetyki technicznej i teorii automatyki.
Test powinien zawierać proste i jasno sformułowane pytania dotyczące projektanta, klocków Lego, praw fizyki, matematyki itp. Zalecana liczba pytań wynosi od 10 do 20. Studenci odpowiadają na proste pytania i sprawdzają swój poziom wiedzy. Zaleca się zamieszczenie w teście kilku pytań dotyczących pomysłowości z cyklu: „A co jeśli…”. W wyniku testów musimy zrozumieć, czy uczeń się czegoś nauczył.
Podajmy kilka przykładów pytania do monitorowania wiedzy z robotyki na I półrocze.
1) Projekt to... (wybierz poprawną definicję terminu)
2) Używając słów kluczowych określ typ konstruktora: kula, rowek, kąt nachylenia, przeszkody.
3) Wybierz główne cechy drewnianego zestawu konstrukcyjnego:
4) Wybierz brakujące słowo: ____________zestaw konstrukcyjny składa się z klocków o różnych kolorach i rozmiarach, które „nakłada się” na siebie za pomocą specjalnych łączników.
5) Wybierz zestaw konstrukcyjny, który umożliwia przekształcenie jednego kompletnego modelu w inny.
6) Jak nazywa się zestaw różnych metalowych płyt i narożników łączonych ze sobą za pomocą śrub?
7) Bezpośrednie użycie materiałów w celu zapewnienia jakiejś funkcji mechanicznej; Co więcej, wszystko opiera się na wzajemnym przyleganiu i oporze ciał. Wybierz termin pasujący do tej definicji:
8) Kto sformułował trzy prawa robotyki? Jak ma na imię i nazwisko pisarz science fiction, który sformułował trzy prawa robotyki?
9) Antropomorficzna maszyna imitująca osobę, próbująca zastąpić ją w jakichkolwiek jej działaniach. Podaj termin odpowiadający tej definicji:
10) Kto ukuł słowo „Robot”? Jak ma na imię i nazwisko pisarz science fiction, autor słowa „ROBOT”.
11) Automatyczne urządzenie stworzone na zasadzie żywego organizmu. Działając według zaprogramowanego programu i otrzymując informacje o świecie zewnętrznym z czujników, samodzielnie realizuje produkcję i inne operacje wykonywane zwykle przez człowieka. Podaj termin odpowiadający tej definicji:
12) Zestaw mechanizmów zastępujących osobę lub zwierzę w określonym obszarze; Stosowany jest głównie do automatyzacji pracy. Wskaż termin odpowiadający tej definicji:
13) Część zestawu konstrukcyjnego Lego Mindstorms EV3, przeznaczona do programowania precyzyjnych i potężnych ruchów robota:
Współczesna nauka nie stoi w miejscu. Innowacje zawładnęły światem. Roboty odkurzające, komputery i inteligentne telewizory wkraczają w nasze życie ogromnymi krokami. Dlaczego więc nie iść z duchem czasu? Dlaczego nie wziąć przyszłości w swoje ręce?
Na kursie robotyki Twoje dzieci będą mogły w bardzo prosty i zabawny sposób stworzyć prawdziwe roboty! Mogą nauczyć je mówić, poruszać się, reagować na polecenia, a nawet latać! Nasi nauczyciele dołożą wszelkich starań, aby dzieci mogły programować i sterować własnym robotem. Nawet nie możesz sobie wyobrazić, jakie to proste i interesujące!
Od 4000 RUB/miesiąc
Raz w tygodniu po 3 godziny akademickie
Oddziały blisko Twojego domu!
Jak uczymy na kursach robotyki
Lekcje robotyki dla dzieci rozpoczynają się od nauki podstaw elektroniki, podczas której uczniowie uczą się, czym jest prąd, podłączają diody LED, pracują z rezystorami, sygnalizatorami piezoelektrycznymi, czujnikami ruchu, wyciekami wody i innymi elementami elektronicznymi. Już na tych zajęciach dzieci mogą realizować swój potencjał i tworzyć własne projekty elektroniczne, np. pianino czy automatyczną podlewacz do kwiatów.
Następnie, w zależności od poziomu, dzieci wybierają kierunek nauki. Każda klasa robotyki dysponuje różnorodnymi zestawami robotycznymi dla dzieci opartymi na Lego (dla dzieci w wieku 4-6 lat) oraz opartymi na Arduino (dla uczniów powyżej 6 roku życia). Na tych platformach dzieci eksperymentują, tworzą „inteligentne domy”, roboty-manipulatory, budują zrobotyzowane samochody i szukają nowych sposobów poruszania się nimi w przestrzeni. Sami też programują stworzone urządzenia, korzystając ze specjalnego środowiska programistycznego Lego lub Arduino, w zależności od wieku.
Dodatkowo dużą wagę przywiązujemy do koncepcji Do It Yourself, czyli dajemy dzieciom możliwość realizacji projektu od strony technicznej za pomocą improwizowanych środków, wykorzystując umiejętności techniczne z wykorzystaniem maszyn tnących i drukarek 3D. Natomiast na ostatnich zajęciach w każdym semestrze zapraszamy rodziców na prezentację projektów, podczas której dzieci opowiadają o tym, jakie urządzenie stworzyły i jakie jest jego zastosowanie.
Konspekt
| # | Temat lekcji (klasy 1-4) | Temat lekcji (klasy 5-11) | Czas trwania | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Lekcja wprowadzająca. Praca z diodami LED i rezystorami | Lekcja wprowadzająca. Historia robotyki. Praca z diodami LED i rezystorami. Wprowadzenie do kontrolera Arduino | 3 ak. godziny | ||
| 2 | Za pomocą potencjometru, fotorezystora, przycisków | Podstawy projektowania i modelowania urządzenia elektronicznego opartego na Arduino | 3 ak. godziny | ||
| 3 | Praca z silnikami | Modulacja szerokości impulsów | 3 ak. godziny | ||
| 4 | Programowanie Arduino. Funkcje niestandardowe | 3 ak. godziny | |||
| 5 | Kompleksowe połączenie podstawowych elementów. Ugruntowanie podstaw projektowania obwodów | Czujniki. Czujniki Arduino | 3 ak. godziny | ||
| 6 | Wprowadzenie do platformy Arduino. Zasilacze. Proste szkice | Przycisk – czujnik ciśnienia | 3 ak. godziny | ||
| 7 | Wprowadzenie do S4A. Podstawy programowania w S4A | Wskaźniki cyfrowe. Wskaźnik siedmiosegmentowy | 3 ak. godziny | ||
| 8 | Podstawy pracy z sygnałami analogowymi. Część 1 | Mikroukłady. Rejestr zmianowy | 3 ak. godziny | ||
| 9 | Podstawy pracy z sygnałami analogowymi. Część 2 | Kreatywny konkurs projektów opartych na omawianym materiale | 3 ak. godziny | ||
| 10 | Podstawy pracy z sygnałami cyfrowymi. Część 1 | Biblioteki, klasa, obiekt | 3 ak. godziny | ||
| 11 | Podstawy pracy z sygnałami cyfrowymi. Część 2 | ekran LCD | 3 ak. godziny | ||
| 12 | Podstawy pracy z sygnałami cyfrowymi. Część 3 | Tranzystor – element sterujący obwodu | 3 ak. godziny | ||
| 13 | Utrwalenie zdobytej wiedzy | Kontrola silnika | 3 ak. godziny | ||
| 14 | Utrwalenie zdobytej wiedzy. Rozwój projektu | Sterowanie Arduino przez USB | 3 ak. godziny | ||
| 15 | Robot jest manipulatorem. Część 1 - montaż | Pracę nad kreatywnym projektem | 3 ak. godziny | ||
| 16 | Robot jest manipulatorem. Część 2 – programowanie | Konferencja końcowa | 3 ak. godziny | ||
Zdjęcia z zajęć z robotyki
Kilka powodów, dla których Twoje dzieci (i Ty!) pokochają Robotykę dla Dzieci w Moskwie:
- Unikalny program nauczania.(pobierz) Podczas gdy Twoje dziecko będzie doświadczało niezapomnianych emocji podczas pracy z elektroniką i składania własnego robota, Ty będziesz wiedział, że doskonali praktyczne umiejętności w zakresie kreatywności inżynierskiej (wyobraź sobie, jak te umiejętności pomogą mu zainspirować go do realizacji unikalnych pomysłów w przyszłości!)
- Kreatywne rozwiązywanie problemów. Podczas każdej sesji kursu Robotyka dla dzieci Twoje dziecko uczestniczy w trudnych, kreatywnych zajęciach, które zaszczepiają w nim miłość do nauki, technologii i inżynierii.
- Ekscytujące ćwiczenia praktyczne. Nasze zajęcia są przepełnione interaktywnością, a dzieci wykonują wiele projektów ręcznie od podstaw, co zajmuje dzieciom umysł i jest świetne dla dzieci o różnym poziomie umiejętności.
- Stały kontakt z rodzicami. Zawsze na bieżąco informujemy Cię o postępach Twojego dziecka na zajęciach z robotyki. Będziesz wiedzieć, jak odrabia lekcje, radzi sobie na zajęciach i czy wszystko mu się układa.
Gdzie odbywa się program Robotyka dla Dzieci?
Programy robotyki są dostępne w naszych 20 centrach w całej Moskwie! Skontaktuj się z nami, aby znaleźć RoboClass w Twojej okolicy.
Znajdź najbliższy oddziałObóz naukowy dla dzieci
Programy sezonowe
Co trzy miesiące organizujemy dziecięcy obóz inżynierski, na którym dzieci mogą spróbować swoich sił w roli wynalazców, naukowców, badaczy i przedsiębiorców.
Stopniowo wysokie technologie stają się częścią życia codziennego: „inteligentny dom”, interaktywne wystawy sztuki, boty konwersacyjne. Nic więc dziwnego, że podstaw programowania i robotyki zaczynają uczyć już jeszcze przed szkołą. Centra robotyki i kluby inżynieryjne otwierają się coraz częściej. Według różnych źródeł w Rosji działa około 400 klubów związanych z robotyką i IT, nie ma jeszcze oficjalnych statystyk. A liczba ta będzie tylko rosnąć.
Od kręgu młodych inżynierów i radioamatorów po sekcję Robotyki
Robotyka włączyła się w proces edukacyjny organicznie i niemal bezgłośnie. W 2016 roku roboty migają diodami LED na wszystkich poziomach placówek oświatowych: od przedszkoli po uczelnie, ale przede wszystkim w szkołach. Robotykę uważa się za narzędzie umożliwiające dogłębne studiowanie takich dyscyplin, jak informatyka, fizyka i technologia. Dlatego uczniowie mogą uczyć się początków robotyki nie tylko w klubach, ale także w szkołach i na uczelniach, gdzie roboty są coraz częściej wprowadzane do procesu edukacyjnego.
Koło system dodatkowego kształcenia jest szczególnie dobrze znany osobom starszego pokolenia z krajów byłych republik związkowych ZSRR. Bezpłatną sowiecką edukację hojnie uzupełniano zajęciami pozalekcyjnymi odbywającymi się w pałacach i domach pionierów (według Wikipedii w 1971 r. działało 4400 „pałaców”).
Myślenie przestrzenne zostało rozwinięte u przyszłych inżynierów przez kluby modelowania technicznego i projektowania oraz warsztaty radiowe. Dzieci w wieku szkolnym tworzyły od podstaw modele samochodów i samolotów, uczyły się obsługi sprzętu (tokarki, wypalarki, wyrzynarki i pilniki) oraz zapoznawały się z zasadami działania elektryczności.
Radziecki system edukacji dla specjalności inżynieryjno-technicznych, którego częścią były „kręgi”, uznawany był za jeden z najlepszych na świecie. Dziś zwyczajowo mówi się więcej o wadach edukacji w Rosji, a amerykańskie i azjatyckie instytucje edukacyjne zajmują czołowe pozycje w dziedzinie technologii.
Wraz z upadkiem ZSRR zanikła także kultura dodatkowej edukacji i klubów. Zajęcia stały się płatne, a tematyka straciła na różnorodności: popularne stały się sekcje sportowe, szkoły tańca i plastyki. Skutki takiej zmiany w menu edukacyjnym całego pokolenia dzieci można ocenić już teraz. Absolwenci uczelni z dyplomami kierunków humanistycznych nie znajdują pracy, a przedsiębiorstwa na co dzień desperacko poszukują kadry inżynierskiej.
W pierwszej dekadzie XXI wieku zainteresowanie robotyką w edukacji stało się coraz bardziej zauważalne. Od 2002 roku w Rosji odbywają się krajowe i międzynarodowe zawody robotów. W tym samym czasie powstało Rosyjskie Stowarzyszenie Robotyki Edukacyjnej (RAER). Od 2008 roku Ogólnorosyjskie Centrum Edukacyjno-Metodologiczne Robotyki Edukacyjnej (VUMTSOR) działa w oparciu o RAOR - organizacja dostarcza podręczniki oraz zapewnia wszystkim informacje prawne i zalecenia dotyczące otwarcia klubu robotyki.
Od 2008 roku Fundacja Volnoye Delo Olega Deripaski uruchomiła program Robotyka, który wspiera projekty edukacyjne i konkurencyjne.
W 2014 roku zaczęto mówić o robotach na szczeblu państwowym. ASI (Agencja Inicjatyw Strategicznych, założyciel - Rząd Federacji Rosyjskiej) ogłosiła Narodową Inicjatywę Techniczną. Globalną ideą NTI jest doprowadzenie Rosji do poziomu konkurencyjnego na rynku zaawansowanych technologii do 2035 roku. Jednym z obszarów programu było wspieranie i popularyzacja edukacji technicznej.
Wraz z popularyzacją robotyki w środowisku edukacyjnym pojawiła się koncepcja STEM (lub STEAM). Ten kierunek w globalnym procesie edukacyjnym charakteryzuje się interdyscyplinarnym podejściem do uczenia się. Kluczowe dyscypliny kodowane są skrótami: Nauka, Technologia, Inżynieria, Sztuka (nie zawsze), Matematyka. System ma na celu rozwój przyszłych inżynierów i robotyków.
Przy wsparciu rządu otwierane są nie tylko kluby, ale także całe parki technologiczne – centra dziecięce zrzeszające kluby z różnych dziedzin technicznych. Parków technologicznych nie ma jeszcze zbyt wiele. W maju w Moskwie otwarto pierwsze centrum dziecięce w Mosgormash, a pod koniec września park technologiczny Quantorium. W regionach planuje się także otwieranie parków technologicznych. Powinny pojawić się w 17 regionach: Mordowii, Tatarstanie, Czuwaszji, Terytorium Ałtaju i innych.
Od projektanta do mikroukładu
Pomimo tego, że roboty są obecne w zajęciach dla dzieci już od wieku przedszkolnego, główną rolę w rozwoju najmłodszych przyszłych inżynierów odgrywa nie elektronika, a kreatywność. W systemie edukacji STEM wolność myślenia i tworzenia jest na pierwszym planie w klasach przedszkolnych. Dlatego w kręgach dla dzieci poniżej 6 roku życia aktywnie wykorzystuje się proste zestawy konstrukcyjne i kostki.
Większość klubów robotyki skierowana jest do dzieci w wieku szkolnym i gimnazjalnym.
„Z reguły program takich kursów dla dzieci obejmuje wprowadzenie do projektowania obwodów, podstaw programowania i robotyki. Różnicą pomiędzy klubami jest ich zadanie: dziecko albo się bawi, albo uczy. Na tej podstawie dobierane są metody i technologie nauczania. Globalnym celem Klubu ROBBO jest wychowanie pokolenia młodych innowatorów, którzy będą konkurencyjni nie tylko na rynku rosyjskim, ale także na świecie. Dlatego nasz kurs przeznaczony jest do pracy z dziećmi w różnym wieku: z przedszkolakami tworzymy programy animacyjne i klasyczne gry komputerowe (Pac-man, Arkanoid), programujemy roboty do wykonywania różnych zadań, z dziećmi w wieku szkolnym zajmujemy się programowaniem w „dorosłych” językach , modelowanie 3D, projektowanie 3D i druk 3D. Tak więc dziecko przychodzi do nas jedynie z umiejętnością czytania, a wychodzi z robotem wydrukowanym na drukarce 3D, samodzielnie zmontowanym i zaprogramowanym” – wyjaśnia Pavel Frolov, producent edukacyjnego projektu robotyki dziecięcej „ROBBO”
Robotyka uzupełnia materiał realizowany na lekcjach technologii, fizyki i matematyki. Dmitry Spivak, dyrektor petersburskiego klubu robotyki dla dzieci Robx, uważa, że to na zajęciach klubowych dziecko może zastosować wiedzę z zakresu mechaniki i elektrodynamiki oraz zagłębić się w tekstowe języki programowania (na przykład C). „W gimnazjum nasi uczniowie zaczynają poznawać Arduino, bardziej złożone programy do modelowania 3D – OpenSCAD, modelowanie parametryczne, w którym dzieci opisują kształty kodem” – mówi Dmitry.
Robotyka edukacyjna zazwyczaj zaczyna się od klocków Lego. Zestawy zachowują równowagę pomiędzy projektowaniem i programowaniem. Gdy dziecko opanuje podstawy, może zgłębić jeden z obszarów i głębiej zgłębić programowanie i projektowanie. Na zajęciach ze szczególnym naciskiem na programowanie uczniowie pracują z różnymi językami i programami programistycznymi oraz zajmują się modelowaniem 3D. Kluby projektowe przygotowują przyszłych inżynierów: tutaj dzieci samodzielnie opracowują kształt i „wypełnienie” robota.
Lego i spółka
Rynek STEM i robotycznych zestawów konstrukcyjnych jest dość zróżnicowany. Większość producentów obejmuje wszystkie grupy wiekowe, od zestawów dla przedszkolaków po moduły czterordzeniowe dla uczniów gimnazjów i szkół średnich.
Światowy i rosyjski lider w dziedzinie robotyki edukacyjnej jest spółką zależną holdingu Grupy LEGO – LEGO Education. Duńska marka posiada nie tylko zestawy i opracowania metodyczne, ale także sieć specjalistycznych ośrodków dla dzieci, a także Akademię LEGO, w której nauczyciele mogą odbywać szkolenia. Obecnie 16 dodatkowych ośrodków edukacyjnych jest oficjalnymi partnerami programów pozaszkolnych Lego Education w Rosji.
Lego Education istnieje na rynku od 1980 roku. W ofercie marki znajdują się zestawy konstrukcyjne bez elementu elektronicznego (Lego Simple Mechanisms, First Designs), zestawy z mikroprocesorem i czujnikami do nauki robotyki w szkole podstawowej (Lego WeDo) oraz zestawy do demonstrowania zasad nauki w szkole średniej (Lego Technology and Physics). i ustanawia legendarną serię MINDSTORMS.
Podobna do Lego, ale znacznie mniej znana, amerykańska firma Pitsco została założona w 1971 roku przez trzech nauczycieli. W zestawach Elementary STEM dla młodszych dzieci prezentowane są bardziej kreatywne zabawki ogólnoedukacyjne - latające latawce, rakiety. Roboty należą do kierunku Tetrix - zrobotyzowane zestawy konstrukcji metalowych, szeroko znane w Rosji. Metalowe części czynią te zestawy uniwersalnymi, Tetrix jest kompatybilny z kontrolerem Lego MINDSTORMS. Roboty oparte na technologii Tetrix często biorą udział w konkursach, także w kategoriach studenckich.
Otwarta platforma Arduino w odróżnieniu od innych jest unikalną płytką z powłoką programową. Dzięki temu Arduino stanowi uniwersalną podstawę do projektów robotycznych na każdym poziomie edukacji dzieci. W oparciu o Arduino powstało kilka marek zrobotyzowanych zestawów konstrukcyjnych. Platformę można dokupić osobno. Wadą platformy jest to, że konstrukcja jest dość złożona i wymaga od dziecka pracy z lutownicą.
Zestawy krajowe reprezentowane są przez dwie liczące się na rynku marki – TECHNOLAB i Amperka. Podręczniki zostały opracowane dla firmy TECHNOLAB przy wsparciu specjalistów z Wydziału Robotyki i Automatyki Kompleksowej Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego im. N.E. Baumana. Produkty TECHNOLAB to moduły tematyczne i dostosowane do wieku. Każdy moduł zawiera kilka zestawów robotycznych. To „hurtowe” podejście implikuje wysoką cenę zestawów konstrukcyjnych: od 93 tysięcy rubli za moduł dla dzieci w wieku 5-8 lat i aż do 400 tysięcy rubli za moduł robotów powietrznych.
Amperka to startup z 2010 roku oparty na platformie Arduino. Produkty Amperki znajdują się w zestawach pod nazwami gier: „Matryoshka”, „Malina”, „Elektronika dla opornych” itp. Na stronie Amperki można także kupić pojedyncze komponenty - płytki Arduino, czujniki, przełączniki.
Koreańska marka Robotis oferuje zestawy robotyki na każdym poziomie. Są to roboty plastikowe dla szkół podstawowych (Robotis Play, Robotis Dream) oraz roboty humanoidalne bazujące na serwomotorach Robotis Bioloid.
Koreańscy producenci HunaRobo i RoboRobo skupiają się na zabawkach konstrukcyjnych dla dzieci w młodszym i średnim wieku. Zestawy koreańskich marek zawierają podstawowe elementy: płytę główną, silnik i skrzynię biegów, odbiornik RC oraz panel sterowania.
VEX Robotics to prywatna firma z siedzibą w USA, specjalizująca się w robotyce mobilnej. Właścicielem marki jest Innovation First, Inc., która opracowuje elektronikę do autonomicznych robotów naziemnych. Marka podzielona jest na dwa obszary – serię VEX IQ dla początkujących oraz VEX EDR – platformę dla zaawansowanych uczniów. Mobilne programowalne roboty VEX na pilota nastawione są na rywalizację i umiejętności programowania.
Zamiast wniosków
Szeroka gama zrobotyzowanych platform edukacyjnych, wsparcie rządowe i moda na roboty jedynie włączają robotykę do edukacji. Wyjątkiem, szczególnie w regionach, są kluby i zajęcia z zakresu inżynierii i robotyki. Jednak dziś setki tysięcy dzieci ma możliwość dodatkowej nauki na kierunkach inżynieryjnych i informatycznych. A liczba ta w najbliższym czasie będzie tylko rosła – media donoszą o parkach i kołach nowych technologii, a władze zgłaszają gotowość wspierania takich inicjatyw.
Chciałbym wierzyć, że większa integracja dodatkowego kształcenia technicznego ostatecznie da impuls do kształcenia w przyszłości większej liczby specjalistów technicznych wysokiego szczebla. Ruch w kręgu dąży do szerokiego zasięgu – programy zajęć z robotyki mają za zadanie zainteresować każde dziecko. Podstawowe prawa i koncepcje techniczne stają się coraz bardziej dostępne. Zajęcia z robotyki co najmniej poszerzają horyzonty, a maksymalnie zapewniają przyszłość kadrze inżynieryjno-technicznej. Wierzymy w maksimum!