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 z cyklu kilku pytań dotyczących pomysłowości: „Co by było, gdyby…”. 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:
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 dziedzinie edukacji jest to ogromny konkurs, który pozwala tym, którzy po raz pierwszy stykają się z podobnym tematem, 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. która opracowuje techniczne systemy automatyczne. 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 sztuki science fiction „Uniwersalne roboty Rossuma”, wystawionej w 1921 roku i cieszącej 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, które poruszają się podobnie jak robaki, węże i ślimaki. 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 zdobycia 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.
Jednym z najbardziej perspektywicznych obszarów w obszarze technologii IT jest robotyka. Dlaczego? Tak, bo w ciągu najbliższych piętnastu lat na świecie pojawi się kilkanaście nowych zawodów, które będą opierać się na wiedzy z zakresu robotyki.
Mówimy o takich specjalnościach jak:
projektant robotyki przemysłowej;
projektant ergonomista;
inżynier kompozytowy;
operator wielofunkcyjnych systemów robotycznych;
projektant robotyki dziecięcej;
projektant robotów medycznych;
projektant robotów domowych;
projektant interfejsów neuronowych do sterowania robotami.
Urządzenia samokontrolujące zaczęto stosować w drugiej połowie ubiegłego wieku. Początkowo roboty pracowały w obszarach produkcyjnych i badawczych, ale później z powodzeniem przeniosły się do sektora usług. Oczywiście roboty nie są w tej chwili zjawiskiem masowym, ale wektor został wybrany i prawie nie da się go zmienić. Dlatego możemy powiedzieć, że w najbliższej przyszłości rola człowieka jako pracownika zmieni się radykalnie. Ale jak podejść do robotyki? Od czego zacząć ekscytującą podróż? Spróbujmy odpowiedzieć na te pytania.
Robotyka dla dzieci
Naukę podstaw robotyki najlepiej rozpocząć już w młodym wieku, nie oznacza to jednak, że dla osoby dorosłej droga jest zamknięta. Fakt jest taki, że dziecko szybciej uczy się nowych umiejętności, nie ma zmartwień, które mogłyby przeszkodzić mu w ulubionym hobby. Ponadto robotyka dla dzieci ma na celu naukę konkretnego przedmiotu, natomiast robotyka profesjonalna zajmuje się rozwiązywaniem złożonych problemów. Na przykład dzieci i hobbyści potrafią rozebrać proste mechanizmy, aby zrozumieć, jak działają, ale dojrzali specjaliści tworzą złożone manipulatory przemysłowe.
Aby zrozumieć, czy dziecko ma skłonność do robotyki, wystarczy kupić zestaw konstrukcyjny (na szczęście robotów dziecięcych nie brakuje dziś) i sprawdzić, czy wykazuje zainteresowanie procesem jego składania. Jeśli tak, to możesz znaleźć klub robotyki, w którym dziecko może rozwijać wyobraźnię, logikę, motorykę małą, spostrzegawczość przestrzenną, cierpliwość i koncentrację.
Warto zauważyć, że w robotyce istnieją różne obszary: programowanie, elektronika, projektowanie. Jeśli Twoje dziecko lubi budować zestawy konstrukcyjne, konstrukcje prawdopodobnie będą dla niego odpowiednie. Ci, którzy chcą dowiedzieć się, jak działa ta czy inna rzecz, powinni studiować elektronikę. Programowanie zainteresuje każdego młodego matematyka.
W jakim wieku zaczynasz się uczyć?
Idealny wiek do rozpoczęcia robotyki to 8-12 lat. Wcześniej dziecko może mieć trudności ze zrozumieniem zasad działania niektórych mechanizmów, a lepiej nie wspominać o chęci uczenia się matematyki (która jest niezwykle niezbędna przy układaniu algorytmów, projektowaniu obwodów i mechanizmów) już od najmłodszych lat. No cóż, kto z nas chciał uczyć się wzorów i twierdzeń, gdy na zewnątrz była piękna pogoda, a pod telewizorem stała konsola Sony PlayStation? Pytanie jest retoryczne.
Ale w wieku 8-9 lat dzieci bez żadnych problemów mogą zrozumieć i zapamiętać, czym jest kondensator, dioda LED i rezystor. W tym wieku mogą już opanować pojęcia z fizyki szkolnej, znacznie wyprzedzając program nauczania naszych instytucji edukacyjnych.
Jeśli dziecko do 14-15 roku życia nie straci zainteresowania swoim hobby, powinno kontynuować naukę matematyki i rozpocząć naukę programowania. Poza kręgami czeka go wiele ciekawych rzeczy: podstawy matematyczne, teoria mechanizmów i maszyn, wdrażanie algorytmów automatycznej nawigacji, projektowanie wyposażenia elektromechanicznego dla urządzenia robotycznego, uczenie maszynowe i algorytmy widzenia komputerowego (coś mnie niosło z dala).
Trochę o wyborze projektantów
Każda grupa wiekowa posiada własne platformy edukacyjne i konstruktory, różniące się stopniem złożoności. Dziś na rynku prezentowane są zarówno zestawy zagraniczne, jak i krajowe, których koszt waha się od 400 do 15 000 hrywien.
Dla dziecka w wieku 8-11 lat zestawy konstrukcyjne firmy BitKit, Fischertechnik lub (oczywiście ci producenci mają w swoim asortymencie również zestawy dla dorosłych dzieci). Na przykład produkty BitKit mają na celu naukę elektroniki (osobiście testowałem ich konstruktor Omka i pisałem o nim zimą 2016 r. -); Fischertechnik - przybliża prawdziwy rozwój robotów, ich zestawy posiadają wtyczki, przewody i wizualne środowisko programowania; Lego oferuje bardzo znane zestawy konstrukcyjne z ciekawymi i kolorowymi detalami, szczegółowymi instrukcjami i dużymi możliwościami.
Standardem w robotyce edukacyjnej są moduły Arduino oraz komputer jednopłytkowy. Aby z nimi pracować, będziesz potrzebować podstawowych umiejętności programowania, ale ostatecznie możesz nauczyć się tworzyć wszelkiego rodzaju „inteligentne” urządzenia własnymi rękami - od automatycznego systemu nawadniania po system alarmowy. 
Gdzie ćwiczyć robotykę?
Kursy robotyki dla dzieci na Ukrainie prowadzą następujące organizacje:
Kurs „Stem Fll” z First Lego League;
Kurs „Robo-3D Junior” od RoboUa;
Kurs „Robo-3D” od Lego Mindstorms;
kursy oparte na Arduino, Lego i Fischertechnik ze Szkoły Robotów;
kursy dla dzieci od 4 roku życia ze studia MAN;
program nauczania firmy Boteon;
Kurs „Przygotowanie do lotu” od Singularity Studio;
kursy ze szkoły Smart IT.
Samokształcenie: czy to możliwe?
Do samodzielnej nauki w Internecie dostępnych jest wiele bezpłatnych kursów online. Jednak jest mało prawdopodobne, aby ten format był odpowiedni dla dziecka, dlatego kształcenie na odległość może być atrakcyjne tylko dla osoby dorosłej.
Jeśli chodzi o dziecko, oprócz ekscytujących i przydatnych zestawów, przydadzą mu się książki o robotyce, a mianowicie:
Braga Newton, „Tworzenie robotów w domu”;
Douglas Williams, „Programowalny robot sterowany za pomocą PDA”;
Owen Bishop, „Podręcznik programisty robotów”;
Wadim Mickiewicz, „Zabawna anatomia robotów”;
Władimir Gołolobow, „Tam, gdzie zaczynają się roboty”.
Podobnych dzieł jest mnóstwo. Niestety robotyka rozwija się szybko i znaczenie informacji zawartych w książkach staje się nieaktualne. Dlatego zawsze warto mieć pod ręką fora tematyczne i specjalistyczne strony.
Jaki jest wynik?
W rezultacie otrzymujemy bardzo obiecujący kierunek, którego w żadnym wypadku nie należy ignorować. Jeśli masz dzieci, pomyśl o ich przyszłości, a być może mój artykuł o Keddre stanie się katalizatorem w znalezieniu odpowiednich klubów.
Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.
