Denken Sie mit Ihren Händen. Was nützt die Robotik? Robotikunterricht

  Einführung:

Das Ziel dieses Kurses ist es, Ihnen den Lego Mindstorms-Konstruktor vorzustellen. Um Ihnen beizubringen, wie Sie die Grundkonstruktionen von Robotern zusammenbauen, sie für bestimmte Aufgaben programmieren und mit Ihnen die Grundlösungen für die häufigsten Wettbewerbsprobleme erarbeiten.

Der Kurs soll mit dem Lego Mindstorms-Konstruktor die ersten Schritte in die Welt der Robotik unternehmen. Obwohl alle Roboterbeispiele in diesem Kurs mit dem Lego Mindstorms EV3-Konstruktor erstellt wurden, wird die Roboterprogrammierung am Beispiel der Lego Mindstorms EV3-Entwicklungsumgebung erläutert. Die Besitzer von Lego Mindstorms NXT können sich jedoch auch dem Kurs anschließen und hoffentlich auch selbst finden nützlich ...

  Einführung:

In der zweiten Lektion werden wir uns mit der Programmierumgebung vertraut machen und die Befehle, die die Bewegung für unseren in der ersten Lektion zusammengebauten Roboterwagen einstellen, im Detail studieren. Starten wir also die Lego Mindstorms EV3-Programmierumgebung, laden Sie unser zuvor erstelltes Lessons.ev3-Projekt und fügen Sie dem Projekt ein neues Programm hinzu - Lektion 2-1. Das Programm kann auf zwei Arten hinzugefügt werden:

• Wähle ein Team "Datei" - "Programm hinzufügen" (Strg + N).
• Klicken Sie auf "+"   auf der Registerkarte Programm.

  Einführung:

Wir werden unsere dritte Lektion dem Studium der Rechenfähigkeiten des EV3-Moduls widmen und praktische Lösungen für die Probleme der Berechnung der Bewegungsbahn analysieren. Wir starten die EV3-Programmierumgebung von Lego mindstorms erneut, laden unser Lessons.ev3-Projekt und fügen dem Projekt ein neues Programm, Lektion 3-4, hinzu. In der vorherigen Lektion haben wir gelernt, wie Sie dem Projekt ein neues Programm hinzufügen können.

  Einführung:

Der Lego Mindstorms EV3-Konstruktor enthält verschiedene Sensoren. Die Hauptaufgabe der Sensoren besteht darin, dem EV3-Modul Informationen aus der externen Umgebung zu präsentieren, und die Aufgabe des Programmierers besteht darin, zu lernen, wie diese Informationen empfangen und verarbeitet werden, indem den Robotermotoren die erforderlichen Befehle erteilt werden. Im Verlauf einer Reihe von Lektionen werden wir nacheinander alle Sensoren kennenlernen, die sowohl in Heim- als auch in Lernsets enthalten sind, lernen, wie man mit ihnen interagiert und die häufigsten Aufgaben der Robotersteuerung löst.

Heute werden Robotikkurse immer beliebter. Solche Lektionen helfen Schulkindern, kritisches Denken zu formen und zu entwickeln, lernen, kreativ bei der Lösung von Problemen mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden zu sein und Teamfähigkeit zu erlangen.

Neue Generation

Die moderne Bildung tritt in eine neue Runde ihrer Entwicklung ein. Viele Lehrer und Eltern suchen nach einer Möglichkeit, Kinder für Naturwissenschaften zu interessieren, die Liebe zum Lernen zu wecken und ihnen den Wunsch zu geben, etwas Außergewöhnliches zu schaffen und zu denken. Traditionelle Darstellungsformen des Materials haben längst an Relevanz verloren. Die neue Generation ist nicht wie ihre Vorfahren. Sie wollen lebendig, interessant, interaktiv lernen. Diese Generation lässt sich leicht an modernen Technologien orientieren. Kinder wollen sich so entwickeln, dass sie nicht nur mit den sich schnell entwickelnden Technologien Schritt halten, sondern auch direkt an diesem Prozess teilnehmen.

Viele von ihnen interessieren sich für: „Was ist Robotik? Wo kann man das lernen? “

Bildung und Roboter

Diese Disziplin umfasst Fächer wie Design, Programmierung, Algorithmen, Mathematik, Physik und andere Disziplinen im Zusammenhang mit Ingenieurwissenschaften. Die World Robotics Olympiad (WRO) findet jährlich statt. Im Bildungsbereich ist dies ein Massenwettbewerb, bei dem Sie besser lernen können, was Robotik für diejenigen ist, die zum ersten Mal auf ein ähnliches Thema stoßen. Es bietet Teilnehmern aus mehr als 50 Ländern die Möglichkeit, ihre Stärke zu testen. An dem Wettbewerb nehmen etwa 20.000 Teams teil, darunter Kinder im Alter von 7 bis 18 Jahren.

Das Hauptziel der WRO: die Entwicklung und Popularisierung von NTT (wissenschaftliche und technische Kreativität) und Robotik bei Jugendlichen und Kindern. Solche Olympiaden sind ein modernes Bildungsinstrument des 21. Jahrhunderts.

Neue Funktionen

Damit die Kinder besser verstehen, was Robotik ist, werden die theoretischen und praktischen Fähigkeiten, die im Rahmen der Clubarbeit im Klassenzimmer erworben wurden, und der Lehrplan für das Studium der Natur- und Naturwissenschaften bei Wettbewerben angewendet. Die Begeisterung für die Robotikdisziplin entwickelt sich allmählich zu dem Wunsch, in Wissenschaften wie Mathematik, Physik, Informatik und Technologie tiefer zu lernen.

Die WRO ist eine einzigartige Gelegenheit für ihre Teilnehmer und Beobachter, nicht nur tiefer zu lernen, was Robotik ist, sondern auch die Fähigkeiten der Kreativität und des kritischen Denkens zu entwickeln, die im 21. Jahrhundert so notwendig sind.

Schulung

Das Interesse an der pädagogischen Disziplin der Roboterrichtung wächst von Tag zu Tag. Die materielle Basis wird ständig verbessert und weiterentwickelt, viele Ideen, die in letzter Zeit ein Traum geblieben sind - heute ist Realität. Das Studium des Faches "Grundlagen der Robotik" ist für eine Vielzahl von Kindern möglich geworden. Im Unterricht lernen die Kinder, Probleme mit begrenzten Ressourcen zu lösen, Informationen zu verarbeiten, zu verarbeiten und auch in die richtige Richtung zu verwenden.

Kinder lernen leicht. Die moderne jüngere Generation, die in der Regel mit verschiedenen Geräten aufgewachsen ist, hat keine Schwierigkeiten, die Disziplin "Grundlagen der Robotik" zu beherrschen, vorausgesetzt, es besteht ein Wunsch und Verlangen nach neuem Wissen.

Es ist notwendig, dass selbst Erwachsene schwieriger zu trainieren sind, als saubere, aber durstige Kinder zu unterrichten. Ein positiver Trend ist die enorme Aufmerksamkeit der russischen Regierung für die Popularisierung der Robotik im Jugendumfeld. Und das ist verständlich, denn die Aufgabe der Modernisierung und der Gewinnung junger Fachkräfte hängt von der Wettbewerbsfähigkeit des Staates auf internationaler Ebene ab.

Die Bedeutung des Themas

Das dringende Thema des Bildungsministeriums ist heute die Einführung der pädagogischen Robotik im Kreis der Schuldisziplinen. Es wird als wichtiger Entwicklungsbereich angesehen. Im Technologieunterricht sollten Kinder Ideen über das moderne Feld der Entwicklung von Technologie und Design erhalten, die ihnen die Möglichkeit geben, sich selbst zu erfinden und zu bauen. Es ist nicht notwendig, dass alle Studenten Ingenieure werden, aber jeder sollte die Möglichkeit haben.

Im Allgemeinen ist der Robotikunterricht für Kinder äußerst interessant. Dies ist wichtig für alle - sowohl für Lehrer als auch für Eltern. Solche Kurse bieten die Möglichkeit, andere Disziplinen in einem anderen Licht zu sehen und die Bedeutung ihres Studiums zu verstehen. Aber genau die Bedeutung, das Verständnis, warum dies notwendig ist, treibt den Geist der Kinder an. Seine Abwesenheit negiert alle Bemühungen von Lehrern und Eltern.

Ein wichtiger Faktor ist, dass das Erlernen der Robotik für Kinder ein stressfreier und vollständig absorbierender Prozess ist. Dies ist nicht nur die Entwicklung der Persönlichkeit des Schülers, sondern auch die Möglichkeit, von der Straße wegzukommen, die ungünstige Situation, müßiger Zeitvertreib und seine Folgen.

Herkunft

Der Name Robotik stammt von der entsprechenden englischen Robotik. die in der Entwicklung von technischen automatisierten Systemen beschäftigt ist. In der Produktion ist es eine der wichtigsten technischen Grundlagen der Intensivierung.

Alle Gesetze der Robotik sind wie die Wissenschaft selbst eng mit Elektronik, Mechanik, Telemechanik, Mechatronik, Informatik, Funktechnik und Elektrotechnik verbunden. Die Robotik selbst ist unterteilt in Industrie, Bauwesen, Medizin, Raumfahrt, Militär, Unterwasser, Luftfahrt und Haushalt.

Das Konzept der „Robotik“ wurde zum ersten Mal in seinen Geschichten von einem Science-Fiction-Autor verwendet. Es war 1941 (die Geschichte „Lügner“).

Das Wort "Roboter" wurde 1920 von tschechischen Schriftstellern und seinem Bruder Josef geprägt. Es wurde in das Science-Fiction-Stück Rossum Universal Robots aufgenommen, das 1921 inszeniert wurde und großen Publikumserfolg hatte. Heute kann man beobachten, wie die im Stück skizzierte Linie im Lichte der Science-Fiction-Kinematographie weit verbreitet war. Das Wesentliche des Grundstücks: Der Eigentümer der Anlage ist an der Entwicklung und Inbetriebnahme der Freisetzung einer großen Anzahl von Androiden beteiligt, die ohne Pause arbeiten können. Aber diese Roboter rebellieren schließlich gegen die Schöpfer.

Historische Beispiele

Es ist interessant, dass die Anfänge der Robotik in der Antike erschienen. Dies wird durch die Überreste bewegter Statuen belegt, die im 1. Jahrhundert vor Christus hergestellt wurden. Homer schrieb in der Ilias über Magd aus Gold, die sprechen und denken können. Die mit Robotern ausgestattete Intelligenz wird heute als künstliche Intelligenz bezeichnet. Darüber hinaus wird dem antiken griechischen Maschinenbauingenieur Archit Tarentsky die Entwicklung und Schaffung einer mechanischen fliegenden Taube zugeschrieben. Diese Veranstaltung stammt aus dem Jahr 400 v.

Es gibt viele solcher Beispiele. Sie sind im Buch von I. Makarov gut offenbart. und Topcheeva Yu.I. "Robotik: Geschichte und Perspektiven." In einer populären Form erzählt es von den Ursprüngen moderner Roboter und skizziert die Robotik der Zukunft und die entsprechende Entwicklung der menschlichen Zivilisation.

Arten von Robotern

Gegenwärtig sind die wichtigsten Klassen von Allzweckrobotern mobil und manipulativ.

Mobile ist eine automatische Maschine mit einem beweglichen Chassis und steuerbaren Laufwerken. Diese Roboter können laufen, rollen, verfolgen, kriechen, schweben, fliegen.

Die Manipulation ist eine automatische stationäre oder mobile Maschine, die aus einem Manipulator mit mehreren Mobilitätsgraden und einer programmierten Steuerung besteht, die Motor- und Steuerfunktionen in der Produktion ausführt. Solche Roboter kommen in Boden-, Portal- oder Hängeform. Sie erhielten die größte Verbreitung im Instrumentenbau und im Maschinenbau.

Möglichkeiten, sich zu bewegen

Rad- und Raupenroboter waren weit verbreitet. Das Bewegen eines Laufroboters ist für die Dynamik keine leichte Aufgabe. Solche Roboter können noch nicht die dem Menschen innewohnende stetige Bewegung haben.

In Bezug auf fliegende Roboter können wir sagen, dass die meisten modernen Flugzeuge nur sie sind, aber sie werden von Piloten gesteuert. Gleichzeitig kann der Autopilot den Flug in allen Phasen steuern. Flugroboter umfassen ihre Unterklasse - Marschflugkörper. Solche Geräte sind leicht und führen gefährliche Missionen aus, bis sie auf Befehl des Bedieners abgefeuert werden. Darüber hinaus gibt es Konstruktionsgeräte, die sich selbst abfeuern können.

Es gibt fliegende Roboter, die Bewegungsmethoden verwenden und Pinguine, Quallen und Stachelrochen verwenden. Diese Bewegungsmethode ist bei den Robotern Air Penguin, Air Ray und Air Jelly zu sehen. Sie werden von Festo hergestellt. RoboBee-Roboter verwenden jedoch Insektenflugtechniken.

Unter den kriechenden Robotern gibt es eine Reihe von Entwicklungen, wie sich bewegende Würmer, Schlangen und Schnecken. In diesem Fall verwendet der Roboter Reibungskräfte auf einer rauen Oberfläche oder Oberflächenkrümmung. Eine solche Bewegung ist nützlich für enge Räume. Solche Roboter werden benötigt, um Menschen unter den Trümmern zerstörter Gebäude zu suchen. Schlangenartige Roboter können sich im Wasser bewegen (wie der in Japan hergestellte ACM-R5).

Roboter, die sich auf einer vertikalen Oberfläche bewegen, verwenden die folgenden Ansätze:

• ähnlich einer Person, die mit Leisten auf eine Wand klettert (Stanford Capuchin-Roboter);
• ähnlich wie Geckos mit Vakuumsaugern (Wallbot "und Stickybot).

Unter schwimmenden Robotern gibt es viele Entwicklungen, die sich auf das Prinzip der Nachahmung von Fischen stützen. Der Wirkungsgrad einer solchen Bewegung ist 80% höher als der Wirkungsgrad einer Bewegung mit einem Propeller. Solche Konstruktionen haben einen niedrigen Geräuschpegel und eine hohe Manövrierfähigkeit. Daher stoßen sie bei Forschern des Unterwasserraums auf großes Interesse. Zu diesen Robotern gehören Modelle der University of Essex - Robotic Fish and Tuna, die vom Field Robotics Institute entwickelt wurden. Sie orientieren sich an der Bewegungscharakteristik von Thunfisch. Unter den Robotern, die die Bewegung der Rampe simulieren, ist die Entwicklung der Firma Festo: Aqua Ray bekannt. Und der Roboter, der sich wie eine Qualle bewegt, ist Aqua Jelly vom selben Entwickler.

Becherarbeit

Die meisten Robotikclubs konzentrieren sich auf Grund- und weiterführende Schulen. Aber Kinder im Vorschulalter werden nicht der Aufmerksamkeit beraubt. Die Hauptrolle spielt dabei die Entwicklung der Kreativität. Kinder im Vorschulalter müssen lernen, frei zu denken und ihre Ideen in Kreativität umzusetzen. Deshalb zielen Robotikkurse in Kreisen für Kinder unter 6 Jahren auf den aktiven Einsatz von Würfeln und einfachen Designern ab.

Der Lehrplan wird sicherlich kompliziert. Es gibt Ihnen die Möglichkeit, verschiedene Klassen von Robotern kennenzulernen, sich in der Praxis zu versuchen und in die Wissenschaft einzutauchen. Neue Disziplinen zeigen das Potenzial des Kindes, berufliche Fähigkeiten und Kenntnisse auf dem gewählten Gebiet der Technik zu erwerben.

Roboterkomplexe

Die moderne Entwicklung der Robotik befindet sich in einem solchen Stadium, dass ein mächtiger Durchbruch in der Robotik bevorsteht. Dies ist dasselbe wie bei Videoanrufen und mobilen Geräten. Bis vor kurzem schien dies alles für den Massenkonsum unzugänglich zu sein. Und heute - das ist normal und hört auf zu überraschen. Aber jede Ausstellung der Robotik zeigt uns fantastische Projekte, die den menschlichen Geist aus dem bloßen Gedanken an ihre Umsetzung in der Gesellschaft einfangen.

Im Bildungssystem sind es komplexe Komplexe von Robotern, die die Implementierung des Programms mithilfe von Projektaktivitäten ermöglichen, darunter die folgenden:

Management

Nach Art der Steuerungssysteme sind:

• biotechnisch (Befehl, Kopieren, halbautomatisch);
• automatisch (Software, adaptiv, intelligent);
• interaktiv (automatisiert, Supervisor, interaktiv).

Die Hauptaufgaben der Steuerung von Robotern umfassen:

• bewegungs- und Positionsplanung;
• planung von Kräften und Momenten;
• identifizierung dynamischer und kinematischer Daten;
• dynamische Genauigkeitsanalyse.

Von großer Bedeutung auf dem Gebiet der Robotik ist die Entwicklung von Steuerungsmethoden. Dies ist wichtig für die technische Kybernetik und die Theorie der automatischen Steuerung.

  Victoria Fedoseenko

Gesang, Fremdsprachen, Kreuzstich oder Roboter? Um zweifelnden Eltern zu helfen, plädieren Smartbabr-Experten für Robotik.

Der Unterricht in Robotik hilft dabei, logisches und systemisches Denken sowie kreative Fähigkeiten zu entwickeln. Selbst wenn Ihr Kind kein Ingenieur wird und nicht in der Lage ist, einen Roboter zu steuern, ist das Verständnis der Funktionsweise eines automatischen Geräts und der Konstruktionserfahrung bei anderen Aktivitäten hilfreich, unabhängig davon, welchen Beruf das Kind in Zukunft wählt.

Jetzt ist die Schulbildung meist formal. Es erlaubt einem Menschen nicht, sein Leben in einer komplexen technischen Welt erfolgreich aufzubauen. Dank der Robotik lernt das Kind in der Praxis Zeichnen, 3D-Modellieren, Entwerfen kennen, versteht die dreidimensionale Wahrnehmung von Raum und vieles mehr. Mit einem Wort, er lernt nicht nur mit dem Kopf, sondern auch mit den Händen zu denken. Und gleichzeitig: mit Kopf und Händen.

In Robotikkreisen sehen Schüler physikalische Gesetze in Aktion. Schüler der Klassen 5-7 lösen interessante geometrische und mathematische Probleme. Kindergärtner und Kinder aus der Grundschule, die Robotik betreiben, entwickeln motorische Fähigkeiten, Aufmerksamkeit und die Fähigkeit, in einer Gruppe zu arbeiten.

Wenn dem Hauptprogramm Robotik hinzugefügt wird, selbst innerhalb des Themas Technologie, geht seine Bedeutung allmählich verloren. Heute verbringen die Schulen Zeit und Ressourcen selektiv. Beispielsweise unterstützen viele Bildungseinrichtungen begabte Kinder nicht, obwohl es entsprechende staatliche Programme gibt und deren Umsetzung Teil der Aufgaben der Schule ist. Und Technologieunterricht wird nicht überall erteilt. Es ist wahrscheinlich, dass mit Klassen in Robotik etwas Ähnliches passieren wird: formal werden sie es sein, aber ob sie nützlich sein werden, ist ein strittiger Punkt. Natürlich sind Ausnahmen möglich und irgendwo großartig, wird guter Wille blinken.

Aber auf jeden Fall sind Kreise eher für Begabte geeignet, die sich für das Studium von Robotikern interessieren, da sie helfen, tiefer zu gehen. Selbst wenn Robotik in den Lehrplan der Hauptschule aufgenommen wird, kann man die Kreisbewegung daher nicht ablehnen.

Ich glaube, dass eine Lektion in Robotik die Logik sehr stark entwickelt, das systematische Denken verbessert und all dies auch den Grad des Bewusstseins bei Entscheidungen beeinflusst. Die Robotermontage selbst kann zur Entwicklung der Feinmotorik beitragen. Kinder erhalten nicht nur Wissen darüber, wie Roboter angeordnet sind, sondern auch darüber, wie vorhandene Systeme funktionieren. Diese Fähigkeit wird ihnen in Zukunft beim Entwurf ihrer eigenen Systeme in jeder Branche helfen, da es für jede Art von Aktivität eine Reihe von Regeln und Einschränkungen gibt.

Ich bin sicher, dass Sie bereits im Alter von 5 bis 6 Jahren mit dem Studium der Robotik beginnen können, selbst in einigen einfachen und anschaulichen Beispielen. Ein Kind in diesem Alter ist sich seiner Handlungen bereits ziemlich voll bewusst und hat auch eine Denkweise, die noch keine Zeit hatte, mit Mustern zu „überwachsen“. In diesem Alter sind Kinder sehr offen und voller Ideen und Kreativität. Schauen Sie sich ihre Zeichnungen an. All dies kann zur zukünftigen Entwicklung qualitativ neuer Systeme beitragen, dieser Kinder, die auf ihre Weise einzigartig sein werden.

Sollte ich diese Disziplin in den Lehrplan aufnehmen? Nicht sicher. Immerhin gibt es einen Gast, und unter ihm ist es ohne die ordnungsgemäße Beteiligung des Staates ziemlich schwierig, sich an etwas Innovatives anzupassen. Aber optional - ja. Jetzt gibt es jedoch einen großen Mangel an solchen Spezialisten, die sich bereit erklären würden, diese Fächer an Schulen durchzuführen. Ich denke, es liegt an den technischen Hochschulen, diese Belastung im Rahmen der Berufsbildungsarbeit zu übernehmen.

Der Unterricht in Robotik hilft dabei, logisches und systemisches Denken sowie kreative Fähigkeiten zu entwickeln. Dies sind sehr nützliche Eigenschaften, die für die Zukunft des Kindes sicherlich nützlich sein werden, auch wenn seine Karriere nicht mit den technischen Wissenschaften zusammenhängt. Wenn Sie sich eingehender mit dem Studium der Robotik befassen, können Sie verstehen, dass ein Erfolg in diesem Bereich ohne die Kenntnisse in Physik, Mathematik, Informatik und die Fähigkeit, sie zur Lösung nicht standardisierter Probleme anzuwenden, nicht möglich ist. Das heißt, Robotik ist ein Metasubjekt, und diejenigen Lehrer, die bereits Kreise für die Entwicklung von Roboterfähigkeiten für ihre Kinder organisieren, werden in Zukunft definitiv Dividenden in Form der Entwicklung und Erziehung der gelehrten und interessierten Persönlichkeit ihrer Schüler erhalten, die in der Lage sein werden, das Wissen von zu analysieren und logisch zu argumentieren verschiedene Bereiche und arbeiten an der Schnittstelle der Wissenschaften, die sicherlich in Zukunft gefragt sein wird.

Darüber hinaus können nicht nur erwachsene Schulkinder, sondern auch Kinder im Vorschulalter Robotik betreiben. Die Robotersteuerung für Kinder im Vorschulalter ist unterhaltsam. Für die Grundschule geben Kurse in Robotik die Entwicklung des logischen Denkens, auch in dieser Phase müssen sie ein neues schaffen. Schüler sind daran interessiert, Robotermodelle zu erstellen, um echte Probleme und Probleme zu lösen. In der Regel erkennen die Studierenden zu diesem Zeitpunkt bereits, warum sie sich mit Robotik beschäftigen, und auf diese Weise müssen sie technische Disziplinen studieren, Projektaktivitäten durchführen und verwandte Wissenschaften studieren, um ein bestimmtes Problem zu lösen.

Natürlich sollte es möglich sein, sich zumindest im Rahmen einer Kreisaktivität mit Robotik zu beschäftigen. In größerem Umfang kann die Robotik als Schulfach darauf abzielen, das im Unterricht erworbene theoretische Wissen als interdisziplinäre angewandte Designaktivität zu erklären und anzuwenden. Wenn wir über die Disziplin "Technologie" sprechen, dann zielt sie normalerweise darauf ab, die praktische Fähigkeit zu erlangen, etwas zu erschaffen, so dass Robotik auch ihr Element sein kann.

Ich würde die Robotik in zwei große Komponenten unterteilen: Programmierung und Elektronik.

Der individuelle Besitz dieser Komponenten macht Fachleute bereits bei jungen Menschen gefragt, und der gleichzeitige Besitz sowohl des ersten als auch des zweiten macht einen Fachmann gleich zwei.

Ich glaube, dass die Robotik Kindern jeden Alters zugute kommt, da sie eine allgemeine Vorstellung davon entwickelt, wie jede Technik funktioniert.

Was bedeutet das Studium der Struktur und Steuerung von Robotern für Kinder? Sehr richtige Frage. Seine Relevanz wird in 50 Jahren besonders akut, wenn die Rechenleistung von Computern die Fähigkeiten des menschlichen Gehirns übersteigt. Schon jetzt sind wir von Technologie umgeben. Um die Mensch-Maschine-Schnittstelle zu verstehen, müssen Maschinen gesteuert werden. Unsere Kinder müssen jetzt den Grundstein für die Mensch-Computer-Roboter-Interaktion legen, um die Drehbücher des Films "Terminator" zu vermeiden.

Wenn wir über Schulbildung sprechen, dann denke ich, dass es notwendig ist, Kurse in Robotik als Wahlfach in Klassen mit eingehendem Studium der Mathematik und Physik aufzunehmen, um die Grundlagenwissenschaften mit der Praxis zu verbinden. Sie müssen ab der 5. Klasse beginnen und nur für Interessierte.

Die Aufgabe, der sich das russische Bildungssystem jetzt gegenübersieht, besteht darin, kreative Ingenieure auszubilden, die neue Technologien erfinden und einführen könnten, die weltweit keine Analoga hätten. Nun kann argumentiert werden, dass in den nächsten fünf Jahren die Ingenieurberufe die gefragtesten Berufe sein werden. Dementsprechend sind diejenigen Kinder, die sich jetzt für Robotik und Design interessieren, zukünftige innovative Ingenieure, die nicht nur auf dem russischen, sondern auch auf dem internationalen Markt gefragt sein werden.

Zuallererst lehren die Grundlagen der Robotik und Programmierung ein Kind, logisch zu denken, die richtigen Ursache-Wirkungs-Beziehungen aufzubauen, analytische Operationen durchzuführen und korrekte Schlussfolgerungen zu ziehen. Zweitens wissen moderne Kinder, die mit verschiedenen Mobilgeräten (wie Smartphones und Tablets mit Touch-Oberfläche) vertraut sind, nicht, wie man von Hand schreibt und zeichnet. Sie aktivieren einfach nicht die Teile des Gehirns, die für die Kreativität verantwortlich sind. Solche Kinder können nichts erschaffen, sie können nur etwas rekombinieren oder einfach nur konsumieren.

Die Leidenschaft für Robotik, Programmierung und Design ermutigt Kinder jeden Alters, kreativ zu denken und ein einzigartiges Produkt zu produzieren. Dies ist der Schlüssel für eine erfolgreiche Zukunft, nicht nur für ein einzelnes Kind, sondern für das ganze Land.

Sie müssen so früh wie möglich mit dem Unterrichten von Kinderrobotik beginnen, da sich das Interesse an Ingenieur-Majors buchstäblich ab einem Alter von 5 Jahren manifestiert. Dieses Interesse muss überall entwickelt und gefördert werden, nicht nur in Schulen, sondern auch in Kindergärten, Privatclubs und Kreisen.

Foto: russianrobotics.ru, aus dem persönlichen Archiv von Experten

Die Robotik ist einer der vielversprechendsten Bereiche im Bereich der Internet-Technologien, und es besteht keine Notwendigkeit zu erklären, wie die Zukunft im IT-Bereich aussehen wird. Robotik ist eine faszinierende Sache: Einen Roboter zu konstruieren bedeutet fast, eine neue Kreatur zu erschaffen, wenn auch eine elektronische.

Seit den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden automatisierte und selbstverwaltete Geräte, die für eine Person arbeiten, für Forschung und Produktion eingesetzt, dann im Dienstleistungssektor und mit jedem Jahr fester im Leben der Menschen. Natürlich kann nicht gesagt werden, dass in Russland alles vollständig durch unabhängige Mechanismen ausgeführt wird, aber ein bestimmter Vektor wird definitiv in diese Richtung umrissen. Die Sberbank plant bereits, dreitausend Anwälte durch intelligente Maschinen zu ersetzen.

Gemeinsam mit Experten werden wir versuchen herauszufinden, warum Robotik benötigt wird und wie man sich dem nähert.

Was ist der Unterschied zwischen Robotik für Kinder und Beruf?

Kurz gesagt, die Robotik für Kinder zielt darauf ab, das Fach zu studieren, während sie professionell ist - auf die Lösung spezifischer Probleme. Wenn Experten industrielle Manipulatoren entwickeln, die verschiedene technologische Aufgaben ausführen, oder spezielle Plattformen mit Rädern, dann machen Amateure und Kinder die Dinge natürlich einfacher.

Tatyana Volkova, eine Mitarbeiterin des Zentrums für Intelligente Robotik: „In der Regel, wo jeder anfängt: Sie beschäftigen sich mit Motoren und lassen den Roboter elementar vorwärts fahren und dann abbiegen. Wenn der Roboter die Bewegungsbefehle ausführt, können Sie den Sensor bereits anschließen und den Roboter zum Licht bringen oder im Gegenteil davon weglaufen lassen. Und dann kommt die Lieblingsaufgabe aller Anfänger: ein Roboter, der entlang der Linie fährt. Es werden sogar verschiedene Roboterrennen organisiert. “

Wie kann man verstehen, ob ein Kind eine Vorliebe für Robotik hat?

Zuerst müssen Sie einen Designer kaufen und sehen, ob das Kind ihn gerne sammelt. Und dann können Sie dem Kreis geben. Der Unterricht wird ihm helfen, Feinmotorik, Vorstellungskraft, räumliche Wahrnehmung, Logik, Konzentration und Geduld zu entwickeln.

Je schneller Sie sich für die Richtung der Robotik entscheiden können - Design, Elektronik, Programmierung - desto besser. Alle drei Bereiche sind riesig und erfordern ein separates Studium.

Alexander Kolotov, ein führender Spezialist für MINT-Programme an der Innopolis University: „Wenn ein Kind gerne einen Konstrukteur zusammenbaut, ist das Bauen für ihn geeignet. Wenn er lernen möchte, wie etwas funktioniert, dann macht er gerne Elektronik. Wenn ein Kind ein Verlangen nach Mathematik hat, wird es sich für das Programmieren interessieren. “

Wann soll man mit dem Erlernen der Robotik beginnen?

Es ist am besten, seit der Kindheit mit dem Studium zu beginnen und sich in Kreisen einzuschreiben. Es ist jedoch noch nicht zu früh. mit 8-12 JahrenExperten sagen. Für ein Kind ist es schwieriger, eine verständliche Abstraktion zu finden, und später, als Teenager, kann es andere Interessen haben und abgelenkt werden. Außerdem muss das Kind motiviert sein, Mathematik zu studieren, damit es interessant und einfach ist, in Zukunft Mechanismen und Schemata zu entwerfen und Algorithmen zu erstellen.

Von 8-9 Jahren  Die Kinder können bereits verstehen und sich daran erinnern, was ein Widerstand, eine LED oder ein Kondensator sind, und später Konzepte aus der Schulphysik vor dem Lehrplan beherrschen. Es spielt keine Rolle, ob sie Experten auf diesem Gebiet werden oder nicht, die erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten werden sicherlich nicht verschwendet.

Mit 14-15 Jahren Sie müssen weiterhin Mathematik studieren, Kurse in Robotik in den Hintergrund rücken und das Programmieren ernsthafter studieren - um nicht nur komplexe Algorithmen, sondern auch Datenspeicherstrukturen zu verstehen. Als nächstes folgen die mathematischen Grundlagen und Kenntnisse in Algorithmen, das Eintauchen in die Theorie von Mechanismen und Maschinen, das Entwerfen elektromechanischer Geräte eines Robotergeräts, die Implementierung automatischer Navigationsalgorithmen, Computer-Vision-Algorithmen und maschinelles Lernen.

Alexander Kolotov: „Wenn der zukünftige Spezialist in diesem Moment in die Grundlagen der linearen Algebra, der komplexen Nummerierung, der Wahrscheinlichkeitstheorie und der Statistik eingeführt wird, hat er bereits eine gute Vorstellung davon, warum er diesen Fächern bei der Hochschulbildung besondere Aufmerksamkeit widmen sollte.“

Welche Designer sollen Sie wählen?

Für jedes Alter gibt es Bildungsprogramme, Designer und Plattformen mit unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad. Sie können sowohl ausländische als auch inländische Produkte finden. Es gibt teure Kits für die Robotik (in der Region von 30.000 Rubel und mehr), es gibt billigere, ganz einfach (innerhalb von 1-3.000 Rubel).

Wenn ein Kind 8-11 Jahre altSie können Lego- oder Fischertechnik-Designer kaufen (obwohl die Hersteller natürlich Angebote für jüngere und ältere Altersgruppen haben). Der Lego-Designer für Robotik hat interessante Details, farbenfrohe Figuren, ist einfach zu montieren und wird mit detaillierten Anweisungen geliefert. Eine Reihe von Fischertechnik-Designern für Robotik bringt uns dem tatsächlichen Entwicklungsprozess näher. Hier haben Sie Drähte, Stecker und eine visuelle Programmierumgebung.

Mit 13-14 Jahren  Sie können mit TRIC- oder Arduino-Modulen arbeiten, die laut Tatyana Volkova praktisch der Standard im Bereich der pädagogischen Robotik sind, sowie mit Himbeeren. TRIC ist härter als Lego, aber leichter als Arduino und Raspberry Ri. Die letzten beiden erfordern bereits grundlegende Programmierkenntnisse.

Was müssen Sie noch lernen?

Programmierung. Es ist möglich, es nur im Anfangsstadium und dann ohne es nirgendwo zu vermeiden. Sie können mit Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System) beginnen.

Grundlegende Mechanik.  Sie können mit Kunsthandwerk aus Papier, Pappe und Flaschen beginnen, was für die Feinmotorik und die allgemeine Entwicklung wichtig ist. Der einfachste Roboter kann im Allgemeinen aus einzelnen Teilen (Motoren, Drähten, einem Photosensor und einem einfachen Chip) hergestellt werden. Sich mit den grundlegenden Mechaniken vertraut zu machen, hilft "Masterilka mit Papa Sperkh".

Grundlagen der Elektronik.Lernen Sie zunächst, wie Sie einfache Schemata zusammenstellen. Für Kinder unter acht Jahren empfehlen Experten den Znatok-Designer, und dann können Sie mit den Grundlagen der Elektronik fortfahren. Der Anfang. "

Wo kann man Robotik für Kinder machen?

Wenn Sie Interesse an einem Kind sehen, können Sie es in Kreise und Kurse schicken, obwohl Sie selbst lernen können. In den Kursen wird das Kind unter Anleitung von Spezialisten stehen, Gleichgesinnte finden, sich regelmäßig mit Robotik beschäftigen.

Es ist auch ratsam, sofort zu verstehen, was Sie vom Unterricht erwarten: an Wettbewerben teilzunehmen und um Preise zu kämpfen, an Projektaktivitäten teilzunehmen oder es einfach selbst zu tun.

Alexei Kolotov: „Für ernsthafte Studien, Projekte und die Teilnahme an Wettbewerben müssen Sie Clubs mit kleinen Gruppen von 6 bis 8 Personen und einen Trainer auswählen, der die Schüler zu Preisen bei Wettbewerben führt, der sich ständig weiterentwickelt und interessante Aufgaben bietet. Für Hobbykurse kannst du Gruppen von bis zu 20 Personen besuchen. “

Wie wähle ich Kurse für Robotik?

Achten Sie bei der Anmeldung zu Kursen auf den Lehrerempfiehlt Oleg Kivokurtsev, kaufmännischer Leiter von Promobot. „Es gibt Präzedenzfälle, in denen der Lehrer den Kindern einfach Ausrüstung gibt und dann macht, was sie wollen“, stimmt Tatyana Volkova Oleg zu. Von solchen Aktivitäten wird wenig Gebrauch machen.

Bei der Auswahl der Kurse sollten Sie auch darauf achten auf der vorhandenen materiellen und technischen Basis. Gibt es dort Design-Kits (nicht nur Lego), ist es möglich, Programme zu schreiben, Mechanik und Elektronik zu studieren und Projekte selbst durchzuführen. Für jedes Schülerpaar sollte ein Roboterkit vorhanden sein. Es ist ratsam, mit zusätzlichen Details (Räder, Zahnräder, Rahmenelemente) an Wettbewerben teilzunehmen. Wenn mehrere Teams gleichzeitig mit einem Satz arbeiten, werden höchstwahrscheinlich keine ernsthaften Wettbewerbe angenommen.

Interessieren Sie sich für die Wettbewerbe, an denen der Club der Robotik teilnimmt. Tragen diese Wettbewerbe dazu bei, die erworbenen Fähigkeiten zu festigen, und bieten sie eine Gelegenheit zur Weiterentwicklung?

Robocup 2014 Wettbewerb

Wie kann man selbst Robotik studieren?

Kurse kosten Geld und Zeit. Wenn der erste nicht ausreicht und Sie nicht regelmäßig irgendwohin gehen können, können Sie mit Ihrem Kind ein unabhängiges Studium durchführen. Es ist wichtig, dass die Eltern über die erforderliche Kompetenz in diesem Bereich verfügen: Ohne die Hilfe eines Elternteils wird es für ein Kind schwierig sein, die Robotik zu beherrschen, warnt Oleg Kivokurtsev.

Finde Material zum Lernen. Sie können im Internet aus Büchern entnommen werden, die bei besuchten Konferenzen bei der Zeitschrift "Entertaining Robotics" bestellt wurden. Zum Selbststudium gibt es kostenlose Online-Kurse, zum Beispiel „Roboter und andere Arduino-Geräte bauen: Von Ampeln zu 3D-Druckern“.

Muss ich Robotik für Erwachsene studieren?

Wenn Sie bereits keine Kindheit mehr haben, bedeutet dies nicht, dass die Türen der Robotik für Sie geschlossen sind. Sie können sich auch für Kurse anmelden oder diese selbst studieren.

Wenn sich eine Person dazu entschlossen hat, dies als Hobby zu tun, ist ihr Weg der gleiche wie der eines Kindes. Es ist jedoch klar, dass es ohne eine Berufsausbildung (Konstrukteur, Programmierer und Elektronikingenieur) kaum möglich ist, über das Amateurniveau hinauszukommen, obwohl Ihnen natürlich niemand verbietet, sich für Praktika im Unternehmen zu bewerben und beharrlich auf Granit zu knabbern.

Oleg Kivokurtsev: „Für Erwachsene wird es einfacher sein, die Robotik zu beherrschen, aber Zeit ist ein wichtiger Faktor.“

Für diejenigen, die eine enge Spezialität haben, aber neu lernen möchten, gibt es auch verschiedene Kurse, die helfen können. Zum Beispiel wird ein kostenloser Online-Kurs über probabilistische Robotik, "Künstliche Intelligenz in der Robotik", für Profis des maschinellen Lernens angeboten. Es gibt auch ein Intel-Bildungsprogramm, das Lectorium-Bildungsprojekt und ITMO-Fernlehrgänge. Vergessen Sie nicht Bücher, zum Beispiel gibt es viel Literatur für Anfänger ("Grundlagen der Robotik", "Einführung in die Robotik", "Handbuch der Robotik"). Wählen Sie, was für Sie am verständlichsten und am besten geeignet ist.

Es sei daran erinnert, dass sich ernsthafte Arbeit von Amateurbegeisterung durch die geringsten Kosten für die Ausrüstung und eine Liste der dem Mitarbeiter zugewiesenen Aufgaben unterscheidet. Es ist eine Sache, den einfachsten Roboter mit eigenen Händen zusammenzubauen, und eine andere, sich beispielsweise mit Bildverarbeitung zu beschäftigen. Daher ist es immer noch besser, die Grundlagen des Designs, der Programmierung und des Hardware-Engineerings schon in jungen Jahren zu studieren und anschließend, wenn Sie möchten, eine spezialisierte Universität zu besuchen.

Welche Universitäten sollen studieren?

Anweisungen zur Robotik finden Sie an folgenden Universitäten:

- Technische Universität Moskau (MIREA, MGUPI, MITHT);

- Staatliche Technische Universität Moskau. N. E. Bauman;

- Moskauer Staatliche Technologische Universität "Stankin";

- Nationale Forschungsuniversität MPEI (Moskau);

- Skolkovo-Institut für Wissenschaft und Technologie (Moskau);

- Moskauer Staatliche Eisenbahnuniversität von Kaiser Nikolaus II .;

- Staatliche Universität für Lebensmittelproduktion in Moskau;

- Moskauer Staatliche Walduniversität;

- Staatliche Universität für Luft- und Raumfahrtinstrumentierung St. Petersburg (SSUAP);

- Nationale Forschungsuniversität für Informationstechnologien, Mechanik und Optik (ITMO) in St. Petersburg;

- Staatliche Technische Universität Magnitogorsk;

- Staatliche Technische Universität Omsk;

- Staatliche Technische Universität Saratow;

- Innopolis University (Republik Tatarstan);

- Südrussische Bundesuniversität (Staatliche Technische Universität Nowotscherkassk).

Das Wichtigste

In naher Zukunft kann es für normale Menschen nützlich sein, die Grundlagen der Robotik zu kennen, und die Möglichkeit, ein Experte auf diesem Gebiet zu werden, ist sehr vielversprechend. Es lohnt sich also auf jeden Fall, sich in der „Robotik“ zu versuchen.