- Робототехника для детей: вклад в будущее или амбиции взрослых?
- Робототехнические комплексы
- Происхождение
- Обучение
- Исторические примеры
- Освоение азов программирования
- Итак, зачем ребенку нужна робототехника?
- Что представляет собой конструктор
- Дополнительное образование
- Знания из разных областей
- Преимущества робототехники для детей
- Отвлечение от непродуктивных занятий
- Польза робототехники
- Работа в команде
- Важность предмета
- Что получает ребенок от обучения
- Что еще развивает робототехника у детей?
- Образование и роботы
- Усидчивость и дисциплина
- Другие платформы
- Кружковая работа
- Школа Roboschool
- Возраст детей
- Типы роботов
- Выработка некоторых факторов
- Новые возможности
- Способы перемещения
- Куда пойти
- Математическое развитие
- Когда стартовать
- Как понять, что будет интересно
Робототехника для детей: вклад в будущее или амбиции взрослых?
Прежде всего, следует отметить, что робототехника — это не просто сборка частей «чего-то там», для чего хватило воображения. Хотя в этой сфере достаточно возможностей для проявления своей фантазии и, что немаловажно, практического применения.
Следовательно, робототехника — это синтез программирования, математики, электроники и механики. Применение знаний по основам робототехники позволяет создавать и автоматизировать технические системы. В классах, которые совсем не похожи на школьные, ребенок может ознакомиться с основными теоретическими понятиями и заодно проверить знания на практике. Так что хоть интересно. Но интерес к результатам не может быть зарегистрирован, поэтому вы хотите от курсов немного большего.
Робототехнические комплексы
Современное развитие робототехники находится на такой стадии, что, похоже, в робототехнике происходит мощный рывок вперед. Это то же самое, что и видеозвонки и мобильные гаджеты. До недавнего времени все это казалось недоступным для массового потребления. А сегодня это рутина, которая перестала удивлять. Но каждая выставка робототехники показывает нам фантастические проекты, которые захватывают дух человека с самой мысли об их реализации в обществе.
В образовательной системе именно сложные установки роботов позволяют реализовать программу с использованием проектных активностей, среди которых популярны:
- Комплект управления мехатроником.
- LEGO Mindstorms.
- Festo didactics.
- Fischertechnik.
Происхождение
Само название робототехники происходит от соответствующей английской робототехники. Это прикладная наука, которая разрабатывает автоматизированные технические системы. В производстве это одна из основных технических основ интенсификации.
Все законы робототехники, как и сама наука, тесно связаны с электроникой, механикой, телемеханикой, мехатроникой, информатикой, радиотехникой, электротехникой. Сама робототехника делится на промышленную, строительную, медицинскую, космическую, военную, водолазную, авиационную и бытовую.
Понятие «робототехника» впервые использовал в своих рассказах писатель-фантаст Айзек Азимов. Это было в 1941 году (рассказ «Лжец»).
Само слово «робот» придумали в 1920 году чешские писатели Карел Чапек и его брат Йозеф. Его включили в фантастическую комедию «Россум универсальные роботы», поставленную в 1921 году и имевшую большой успех у зрителей. Сегодня вы можете увидеть, как линия, проведенная в сериале, получила широкое развитие в свете научно-фантастического кинематографа. Суть сюжета — хозяин завода занимается разработкой и регулированием выпуска большого количества андроидов, способных работать без остановки. Но эти роботы в конечном итоге восстают против своих создателей.
Обучение
Интерес к учебной дисциплине робототехники растет с каждым днем. Материальная база постоянно совершенствуется и развивается, многие идеи, которые еще недавно оставались мечтой, теперь стали реальностью. Изучение темы «Основы робототехники» стало возможным для большого количества детей. В классе дети учатся решать задачи с ограниченными ресурсами, обрабатывать и усваивать информацию, а также правильно ее использовать.
Дети легко учатся. Современное молодое поколение, выросшее с различными гаджетами, как правило, не испытывает затруднений в освоении дисциплины «Основы робототехники» при наличии желания и тяги к новым знаниям.
надо сказать, что переучить даже взрослых труднее, чем научить умы чистых, но жаждущих детей. Положительной тенденцией является колоссальное внимание к популяризации робототехники среди молодежи со стороны органов власти России. И это понятно, поскольку задача модернизации инженерного образования и привлечения молодых специалистов — это вопрос конкурентоспособности государства на международной арене.
Исторические примеры
примечательно, что зачатки робототехники появились еще в глубокой древности. Об этом свидетельствуют остатки подвижных статуй, изготовленных в I веке до нашей эры, которые Гомер написал в «Илиаде» о золотых девицах, способных говорить и думать. Сегодня интеллект, которым оснащены роботы, называется искусственным интеллектом. Кроме того, разработка и создание механического летающего голубя приписывается древнегреческому инженеру-механику Арчиту Таранто. Это событие датируется примерно 400 годом до нашей эры.
Таких примеров много. Они хорошо описаны в книге И.М. Макарова и Топчеевой Ю.И. «Робототехника: история и перспективы». Он в популярной форме рассказывает о происхождении современных роботов, а также обрисовывает робототехнику будущего и соответствующее развитие человеческой цивилизации.
Освоение азов программирования
Если ребенок с детства занимается робототехникой, ему будет легче освоить программирование в будущем. Благодаря простой конструкции он легко поймет, как конкретное относится к целому, как собрать готовое изделие из частей. Это интуитивное знание пригодится при создании программ и сайтов в будущем.
Итак, зачем ребенку нужна робототехника?
Это перспективное направление в ближайшем будущем. Хотя в области робототехники уже сделано много открытий. Наука стремительно развивается, и это направление приобретает все большую популярность во всем мире. За примерами далеко ходить не надо.
Они уже существуют:
- Есть беспилотные летательные аппараты (дроны)
- Протезы на основе высоких технологий
- Роботизированные автомобили
- Специальные работы, предназначенные для работы в особых условиях и выполнения опасных работ
Роботы с каждым годом становятся все более изощренными и «умными». Вот почему нужна робототехника и поэтому эта область науки будет интересна и полезна детям.
Что представляет собой конструктор
Конструкторы, с которыми дети работают в классе робототехники, включают:
- контроллер (это как бы мозг робота);
- датчики (инфракрасные, звуковые, тактильные и т д);
- детали, обеспечивающие движение модели.
также нужен компьютер — на нем создается программа, по которой будет действовать робот. Кроме того, на компьютере детям предоставляется учебный материал по теме урока. Сенсор реагирует на раздражитель, и робот выполняет действие, предписанное программой — в этом суть действий модели, которые ребенок должен выполнить к концу обучения.
Кубики LEGO доступны по цене, потому что их несложно купить (хотя они довольно дорогие, от 10 до 30 тысяч рублей. Например, вы можете купить конструктор Mindstorms в интернет-магазине OZON.ru) и используются в большинстве международных соревнований и соревнования по робототехнике. В большинстве детских клубов робототехники ученики могут пользоваться этим комплектом бесплатно.
Дополнительное образование
Ребенок, увлеченный робототехникой, получит дополнительное образование. Причем это будут не скучные уроки, как в школе, а увлекательные эксперименты. Дети самостоятельно создадут необычную и интересную технику. В таких кругах они смогут раскрыть свой потенциал. Если ребенок не испытывает тяги к технологиям, ничего страшного. Не все увлечения становятся делом жизни. Если он это услышит, то сможет создавать роботов даже в зрелом возрасте.
Знания из разных областей
Обучаясь в кружке, ребенок будет получать знания из разных областей:
- Физика. Однако это будут не примитивные школьные эксперименты и скучные формулы, а применение законов на практике
- Математика. Дети не станут наполнять аксиомы теоремами. Выполнят реальные расчеты, которые помогут получить работающее изобретение
- Дизайн, программирование. Только реальная практика, а не сухая теория
Опытные школьные учителя всегда замечают, что школьникам скучнее всего чему-то учиться. В одиночестве. В кругах робототехники они увидят результат того, чему они научились. Дети показывают пример! Поэтому ребенок развивается разносторонне, гармонично и не будет иметь проблем с точными науками.
Преимущества робототехники для детей
Современные дети уже с дошкольного возраста умело обращаются практически с любыми гаджетами, так почему бы не направить тягу к современным технологиям в полезное русло?
Преимущества занятий:
- постепенное соединение деталей, следование инструкции (и эксперименты на тему «что будет, если сделать по-другому»), 3D моделирование и программирование, формирование и развитие логического мышления.
- ребенок учится анализировать действия. Результат его работы (программа, робот или машина) зависит от правильности принятых решений, и если результат не соответствует ожиданиям, маленький робототехник проанализирует и найдет решения: в какой момент нужны исправления.
- изучение точных наук. Неровные теоремы и аксиомы (что скучнее?) Мгновенно забываются после письменного теста, а на практических занятиях ученики смогут увидеть и проверить законы физики, математики и химии в действии.
- работа в команде. Классы часто структурированы таким образом, что дети делятся на группы, и каждый занимается своей частью проекта, и, таким образом, результат будет объединен в общее творение.
- творчество развивается. В таком техническом направлении это кажется невозможным, но внедрение робототехники способствует творческому развитию. Ведь творение любого молодого специалиста так или иначе будет отличаться от работы остальных ребят. Своеобразие технического мышления, воспитанное с детства, может способствовать будущему профессиональному успеху в масштабных проектах. Например, построить космический шаттл, кто знает.
Отвлечение от непродуктивных занятий
Социальные сети очень популярны. Они занимают огромное место в жизни современных детей. Однако это непродуктивные занятия, а также часы компьютерных игр. Вы не можете ограничивать свое свободное время только Интернетом и просмотром фильмов. Вам необходимо расширить свой кругозор и получить глубокие знания. Этому могла бы способствовать школа робототехники и программирования для детей.
Польза робототехники
Практика робототехники дает много преимуществ. Вспомните разработку компании LEGO. Именно она представила первого робота в 1998 году, а с 2002 года в Российской Федерации проводятся соревнования по робототехнике с использованием конструктора LEGO. Популярность и преимущества заключаются в наглядном обучении.
Работа в команде
Чуть выше мы уже говорили о социальных сетях и их популярности. Однако они снижают навыки общения и работы в команде у детей и подростков. Но общение — важный аспект работы. Поэтому в будущем могут возникнуть проблемы с реальным общением.
Обучаясь в кружках робототехники, вы можете узнать:
- Работаем вместе с другими людьми
- Быть членом одной команды
- Найдите оригинальные решения
- Выходи из сложных ситуаций
- Возьмите на себя ответственность и за проект
Кроме того, серьезное увлечение робототехникой — отличная перспектива на будущее. Окончив среднюю школу, можно легко попасть в технические вузы, создавая технологии — чтобы привлечь внимание солидных компаний.
Важность предмета
Сегодня актуальной темой Минобрнауки является внедрение обучающей робототехники в школьные дисциплины. Считается важным направлением развития. На уроках технологий дети должны получить представление о современной области развития технологий и дизайна, что дает им возможность изобретать и строить самостоятельно. Не всем студентам нужно становиться инженерами, но возможность должна быть у каждого.
Вообще уроки робототехники детям очень интересны. Это важно понимать всем, и учителям, и родителям. Такие занятия дают возможность взглянуть на другие дисциплины в ином свете, понять смысл их изучения. Но именно смысл, понимание того, почему это необходимо, направляет умы детей. Его отсутствие сводит на нет все усилия учителей и родителей.
Важным фактором является то, что обучение робототехнике не вызывает стресса и полностью увлекает детей. Это не только развитие личности ученика, но и возможность уйти с улицы, неблагоприятной окружающей среды, праздного времяпровождения и последствий, которые это влечет.
Что получает ребенок от обучения
Материальный результат обучения в детском кружке робототехники — робот, созданный ребенком самостоятельно (обычно его приходится разбирать, так как конструктор принадлежит кружку, такой же можно купить себе; цены — от 10 тысяч рублей) . Что ж, нематериальный результат — это знания, навыки и интерес ребенка к науке и техническому творчеству.
Впоследствии дети начинают знакомиться с основами программирования.
Что еще развивает робототехника у детей?
- Пространственное мышление;
- Мелкая моторика рук (а значит, речевое развитие ребенка пойдет быстрее);
- Творческое воображение;
- Умение выполнять начатое;
- Независимость;
- Основы компьютерной грамотности;
- Знание английского для детей (так как большинство программ и литературы написаны на английском).
Приглашаем вашего ребенка в Центр успешного развития ребенка на курсы детской робототехники. Занятия робототехникой в Производственном центре развития детей Imena — отличное вложение в будущее вашего ребенка и семьи. С каждым годом ИТ-профессии становятся все более востребованными. По мнению экспертов, наиболее востребованными в ближайшие 5-10 лет будут такие профессии, как инженер-робототехник, программист и интернет-разработчик, а в будущем их популярность будет только расти. Помогите своему ребенку сделать первый шаг навстречу профессии будущего!
Образование и роботы
Эта учебная дисциплина включает такие предметы, как дизайн, программирование, алгоритмы, математика, физика и другие инженерные дисциплины. Всемирная олимпиада по робототехнике (World Robotics Olympiad — WRO) проводится ежегодно. В образовательной сфере это масштабное соревнование, которое позволяет лучше узнать, что такое робототехника, тем, кто впервые сталкивается с подобным предметом. Он предлагает возможность соревноваться с участниками из более чем 50 стран. В конкурсе принимают участие около 20 000 команд, среди которых дети от 7 до 18 лет.
Основная цель WRO: развитие и распространение NTT (научно-технического творчества) и робототехники среди молодежи и детей. Подобные Олимпийские игры — современный образовательный инструмент 21 века.
Усидчивость и дисциплина
Создание робота — это не быстрый процесс, и ребенку придется внимательно слушать, когда учитель объясняет теорию. Таким образом, развивается умение надолго фокусировать внимание, развивается скорость мышления, памяти, внимания. Кроме того, вы не шутите во время урока, а это значит, что вам придется развивать дисциплину и подчиняться учителю, чтобы вникнуть в тонкий процесс робототехники. Это хорошо для современных детей. Позже они будут более продуктивно и вдумчиво работать в классе в школе, на курсах английского языка для детей, а детям будет легче изучать шахматы.
Другие платформы
LEGO — не единственная платформа для робототехники. Есть и другие аппаратные компоненты: Fishertechnic, Arduino, Raspberry Pi, Multiple. Перед тем, как присоединиться к кружку, уточните, на какой базе происходит обучение.
Кружковая работа
Большинство кружков по робототехнике сосредоточены на начальной и средней школе. Но не обделены вниманием дошкольники. Основную роль здесь играет развитие творческих способностей. Дошкольники должны научиться свободно мыслить и претворять свои идеи в жизнь. Именно поэтому занятия робототехникой в кружках для детей до 6 лет направлены на активное использование кубиков и простых конструкторов.
Школьная программа, безусловно, усложняется. Это дает вам возможность узнать о различных классах роботов, испытать себя на практике и погрузиться в науку. Новые дисциплины раскрывают потенциал ребенка для приобретения профессиональных навыков и знаний в выбранной инженерной сфере.
Школа Roboschool
А теперь давайте посмотрим, чему он учит детей и подростков в петербургской школе программирования робототехнике Scratch, Python, Minecraft и Roboskul.
В школе созданы группы. Количество детей не превышает 12 человек. Дети учатся в классах, оснащенных необходимым оборудованием для получения качественного образования. На службе у детей:
- Интерактивные доски
- Ноутбук
- Проекторы
- Строители
- Первоклассные учебники и резюме
Таким образом, дети быстро и хорошо усваивают материал, применяя полученные знания на практике. Опытные педагоги умеют быстро находить подход к детям, используя игровые и интерактивные методы обучения.
В школе дети практически изучают законы математики / физики и основы:
- Робототехника
- Программирование
- Моделирование
Бесплатное пробное занятие в Робошколе
Стоимость обучения зависит от конкретного курса (см. Ниже). Ценовой диапазон варьируется от 2800 до 4500 рублей. Количество уроков от 16.
Первый урок завершен (60 минут), но носит ознакомительный характер. Родители могут не платить. Урок будет проходить онлайн. За это время ребенок сможет собрать
первый робот или создайте полную программу!
Учителя на первом бесплатном пробном занятии:
- Расскажут о профессиях, которые можно освоить в школе
- Оценить навыки детской робототехники / программирования
- Мы подберем для них лучший курс обучения
- Вместе со студентом они создадут робота / игру или напишут программу
Для проведения первого занятия необходимо оставить заявку на сайте Roboschool Pro, позвонит менеджер компании и можно будет согласовать время для первого занятия.
Возраст детей
Дети в возрасте от 5 до 15-17 лет могут учиться в клубах робототехники. Конечно, у них разные планы.
Если говорить о роботизированной платформе LEGO, то самые маленькие (дошкольники и ученики начальной школы) на самом деле играют с простейшим конструктором, чтобы строить роботов LEGO WeDo, изучая окружающий мир, учась взаимодействовать друг с другом. Части робота достаточно легко соединяются и похожи на части традиционных блоков LEGO, которые есть у многих дошкольников. Программа движения робота, которую создают ученики, также проста и написана из готовых «блоков» под руководством преподавателя. Но из них получается настоящий робот.
Дети постарше используют LEGO Mindstorms; он более сложный, с другим принципом крепления. Этот конструктор позволяет создавать более сложные модели, чем LEGO WeDo. В классе элементы программирования вводятся на Scratch, C ++ или на языке визуального программирования.
Робототехникой занимаются и студенты, и взрослые. Но платформы и задачи, которые ставят перед собой взрослые, отличаются от детских занятий.
Типы роботов
В настоящее время наиболее важными классами обычных роботов являются мобильные и управляющие роботы.
Мобил — это автомат с подвижной рамой и управляемыми приводами. Эти роботы могут передвигаться пешком, на колесах, гусеницы, ползать, плавать, летать.
Манипуляция — это стационарный или мобильный автомат, состоящий из манипулятора с разной степенью мобильности и программного управления, выполняющий двигательные и управляющие функции на производстве. Эти роботы доступны в напольном, портальном или подвесном исполнении. Наибольшее распространение они получили в инструментальной промышленности и машиностроении.
Выработка некоторых факторов
Посещая кружки робототехники, дети разовьют:
- Умение работать руками и головой
- Внимание к деталям
- Упорство
Если у детей нет проблем с последним фактором (компьютерные игры, мультики, фильмы), то первых двух им явно недостаточно.
Новые возможности
Чтобы дети лучше понимали, что такое робототехника, в соревнованиях используются теоретические и практические навыки, полученные в классе в рамках клубной работы и школьной программы по изучению естественных и точных наук. Страсть к робототехнике постепенно перерастает в желание углубить такие науки, как математика, физика, информатика и технологии.
WRO — это уникальная возможность для его участников и наблюдателей не только больше узнать о робототехнике, но и развить навыки творчества и критического мышления, которые так необходимы в 21 веке.
Способы перемещения
Широкое распространение получили колесные и гусеничные роботы. Перемещение шагающего робота — это динамическая задача. Такие роботы еще не могут иметь стабильного движения, присущего людям.
Что касается летающих роботов, то можно сказать, что это самые современные летательные аппараты, но ими управляют пилоты. При этом автопилот может контролировать полет на всех этапах. К летающим роботам относятся беспилотные летательные аппараты (БПЛА) и их подкласс — крылатые ракеты. Эти устройства легкие и выполняют опасные задачи, вплоть до огня по команде оператора. Кроме того, существуют конструкции устройств, способных вести огонь самостоятельно.
Есть летающие роботы, которые используют приемы движения, используемые пингвинами, медузами и скатами. Такой способ передвижения можно увидеть у роботов Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Их производит Festo. Но роботы RoboBee используют методы полета насекомых.
Среди ползучих роботов есть ряд разработок, похожих на движения червей, змей и улиток. При этом робот использует силы трения на шероховатой поверхности или кривизну поверхности. Это движение полезно для ограниченного пространства. Такие роботы нужны для поиска людей под завалами разрушенных построек. Змеиоподобные роботы могут перемещаться в воде (например, ACM-R5, сделанный в Японии).
Роботы, движущиеся по вертикальной поверхности, используют следующие подходы:
- как человек, взбирающийся на подоконник (Стэнфордский робот-капуцин);
- такие как гекконы, оснащенные вакуумными присосками (Wallbot и Stickybot).
Среди плавающих роботов много разработок, которые движутся по принципу имитации рыб. КПД этого механизма на 80% выше, чем у движителя. Такие конструкции обладают низким уровнем шума и высокой маневренностью. Следовательно, они представляют большой интерес для исследователей подводного космоса. Эти роботы включают модели роботизированных рыб и тунцов Университета Эссекса, разработанные Институтом полевой робототехники. Они созданы по образцу движения тунца. Среди роботов, имитирующих движение по взлетно-посадочной полосе, известна разработка компании Festo: Aqua Ray. А робот, который движется как медуза, — это Aqua Jelly от того же разработчика.
Куда пойти
Можно организовать клуб робототехники дома. Сегодня для этого есть все возможности, но это вовсе не означает, что будет дешевле. Строители и платформы бывают как зарубежные, так и отечественные, ценовая категория у них разная.
Для дошкольников и 8-11 лет специалисты обычно рекомендуют знаменитые Lego и Fischertechnik. Следовательно, в Lego есть яркие детали, и их легко собрать. Конструкторы Fischertechnik уже более серьезны, так как в их комплекты входят кабели с вилками, которые позволяют вам ближе познакомиться с областью робототехники.
Спустя 13 лет вы можете попробовать свои силы и поработать с основами TRIK или Arduino и Raspberry. Они будут спрашивать пользователей об основах программирования.
Однако следует учитывать, что при проектировании в домашних условиях обойтись без помощи взрослых не получится. Так что даже родителям придется вникать в суть дела, искать что-нибудь из серии «Развлекательная робототехника» или онлайн-обучения и начинать с нуля с ребенком, если вы с роботами «на себе».
Тем не менее, специфика робототехники, если вы хотите овладеть всеми ее основами и стать доу, требует помощи профессионалов, которые могли бы поделиться своим опытом. Поэтому при явном интересе к технике рекомендуется отдавать ребенка в клуб «в надежных и грамотных руках».
Там вы найдете группу единомышленников, говорящих на одном языке, участвующих в конкурсах и проектной деятельности.
Выбирая курсы, нужно обращать внимание на то, что преподает специалист по робототехнике, который ими болеет, а не на того, кто просто молча раздает задания и оборудование для их выполнения. Немаловажна также материально-техническая база, которая должна позволять не только проектировать, но и научить писать программы, создавать проекты, давать основы механики и электроники.
Если в секции каждая пара имеет свой набор, а также шестеренки, колеса и рамы, можете быть уверены, что они серьезно к этому относятся и готовятся к соревнованиям. Обычно в таких комнатах по 6-8 человек, не более. Когда сбор роботов происходит командами, в секцию идет около 20 человек, так что, скорее всего, все ограничится поверхностными знаниями на уровне хобби.
Математическое развитие
Так же, как игра в шахматы, робототехника развивает математический и логический интеллект, быстрое мышление. Уроки предполагают работу с алгоритмами и являются основой математического мышления. После таких уроков ребенку будет легче углубить школьную программу по алгебре и геометрии. И, наоборот, чем лучше ученик владеет математикой, тем больших успехов в робототехнике он достигнет.
Когда стартовать
Есть, конечно, роботизированные кружки для дошкольников, но техники не рекомендуют профессионально знакомить детей с роботизированным миром до 8-12 лет. Математические и физические основы, умение конструировать, рисовать диаграммы и разрабатывать алгоритмы важны для этой области.
Возрастные рекомендации также связаны с тем, что к 8-9 годам дети могут легче запоминать различные технические «гаджеты», такие как светодиоды и резисторы, и их назначение. В подростковом возрасте они уже активно применяют теорию математики, информатики и физики, наконец понимая, почему они выучили синус-косинус.
Хотя, как показывает практика, среди дошкольников немало детей, готовых соревноваться в дизайне с теми, кто давно учится в школе.
Как понять, что будет интересно
Не стоит спешить и сразу же записывать ребенка на курсы робототехники, не изучая его пристрастий. В первую очередь специалисты рекомендуют проверить свой интерес и склонность к точным наукам, купив обычный конструктор для домашних заданий.
Убедившись, что ваш ребенок готов сесть хотя бы на полчаса, собирая цифры из множества деталей, вы можете подумать: «Разве нельзя сделать этот процесс более профессионально?»