Tegenwoordig worden roboticalessen erg populair. Voor schoolkinderen helpen dergelijke lessen bij het vormen en ontwikkelen van kritisch denken, leren ze hoe ze het proces van het oplossen van problemen van verschillende complexiteitsniveaus creatief kunnen benaderen en krijgen ze ook teamwerkvaardigheden.
Nieuwe generatie
Modern onderwijs gaat naar een nieuwe ronde van ontwikkeling. Veel opvoeders en ouders zijn op zoek naar een kans om kinderen te interesseren voor wetenschap, liefde voor leren bij te brengen en hen de wens te geven om buiten de gebaande paden te denken en te creëren. Traditionele presentatievormen van het materiaal hebben hun relevantie allang verloren. De nieuwe generatie is niet zoals haar voorouders. Ze willen op een levendige, interessante, interactieve manier leren. Deze generatie is gemakkelijk te oriënteren in moderne technologieën. Kinderen willen zich ontwikkelen op een manier die niet alleen gelijke tred houdt met zich snel ontwikkelende technologieën, maar ook direct deelneemt aan dit proces.
Velen van hen zijn geïnteresseerd in: Wat is robotica? Waar kun je dit leren?”.
Onderwijs en robots
Deze academische discipline omvat dergelijkeonderwerpen als ontwerp, programmeren, algoritmiek, wiskunde, natuurkunde en andere disciplines die verband houden met engineering. De World Robotics Olympiad (World Robotics Olympiad - WRO) wordt jaarlijks gehouden. Op educatief gebied is dit een enorme wedstrijd om beter te begrijpen wat robotica is voor degenen die voor het eerst een soortgelijk onderwerp tegenkomen. Het biedt de mogelijkheid om deelnemers uit meer dan 50 landen uit te proberen. Ongeveer 20 duizend teams komen naar de competitie, waaronder kinderen van 7 tot 18 jaar oud.
Het hoofddoel van WRO: ontwikkeling en popularisering van wetenschappelijke en technologische creativiteit (wetenschappelijke en technische creativiteit) en robotica bij jongeren en kinderen. Dergelijke Olympiades zijn een modern educatief hulpmiddel van de 21e eeuw.
Nieuwe functies
Om kinderen beter te laten begrijpen wat robotica is, maakt de wedstrijd gebruik van theoretische en praktische vaardigheden die ze in de klas hebben opgedaan als onderdeel van clubwerk en het schoolcurriculum voor de studie van natuurwetenschappen en exacte wetenschappen. Passie voor de robotica-discipline ontwikkelt zich geleidelijk tot een verlangen om dieper te leren over wetenschappen als wiskunde, natuurkunde, informatica en technologie.
WRO is een unieke kans voor zijn deelnemers en waarnemers om niet alleen meer te leren over wat robotica is, maar ook om de vaardigheden van creativiteit en kritisch denken te ontwikkelen die zo noodzakelijk zijn in de 21e eeuw.
Training
Interesse in de onderwijsdiscipline robotica groeit elke dag. De materiële basis wordt voortdurend verbeterd en ontwikkeld, veel ideeën die tot voor kort een droom bleven, zijn vandaag de dag werkelijkheid. De studie van het vak "Fundamentals of Robotics" is voor een groot aantal kinderen mogelijk geworden. In de lessen leren de kinderen om problemen op te lossen met beperkte middelen, informatie te verwerken en te assimileren, en deze op de juiste manier te gebruiken.
Kinderen leren gemakkelijk. De moderne jongere generatie, opgegroeid met verschillende gadgets, heeft in de regel geen moeite om de discipline "Fundamentals of Robotics" onder de knie te krijgen, afhankelijk van het verlangen en verlangen naar nieuwe kennis.
Het moet gezegd worden dat het zelfs voor volwassenen moeilijker is om zich om te scholen dan om zuivere maar dorstige kinderen te onderwijzen. Een positieve trend is de enorme aandacht voor de popularisering van robotica onder jongeren door de Russische overheid. En dit is begrijpelijk, aangezien de taak om het technische onderwijs te moderniseren en jonge professionals aan te trekken een kwestie is van het concurrentievermogen van de staat in de internationale arena.
Belang van het onderwerp
Vandaag is de actuele kwestie van het ministerie van Onderwijs de introductie van educatieve robotica in de cirkel van schooldisciplines. Het wordt beschouwd als een belangrijk ontwikkelingsgebied. Bij de technologielessen moeten kinderen een idee krijgen van de moderne ontwikkelingssfeer van technologie en design, waardoor ze de mogelijkheid krijgen om zelf uit te vinden en te bouwen. Het is niet nodig dat alle studenten ingenieur worden, maar iedereen zou de kans moeten krijgen.
Over het algemeen zijn roboticalessen extreemzijn interessant voor kinderen. Het is belangrijk dat iedereen dit begrijpt - zowel leerkrachten als ouders. Dergelijke lessen bieden de mogelijkheid om andere disciplines in een ander licht te zien, om de betekenis van hun studie te begrijpen. Maar het is de betekenis, het begrip waarom dit nodig is, dat de geesten van de jongens drijft. Zijn afwezigheid doet alle inspanningen van leerkrachten en ouders teniet.
Een belangrijke factor is dat het lesgeven in robotica niet stressvol en volledig boeiend is voor kinderen. Dit is niet alleen de ontwikkeling van de persoonlijkheid van de leerling, maar ook de mogelijkheid om weg te komen van de straat, ongunstige omgeving, ijdel tijdverdrijf en de gevolgen die dat met zich meebrengt.
Oorsprong
De naam robotica komt van de overeenkomstige Engelse robotica. Dit is een toegepaste wetenschap die zich bezighoudt met de ontwikkeling van technische geautomatiseerde systemen. In productie is het een van de belangrijkste technische fundamenten van intensivering.
Alle wetten van robotica, zoals de wetenschap zelf, zijn nauw verwant aan elektronica, mechanica, telemechanica, mechatronica, informatica, radiotechniek, elektrotechniek. Robotica zelf is onderverdeeld in industrieel, bouw, medisch, ruimtevaart, militair, onderwater, luchtvaart en huishoudelijk.
Het concept 'robotica' werd voor het eerst gebruikt in zijn verhalen door sciencefictionschrijver Isaac Asimov. Het was in 1941 (het verhaal "The Liar").
Het woord 'robot' werd in 1920 bedacht door de Tsjechische schrijvers Karel Capek en zijn broer Josef. Het werd opgenomen in het sciencefiction-toneelstuk "Rossum's Universal Robots", dat in 1921 werd opgevoerd en een groot publiekssucces genoot. Vandaag kun je zien hoede lijn die in het stuk wordt aangegeven, is op grote schaal ontwikkeld in het licht van sciencefiction-cinematografie. De essentie van het perceel: de eigenaar van de plant ontwikkelt en past de productie aan van een groot aantal androïden die zonder rust kunnen werken. Maar deze robots komen uiteindelijk in opstand tegen hun makers.
Historische voorbeelden
Het is interessant dat het begin van robotica in de oudheid verscheen. Dit blijkt uit de overblijfselen van bewegende beelden die in de 1e eeuw voor Christus werden gemaakt. Homerus schreef in de Ilias over dienstmaagden van goud, die konden spreken en denken. Tegenwoordig wordt de geest waarmee robots zijn begiftigd, kunstmatige intelligentie genoemd. Bovendien wordt de oude Griekse werktuigbouwkundige Archytas van Tarentum gecrediteerd met het ontwerpen en bouwen van de mechanische vliegende duif. Deze gebeurtenis gaat terug tot ongeveer 400 voor Christus
Er zijn veel van dergelijke voorbeelden. Ze worden goed beschreven in het boek van Makarov I. M. en Topcheeva Yu. I. "Robotica: geschiedenis en perspectieven". Het vertelt op een populaire manier over de oorsprong van moderne robots, en schetst ook de robotica van de toekomst en de bijbehorende ontwikkeling van de menselijke beschaving.
Soorten robots
In het huidige stadium zijn de belangrijkste klassen van robots voor algemeen gebruik mobiel en manipulatief.
Mobile is een automaat met een bewegend chassis en gestuurde aandrijvingen. Deze robots kunnen lopen, op wielen, rupsen, kruipen, drijven, vliegen.
Manipulatie is een automatisch stationair of mobieleen machine bestaande uit een manipulator met verschillende vrijheidsgraden en softwarebesturing die motor- en besturingsfuncties in de productie uitvoert. Dergelijke robots zijn verkrijgbaar in vloer-, portaal- of hangende vorm. Ze worden het meest gebruikt in de instrumenten- en machinebouwindustrieën.
Bewegingsmethoden
Robots op wielen en rupsbanden worden veel gebruikt. De beweging van een lopende robot is een moeilijke dynamiek. Dergelijke robots kunnen nog geen stabiele beweging hebben die inherent is aan een persoon.
Wat vliegende robots betreft, kunnen we zeggen dat de meeste moderne vliegtuigen dat gewoon zijn, maar ze worden bestuurd door piloten. Tegelijkertijd kan de stuurautomaat de vlucht in alle stadia besturen. Vliegende robots omvatten drones (UAV's) en hun subklasse - kruisraketten. Dergelijke apparaten zijn lichtgewicht en voeren gevaarlijke missies uit, tot vuren op bevel van de operator. Daarnaast zijn er designvoertuigen die onafhankelijk kunnen vuren.
Er zijn vliegende robots die de bewegingsmethoden gebruiken die pinguïns, kwallen en roggen gebruiken. Deze manier van bewegen is te zien in de robots Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Ze worden vervaardigd door Festo. Maar RoboBee-robots gebruiken vliegmethoden voor insecten.
Onder kruipende robots zijn er een aantal ontwikkelingen die qua beweging vergelijkbaar zijn met wormen, slangen en slakken. In dit geval gebruikt de robot wrijvingskrachten op een ruw oppervlak of oppervlaktekromming. Gelijkaardige beweginghandig voor krappe ruimtes. Dergelijke robots zijn nodig om mensen te zoeken onder het puin van verwoeste gebouwen. Slangachtige robots kunnen door water bewegen (zoals de ACM-R5 gemaakt in Japan).
Robots die op een verticaal oppervlak bewegen, gebruiken de volgende benaderingen:
- als een man die een muur beklimt met richels (Stanford robot Capuchin);
- achtige gekko's uitgerust met vacuümzuignappen (Wallbot" en Stickybot).
Onder de drijvende robots zijn er veel ontwikkelingen die uitgaan van het principe van imitatie van vissen. De efficiëntie van een dergelijke beweging is 80% hoger dan de efficiëntie van beweging met een propeller. Dergelijke ontwerpen hebben een laag geluidsniveau en een hoge wendbaarheid. Daarom zijn ze van groot belang voor onderzoekers van de onderwaterruimte. Deze robots omvatten de University of Essex Robotic Fish and Tuna, ontwikkeld door het Field Robotics Institute. Ze zijn gemodelleerd naar de bewegingskarakteristiek van tonijn. Onder de robots die de beweging van een pijlstaartrog nabootsen, is de ontwikkeling van Festo bekend: Aqua Ray. En de robot die beweegt als een kwal is Aqua Jelly van dezelfde ontwikkelaar.
Cirkelwerk
De meeste roboticaclubs zijn gericht op basis- en middelbare scholen. Maar kinderen in de voorschoolse leeftijd worden niet verstoken van aandacht. De hoofdrol wordt hier gespeeld door de ontwikkeling van creativiteit. Kleuters moeten leren vrij te denken en hun ideeën om te zetten in creativiteit. Daarom zijn robotica-lessen in cirkels voor kinderen onder de 6 jaar gericht op het actief gebruik van kubussen en eenvoudigconstructeurs.
Schoolcurriculum wordt zeker ingewikkelder. Het biedt de mogelijkheid om kennis te maken met verschillende klassen robots, jezelf uit te proberen in de praktijk, je te verdiepen in de wetenschap. Nieuwe disciplines onthullen het potentieel van het kind om professionele vaardigheden en kennis op het gekozen gebied van techniek te verwerven.
Robotica
De moderne ontwikkeling van robotica bevindt zich in een zodanig stadium dat het lijkt alsof er een krachtige doorbraak in robotica op komst is. Hetzelfde geldt voor videobellen en mobiele gadgets. Tot voor kort leek dit allemaal ontoegankelijk voor massaconsumptie. En vandaag is het een gemeengoed dat niet meer verbaast. Maar elke tentoonstelling van robotica toont ons fantastische projecten die de geest van een persoon vastleggen vanaf de gedachte alleen al aan hun introductie in de samenleving.
In het onderwijs zijn het de complexe installaties van robots die het mogelijk maken om een programma te implementeren met behulp van projectactiviteiten, waaronder populair:
- Mechatronica-bedieningskit.
- LEGO Mindstorms.
- Festo Didactiek.
- Fischertechnik.
Beheer
Per type systeembeheer zijn er:
- biotechnisch (commando, kopiëren, halfautomatisch);
- automatisch (software, adaptief, intelligent);
- interactief (automatisch, toezichthoudend, interactief).
De belangrijkste taken van robotbesturing zijn:
- bewegingen en posities plannen;
- planningskrachten en momenten;
- identificatie van dynamische en kinematische gegevens;
- dynamische nauwkeurigheidsanalyse.
De ontwikkeling van besturingsmethoden is van groot belang op het gebied van robotica. Dit is belangrijk voor technische cybernetica en automatische controletheorie.
