Oggi le lezioni di robotica stanno diventando molto popolari. Per gli scolari, tali lezioni aiutano a formare e sviluppare il pensiero critico, imparano come affrontare in modo creativo il processo di risoluzione di problemi di vari livelli di complessità e acquisiscono anche capacità di lavoro di squadra.
Nuova generazione
L'istruzione moderna si sta muovendo verso un nuovo ciclo di sviluppo. Molti educatori e genitori cercano un'opportunità per interessare i bambini alla scienza, instillare l'amore per l'apprendimento e caricare loro il desiderio di creare e pensare fuori dagli schemi. Le forme tradizionali di presentazione del materiale hanno perso da tempo la loro rilevanza. La nuova generazione non è come i suoi antenati. Vogliono imparare in modo vivace, interessante e interattivo. Questa generazione è facilmente orientata nelle moderne tecnologie. I bambini vogliono svilupparsi in un modo che non solo tenga il passo con le tecnologie in rapido sviluppo, ma partecipi anche direttamente a questo processo.
Molti di loro sono interessati a: “Cos'è la robotica? Dove puoi impararlo?.
Istruzione e robot
Questa disciplina accademica include talimaterie come design, programmazione, algoritmica, matematica, fisica e altre discipline legate all'ingegneria. La World Robotics Olympiad (World Robotics Olympiad - WRO) si tiene ogni anno. In campo educativo, questa è una competizione imponente per capire meglio cosa sia la robotica per coloro che incontrano per la prima volta una materia simile. Dà l'opportunità di cimentarsi con partecipanti provenienti da più di 50 paesi. Alla competizione partecipano circa 20mila squadre, tra cui bambini dai 7 ai 18 anni.
L'obiettivo principale di WRO: sviluppo e divulgazione della creatività scientifica e tecnologica (creatività scientifica e tecnica) e della robotica tra giovani e bambini. Tali Olimpiadi sono uno strumento educativo moderno del 21° secolo.
Nuove funzionalità
Affinché i bambini comprendano meglio cos'è la robotica, il concorso utilizza le abilità teoriche e pratiche acquisite in classe come parte del lavoro del club e del curriculum scolastico per lo studio delle scienze naturali e delle scienze esatte. La passione per la disciplina della robotica si sviluppa gradualmente nel desiderio di apprendere più a fondo scienze come la matematica, la fisica, l'informatica e la tecnologia.
WRO è un'opportunità unica per i suoi partecipanti e osservatori non solo per saperne di più su cos'è la robotica, ma anche per sviluppare le capacità di creatività e pensiero critico che sono così necessarie nel 21° secolo.
Formazione
L'interesse per la disciplina educativa della robotica cresce ogni giorno. La base materiale è in continuo miglioramento e sviluppo, molte idee che fino a poco tempo fa erano rimaste un sogno sono oggi una re altà. Lo studio della materia "Fondamenti di robotica" è diventato possibile per un gran numero di bambini. Durante le lezioni, i bambini imparano a risolvere problemi con risorse limitate, elaborare e assimilare informazioni e usarle nel modo giusto.
I bambini imparano facilmente. La moderna generazione più giovane, cresciuta con vari gadget, di norma, non ha difficoltà a padroneggiare la disciplina "Fondamenti di robotica", soggetta al desiderio e alla brama di nuove conoscenze.
Bisogna affermare che anche gli adulti sono più difficili da riqualificare che da insegnare alle menti dei bambini puri ma assetati. Una tendenza positiva è l'enorme attenzione alla divulgazione della robotica tra i giovani da parte del governo russo. E questo è comprensibile, dal momento che il compito di modernizzare l'istruzione ingegneristica e di attrarre giovani professionisti è una questione di competitività dello stato nell'arena internazionale.
Importanza dell'argomento
Oggi il tema di attualità del Ministero dell'Istruzione è l'introduzione della robotica educativa nell'ambito delle discipline scolastiche. È considerata un'importante area di sviluppo. Durante le lezioni di tecnologia, i bambini dovrebbero avere un'idea della moderna sfera di sviluppo della tecnologia e del design, che dà loro l'opportunità di inventare e costruire se stessi. Non è necessario che tutti gli studenti diventino ingegneri, ma tutti dovrebbero avere l'opportunità.
In generale, le lezioni di robotica sono estremamentesono interessanti per i bambini. È importante che tutti lo capiscano, sia gli insegnanti che i genitori. Tali classi offrono l'opportunità di vedere le altre discipline sotto una luce diversa, per comprendere il significato del loro studio. Ma è il significato, la comprensione del perché questo è necessario, che guida le menti dei ragazzi. La sua assenza vanifica tutti gli sforzi di insegnanti e genitori.
Un fattore importante è che insegnare la robotica non è stressante e assorbe completamente i bambini. Questo non è solo lo sviluppo della personalità dello studente, ma anche l'opportunità di allontanarsi dalla strada, dall'ambiente sfavorevole, dal passatempo ozioso e dalle conseguenze che ne derivano.
Origine
Il nome stesso di robotica deriva dalla corrispondente robotica inglese. Questa è una scienza applicata che si occupa dello sviluppo di sistemi tecnici automatizzati. In produzione, è una delle principali basi tecniche dell'intensificazione.
Tutte le leggi della robotica, come la scienza stessa, sono strettamente legate all'elettronica, alla meccanica, alla telemeccanica, alla meccatronica, all'informatica, all'ingegneria radio, all'ingegneria elettrica. La robotica stessa è divisa in industriale, edile, medica, spaziale, militare, subacquea, aeronautica e domestica.
Il concetto di "robotica" è stato usato per la prima volta nelle sue storie dallo scrittore di fantascienza Isaac Asimov. Era il 1941 (la storia "The Liar").
La stessa parola "robot" fu coniata nel 1920 dagli scrittori cechi Karel Capek e suo fratello Josef. Fu incluso nella commedia di fantascienza "Rossum's Universal Robots", messa in scena nel 1921 e riscosse un grande successo di pubblico. Oggi puoi vedere comela linea indicata nella commedia è stata ampiamente sviluppata alla luce della cinematografia di fantascienza. L'essenza della trama: il proprietario dell'impianto sta sviluppando e adeguando la produzione di un gran numero di androidi che possono funzionare senza sosta. Ma questi robot finiscono per ribellarsi ai loro creatori.
Esempi storici
È interessante che gli inizi della robotica siano apparsi in tempi antichi. Ciò è dimostrato dai resti di statue mobili realizzate nel I secolo a. C. Omero scrisse nell'Iliade di ancelle d'oro, capaci di parlare e pensare. Oggi, la mente di cui sono dotati i robot si chiama intelligenza artificiale. Inoltre, l'antico ingegnere meccanico greco Archytas di Taranto è accreditato di aver progettato e costruito il piccione volante meccanico. Questo evento risale al 400 aC circa
Ci sono molti esempi simili. Sono ben divulgati nel libro di Makarov I. M. e Topcheeva Yu. I. "Robotica: storia e prospettive". Racconta in modo popolare le origini dei robot moderni e delinea anche la robotica del futuro e il corrispondente sviluppo della civiltà umana.
Tipi di robot
Allo stadio attuale, le classi più importanti di robot per uso generale sono mobili e manipolatori.
Mobile è una macchina automatica con telaio mobile e azionamenti controllati. Questi robot possono camminare, su ruote, bruchi, gattonare, galleggiare, volare.
La manipolazione è un dispositivo automatico fisso o mobileuna macchina composta da un manipolatore con diversi gradi di libertà e controllo software che svolge funzioni motorie e di controllo in produzione. Tali robot sono disponibili a pavimento, a portale o in forma sospesa. Sono ampiamente utilizzati nelle industrie di costruzione di strumenti e macchine.
Metodi di movimento
I robot cingolati e su ruote sono ampiamente utilizzati. Il movimento di un robot ambulante è un compito difficile della dinamica. Tali robot non possono ancora avere un movimento stabile inerente a una persona.
Per quanto riguarda i robot volanti, possiamo dire che la maggior parte degli aerei moderni sono solo loro, ma sono controllati dai piloti. Allo stesso tempo, l'autopilota può controllare il volo in tutte le fasi. I robot volanti includono i droni (UAV) e la loro sottoclasse: i missili da crociera. Tali dispositivi sono leggeri e svolgono missioni pericolose, fino a sparare al comando dell'operatore. Inoltre, ci sono veicoli di design in grado di sparare in modo indipendente.
Ci sono robot volanti che usano i metodi di movimento usati dai pinguini, dalle meduse e dalle razze. Questo metodo di movimento può essere visto nei robot Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Sono prodotti da Festo. Ma i robot RoboBee usano metodi di volo degli insetti.
Tra i robot striscianti, ci sono una serie di sviluppi simili nei movimenti a vermi, serpenti e lumache. In questo caso, il robot utilizza le forze di attrito su una superficie ruvida o sulla curvatura della superficie. Movimento simileutile per spazi ristretti. Tali robot sono necessari per cercare persone sotto le macerie degli edifici distrutti. I robot simili a serpenti sono in grado di muoversi nell'acqua (come l'ACM-R5 prodotto in Giappone).
I robot che si muovono su una superficie verticale utilizzano i seguenti approcci:
- come un uomo che si arrampica su un muro con delle sporgenze (Cappuccino robot Stanford);
- come gechi dotati di ventose sottovuoto (Wallbot" e Stickybot).
Tra i robot galleggianti, ci sono molti sviluppi che si muovono sul principio dell'imitazione del pesce. L'efficienza di tale movimento è dell'80% superiore all'efficienza del movimento con un'elica. Tali progetti hanno un basso livello di rumorosità e un'elevata manovrabilità. Questo è il motivo per cui sono di grande interesse per i ricercatori dello spazio sottomarino. Questi robot includono l'Università dell'Essex Robotic Fish and Tuna, sviluppato dal Field Robotics Institute. Sono modellati sul movimento caratteristico del tonno. Tra i robot che imitano il movimento di una pastinaca, è noto lo sviluppo di Festo: Aqua Ray. E il robot che si muove come una medusa è Aqua Jelly dello stesso sviluppatore.
Lavoro in cerchio
La maggior parte dei club di robotica sono rivolti alle scuole primarie e secondarie. Ma i bambini in età prescolare non sono privati dell'attenzione. Il ruolo principale qui è svolto dallo sviluppo della creatività. I bambini in età prescolare devono imparare a pensare liberamente e tradurre le proprie idee in creatività. Ecco perché le lezioni di robotica in circolo per bambini sotto i 6 anni sono finalizzate all'uso attivo dei cubi e semplicicostruttori.
Il curriculum scolastico sta decisamente diventando più complicato. Offre l'opportunità di conoscere varie classi di robot, provare te stesso nella pratica, approfondire la scienza. Nuove discipline rivelano il potenziale del bambino di acquisire competenze e conoscenze professionali nel campo prescelto dell'ingegneria.
Robotica
Lo sviluppo moderno della robotica è in una fase tale che sembra che stia per verificarsi una potente svolta nella robotica. È lo stesso con le videochiamate e i gadget mobili. Fino a poco tempo, tutto questo sembrava inaccessibile al consumo di massa. E oggi è un luogo comune che ha smesso di stupire. Ma ogni mostra di robotica ci mostra progetti fantastici che catturano lo spirito di una persona dal semplice pensiero della sua introduzione nella società.
Nel sistema educativo, sono le complesse installazioni di robot che consentono di implementare un programma utilizzando attività di progetto, tra le quali sono popolari:
- Kit di controllo della meccatronica.
- LEGO Mindstorms.
- Didattica Festo.
- Fischertechnik.
Gestione
Per tipo di gestione del sistema ci sono:
- biotecnico (comando, copia, semiautomatico);
- automatico (software, adattivo, intelligente);
- interattivo (automatizzato, di supervisione, interattivo).
I compiti principali del controllo del robot includono:
- pianificazione movimenti e posizioni;
- pianificazione di forze e momenti;
- identificazione di dati dinamici e cinematici;
- analisi dell'accuratezza dinamica.
Lo sviluppo di metodi di controllo è di grande importanza nel campo della robotica. Questo è importante per la cibernetica tecnica e la teoria del controllo automatico.
