מה משותף למתכנת שעובד על אנדרואידים, שקוע בפסיכולוגיה ומדעי ההתנהגות, ומהנדס שכותב אלגוריתמים לרובוטים תעשייתיים ולומד מכטרוניקה ומתמטיקה גבוהה יותר? שניהם עוסקים ברובוטיקה - התעשייה המבוקשת ביותר בעתיד הקרוב. כעת רובוטיקה ברוסיה היא תחום לא חרוש: הצורך ברובוטים שונים (תעשייתיים, ביתיים, ניידים, קרביים, אנתרופומורפיים) הוא די גבוה, ורק חברות בודדות מתמחות בייצור שלהם. Look At Me למד ממומחים מה אתה צריך לדעת על מקצוע הרובוטיקה ומה להתחיל ללמוד היום.

אילנד ענבר על החסרונות של האמריקאית
חינוך והיתרונות של בנאי הלגו

"ליצירת רובוטים יש שני מרכיבים חשובים: פתרונות הנדסיים וחומרה, מצד אחד, ועיבוד נתונים ותוכנה, מצד שני. כדי להיות רובוטיסט, אתה צריך להבין ולהבין את שני הנושאים, מכיוון שהם חשובים באותה מידה. רובוטים הם אותם מחשבים, רק עם מנועים וחיישנים. תחשוב עליהם כעל מדעי המחשב שהתעוררו לחיים. בכל מקרה, כדי להבין את המדע הזה, תצטרך להתחיל בפיתוח תוכנה, מה שאומר שתצטרך ללמוד שפות תכנות. לדוגמה, Python זוכה לתמיכה רחבה בפלטפורמות רבות. ROS (מערכת הפעלה של רובוט) זוכים כעת גם לפופולריות, למרות שהיוצרים שלהם, Willow Garage, כבר לא קיימים. לרובוטיסטים מתחילים, אני ממליץ לרכוש מערכות בנייה של LEGO EV3 או Robotis Bioloid להדרכה, הם יעזרו לכם לצלול לפרטים. קבל ביטחון בעת ​​עבודה עם בנאים אלה, פתח אלגוריתמים בסיסיים (ניווט פשוט, אחיזות וכו').זה ייתן לך בסיס. אז בהחלט כדאי שתמצא עבודה כמתמחה בחברת רובוטיקה - ילמדו אותך הכל. אגב, אם החלטתם ללמוד רובוטיקה באוניברסיטה אמריקאית, אז זכרו שהמוקד העיקרי שם הוא הנדסת מכונות, ואסור לכם לשכוח את התוכנה.

יש הרבה רובוטים מגניבים עכשיו, אבל אף אחד לא קונה אותם,כי הם לא באמת פותרים בעיות חשובות

יום אחד תרגיש מוכן ליצור רובוט משלך. זה גם הכי קל וגם הכי קשה. לכן, אני תמיד ממליץ להתחיל בצורך. קח בעיה אמיתית ותן למכשיר שלך לפתור אותה. יש הרבה רובוטים מגניבים שם כרגע, אבל אף אחד לא קונה אותם כי הם לא פותרים בעיות חשובות. יחד עם זאת, יש הרבה בעיות עכשיו. עשה אותם וזה יוביל אותך להצלחה".

ולדימיר בילי על למה רובוטים
שווה ליצור בצורה אנושית

"רובוטיקה היא מושג רחב מאוד,הוא כולל פיתוח תוכנות ותוכנות ניידות, יצירת פתרונות הנדסיים מורכבים, תכנות ועיצוב של בינה מלאכותית. זהו תחום מאוד מבטיח לא רק למהנדסים ומתכנתים, אלא גם למעצבים, למשווקים ואפילו לפסיכולוגים. אנו חיים בתקופות מעניינות: לנגד עינינו מתגלה שוק חדש לחלוטין, שתוצריו ישנו את חיינו. דבר דומה קרה כאשר, למשל, הופיעו מחשבים אישיים.

היום הצוות שלי ואני עובדים על שיפור הרובוטים שלנו. אנו עושים זאת כדי להקל על חייהם של אנשים, כדי להשאיר להם יותר זמן לתקשר עם משפחתם ועם יקיריהם. רובוטים צריכים להחליף אותנו בעבודה שגרתית ומסוכנת, כפי שכבר קרה בהרבה סוגי ייצור. כעת אי אפשר לדמיין את חיינו ללא רובוטים תעשייתיים שמרכיבים, מרתכים וממיינים מוצרים שונים - הם מייעלים ארגונים ומפחיתים עלויות וסיכונים.

בנוסף לרובוטים תעשייתיים, ישנם מה שנקרא רובוטים ביומורפיים - אבות טיפוס של בעלי חיים וחרקים, אשר בשל גודלם ותכונותיהם האחרות, יכולים לבצע משימות מיוחדות. עם זאת, רובוטים אנתרופומורפיים, כלומר בדומה לאנשים, הם ההתגלמות הנוחה ביותר של בינה מלאכותית. העובדה היא שכל החיים סביבנו נוצרים מתוך מחשבה על אדם: הגובה שלו, התכונות האנטומיות שלו. לכן, הרבה יותר משתלם ליצור מכונה שמסוגלת לנוע ולעבוד באותם תנאים כמונו מאשר להתאים, נגיד, רובוט על פלטפורמת מסילה או על בסיס גלגלים, לחיי אדם. בנוסף, פעל גורם פסיכולוגי: אנשים תמיד שאפו ליצור משהו כמו עצמם.

עלינו ליצור מיד עולם מקביל, שבו רובוטים חיים יחד עם אנשים
ולהיות עוזרים שלהם

כיום, הרובוטיקה האנתרופומורפית עדיין בשלבי תחילתה: ישנם תחומים רבים לשימוש ברובוטים כאלה, ועוד יותר בעיות בלתי פתורות. החברה שלנו מנסה לפתח את התעשייה הזו. יצרנו במיוחד מערכת אקולוגית שבה מפתחי תוכנה מקבלים הזדמנות ליצור אפליקציות לרובוטים שלנו, כלומר, למעשה ארגנו משרות למתכנתים. בנוסף, זה טוב לצרכן. על ידי רכישת רובוט אלפאבוט שלנו או השכרתו, הוא מקבל מכונה מסוימת שניתן "להתאים" לצרכים ספציפיים. כאן נוכל לצייר אנלוגיה ל-App Store. אנו קונים אייפד, מורידים את התוכנות הדרושות ומקבלים מכשיר מותאם אישית.

עם זאת, בשלב זה, אנשים עדיין לא יכולים להתרגל לרעיון שרובוטים ייכנסו בקרוב לחיינו בצורה הדוקה כמו, למשל, טאבלטים. חשוב להבין שאנחנו לא קוראים להשמדת העולם הישן, אלא ליצור משהו על חורבותיו. לֹא! אנחנו צריכים ליצור מיד עולם מקביל שבו רובוטים מתקיימים יחד עם אנשים והופכים לעוזרים שלהם. אנו קוראים לכל האנשים להצטרף לאידיאולוגיה זו ולפתח יחד את עתיד האנושות.

אני לא מאמין בהתקוממות המכונות, שרבים חוששים ממנה. אבל אתה חייב תמיד לזכור שמאחורי כל מכונה יש אדם. אבל אתה לא יכול להיות בטוח לחלוטין באנשים".

סרגיי מלניקוב על איך ללמוד באופן עצמאי רובוטיקה ולהרכיב את המכשיר הראשון שלך

סרגיי מלניקוב

מפתח מערכות אוטומטיות, מתכנת, מורה לרובוטיקה, מנהל של servodroid.ru

"התחלתי לעבוד על רובוטים עוד בבית הספר, כשרשמתי למועדון רדיו חובבים. שם למדתי איך להלחים, להבין תכנון מעגלים וליצור מבנים הנדסיים פשוטים. כשלמדתי לקרוא מעגלים אלקטרוניים כלשהם, זה הסתכם לרובוט פשוט עם זוג חיישני אור וממסרים, שהוא ראה ויכול להסתובב. הדבר המעניין ביותר הוא לראות כיצד חומרה, ללא עזרה אנושית, עושה משהו בעצמו. אחרי שהרכבתי את המכשיר המגושם הראשון שלי עם צרור חוטים, מכוסה בדבק ועטוף בסרט, התאהבתי ברובוטיקה.

בסנט פטרסבורג למדתי להיות מתכנת, אבל במקביל המשכתי לעבוד על רובוטים. שקעתי במומחיות ומאמינה שזו הדרך הטובה ביותר, וכל אחד יכול ללכת בה.

אני מתמחה לא רק ברובוטיקה של BEAM, אלא גם במערכות מחשוב מורכבות, מתחמים וכמובן תוכנות. למשל, אני משתף פעולה עם משרד מצבי חירום ועובד על רובוטים לעבודות חילוץ וסיור. אבל בעיקר החלק האהוב עליי הוא BEAM ("ביולוגיה, אלקטרוניקה, אסתטיקה, מכניקה"). כאן הכל מתחיל: עם הרובוטים הפשוטים ביותר מרכיבים זמינים ללא תכנות מורכב. כאשר מרכיבים רובוט BEAM, אנו מנסים לגשת למשימה מזוויות שונות, גם מבלי שיהיה לנו מספר רב של רכיבים אלקטרוניים ומעגלים לוגיים. כשמרכיבים רובוט כזה, אנחנו יכולים בסופו של דבר להפנות את האצבע שלנו לכל חלק שלו ולספר עליו הכל מא' ועד ת'. ספר לנו איך מגיע האות מהפוטו-חיישן, איך הוא מעובד על ידי המיקרו-מעגל ומה קורה ב- סוֹף. תמיד נוכל לזהות בשרשרת את הסיבה לכך שהרובוט לא עובד. זהו הבסיס הטוב ביותר למתחילים.

אני בטוח שרובוטיקה היא תחום פעילות מבטיח מאוד. זה מאפשר לאדם ליישם כמעט כל ידע שלו. יצירת רובוט היא כמו ציור תמונה עם מלחם ולא במברשת. כל פעם אתה מופתע שאתה יכול להרכיב מבנה כל כך נפלא, והכי חשוב למצוא לו שימוש”.

בהדרגה, טכנולוגיות גבוהות הופכות לחלק מחיי היומיום: "בית חכם", תערוכות אמנות אינטראקטיביות, בוטים לשיחה. זה לא מפתיע שהם מתחילים ללמד את יסודות התכנות והרובוטיקה עוד לפני הלימודים. מרכזי רובוטיקה ומועדוני הנדסה נפתחים לעתים קרובות יותר ויותר. לפי מקורות שונים, ישנם כ-400 מעגלים הקשורים לרובוטיקה ו-IT ברוסיה, אין עדיין סטטיסטיקה רשמית. והמספר הזה רק יגדל.

ממעגל המהנדסים הצעירים וחובבי הרדיו ועד למדור רובוטיקה

רובוטיקה השתלבה בתהליך החינוכי באופן אורגני וכמעט בשקט. בשנת 2016, רובוטים מהבהבים נוריות בכל רמות מוסדות החינוך: מגני ילדים ועד אוניברסיטאות, אבל בעיקר בבתי ספר. רובוטיקה נחשבת לכלי ללימוד מעמיק של דיסציפלינות כמו מדעי המחשב, פיזיקה וטכנולוגיה. לכן, תלמידי בית ספר יכולים ללמוד את התחלות הרובוטיקה לא רק במועדונים, אלא גם בבתי ספר ובאוניברסיטאות, שם רובוטים מוכנסים יותר ויותר לתהליך החינוכי.

מערכת המעגלים של חינוך נוסף מוכרת במיוחד לאנשים מהדור המבוגר ממדינות הרפובליקות לשעבר של ברית המועצות. לחינוך הסובייטי החופשי נוספו בנדיבות פעילויות מחוץ ללימודים שהתבססו בארמונות ובבתים של חלוצים (לפי ויקיפדיה, היו 4,400 "ארמונות" בפעילות ב-1971).

חשיבה מרחבית פותחה במהנדסים עתידיים על ידי מועדוני דוגמנות ועיצוב וסדנאות רדיו. תלמידי בית ספר יצרו דגמים של מכוניות ומטוסים מאפס, למדו לעבוד עם ציוד (מחרטות, מכונות שריפה, פאזלים וקבצים), והכירו את עקרונות החשמל.

מערכת החינוך הסובייטית להתמחויות הנדסיות וטכניות, ש"מעגלים" היו חלק ממנה, נחשבה לאחת הטובות בעולם. כיום, נהוג לדבר יותר על חסרונות החינוך ברוסיה, ומוסדות חינוך אמריקאים ואסייתים תופסים עמדות מובילות בתחום הטכנולוגיה.

יחד עם קריסת ברית המועצות, ירדה גם תרבות החינוך והמועדונים הנוספים. הפעילויות הפכו בתשלום, והנושאים איבדו מגוון: מדורי ספורט, בתי ספר למחול ואמנות הפכו פופולריים. כבר עכשיו אפשר לשפוט את ההשפעה של שינוי כזה בתפריט החינוכי של דור שלם של ילדים. בוגרי אוניברסיטאות עם תעודות במדעי הרוח לא מוצאים עבודה, וארגונים מחפשים נואשות אנשי הנדסה במהלך היום.

בשנות ה-2000, העניין ברובוטיקה בחינוך נעשה בולט יותר ויותר. מאז 2002, תחרויות רובוט מקומיות ובינלאומיות מתקיימות ברוסיה. במקביל, הוקם האיגוד הרוסי לרובוטיקה חינוכית (RAER). משנת 2008 פועל המרכז החינוכי והמתודולוגי הכל-רוסי לרובוטיקה חינוכית (VUMTSOR) על בסיס RAOR - הארגון מספק מדריכים ומספק לכולם מידע משפטי והמלצות לפתיחת מועדון רובוטיקה.

כמו כן, מאז 2008, קרן Volnoye Delo של אולג דריפסקה השיקה את תוכנית הרובוטיקה, התומכת בפרויקטים חינוכיים ותחרותיים.

בשנת 2014, אנשים התחילו לדבר על רובוטים ברמת המדינה. ASI (הסוכנות ליוזמות אסטרטגיות, מייסד - ממשלת הפדרציה הרוסית) הכריזה על היוזמה הטכנית הלאומית. הרעיון העולמי של NTI הוא להביא את רוסיה לרמה תחרותית בשוק ההייטק עד 2035. אחד מתחומי התוכנית היה תמיכה ופופולריות של חינוך טכני.

יחד עם הפופולריות של רובוטיקה בסביבה החינוכית, הופיע המושג STEM (או STEAM). כיוון זה בתהליך החינוכי העולמי מאופיין בגישה בין-תחומית ללמידה. דיסציפלינות מפתח מקודדות בקיצורים: מדע, טכנולוגיה, הנדסה, אמנות (לא תמיד), מתמטיקה. המערכת נועדה לפתח מהנדסים ורובוטיקים עתידיים.

בתמיכת הממשלה נפתחים לא רק מועדונים אלא גם פארקים טכנולוגיים שלמים – מרכזי ילדים המאגדים מועדונים בתחומים טכניים שונים. עדיין אין הרבה פארקים טכנולוגיים. במאי נפתח במוסקבה מרכז הילדים הראשון במוסגורמש, והפארק הטכנולוגי קוונטוריום נפתח בסוף ספטמבר. כמו כן ישנן תוכניות לפתיחת פארקים טכנולוגיים באזורים. הם צריכים להופיע ב-17 אזורים: מורדוביה, טטרסטן, צ'ואשיה, טריטוריית אלטאי ואחרים.

ממעצב למיקרו-מעגל

למרות העובדה שרובוטים כלולים בכיתות לילדים מגיל הגן, התפקיד העיקרי בפיתוחם של המהנדסים העתידיים הצעירים ביותר הוא לא על ידי אלקטרוניקה, אלא על ידי יצירתיות. במערכת החינוך STEM, החופש לחשוב וליצור נמצא בחזית בכיתות הגן. לכן, במעגלים לילדים מתחת לגיל 6, נעשה שימוש פעיל בערכות בנייה וקוביות פשוטות.

עיקר מועדוני הרובוטיקה מיועדים לילדים בגילאי בית ספר יסודי ותיכוני.

"ככלל, התוכנית של קורסי ילדים כאלה כוללת היכרות עם עיצוב מעגלים, יסודות התכנות והרובוטיקה. ההבדל בין מועדונים הוא המשימה שלהם: הילד או נהנה או לומד. על בסיס זה נבחרות שיטות הוראה וטכנולוגיות. המטרה העולמית של מועדון ROBBO היא לגדל דור של חדשנים צעירים שיהיו תחרותיים לא רק בשוק הרוסי, אלא גם בעולם. לכן, הקורס שלנו מיועד לעבודה עם ילדים בגילאים שונים: עם ילדים בגיל הגן אנו יוצרים תוכניות אנימציה ומשחקי מחשב קלאסיים (Pac-man, Arkanoid), מתכנתים רובוטים לביצוע משימות שונות, עם תלמידי בית ספר אנו עוסקים בתכנות בשפות "מבוגרים". , מידול תלת מימד, עיצוב תלת מימד והדפסת תלת מימד. אז, ילד מגיע אלינו רק עם כישורי קריאה, ויוצא עם רובוט מודפס במדפסת תלת מימד, מורכב ומתוכנת באופן עצמאי", מסביר פאבל פרולוב, מפיק פרויקט הרובוטיקה לילדים לחינוך "ROBBO"

רובוטיקה משלימה את החומר המכוסה בשיעורי טכנולוגיה, פיזיקה ומתמטיקה. דמיטרי ספיבק, מנהל מועדון רובוטיקה לילדים רובקס בסנט פטרסבורג, מאמין שבשיעורי מועדונים ילד יכול ליישם ידע במכניקה ואלקטרודינמיקה, ולהתעמק בשפות תכנות מבוססות טקסט (למשל, C). "בחטיבת הביניים, התלמידים שלנו מתחילים להכיר את Arduino, תוכניות מורכבות יותר למידול תלת מימד - OpenSCAD, מידול פרמטרי, שבו ילדים מתארים צורות עם קוד", אומר דמיטרי.

רובוטיקה חינוכית מתחילה בדרך כלל בלגו. הערכה שומרת על איזון בין עיצוב ותכנות. לאחר שהילד שולט ביסודות, הוא יכול להעמיק באחד התחומים וללמוד תכנות ועיצוב בצורה מעמיקה יותר. בשיעורים בדגש על תכנות, התלמידים עובדים עם שפות ותוכניות תכנות שונות ועוסקים במודלים תלת מימדיים. מועדוני עיצוב מכינים מהנדסים עתידיים: כאן ילדים מפתחים באופן עצמאי את הצורה וה"מילוי" של הרובוט.

לגו ושות'

השוק של STEM וערכות בנייה רובוטיות מגוון למדי. רוב היצרנים מכסים את כל קטגוריות הגיל, החל מערכות לגיל הרך ועד מודולים ארבע ליבות לתלמידי חטיבות ביניים ותיכון.

המובילה העולמית והרוסית בתחום הרובוטיקה החינוכית היא חברת בת של חברת האחזקות קבוצת LEGO - LEGO Education. המותג הדני מחזיק לא רק בערכות ופיתוחים מתודולוגיים, אלא גם ברשת של מרכזי ילדים מיוחדים, כמו גם באקדמיית LEGO, שבה מורים יכולים לעבור הכשרה. נכון לעכשיו, 16 מרכזי חינוך נוספים הם שותפים רשמיים של תוכניות הצהרונים לחינוך לגו ברוסיה.

לגו חינוך פועלת מאז 1980. ליין המותג כולל ערכות בנייה ללא רכיב אלקטרוני (Lego Simple Mechanisms, First Designs), סטים עם מיקרו-מעבד וחיישנים ללימוד רובוטיקה בבית הספר היסודי (Lego WeDo) וערכות להדגמת עקרונות מדעיים בתיכון (לגו טכנולוגיה ופיזיקה) ומגדיר את סדרת MINDSTORMS האגדית.

בדומה ללגו, אבל הרבה פחות מוכרת, חברת Pitco האמריקאית נוסדה ב-1971 על ידי שלושה מורים. ערכות STEM היסודיות לילדים צעירות יותר מוצגות עם צעצועים חינוכיים כלליים יצירתיים יותר - עפיפונים, רקטות. רובוטים כלולים בכיוון Tetrix - ערכות בנייה רובוטיות ממתכת, המוכרות ברוסיה. חלקי מתכת הופכים את הסטים הללו לאוניברסליים, Tetrix תואם לבקר Lego MINDSTORMS. רובוטים מבוססי Tetrix משתתפים לעתים קרובות בתחרויות, כולל בקטגוריות תלמידים.

הפלטפורמה הפתוחה Arduino, בניגוד לאחרים, היא לוח ייחודי עם מעטפת תוכנה. זה הופך את Arduino לבסיס אוניברסלי לעיצובים רובוטיים בכל רמה בחינוך הילדים. מספר מותגים של ערכות בנייה רובוטיות נוצרו על בסיס Arduino. ניתן לרכוש את הפלטפורמה בנפרד. החיסרון של הפלטפורמה הוא שהעיצוב די מורכב ודורש מילד לעבוד עם מלחם.

ערכות ביתיות מיוצגות על ידי שני מותגים בולטים בשוק - TECHNOLAB ואמפרקה. מדריכים פותחו עבור TECHNOLAB בתמיכת מומחים מהפקולטה לרובוטיקה ואוטומציה משולבת של האוניברסיטה הטכנית הלאומית באומן מוסקבה. מוצרי TECHNOLAB הם מודולים נושאיים וספציפיים לגיל. כל מודול מכיל מספר ערכות רובוטיות. גישה "סיטונאית" זו מרמזת על מחיר גבוה עבור ערכות בנייה: מ-93 אלף רובל למודול לילדים בגילאי 5-8 ועד 400 אלף רובל עבור מודול של רובוטים אוויריים.

Amperka הוא סטארט-אפ משנת 2010 המבוסס על פלטפורמת Arduino. מוצרי אמפרקה הם סטים תחת שמות משחקים: "Matryoshka", "Raspberry", "Electronics for Dummies" וכו'. ניתן גם לקנות רכיבים בודדים באתר אמפרקה - לוחות ארדואינו, חיישנים, מתגים.

המותג הקוריאני Robotis מציע ערכות רובוטיקה לכל רמה. מדובר ברובוטים מפלסטיק לבית הספר היסודי (Robotis Play, Robotis Dream) ורובוטים דמויי אדם המבוססים על מנועי סרוו של Robotis Bioloid.

היצרניות הקוריאניות HunaRobo ו-RoboRobo מתמקדות במערכות בנייה לילדים צעירים ובגיל העמידה. ערכות של מותגים קוריאנים כוללים אלמנטים בסיסיים: לוח אם, מנוע ותיבת הילוכים, מקלט RC ולוח בקרה.

VEX Robotics היא חברה פרטית עם התמקדות ברובוטיקה ניידת, שבסיסה בארה"ב. המותג נמצא בבעלות Innovation First, Inc., המפתחת אלקטרוניקה לרובוטים קרקע אוטונומיים. המותג מחולק לשני תחומים - סדרת VEX IQ לרמת כניסה ו-VEX EDR - פלטפורמה למתקדמים. רובוטים ניידים הניתנים לתכנות VEX בשלט רחוק מתמקדים בתחרות ובמיומנויות תכנות.

במקום מסקנה

מגוון רחב של פלטפורמות למידה רובוטיות, תמיכה ממשלתית ואופנה לרובוטים משלבים רק רובוטיקה בחינוך. מועדוני הנדסה ורובוטיקה וחוגים הם די חריגים, במיוחד באזורים. עם זאת, כיום למאות אלפי ילדים יש הזדמנות ללמוד בנוסף בתחומי הנדסה ו-IT. והמספר הזה רק יגדל בעתיד הקרוב - התקשורת מדווחת על פארקים וחוגים טכנולוגיים חדשים, והרשויות מדווחות על נכונותן לתמוך ביוזמות כאלה.

אני רוצה להאמין שהשילוב המוגבר של חינוך טכני נוסף ייתן בסופו של דבר תנופה לגיבוש של מומחים טכניים ברמה גבוהה יותר בעתיד. תנועת המעגל שואפת לכיסוי רחב - תכניות פעילות רובוטיקה מיועדות לעניין כל ילד. חוקים ומושגים טכניים בסיסיים הופכים נגישים יותר. שיעורי רובוטיקה, לכל הפחות, מרחיבים את האופקים, ובמקסימום, הם יספקו לעתיד אנשי הנדסה וטכניים. אנחנו מאמינים במקסימום!

עובדים בצומת הקיברנטיקה, הפסיכולוגיה והביהביוריזם (מדע ההתנהגות), ומהנדס המרכיב אלגוריתמים למערכות רובוטיות תעשייתיות, שכלים העיקריים שלהן כוללים מתמטיקה ומכטרוניקה גבוהה יותר, הם עובדים בתעשייה המבטיחה ביותר בשנים הקרובות - רובוטיקה . רובוטים, למרות החידוש ההשוואתי של המונח, כבר מזמן מוכרים לאנושות. הנה רק כמה עובדות מההיסטוריה של פיתוח מנגנונים חכמים.

אנשי הברזל אנרי דרוז

אפילו במיתוסים של יוון העתיקה הוזכרו עבדים מכניים, שנוצרו על ידי הפיסטוס כדי לבצע עבודה כבדה ומונוטונית. והממציא והמפתח הראשון של רובוט דמוי אדם היה לאונרדו דה וינצ'י האגדי. הרישומים המפורטים ביותר של הגאון האיטלקי שרדו עד היום, המתארים אביר מכני המסוגל לחקות תנועות אנושיות בעזרת ידיו, רגליו וראשו.

יצירת המנגנונים האוטומטיים הראשונים עם בקרת תוכניות החלה בסוף המאה ה-15 על ידי שענים אירופאים. המצליחים ביותר בתחום זה היו המומחים השוויצרים, האב והבן פייר-ז'אק והנרי דרוז. הם יצרו סדרה שלמה ("נער כותב", "שרטט", "מוזיקאי"), שהשליטה בה התבססה על מנגנוני שעון. זה היה לכבודו של אנרי דרוז שמאוחר יותר כל האוטומטים האנושיים הניתנים לתכנות החלו להיקרא "אנדרואידים".

במקורות התכנות

היסודות לתכנות רובוטים תעשייתיים הונחו עם שחר המאה ה-19 בצרפת. כאן פותחו התוכניות הראשונות למכונות טקסטיל אוטומטיות (טווייה ואריגה). צבאו הגדל במהירות של נפוליאון היה זקוק מאוד למדים, וכתוצאה מכך גם לבדים. ממציא מליון, ג'וזף ג'קארד, הציע דרך להגדיר מחדש במהירות נול כדי לייצר סוגים שונים של מוצרים. לעתים קרובות הליך זה דרש כמות עצומה של זמן, מאמץ עצום ותשומת לב של צוות שלם. מהות החידוש הייתה השימוש בכרטיסי קרטון עם חורים מחוררים. המחטים, שנכנסו למקומות החתוכים, הזיזו את החוטים בצורה הנחוצה. החלפת הקלפים בוצעה במהירות על ידי מפעיל המכונה: כרטיס ניקוב חדש - תוכנית חדשה - סוג חדש של בד או דוגמה. הפיתוח הצרפתי הפך לאב-טיפוס של מערכות אוטומטיות מודרניות, רובוטים עם יכולות תכנות.

הרעיון שהציע Jacquard שימש בהתלהבות על ידי ממציאים רבים במכשירים האוטומטיים שלהם:

• ראש המחלקה הסטטיסטית S. N. Korsakov (רוסיה, 1832) - במנגנון השוואה וניתוח רעיונות.
• המתמטיקאי צ'רלס באבאג' (אנגליה, 1834) - במנוע האנליטי לפתרון מגוון רחב של בעיות מתמטיות.
• מהנדס (ארה"ב, 1890) - במכשיר לאחסון ועיבוד נתונים סטטיסטיים (טבולטור). לפרוטוקול: בשנת 1911 החברה. הולרית' נקראה IBM (מכונות עסקיות בינלאומיות).

כרטיסי ניקוב היו אמצעי האחסון העיקריים עד שנות ה-60 של המאה הקודמת.

מכונות חכמות חייבות את שמם למחזאי צ'כי במחזה "R.U.R.", שיצא לאור בשנת 1920, כינה הסופר רובוט אדם מלאכותי שנוצר עבור תחומי ייצור קשים ומסוכנים (רובוטה. (צ'כית) -עֲבוֹדַת פֶּרֶך). מה מבדיל רובוט ממנגנונים ומכשירים אוטומטיים? בניגוד לאחרון, הרובוט לא רק מבצע פעולות מסוימות, עוקב בעיוורון אחר האלגוריתם שנקבע, אלא גם מסוגל ליצור אינטראקציה הדוקה יותר עם הסביבה והאדם (המפעיל), ולהתאים את תפקידיו כאשר האותות והתנאים החיצוניים משתנים.

מקובל כי הרובוט העובד הראשון תוכנן ויושם בשנת 1928 על ידי המהנדס האמריקאי ר' וונסלי. "אינטלקטואל הברזל" ההומניאידי נקרא הרברט טלבוקס. הביולוג מאקוטו נישימורה (יפן, 1929) והחייל האנגלי ויליאם ריצ'רדס (1928) טוענים גם הם לזרי דפנה חלוצים. למנגנונים האנתרופומורפיים שנוצרו על ידי הממציאים הייתה פונקציונליות דומה: הם היו מסוגלים להזיז את הגפיים והראש, לבצע פקודות קול וקול ולענות על שאלות פשוטות. המטרה העיקרית של המכשירים הייתה להדגים הישגים מדעיים וטכניים. הסיבוב הבא בפיתוח הטכנולוגיה איפשר ליצור בקרוב את הרובוטים התעשייתיים הראשונים.

דור אחר דור

פיתוח רובוטיקה הוא תהליך מתמשך, מצטבר. עד כה, הופיעו שלושה דורות נפרדים של מכונות "חכמות". כל אחד מאופיין באינדיקטורים מסוימים ובתחומי יישום מסוימים.

הדור הראשון של רובוטים נוצר עבור סוג צר של פעילות. מכונות מסוגלות לבצע רק רצף מתוכנת ספציפי של פעולות. התקני בקרת רובוטים, מעגלים ותכנות כמעט שאינם כוללים פעולה אוטונומית ודורשים יצירת מרחב טכנולוגי מיוחד עם הציוד הנוסף הנדרש ומערכות מידע ומדידה.

מכונות הדור השני נקראות חישה או אדפטיביות. תכנות רובוטים מתבצע תוך התחשבות במערך גדול של חיישנים חיצוניים ופנימיים. בהתבסס על ניתוח המידע המגיע מחיישנים, מפותחות פעולות הבקרה הדרושות.

ולבסוף, הדור השלישי הוא רובוטים חכמים שמסוגלים:

• לסכם ולנתח מידע,
• לשפר וללמוד עצמי, לצבור מיומנויות וידע,
• זיהוי תמונות ושינויים במצב, ובהתאם לכך, ארגנו את עבודת המערכת הניהולית שלכם.

בינה מלאכותית מבוססת על אלגוריתמים ותוכנה.

סיווג כללי

בכל תערוכה מודרנית מייצגת של רובוטים, מגוון המכונות "החכמות" יכול להדהים לא רק אנשים רגילים, אלא גם מומחים. אילו סוגי רובוטים קיימים? הסיווג הכללי והמשמעותי ביותר הוצע על ידי המדען הסובייטי A.E. Kobrinsky.

בהתבסס על מטרתם ותפקידיהם, רובוטים מחולקים לייצור, תעשייה ומחקר. הראשון, בהתאם לאופי העבודה המבוצעת, יכול להיות טכנולוגי, הרמה והובלה, אוניברסלי או מיוחד. מחקרים נועדו לחקור אזורים ואזורים מסוכנים או בלתי נגישים לבני אדם (החלל החיצון, פנים כדור הארץ והרי געש, השכבות העמוקות של האוקיינוסים בעולם).

לפי סוג הבקרה נוכל להבחין ביוטכנית (העתקה, פקודה, סייבורג, אינטראקטיבית ואוטומטית), על פי העיקרון - ניתן לתכנות בצורה נוקשה, אדפטיבית וניתנת לתכנות בצורה גמישה. ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה המודרנית מספקת למפתחים הזדמנויות כמעט בלתי מוגבלות בעת תכנון מכונות חכמות. אבל פתרון מעגל ועיצוב מצוין ישמש רק כמעטפת יקרה ללא התוכנה המתאימה והתמיכה האלגוריתמית.

על מנת שסיליקון המיקרו-מעבד ישתלט על תפקודי המוח של הרובוט, יש צורך "למלא" את התוכנית המתאימה לתוך הגביש. שפה אנושית רגילה אינה מסוגלת לספק פורמליזציה ברורה של בעיות, דיוק ומהימנות של הערכתן הלוגית. לכן, המידע הנדרש מוצג בצורה מסוימת באמצעות שפות תכנות רובוטיות.

בהתאם למשימות הניהול הנפתרות, נבדלות ארבע רמות של שפה כזו שנוצרה במיוחד:

• הרמה הנמוכה ביותר משמשת לשליטה במפעילים בצורה של ערכים מדויקים של תנועה ליניארית או זוויתית של חלקים בודדים של המערכת החכמה,
• רמת המניפולטור מאפשרת שליטה כללית על המערכת כולה, מיקום הגוף העובד של הרובוט במרחב קואורדינטות,
• רמת התפעול משמשת לגיבוש תוכנית עבודה על ידי ציון רצף הפעולות הדרושות להשגת תוצאה ספציפית.
• ברמה הגבוהה ביותר - משימות - התוכנית מציינת ללא פירוט מה צריך לעשות.

רובוטיסטים שואפים לצמצם את רובוטי התכנות לתקשורת איתם בשפות ברמה גבוהה יותר. באופן אידיאלי, המפעיל קובע את המשימה: "להרכיב את מנוע הבעירה הפנימית של מכונית" ומצפה מהרובוט להשלים את המשימה לחלוטין.

ניואנסים בשפה

ברובוטיקה המודרנית, תכנות רובוטים מתפתח לאורך שני וקטורים: תכנות מונחה רובוט ותכנות מונחה בעיה.

השפות המוכוונות רובוטיות הנפוצות ביותר הן AML ו-AL. הראשון פותח על ידי יבמ רק לשליטה במנגנונים חכמים של הייצור שלה. השני, תוצר של מומחים מאוניברסיטת סטנפורד (ארה"ב), מתפתח באופן פעיל ויש לו השפעה משמעותית על היווצרותן של שפות חדשות בכיתה זו. איש מקצוע יכול להבחין בקלות במאפיינים האופייניים של פסקל ואלגול בשפה. כל השפות מוכוונות רובוט מתארות אלגוריתם כרצף של פעולות של מנגנון "חכם". בהקשר זה, התוכנית מתבררת לרוב כמסורבלת מאוד ולא נוחה ביישום מעשי.

כאשר מתכנתים רובוטים בשפות מוכוונות בעיות, התוכנית מציינת רצף לא של פעולות, אלא של מטרות או מיקומי ביניים של אובייקט. השפה הפופולרית ביותר בסגמנט זה היא שפת AUTOPASS (IBM), בה מיוצג מצב סביבת העבודה בצורה של גרפים (קודקודים - אובייקטים, קשתות - חיבורים).

אימון רובוטים

כל רובוט מודרני הוא מערכת לומדת ומסתגלת. כל המידע הדרוש, לרבות ידע ומיומנויות, מועבר אליה במהלך תהליך הלמידה. הדבר נעשה הן על ידי אחסון ישיר של הנתונים הרלוונטיים בזיכרון המעבד (תכנות מפורט - דגימה), והן באמצעות חיישני הרובוט (בהדגמה ויזואלית) - כל התנועות והתנועות של מנגנוני הרובוט נשמרות בזיכרון ולאחר מכן משוכפלות בעבודה. מַחזוֹר. בזמן הלמידה, המערכת מסדרת מחדש את הפרמטרים והמבנה שלה ויוצרת מודל מידע של העולם החיצוני. זה ההבדל העיקרי בין רובוטים וקווים אוטומטיים, מכונות תעשייתיות בעלות מבנה קשיח וכלי אוטומציה מסורתיים אחרים. לשיטות הלימוד המפורטות יש חסרונות משמעותיים. לדוגמה, בעת דגימה, תצורה מחדש דורשת זמן ועבודה של מומחה מוסמך.

תוכנית לתכנות רובוטים שהוצגו על ידי מפתחי המעבדה לטכנולוגיית מידע במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (CSAIL MIT) בכנס הבינלאומי לאוטומציה תעשייתית ורובוטיקה ICRA-2017 (סינגפור) נראית מבטיחה מאוד. לפלטפורמת C-LEARN שהם יצרו יש את היתרונות של שתי השיטות. הוא מספק לרובוט ספרייה של תנועות יסודיות עם אילוצים מוגדרים (לדוגמה, כוח האחיזה של מניפולטור בהתאם לצורה ולקשיחות של החלק). במקביל, המפעיל מדגים תנועות מפתח לרובוט בממשק תלת מימדי. המערכת, בהתבסס על המשימה שהוקצתה, יוצרת רצף של פעולות להשלמת מחזור העבודה. C-LEARN מאפשר לך לשכתב תוכנית קיימת לרובוט בעיצוב שונה. המפעיל אינו דורש ידע תכנות מעמיק.

רובוטיקה ובינה מלאכותית

מומחי אוניברסיטת אוקספורד מזהירים כי טכנולוגיית המכונות תחליף יותר ממחצית מהמשרות של היום בשני העשורים הקרובים. ואכן, רובוטים כבר מזמן עובדים לא רק באזורים מסוכנים וקשים. לדוגמה, התכנות עקרה באופן משמעותי ברוקרים אנושיים בבורסות עולמיות. כמה מילים על בינה מלאכותית.

במוחו של האדם הממוצע, מדובר ברובוט אנתרופומורפי שיכול להחליף אדם בתחומי חיים רבים. זה נכון בחלקו, אבל במידה רבה יותר בינה מלאכותית היא ענף עצמאי של מדע וטכנולוגיה, המשתמשת בתוכנות מחשב, המדמה את החשיבה של "הומו סאפיינס", עבודת המוח שלו. בשלב הנוכחי של הפיתוח, AI עוזר לאנשים יותר ומשעשע אותם. אבל, לדברי מומחים, התקדמות נוספת בתחום הרובוטיקה והבינה המלאכותית עשויה להציב בפני האנושות מספר שאלות מוסריות, אתיות ומשפטיות.

ביריד הרובוטים שהתקיים השנה בז'נבה, האנדרואיד המתקדם בעולם, סופיה, הכריזה שהיא לומדת להיות אנושית. באוקטובר הוכרה סופיה כאזרחית ערב הסעודית עם זכויות מלאות לראשונה בתולדות הבינה המלאכותית. הסימן הראשון?

מגמות עיקריות ברובוטיקה

בשנת 2017, מומחים בתעשייה הדיגיטלית ציינו מספר פתרונות בולטים בתחום טכנולוגיות המציאות המדומה. גם הרובוטיקה לא הושארה בחוץ. הכיוון של שיפור השליטה במנגנון רובוטי מורכב באמצעות קסדה וירטואלית (VR) נראה מבטיח מאוד. מומחים צופים את הביקוש לטכנולוגיה כזו בעסקים ובתעשייה. מקרי שימוש סבירים:

• שליטה בציוד בלתי מאויש (מעמיסים ומניפולטורים של מחסנים, מל"טים, נגררים),
• ביצוע מחקר רפואי ופעולות כירורגיות,
• פיתוח של עצמים ואזורים שקשה להגיע אליהם (קרקעית האוקיינוס, אזורי קוטב). בנוסף, רובוטים תכנות מאפשר להם לפעול באופן אוטונומי.

טרנד פופולרי נוסף הוא מכוניות מחוברות. לאחרונה, נציגי הענקית אפל הכריזו על תחילת הפיתוח של "רחפן" משלהם. יותר ויותר חברות מביעות עניין ביצירת מכונות המסוגלות לנוע באופן עצמאי בדרכים משובשות, לשמר מטענים וציוד.

המורכבות הגוברת של אלגוריתמי תכנות רובוטים ולמידת מכונה מציבה דרישות מוגברות למשאבי מחשוב, וכתוצאה מכך גם לחומרה. ככל הנראה, הפתרון האופטימלי במקרה זה יהיה חיבור מכשירים לתשתית הענן.

תחום חשוב הוא רובוטיקה קוגניטיבית. הגידול המהיר במספר המכונות ה"חכמות" מאלץ מפתחים לחשוב יותר ויותר כיצד ללמד רובוטים לקיים אינטראקציה הרמונית.

אחד התחומים המבטיחים ביותר בתחום טכנולוגיות ה-IT הוא הרובוטיקה. מַדוּעַ? כן, כי במהלך חמש עשרה השנים הקרובות יופיעו בעולם תריסר מקצועות חדשים, שיתבססו על ידע מתחום הרובוטיקה.

אנחנו מדברים על התמחויות כמו:
מעצב רובוטיקה תעשייתי;
מעצב ארגונומי;
מהנדס מורכב;
מפעיל מערכות רובוטיות רב תכליתיות;
מעצב רובוטיקה לילדים;
מעצב רובוט רפואי;
מעצב רובוט ביתי;
מעצב ממשקים עצביים לבקרת רובוט.

התקני שליטה עצמית החלו לשמש במחצית השנייה של המאה הקודמת. בתחילה, רובוטים עבדו בתחומי הייצור והמחקר, אך לאחר מכן היגרו בהצלחה למגזר השירותים. כמובן שרובוטים הם לא תופעה המונית כרגע, אבל הווקטור נבחר וכמעט בלתי אפשרי לשנות אותו. לכן ניתן לומר שבעתיד הקרוב תפקידו של אדם כעובד ישתנה באופן דרמטי. אבל איך לגשת לרובוטיקה? היכן להתחיל את המסע המרגש שלך? בואו ננסה לענות על שאלות אלו.

רובוטיקה לילדים

כדאי להתחיל ללמוד את יסודות הרובוטיקה כבר בגיל צעיר, אבל זה לא אומר שהדרך סגורה למבוגר. העובדה היא שהילד לומד מיומנויות חדשות מהר יותר, אין לו דאגות שעלולות להפריע לתחביב האהוב עליו. בנוסף, רובוטיקה לילדים מכוונת ללימוד מקצוע ספציפי, בעוד רובוטיקה מקצועית עוסקת בפתרון בעיות מורכבות. לדוגמה, ילדים וחובבים יכולים לפרק מנגנונים פשוטים כדי להבין איך הם עובדים, אבל מומחים בוגרים יותר יוצרים מניפולטורים תעשייתיים מורכבים.

כדי להבין האם לילד יש נטייה לרובוטיקה, מספיק לקנות סט בנייה (למרבה המזל, רובוטים לילדים אינם במחסור היום) ולראות אם הוא מגלה עניין בתהליך ההרכבה שלו. אם כן, אז ניתן למצוא חוג רובוטיקה בו הילד יכול לפתח דמיון, היגיון, מוטוריקה עדינה, תפיסה מרחבית, סבלנות וריכוז.

ראוי לציין כי ישנם תחומים שונים ברובוטיקה: תכנות, אלקטרוניקה, עיצוב. אם ילדכם נהנה מערכי בנייה, סביר להניח שהבנייה מתאימה להם. מי שמעוניין ללמוד איך עובד דבר כזה או אחר כדאי ללמוד אלקטרוניקה. תכנות יעניין כל מתמטיקאי צעיר.

מאיזה גיל מתחילים ללמוד?

הגיל האידיאלי להתחיל ברובוטיקה הוא 8-12 שנים. מוקדם יותר, ילד עלול להתקשות בהבנת עקרונות הפעולה של מנגנונים מסוימים, ועדיף שלא להזכיר את הרצון ללמוד מתמטיקה (ההכרחי ביותר ליצירת אלגוריתמים, תכנון מעגלים ומנגנונים) בגיל צעיר. ובכן, מי מאיתנו רצה ללמוד נוסחאות ומשפטים כשמזג ​​האוויר היה נהדר בחוץ והייתה סוני פלייסטיישן מתחת לטלוויזיה? השאלה היא רטורית.

אבל בגיל 8-9 ילדים יכולים להבין ולזכור מה זה קבל, LED ונגד ללא כל בעיה. בגיל זה, הם כבר יכולים לשלוט במושגים מהפיזיקה הבית ספרית, מקדימה משמעותית את תכנית הלימודים של מוסדות החינוך שלנו.

אם ילד לא מאבד עניין בתחביב שלו עד גיל 14-15, עליו להמשיך ללמוד מתמטיקה ולהתחיל ללמוד תכנות. מחוץ למעגלים ממתינים לו הרבה דברים מעניינים: בסיס מתמטי, תורת המנגנונים והמכונות, הטמעת אלגוריתמי ניווט אוטומטיים, תכנון ציוד אלקטרומכני למכשיר רובוטי, אלגוריתמי למידת מכונה ואלגוריתמי ראייה ממוחשבת (משהו סחב אותי). רָחוֹק).

קצת על בחירת מעצבים

לכל קבוצת גיל יש פלטפורמות חינוכיות וערכות בנייה משלה, השונות בדרגת המורכבות. כיום מוצגות בשוק סטים זרים ומקומיים, שעלותם נע בין 400 ל-15,000 Hryvnia.
לילד בן 8-11, ערכות בנייה מבית BitKit, Fischertechnik או (כמובן שליצרנים אלו יש גם סטים לילדים בוגרים במבחר). לדוגמה, מוצרי BitKit מכוונים ללימודי אלקטרוניקה (בדקתי את קונסטרוקטור ה-Omka שלהם באופן אישי וכתבתי על זה בחורף 2016 -); Fischertechnik - מקרב את הפיתוח האמיתי של רובוטים, לערכות שלהם יש תקעים, חוטים וסביבת תכנות ויזואלית; לגו מציעה מערכות בנייה מפורסמות מאוד עם פרטים מעניינים וצבעוניים, הוראות מפורטות ואפשרויות נהדרות.

הסטנדרט ברובוטיקה חינוכית הם מודולי Arduino וכן מחשב לוח יחיד. כדי לעבוד איתם תצטרך מיומנויות תכנות בסיסיות, אבל בסופו של דבר תוכל ללמוד איך ליצור כל מיני מכשירים "חכמים" במו ידיך - ממערכת השקיה אוטומטית ועד למערכת אזעקה.


איפה לתרגל רובוטיקה?

קורסי רובוטיקה לילדים באוקראינה מוצעים על ידי הארגונים הבאים:
קורס "Stem Fll" מ-First Lego League;
קורס "Robo-3D Junior" מבית RoboUa;
קורס "רובו-3D" מבית Lego Mindstorms;
קורסים המבוססים על ארדואינו, לגו ופישרטכניקה מבית הספר רובוט;
קורסים לילדים מגיל 4 מסטודיו MAN;
תוכנית לימודים מבוטאון;
קורס "הכנה לטיסה" מבית סטודיו סינגולריות;
קורסים מבית הספר Smart IT.

למידה בקצב עצמי: האם זה אפשרי?

ללימוד עצמי, ישנם קורסים מקוונים רבים בחינם באינטרנט. אבל סביר להניח שהפורמט הזה לא יתאים לילד, ולכן חינוך מרחוק עשוי להיות אטרקטיבי רק למבוגר.

באשר לילד, בנוסף לערכות מרגשות ושימושיות, ספרי רובוטיקה יהיו שימושיים עבורו, כלומר:

בראגה ניוטון, "יצירת רובוטים בבית";
דאגלס וויליאמס, "רובוט ניתן לתכנות נשלט ממחשב כף יד";
אוון בישופ, "המדריך של מפתח הרובוטים";
ואדים מיצקביץ', "אנטומיה מבדרת של רובוטים";
ולדימיר גוללובוב, "איפה מתחילים רובוטים."

יש הרבה עבודות דומות. לרוע המזל, הרובוטיקה מתפתחת במהירות והרלוונטיות של המידע בספרים הופכת למיושנת. לכן, תמיד כדאי להחזיק בהישג יד פורומים נושאיים ואתרים מיוחדים.

מה התוצאה?

כתוצאה מכך, אנו מקבלים כיוון מאוד מבטיח שאסור להתעלם ממנו בשום פנים ואופן. אם יש לכם ילדים, חשבו על עתידם ואולי המאמר שלי על Keddre יהפוך לזרז למציאת מועדונים מתאימים.

אם אתה מוצא שגיאה, אנא סמן קטע טקסט ולחץ Ctrl+Enter.

ילדים רבים, החל מעיצוב רובוטים, כל כך נלהבים מכך שהם מחברים את חייהם העתידיים עם יצירתיות טכנית ותכנות, נרשמים להתמחויות המקבילות באוניברסיטאות ומקבלים מקצוע.

איך בנויה האימון?

השיעורים בנויים מפשוטים למורכבים, ובשיעורים עצמם הם לא רק מתכננים ומרכיבים רובוטים מחלקים, אלא מבצעים פרויקטים: מתוודעים לנושאים תיאורטיים, קובעים משימות חיפוש, לומדים לעבוד בצוות, דנים ומתגוננים את נקודת המבט שלהם. הרובוט מסייע לכם לעבור את הדרך הזו בקלות ובהנאה: החומר אינו ניתן בצורה יבשה וממומנת, אלא נלמד על ידי ילדים באמצעות משחק, יצירתיות ומציאת פתרון לבעיה.

נכון, מידת היעילות של שיעורים במעגל תלויה במורה ובתמיכה המתודולוגית שלו. רובוטיקה כל כך פופולרית שיש טכניקות מיוחדות שנבנות בקפידה מההתחלה ועד הסוף.

בשיעורים הראשונים הילדים מנסים להבין כיצד פועל העולם האמיתי ולפי אילו חוקים פיזיקליים קיים כל מה שמקיף אותנו. במקביל, מתוודעים התלמידים לערכת הבנייה, ממנה ייצרו את הרובוט הראשון שלהם.

מה הילד מקבל מחינוך?

התוצאה החומרית של למידה במועדון רובוטיקה לילדים היא רובוט שנוצר על ידי הילד בעצמו (בדרך כלל יש לפרק אותו, מכיוון שהמעצב הוא רכוש המועדון; אתה יכול לקנות אותו לעצמך; המחירים מתחילים מ-10 אלף רובל). ובכן, התוצאה הבלתי מוחשית היא הידע, הכישורים והעניין של הילד במדע וביצירתיות טכנית.

מאוחר יותר, ילדים מתחילים ללמוד את יסודות התכנות.

גיל הילדים

ילדים מגיל 5 בערך ועד 15-17 יכולים ללמוד במועדוני רובוטיקה. כמובן, התוכניות שלהם שונות.

אם אנחנו מדברים על פלטפורמת הרובוטיקה של LEGO, אז ילדים צעירים יותר (ילדים בגיל הגן ותלמידי בית ספר יסודי) למעשה משחקים עם ערכת הבנייה הפשוטה ביותר של רובוט LEGO WeDo, לומדים על העולם סביבם, לומדים ליצור אינטראקציה זה עם זה. חלקי הרובוט קלים למדי לחיבור ודומים לחלקים של סט הבנייה המסורתי של LEGO שיש להרבה ילדים בגיל הגן. גם התוכנית לתנועת רובוטים שתלמידים יוצרים היא פשוטה והיא כתובה מ"בלוקים" מוכנים בהנחיית מורה. אבל מסתבר שהרובוט שלהם הוא אמיתי.

ילדים גדולים יותר משתמשים ב-LEGO Mindstorms; זה מורכב יותר, עם עקרון הידוק שונה. ערכת בנייה זו מאפשרת לך ליצור דגם מורכב יותר מאשר ב-LEGO WeDo. במהלך השיעורים, אלמנטים של תכנות מוצגים ב-Scratch, C++, או שפת תכנות ויזואלית.

גם תלמידים וגם מבוגרים עוסקים ברובוטיקה. אבל הפלטפורמות והמשימות שהמבוגרים מציבים לעצמם שונות מפעילויות ילדים.

מה זה קונסטרוקטור?

ערכות הבנייה איתן עובדים ילדים במועדון הרובוטיקה כוללות:

• בקר (זהו, כביכול, המוח של הרובוט);
• חיישנים (אינפרא אדום, צליל, חיישני מגע וכו');
• חלקים המספקים תנועה של הדגם.

יש צורך גם במחשב - נוצרת עליו תוכנית, שעל פיה יפעל הרובוט. לילדים מוצע גם חומר חינוכי בנושא השיעור במחשב. החיישן מגיב לגירוי, והרובוט מבצע את הפעולה שנקבעה לו על ידי התוכנית - זו תמצית הפעולות של הדגם, שעל הילד להרכיב עד תום האימון.

ערכות בנייה של LEGO הן נוחות כי הן קלות לרכישה (למרות שהן די יקרות, מ-10 עד 30 אלף רובל. לדוגמה, אתה יכול לקנות סט בנייה של Mindstorms בחנות המקוונת OZON.ru) והם משמשים ברוב הבינלאומיים תחרויות רובוטיקה ותחרויות. ברוב מועדוני הרובוטיקה לילדים, התלמידים יכולים להשתמש בערכה זו בחינם.

פלטפורמות אחרות

LEGO היא לא הפלטפורמה היחידה שבה נחקרת רובוטיקה. יש חומרה נוספת: Fishertechnic, Arduino, Raspberry Pi, Multiplo. לפני ההרשמה למעגל יש לברר על בסיס מה ההכשרה שמתקיימת בו.