Heutzutage werden Robotikkurse immer beliebter. Für Schulkinder helfen solche Lektionen dabei, kritisches Denken zu formen und zu entwickeln, zu lernen, wie man den Prozess der Lösung von Problemen unterschiedlicher Komplexitätsstufen kreativ angeht, und auch Teamfähigkeit zu erlangen.
Neue Generation
Die moderne Bildung geht in eine neue Runde ihrer Entwicklung. Viele Pädagogen und Eltern suchen nach einer Möglichkeit, Kinder für Naturwissenschaften zu interessieren, ihnen die Liebe zum Lernen zu vermitteln und ihnen den Wunsch zu vermitteln, kreativ zu sein und über den Tellerrand hinaus zu denken. Traditionelle Präsentationsformen des Stoffes haben längst an Relevanz verloren. Die neue Generation ist nicht wie ihre Vorfahren. Sie wollen lebendig, interessant und interaktiv lernen. Diese Generation orientiert sich leicht an modernen Technologien. Kinder wollen sich so entwickeln, dass sie nicht nur mit den sich schnell entwickelnden Technologien Schritt h alten, sondern auch direkt an diesem Prozess teilhaben.
Viele interessieren sich für: „Was ist Robotik? Wo kann man das lernen?“.
Bildung und Roboter
Diese akademische Disziplin umfasst solcheFächer wie Design, Programmierung, Algorithmik, Mathematik, Physik und andere ingenieurwissenschaftliche Disziplinen. Die World Robotics Olympiad (World Robotics Olympiad – WRO) findet jährlich statt. Im Bildungsbereich ist dies ein gew altiger Wettbewerb, um besser zu verstehen, was Robotik für diejenigen ist, die zum ersten Mal mit einem ähnlichen Thema konfrontiert werden. Es bietet die Möglichkeit, sich bei Teilnehmern aus mehr als 50 Ländern zu versuchen. Etwa 20.000 Teams nehmen an dem Wettbewerb teil, darunter Kinder im Alter von 7 bis 18 Jahren.
Das Hauptziel von WRO: Entwicklung und Popularisierung von wissenschaftlicher und technologischer Kreativität (wissenschaftliche und technische Kreativität) und Robotik bei Jugendlichen und Kindern. Solche Olympiaden sind ein modernes Bildungsinstrument des 21. Jahrhunderts.
Neue Funktionen
Damit Kinder Robotik besser verstehen, nutzt der Wettbewerb theoretische und praktische Fähigkeiten, die im Rahmen der Vereinsarbeit und des Schullehrplans für das Studium der Naturwissenschaften und der exakten Wissenschaften im Unterricht erworben wurden. Die Leidenschaft für die Robotik-Disziplin entwickelt sich allmählich zu dem Wunsch, tiefer in Wissenschaften wie Mathematik, Physik, Informatik und Technologie einzusteigen.
WRO ist eine einzigartige Gelegenheit für seine Teilnehmer und Beobachter, nicht nur mehr darüber zu erfahren, was Robotik ist, sondern auch die Fähigkeiten der Kreativität und des kritischen Denkens zu entwickeln, die im 21. Jahrhundert so notwendig sind.
Training
Das Interesse an der pädagogischen Disziplin der Robotik wächst täglich. Die Materialbasis wird ständig verbessert und weiterentwickelt, viele Ideen, die bis vor kurzem noch ein Traum waren, sind heute Realität. Das Studium des Fachs „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, aufzunehmen und richtig einzusetzen.
Kinder lernen leicht. Die moderne jüngere Generation, die mit diversen Gadgets aufgewachsen ist, hat in der Regel keine Schwierigkeiten, die Disziplin "Grundlagen der Robotik" zu meistern, abhängig von der Lust und dem Verlangen nach neuem Wissen.
Es muss festgestellt werden, dass sogar Erwachsene schwieriger umzuschulen sind, als den reinen, aber durstigen Kindergeist zu lehren. Ein positiver Trend ist die enorme Aufmerksamkeit der russischen Regierung für die Popularisierung der Robotik unter der Jugend. Und das ist verständlich, denn die Aufgabe, die Ingenieurausbildung zu modernisieren und Nachwuchskräfte zu gewinnen, ist eine Frage der internationalen Wettbewerbsfähigkeit des Landes.
Bedeutung des Themas
Heute ist das aktuelle Thema des Bildungsministeriums die Einführung der Bildungsrobotik in den Kreis der Schulfächer. Es gilt als wichtiger Entwicklungsbereich. Beim Technikunterricht sollen sich Kinder ein Bild von den modernen Entwicklungswelten von Technik und Design machen, die ihnen die Möglichkeit geben, selbst zu erfinden und zu bauen. Es müssen nicht alle Studenten Ingenieure werden, aber jeder sollte die Möglichkeit haben.
Im Allgemeinen ist der Robotikunterricht extremsind für Kinder interessant. Es ist wichtig, dass alle dies verstehen – sowohl Lehrer als auch Eltern. Solche Kurse bieten die Möglichkeit, andere Disziplinen in einem anderen Licht zu sehen und die Bedeutung ihres Studiums zu verstehen. Aber es ist die Bedeutung, das Verständnis dafür, warum dies notwendig ist, was die Köpfe der Jungs antreibt. Seine Abwesenheit macht alle Bemühungen von Lehrern und Eltern zunichte.
Ein wichtiger Faktor ist, dass das Unterrichten von Robotik für Kinder nicht stressig und vollständig absorbierend ist. Dies ist nicht nur die Entf altung der Persönlichkeit des Schülers, sondern auch die Möglichkeit, weg von der Straße, ungünstigen Umgebungen, müßigem Zeitvertreib und den damit verbundenen Folgen.
Ursprung
Der eigentliche Name der Robotik kommt von der entsprechenden englischen Robotik. Dies ist eine angewandte Wissenschaft, die sich mit der Entwicklung technischer automatisierter Systeme befasst. 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, Elektrotechnik verbunden. Die Robotik selbst ist unterteilt in Industrie, Bauwesen, Medizin, Raumfahrt, Militär, Unterwasser, Luftfahrt und Haush alt.
Das Konzept der „Robotik“wurde erstmals in seinen Geschichten von dem Science-Fiction-Autor Isaac Asimov verwendet. Es war 1941 (die Geschichte „Der Lügner“).
Das Wort "Roboter" wurde 1920 von den tschechischen Schriftstellern Karel Capek und seinem Bruder Josef geprägt. Es wurde in das Science-Fiction-Stück "Rossum's Universal Robots" aufgenommen, das 1921 aufgeführt wurde und großen Publikumserfolg hatte. Heute können Sie sehen, wieDie im Stück angegebene Linie wurde im Lichte der Science-Fiction-Kinematographie weit entwickelt. Die Essenz der Handlung: Der Besitzer der Anlage entwickelt und passt die Produktion einer großen Anzahl von Androiden an, die ohne Pause arbeiten können. Aber diese Roboter rebellieren schließlich gegen ihre Schöpfer.
Historische Beispiele
Es ist interessant, dass die Anfänge der Robotik in der Antike liegen. Davon zeugen die Überreste beweglicher Statuen, die im 1. Jahrhundert v. Chr. angefertigt wurden. Homer schrieb in der Ilias über Mägde aus Gold, die sprechen und denken können. Heute wird der Verstand, mit dem Roboter ausgestattet sind, als künstliche Intelligenz bezeichnet. Darüber hinaus wird dem antiken griechischen Maschinenbauingenieur Archytas von Tarentum die Konstruktion und der Bau der mechanischen fliegenden Taube zugeschrieben. Dieses Ereignis geht auf etwa 400 v. Chr. zurück
Es gibt viele solcher Beispiele. Sie sind im Buch von Makarov I. M. und Topcheeva Yu. I. "Robotik: Geschichte und Perspektiven". Es erzählt auf populäre Weise von den Ursprüngen moderner Roboter, skizziert aber auch die Robotik der Zukunft und die entsprechende Entwicklung der menschlichen Zivilisation.
Robotertypen
Zur Zeit sind die wichtigsten Klassen von Mehrzweckrobotern mobil und manipulativ.
Mobile ist eine automatische Maschine mit beweglichem Fahrwerk und geregelten Antrieben. Diese Roboter können laufen, rollen, raupen, kriechen, schweben, fliegen.
Manipulation ist eine automatische stationäre oder mobileeine Maschine bestehend aus einem Manipulator mit mehreren Freiheitsgraden und einer Softwaresteuerung, die Motor- und Steuerungsfunktionen in der Produktion übernimmt. Solche Roboter gibt es in Boden-, Portal- oder Hängeform. Sie werden am häufigsten in der Instrumenten- und Maschinenbauindustrie eingesetzt.
Bewegungsmethoden
Roboter mit Rädern und Raupen sind weit verbreitet. Die Bewegung eines Laufroboters ist eine schwierige Aufgabe der Dynamik. Solche Roboter können dem Menschen noch keine stabile Bewegung innewohnen.
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. Zu fliegenden Robotern gehören Drohnen (UAVs) und ihre Unterklasse – Marschflugkörper. Solche Geräte sind leicht und führen gefährliche Missionen durch, bis hin zum Schießen auf Befehl des Bedieners. Darüber hinaus gibt es Designfahrzeuge, die unabhängig feuern können.
Es gibt Flugroboter, die die Bewegungsmethoden von Pinguinen, Quallen und Rochen verwenden. Diese Bewegungsmethode ist bei den Robotern Air Penguin, Air Ray und Air Jelly zu sehen. Sie werden von Festo hergestellt. Aber RoboBee-Roboter verwenden Insektenflugmethoden.
Unter den Krabbelrobotern gibt es eine Reihe von Entwicklungen, die der Bewegung von Würmern, Schlangen und Schnecken ähneln. In diesem Fall nutzt der Roboter Reibungskräfte auf einer rauen Oberfläche oder Oberflächenkrümmung. Ähnliche Bewegungnützlich für enge Räume. Solche Roboter werden benötigt, um unter den Trümmern zerstörter Gebäude nach Menschen zu suchen. Schlangenartige Roboter können sich durch Wasser bewegen (wie der in Japan hergestellte ACM-R5).
Roboter, die sich auf einer vertikalen Oberfläche bewegen, verwenden die folgenden Ansätze:
- wie ein Mann, der eine Wand mit Vorsprüngen erklimmt (Stanford-Roboter Capuchin);
- wie Geckos mit Vakuum-Saugnäpfen (Wallbot" und Stickybot).
Unter den schwimmenden Robotern gibt es viele Entwicklungen, die sich nach dem Prinzip der Fischimitation bewegen. Die Effizienz einer solchen Bewegung ist 80% höher als die Effizienz einer Bewegung mit einem Propeller. Solche Konstruktionen haben einen niedrigen Geräuschpegel und eine hohe Manövrierfähigkeit. Deshalb sind sie für Forscher des Unterwasser-Weltraums von großem Interesse. Zu diesen Robotern gehört der Robotic Fish and Tuna der University of Essex, der vom Field Robotics Institute entwickelt wurde. Sie sind der Bewegungscharakteristik des Thunfischs nachempfunden. Unter den Robotern, die die Bewegung eines Stachelrochens imitieren, ist die Entwicklung von Festo bekannt: Aqua Ray. Und der Roboter, der sich wie eine Qualle bewegt, ist Aqua Jelly vom selben Entwickler.
Kreisarbeit
Die meisten Robotikclubs richten sich an Grund- und weiterführende Schulen. Aber Kindern im Vorschul alter wird die Aufmerksamkeit nicht entzogen. Die Hauptrolle spielt hier die Entwicklung der Kreativität. Kinder im Vorschul alter müssen lernen, frei zu denken und ihre Ideen in Kreativität umzusetzen. Aus diesem Grund zielen Roboterkurse im Kreis für Kinder unter 6 Jahren auf die aktive und einfache Verwendung von Würfeln abKonstruktoren.
Schullehrpläne werden definitiv komplizierter. Es bietet die Möglichkeit, verschiedene Klassen von Robotern kennenzulernen, sich in der Praxis zu versuchen und in die Wissenschaft einzutauchen. Neue Disziplinen offenbaren das Potenzial des Kindes, professionelle Fähigkeiten und Kenntnisse im gewählten Bereich des Ingenieurwesens zu erwerben.
Robotik
Die moderne Entwicklung der Robotik befindet sich in einem solchen Stadium, dass es den Anschein hat, als würde ein gew altiger Durchbruch in der Robotik bevorstehen. Dasselbe gilt für Videoanrufe und mobile Gadgets. All dies schien bis vor Kurzem dem Massenkonsum nicht zugänglich. Und heute ist es ein Gemeinplatz, der nicht mehr erstaunt. Aber jede Robotik-Ausstellung zeigt uns fantastische Projekte, die den Geist einer Person aus dem bloßen Gedanken an ihre Einführung in die Gesellschaft einfangen.
Im Bildungssystem sind es die komplexen Installationen von Robotern, die es ermöglichen, ein Programm mithilfe von Projektaktivitäten umzusetzen, darunter sind beliebt:
- Mechatronik-Steuerungskit.
- LEGO Mindstorms.
- Festo Didactic.
- Fischertechnik.
Verw altung
Nach Art der Systemverw altung gibt es:
- biotechnisch (Befehl, Kopieren, halbautomatisch);
- automatisch (Software, adaptiv, intelligent);
- interaktiv (automatisiert, überwachend, interaktiv).
Zu den Hauptaufgaben der Robotersteuerung gehören:
- Planung von Bewegungen und Positionen;
- Planungskräfte und -momente;
- Ermittlung dynamischer und kinematischer Daten;
- dynamische Genauigkeitsanalyse.
Die Entwicklung von Regelungsverfahren ist im Bereich der Robotik von großer Bedeutung. Dies ist wichtig für die technische Kybernetik und die Theorie der automatischen Steuerung.
