Tegenwoordig worden roboticalessen erg populair. Dergelijke lessen helpen schoolkinderen bij het vormen en ontwikkelen van kritisch denken, leren creatief omgaan met het proces van het oplossen van problemen van verschillende niveaus van complexiteit, en verwerven ook teamwerkvaardigheden.
Nieuwe generatie
Het moderne onderwijs gaat een nieuwe fase van zijn ontwikkeling in. Veel leraren en ouders zijn op zoek naar een mogelijkheid om kinderen te interesseren voor wetenschap, liefde voor leren bij te brengen en hen de wens te geven om buiten de kaders te creëren en te denken. Traditionele vormen van presentatiemateriaal hebben hun relevantie al lang verloren. De nieuwe generatie is niet zoals haar voorouders. Ze willen op een levendige, interessante, interactieve manier leren. Deze generatie navigeert gemakkelijk met moderne technologieën. Kinderen willen zich zo ontwikkelen dat ze niet alleen gelijke tred houden met snel ontwikkelende technologieën, maar ook direct meedoen aan dit proces.
Velen van hen zijn geïnteresseerd in: “Wat is robotica? Waar kun je dit leren?
Onderwijs en robots
Deze academische discipline omvat onderwerpen als ontwerp, programmeren, algoritmen, wiskunde, natuurkunde en andere disciplines die verband houden met techniek. Jaarlijks wordt de World Robotics Olympiade (World Robotics Olympiad - WRO) gehouden. Op onderwijsgebied is dit een enorme competitie die degenen die voor het eerst met een soortgelijk onderwerp te maken krijgen, in staat stelt beter te leren wat robotica is. Het geeft deelnemers uit meer dan 50 landen de kans om het uit te proberen. Er komen ongeveer 20.000 teams, bestaande uit kinderen van 7 tot 18 jaar, naar de competitie.
Het hoofddoel van WRO: ontwikkeling en popularisering van STT (wetenschappelijke en technische creativiteit) en robotica onder jongeren en kinderen. Dergelijke Olympiades zijn een modern educatief instrument van de 21e eeuw.
Nieuwe kansen
Om kinderen beter te laten begrijpen wat robotica is, maken de wedstrijden gebruik van theoretische en praktische vaardigheden die ze in de lessen hebben verworven als onderdeel van het clubwerk en het schoolcurriculum voor de studie van natuurwetenschappen en exacte wetenschappen. Passie voor de robotica-discipline ontwikkelt zich geleidelijk aan tot een verlangen om dieper te leren over wetenschappen zoals wiskunde, natuurkunde, informatica en technologie.
WRO is een unieke kans voor haar deelnemers en waarnemers om niet alleen dieper te leren over robotica, maar ook om de creativiteit en kritische denkvaardigheden te ontwikkelen die zo noodzakelijk zijn in de 21e eeuw.
Onderwijs
De belangstelling voor de onderwijsdiscipline robotica groeit elke dag. De materiële basis wordt voortdurend verbeterd en ontwikkeld, veel ideeën die tot voor kort een droom bleven, zijn nu werkelijkheid. Het bestuderen van het onderwerp ‘Fundamentals of Robotics’ is voor een groot aantal kinderen mogelijk geworden. In de lessen leren kinderen 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, op voorwaarde dat ze het verlangen en de dorst naar nieuwe kennis hebben.
Het is noodzakelijk dat zelfs volwassenen moeilijker te herscholen zijn dan de zuivere maar dorstige geest van kinderen te onderwijzen. Een positieve trend is de enorme aandacht die Russische overheidsinstanties besteden aan de popularisering van robotica onder jongeren. En dit is begrijpelijk, aangezien de taak van modernisering en het aantrekken van jonge specialisten een kwestie is van het concurrentievermogen van de staat op de internationale arena.
Belang van het onderwerp
Tegenwoordig is een urgente kwestie voor het ministerie van Onderwijs de introductie van educatieve robotica in het scala aan schooldisciplines. Het wordt beschouwd als een belangrijk ontwikkelingsgebied. In technologielessen moeten kinderen inzicht krijgen in het moderne gebied van technologische ontwikkeling en ontwerp, waardoor ze de kans krijgen om zichzelf uit te vinden en te bouwen. Het is niet noodzakelijk dat alle studenten ingenieur worden, maar iedereen moet de kans krijgen.
Over het algemeen zijn roboticalessen buitengewoon interessant voor kinderen. Dit is belangrijk voor iedereen om te begrijpen – zowel leerkrachten als ouders. Dergelijke lessen bieden de mogelijkheid om andere disciplines in een ander licht te zien en de betekenis van hun studie te begrijpen. Maar het is de betekenis, het begrip waarom dit nodig is, dat de geesten van de jongens beweegt. Het ontbreken ervan doet alle inspanningen van leerkrachten en ouders teniet.
Een belangrijke factor is dat het leren van robotica geen stressvol proces is en kinderen volledig in beslag neemt. Dit is niet alleen de ontwikkeling van de persoonlijkheid van de student, maar ook een kans om weg te komen van de straat, een ongunstige omgeving, nutteloos tijdverdrijf en de gevolgen die dat met zich meebrengt.
Oorsprong
De naam robotica zelf komt van het overeenkomstige Engelse robotica. die technische geautomatiseerde systemen ontwikkelt. In de productie is het een van de belangrijkste technische fundamenten van intensivering.
Alle wetten van de robotica zijn, net als de wetenschap zelf, nauw verwant aan elektronica, mechanica, telemechanica, mechanotronica, informatica, radiotechniek en 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 een sciencefictionschrijver in 1941 (het verhaal ‘Liar’).
Het woord ‘robot’ zelf werd in 1920 bedacht door Tsjechische schrijvers en zijn broer Josef. Het werd opgenomen in het sciencefictiontoneelstuk "Rossum's Universal Robots", dat in 1921 werd opgevoerd en een groot publiekssucces kende. Tegenwoordig kun je zien hoe de lijn die in het stuk wordt geschetst, breed is ontwikkeld in het licht van sciencefictioncinematografie. De essentie van het complot: de eigenaar van de fabriek ontwikkelt en zet de productie op van een groot aantal androïden die zonder rust kunnen werken. Maar deze robots komen uiteindelijk in opstand tegen hun scheppers.
Historische voorbeelden
Interessant genoeg verscheen het begin van robotica in de oudheid. Dit blijkt uit de overblijfselen van bewegende beelden die in de 1e eeuw voor Christus werden gemaakt. Homerus schreef in de Ilias over dienstmaagden gemaakt van goud die konden spreken en denken. Tegenwoordig wordt de intelligentie waarmee robots zijn uitgerust kunstmatige intelligentie genoemd. Bovendien wordt de oude Griekse werktuigbouwkundig ingenieur Archytas van Tarentum gecrediteerd voor het ontwerp en de creatie van de mechanische vliegende duif. Deze gebeurtenis dateert uit ongeveer 400 voor Christus.
Er zijn veel van dergelijke voorbeelden. Ze worden goed behandeld in het boek van I.M. Makarov. en Topcheeva Yu.I. "Robotica: geschiedenis en vooruitzichten." Het vertelt op een populaire manier over de oorsprong van moderne robots, en schetst ook de robotica van de toekomst en de daarmee samenhangende 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 automatische machine met een bewegend chassis en gestuurde aandrijvingen. Deze robots kunnen lopen, rijden, volgen, kruipen, zwemmen of vliegen.
Een manipulator is een automatische, stationaire of mobiele machine, bestaande uit een manipulator met verschillende graden van mobiliteit en programmabesturing die motor- en besturingsfuncties in de productie uitvoert. Dergelijke robots zijn verkrijgbaar in vloer-, portaal- of hangende vorm. Ze zijn het meest wijdverspreid in de instrument- en machinebouwindustrie.
Manieren om te bewegen
Robots op wielen en rupsbanden zijn wijdverspreid geworden. Het verplaatsen van een lopende robot is een uitdagend dynamisch probleem. Dergelijke robots kunnen nog niet de stabiele beweging hebben die inherent is aan mensen.
Wat vliegende robots betreft, kunnen we zeggen dat de meeste moderne vliegtuigen precies dat zijn, maar ze worden bestuurd door piloten. Tegelijkertijd kan de automatische piloot de vlucht in alle fasen besturen. Vliegende robots omvatten ook hun subklasse: kruisraketten. Dergelijke apparaten zijn licht van gewicht en voeren gevaarlijke missies uit, waaronder schieten op bevel van de operator. Daarnaast zijn er ontwerpapparaten die onafhankelijk kunnen schieten.
Er zijn vliegende robots die de voortstuwingstechnieken gebruiken die worden gebruikt door pinguïns, kwallen en pijlstaartroggen. Deze bewegingsmethode is te zien in de Air Penguin-, Air Ray- en Air Jelly-robots. Ze worden vervaardigd door Festo. Maar RoboBee-robots gebruiken insectenvluchtmethoden.
Onder de kruipende robots zijn er een aantal ontwikkelingen die qua beweging vergelijkbaar zijn met wormen, slangen en naaktslakken. In dit geval maakt de robot gebruik van wrijvingskrachten op een ruw oppervlak of de kromming van het oppervlak. Dit type beweging is handig voor smalle ruimtes. Dergelijke robots zijn nodig om mensen te zoeken onder het puin van verwoeste gebouwen. Slangachtige robots kunnen in water bewegen (zoals de ACM-R5 gemaakt in Japan).
Robots die langs een verticaal oppervlak bewegen, gebruiken de volgende benaderingen:
- vergelijkbaar met een persoon die een muur met richels beklimt (Stanford-robot Kapucijn);
- vergelijkbaar met gekko's uitgerust met vacuümzuignappen (Wallbot en Stickybot).
Onder de zwemrobots zijn er veel ontwikkelingen die bewegen volgens het principe van het imiteren van vissen. De efficiëntie van een dergelijke beweging is 80% hoger dan de efficiëntie van een beweging met een propeller. Dergelijke ontwerpen hebben een laag geluidsniveau en een hoge manoeuvreerbaarheid. Daarom zijn ze van groot belang voor onderwateronderzoekers. Dergelijke robots omvatten modellen van de Universiteit van Essex - Robotic Fish and Tuna, ontwikkeld door het Field Robotics Institute. Ze zijn gemodelleerd naar de beweging die kenmerkend is voor tonijn. Onder de robots die de beweging van een pijlstaartrog imiteren, is de beroemde ontwikkeling van het bedrijf Festo Aqua Ray. En de robot die beweegt als een kwal is Aqua Jelly van dezelfde ontwikkelaar.
Clubwerk
De meeste roboticaclubs zijn gericht op basisscholen en middelbare scholen. Maar kinderen in de voorschoolse leeftijd worden niet van aandacht beroofd. De hoofdrol hier wordt gespeeld door de ontwikkeling van creativiteit. Kleuters moeten leren vrij te denken en hun ideeën om te zetten in creativiteit. Daarom zijn roboticalessen in clubs voor kinderen jonger dan 6 jaar gericht op het actieve gebruik van kubussen en eenvoudige bouwsets.
Het schoolcurriculum wordt beslist ingewikkelder. Het geeft je de mogelijkheid om kennis te maken met verschillende klassen robots, jezelf in de praktijk uit te proberen en dieper in de wetenschap te duiken. Nieuwe disciplines onthullen het potentieel van het kind om professionele vaardigheden en kennis te verwerven op het gekozen vakgebied.
Robotachtige complexen
De moderne ontwikkeling van robotica bevindt zich in een zodanig stadium dat het erop lijkt dat er een krachtige doorbraak in de robottechnologie gaat plaatsvinden. Dit is hetzelfde als bij videobellen en mobiele gadgets. Tot voor kort leek dit alles ontoegankelijk voor massaconsumptie. Maar tegenwoordig is het gemeengoed en verbaast het niet meer. Maar elke robotica-tentoonstelling toont ons fantastische projecten die de geest van een persoon vastleggen, alleen al bij de gedachte aan de implementatie ervan in het leven van de samenleving.
In het onderwijssysteem maken complexe installaties van robots het mogelijk een programma te implementeren met behulp van projectactiviteiten, waaronder de volgende populair:
Controle
Per type besturingssystemen zijn er:
- biotechnisch (opdracht, kopiëren, semi-automatisch);
- automatisch (software, adaptief, intelligent);
- interactief (geautomatiseerd, toezichthoudend, interactief).
De belangrijkste taken van robotbesturing zijn onder meer:
- het plannen van bewegingen en posities;
- planning van krachten 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 de technische cybernetica en de theorie van automatische controle.
Victoria FedoseenkoZang, vreemde talen, kruissteek of robots? Om twijfelende ouders te helpen, geven Smartbabr-experts argumenten ten gunste van robotica.
Roboticalessen helpen bij het ontwikkelen van logisch en systematisch denken, evenals creatieve vaardigheden. Zelfs als uw kind geen ingenieur wordt en hij niet het vermogen nodig heeft om een robot te besturen, zal begrip van hoe een automatisch apparaat werkt en ontwerpervaring zeker nuttig zijn bij andere activiteiten, ongeacht welk beroep het kind kiest in de toekomst.
Tegenwoordig is het schoolonderwijs vooral formeel. Het staat een persoon niet toe om met succes zijn leven op te bouwen in een complexe technische wereld. Dankzij robotica maakt een kind kennis met tekenen, 3D-modelleren, bouwen in de praktijk, begrijpt het de driedimensionale perceptie van ruimte en nog veel meer. Kortom, hij leert niet alleen denken met zijn “hoofd”, maar ook met zijn “handen”. En ook tegelijkertijd: zowel met het hoofd als met de handen.
In roboticaclubs zien middelbare scholieren natuurwetten in actie. Leerlingen in groep 5-7 lossen interessante geometrische en wiskundige problemen op. Kleuter- en basisschoolkinderen die robotica doen, ontwikkelen motorische vaardigheden, aandacht en het vermogen om in een groep te werken.
Als robotica aan het kerncurriculum wordt toegevoegd, zelfs als technologievak, zal de betekenis ervan verloren gaan. Tegenwoordig besteden scholen selectief tijd en middelen. Veel onderwijsinstellingen ondersteunen bijvoorbeeld geen hoogbegaafde kinderen, hoewel er overeenkomstige overheidsprogramma's zijn en de uitvoering ervan de verantwoordelijkheid van de school is. En technologielessen worden niet overal gegeven. Er is een mogelijkheid dat iets soortgelijks zal gebeuren met robotica-lessen: formeel zullen ze bestaan, maar of ze nuttig zullen zijn is de vraag. Natuurlijk zijn uitzonderingen mogelijk en ergens zullen grote en goede dingen flitsen.
Maar hoe dan ook zijn mokken meer geschikt voor hoogbegaafde kinderen die geïnteresseerd zijn in het bestuderen van robotica, omdat ze hen helpen dieper te gaan. Zelfs als robotica in het leerplan van de basisschool wordt geïntroduceerd, kan de cirkelbeweging daarom niet worden opgegeven.
Ik geloof dat het beoefenen van robotica de logica enorm ontwikkelt, het systematische denken vergroot, en dit alles heeft ook invloed op de mate van bewustzijn bij de genomen beslissingen. Alleen al het in elkaar zetten van robots kan de fijne motoriek helpen ontwikkelen. Kinderen verwerven ook niet alleen kennis over hoe robots werken, maar ook hoe bestaande systemen functioneren. Deze vaardigheid zal hen in de toekomst helpen bij het ontwerpen van hun eigen systemen in welke branche dan ook, omdat er bij elk type activiteit een reeks regels en beperkingen bestaat.
Ik ben er zeker van dat je vanaf de leeftijd van 5 tot 6 jaar kunt beginnen met het bestuderen van robotica, althans in enkele eenvoudige en illustratieve voorbeelden. Een kind op deze leeftijd is zich al volledig bewust van zijn daden, en heeft ook een denken dat nog niet ‘overgroeid’ is met patronen. Op deze leeftijd zijn kinderen heel open en barsten ze van de ideeën en creativiteit. Kijk maar eens naar hun tekeningen. Dit alles kan in de toekomst bijdragen aan de ontwikkeling van kwalitatief nieuwe systemen, deze kinderen zullen uniek zijn in hun soort.
Moet deze discipline worden opgenomen in het schoolcurriculum? Niet zeker. Er is tenslotte een staatsnorm, en zonder de juiste deelname van de staat is het vrij moeilijk om je daaraan aan te passen met iets innovatiefs. Maar als keuzevak wel. Nu is er echter een groot tekort aan dergelijke specialisten die bereid zijn deze vakken op scholen te onderwijzen. Ik denk dat dit de verantwoordelijkheid is van instellingen voor technisch hoger onderwijs, die deze last op zich zullen nemen als onderdeel van hun loopbaanbegeleidingswerk.
Roboticalessen helpen bij het ontwikkelen van logisch en systematisch denken, evenals creatieve vaardigheden. Dit zijn zeer nuttige eigenschappen die in de toekomst zeker van pas zullen komen voor een kind, zelfs als zijn carrière geen verband houdt met technische wetenschappen. Als je dieper ingaat op het proces van het beoefenen van robotica, kun je begrijpen dat succes op dit gebied onmogelijk is zonder kennis van natuurkunde, wiskunde, informatica en het vermogen om deze toe te passen bij het oplossen van niet-standaardproblemen. Dat wil zeggen dat robotica een meta-onderwerp is, en de leraren die al clubs organiseren voor hun kinderen om robotvaardigheden te ontwikkelen, zullen in de toekomst zeker winst ontvangen in de vorm van het ontwikkelen en koesteren van een erudiete en geïnteresseerde persoonlijkheid bij hun leerlingen, die dat ook zal doen. in staat zijn om logisch te analyseren en te redeneren met behulp van kennis uit verschillende vakgebieden, en te werken op het snijvlak van wetenschappen, waar in de toekomst zeker vraag naar zal zijn.
Bovendien kunnen niet alleen volwassen schoolkinderen, maar ook kleuters zich bezighouden met robotica. Het robotbedieningselement voor kleuters is vermakelijk. Voor basisschoolleerlingen ontwikkelen roboticalessen logisch denken, en in dit stadium hebben ze ook de behoefte om nieuwe dingen te creëren. Middelbare scholieren zijn geïnteresseerd in het maken van robotmodellen om echte problemen en problemen op te lossen. In de regel begrijpen studenten in dit stadium al waarom ze zich bezighouden met robotica, en daardoor ontwikkelen ze de behoefte om technische disciplines te studeren, projectactiviteiten uit te voeren en aanverwante wetenschappen te studeren, gericht op het oplossen van een specifiek probleem.
Natuurlijk moet er een mogelijkheid zijn om zich met robotica bezig te houden, tenminste als onderdeel van een groepsactiviteit. In grotere mate kan robotica als schoolvak gericht zijn op het uitleggen en toepassen van theoretische kennis die in de klas is verworven als een interdisciplinaire toegepaste projectactiviteit. Als we het hebben over de discipline ‘technologie’, is deze meestal gericht op het verwerven van de praktische vaardigheid om iets te creëren, dus robotica kan daar ook een onderdeel van zijn.
Ik zou robotica in twee grote componenten verdelen: programmeren en elektronica.
Het bezit van deze componenten afzonderlijk maakt van jonge mensen al gewilde specialisten, en het gelijktijdig bezitten van zowel de eerste als de tweede maakt één specialist gelijk aan twee.
Ik geloof dat robotica kinderen van alle leeftijden ten goede zal komen, omdat het een algemeen begrip ontwikkelt van hoe welke technologie dan ook werkt.
Welke voordelen biedt het leren van de structuur en besturing van robots aan kinderen? Een zeer terechte vraag. De relevantie ervan zal vooral over vijftig jaar acuut worden, wanneer de rekenkracht van computers de capaciteiten van het menselijk brein zal overtreffen. We zijn al omringd door technologie. Het begrijpen van de mens-machine-interface betekent het besturen van machines. Onze kinderen moeten nu de basis leggen voor de interactie tussen mens, computer en robot, om de scenario's van de Terminator-film te vermijden.
Als we het hebben over schoolonderwijs, denk ik dat het noodzakelijk is om lessen in robotica op te nemen als keuzevak in lessen met diepgaande studie van wiskunde en natuurkunde, om fundamentele wetenschappen aan de praktijk te koppelen. Je moet beginnen vanaf het 5e leerjaar en exclusief voor geïnteresseerden.
De taak waar het Russische onderwijssysteem nu voor staat is het voorbereiden van creatieve ingenieurs die nieuwe technologieën kunnen bedenken en implementeren die geen analogen in de wereld hebben. Nu kunnen we zeggen dat de komende vijf jaar de meest gevraagde beroepen de techniek zullen zijn. Dienovereenkomstig zijn de kinderen die nu geïnteresseerd zullen zijn in robotica en design toekomstige innovatieve ingenieurs waar niet alleen veel vraag naar zal zijn op de Russische maar ook op de internationale markt.
Allereerst leren de basisbeginselen van robotica en programmeren een kind logisch te denken, correcte oorzaak-en-gevolg-relaties op te bouwen, analytische bewerkingen uit te voeren en correct conclusies te trekken. Ten tweede weten moderne kinderen die bekend zijn met verschillende mobiele apparaten (zoals smartphones en tablets met een aanraakinterface) niet hoe ze met de hand moeten schrijven en tekenen; de delen van hun hersenen die verantwoordelijk zijn voor creativiteit zijn simpelweg niet geactiveerd. Zulke kinderen zijn niet in staat om te creëren, ze kunnen alleen iets recombineren of simpelweg consumeren.
Passie voor robotica, programmeren en design moedigt kinderen van elke leeftijd aan om creatief te denken en een uniek product te produceren. Dit is de sleutel tot een succesvolle toekomst, niet alleen voor een individueel kind, maar ook voor het land als geheel.
Kinderen moeten zo vroeg mogelijk beginnen met lesgeven in robotica, aangezien de interesse in technische beroepen zich letterlijk vanaf de leeftijd van 5 jaar manifesteert. Deze belangstelling moet overal worden ontwikkeld en gepromoot, niet alleen op scholen, maar ook in kleuterscholen, privéclubs en kringen.
Foto: russianrobotics.ru, uit de persoonlijke archieven van experts
De test moet eenvoudige en duidelijk geformuleerde vragen bevatten over de ontwerper, over Lego, over de wetten van de natuurkunde, wiskunde, enz. Het aanbevolen aantal vragen bedraagt 10 tot 20. Studenten beantwoorden eenvoudige vragen en testen hun kennisniveau. Het wordt aanbevolen om in de test uit de cyclus een aantal vindingrijkheidsvragen op te nemen: "Wat als...". Als resultaat van het testen moeten we begrijpen of de student iets heeft geleerd.
Laten we enkele voorbeelden geven vragen voor het monitoren van de kennis op het gebied van robotica voor de 1e helft van het jaar.
1) Design is.....(kies de juiste definitie van de term)
2) Bepaal met behulp van trefwoorden het type constructeur: bal, groef, hellingshoek, obstakels.
3) Selecteer de belangrijkste kenmerken van de houten bouwdoos:
4) Kies het ontbrekende woord: ____________bouwset bestaat uit stenen van verschillende kleuren en maten, die met speciale bevestigingsmiddelen op elkaar worden “gezet”.
5) Kies een bouwpakket dat kan transformeren van het ene complete model naar het andere.
6) Een set van verschillende metalen platen en hoeken die met bouten aan elkaar zijn bevestigd, wordt genoemd?
7) Direct gebruik van materialen om een mechanische functie te vervullen; Bovendien is alles gebaseerd op de onderlinge hechting en weerstand van lichamen. Kies de term die overeenkomt met deze definitie:
8) Wie formuleerde de drie wetten van de robotica? Wat is de naam en achternaam van de sciencefictionschrijver die de drie wetten van de robotica formuleerde?
9) Een antropomorfe machine die een persoon imiteert en probeert een persoon te vervangen in al zijn activiteiten. Specificeer de term die overeenkomt met deze definitie:
10) Wie heeft het woord ‘Robot’ bedacht? Wat zijn de voor- en achternaam van de sciencefictionschrijver, de auteur van het woord "ROBOT".
11) Een automatisch apparaat gemaakt volgens het principe van een levend organisme. Handelend volgens een voorgeprogrammeerd programma en door sensoren informatie over de buitenwereld te ontvangen, voert het zelfstandig productie en andere handelingen uit die gewoonlijk door mensen worden uitgevoerd. Specificeer de term die overeenkomt met deze definitie:
12) Een reeks mechanismen die een persoon of dier in een bepaald gebied vervangen; Het wordt voornamelijk gebruikt voor arbeidsautomatisering. Geef de term aan die overeenkomt met deze definitie:
13) Onderdeel van de Lego Mindstorms EV3-bouwset, ontworpen voor het programmeren van nauwkeurige en krachtige bewegingen van de robot:
GEMEENTELIJKE BEGROTING ONDERWIJSINSTELLINGEXTRA ONDERWIJS
HET HUIS VOOR KUNSTEN EN AMBACHTEN VOOR KINDEREN
GEMEENTE
CAUCASIY DISTRICT
Lesoverzicht
over dit onderwerp : "Inleidende les in robotica."
Deelnemers:
studenten van de vereniging “Robot”.
1 jaar studie, 11-18 jaar oud
Kunst. Kaukasisch 2016
Doel: het ontwikkelen van de interesse en het verlangen van kinderen om zich met robotica bezig te houden
Taken:
- leerzaam:
Kinderen kennis laten maken met de belangrijkste gebieden van robotica en moderne robotproductie;
Vorming van polytechnische kennis over de meest voorkomende en veelbelovende technologieën in de robotica;
Leer uw kennis en vaardigheden toe te passen in nieuwe situaties.
- leerzaam:
Ontwikkel nauwkeurigheid en geduld bij het werken met constructeurs;
Bevorder een zorgzame houding ten opzichte van de materiële en technische basis van het roboticalaboratorium;
Stimuleer een communicatiecultuur.
- ontwikkelen:
Ontwikkel onafhankelijkheid en het vermogen om creatieve, inventieve problemen op te lossen;
- observatievaardigheden ontwikkelen, het vermogen om te redeneren, bespreken, analyseren en werk uit te voeren op basis van diagrammen en technologische kaarten;
Ontwikkel ontwerp- en technologische vaardigheden, ruimtelijke concepten.
- gezondheidsbesparend:
Naleving van veiligheidsvoorschriften.
Apparatuur: computer, multimediapresentatie, kant-en-klare robots.
Materialen: robotassemblagediagrammen, designeronderdelen.
Hulpmiddelen: potlood, liniaal.
Basisconcepten die in de les worden gebruikt:Lego - robots, constructie, programmeren.
Vorming van UUD(universele leeractiviteiten):
Persoonlijke UUD:
- Ontwikkel nieuwsgierigheid en intelligentie bij het uitvoeren van een verscheidenheid aan problematische taken.
- Ontwikkel aandacht, doorzettingsvermogen, vastberadenheid en het vermogen om moeilijkheden te overwinnen.
- Stimuleer een gevoel van rechtvaardigheid en verantwoordelijkheid.
Cognitieve UUD:
- Maak kennis met de concepten Lego - robots "," ontwerp», « programmering».
- Selecteer delen van een bepaalde vorm op de voltooide robot.
- Analyseer de rangschikking van onderdelen in de robot.
- Bouw een robot uit onderdelen.
- Bepaal de plaats van een bepaald onderdeel in de constructie.
- Vergelijk het verkregen (tussen-, eind)resultaat met een gegeven aandoening.
- Analyseer de voorgestelde mogelijke opties voor de juiste oplossing.
- Modelleer een robot uit onderdelen.
- Voer uitgebreide controle- en zelfcontroleacties uit: vergelijk de voltooide robot met het monster.
- Ken de basisregels voor het werken met de constructor.
- Maak standaard robotmodellen van onderdelen.
Communicatie UUD:
- Ontwikkel het vermogen om individueel en in groepen te werken.
- Geef uw mening en luister naar de mening van anderen,
Vul de mening van kameraden aan, werk samen met collega's.
- Vragen kunnen stellen.
Regelgevende UUD:
- Het vermogen ontwikkelen om het doel van de activiteit in de klas te bepalen.
- Accepteer de leertaak en sla deze op.
- Voer een definitieve en stapsgewijze controle van de resultaten uit.
- Neem de beoordeling van de leraar adequaat waar.
- Om het vermogen te ontwikkelen om cognitief en persoonlijk uit te voeren
reflectie.
Gebruikte pedagogische technologieën:
Persoonlijkheidsgericht;
Groepstechnologie;
Technologie van collectieve creatieve activiteit;
Gezondheidsbesparend;
Individuele training.
Lesplan:
- Organisatorisch deel van de les. (2 minuten)
- Communiceer de doelen en doelstellingen van de les (2 minuten)
- Nieuw materiaal plaatsen. (10 minuten)
- Activiteitenplanning.(3 minuten)
- Praktisch werk. (20 minuten)
- Het werk samenvatten. (3 minuten)
Voortgang van de les.
1. Organisatorisch deel van de les. Voorbereiding van klussen.
2. Het communiceren van de doelen en doelstellingen van de les.
Leraar: Jongens, vandaag gaan we kennis maken met de belangrijkste gebieden van robotica en moderne robotproductie.
3. Communicatie van nieuw materiaal:
Docent: Robotica is een toegepaste wetenschap die zich bezighoudt met de ontwikkeling van geautomatiseerde technische systemen.
Robotica is de eerste stap in het beheersen van technische kennis op het gebied van automatisering. Het houdt rechtstreeks verband met wetenschappen als elektronica, mechanica, informatica, radiotechniek en elektronica.
Soorten robotica: bouw, industrie, luchtvaart, huishouden, extreem, militair, ruimtevaart, onderwater.
Het woord ‘robot’ werd in 1920 bedacht door de Tsjechische schrijver Karel Capek in zijn sciencefictiontoneelstuk. De robots die erin zijn gemaakt, werken zonder rust, komen vervolgens in opstand en vernietigen hun scheppers
Een robot is een automatisch apparaat dat is gemaakt volgens het principe van een levend organisme. De robot werkt volgens een vooraf ingesteld programma. De robot ontvangt informatie over de buitenwereld van sensoren (analogen van sensorische organen). In dit geval kan de robot zowel met de operator communiceren (opdrachten van hem ontvangen) als autonoom handelen.
De ontwikkeling van robotica en kunstmatige intelligentiesystemen gaat met grote sprongen vooruit. Nog maar tien jaar geleden werden alleen gecontroleerde manipulatoren ontwikkeld. Programma's voor kunstmatige intelligentie waren gericht op een beperkt aantal problemen die moesten worden opgelost. Met de ontwikkeling van ICT is er een kwalitatieve sprong gemaakt in de ontwikkeling van robotica.
De ontwikkeling van robots in de toekomst zal de manier waarop mensen leven aanzienlijk kunnen veranderen. Machines met intelligentie zullen voor een breed scala aan taken kunnen worden gebruikt, vooral voor taken die onveilig zijn voor mensen.
Industriële robotica is een van de meest succesvol ontwikkelende gebieden. Er zijn al fabrieken waar dertig robots auto’s in elkaar zetten.
Momenteel ontwikkelt een richting als de creatie van bionische prothesen zich snel. In de operatiekamers van de toekomst zullen robots een verlengstuk of vervanging worden van de handen van chirurgen. Ze zijn nauwkeuriger en maken het mogelijk handelingen uit te voeren in de afstandsbedieningsmodus.
Robots zullen de mogelijkheid krijgen om “zelf te leren”, hun eigen ervaring op te doen en deze in dezelfde situaties te gebruiken bij het uitvoeren van andere taken. Elke uitvinding kan met goede bedoelingen of met kwade bedoelingen worden gebruikt, dus wetenschappers moeten alle mogelijke scenario's in overweging nemen en anticiperen op alle mogelijke gevolgen van hun ontdekkingen.
Een Android is een mensachtige robot.
Robotklassen:
Manipulatief,die op hun beurt zijn onderverdeeld in stationair en mobiel.
Manipulatierobots zijn automatische machines die bestaan uit een actuator in de vorm van een manipulator met verschillende mobiliteitsgraden en een programmabesturingsapparaat.
Mobiel , die op hun beurt zijn onderverdeeld in wielen, lopen en volgen. En ook kruipen, zwemmen, vliegen.
Een mobiele robot is een automatische machine met een bewegend chassis met automatisch aangestuurde aandrijvingen.
Robotcomponenten: Actuators zijn de ‘spieren’ van robots. Momenteel zijn de meest populaire motoren in aandrijvingen elektrisch, maar er worden ook andere motoren gebruikt die chemicaliën of perslucht gebruiken.
4. Activiteitenplanning.
Leraar: Je hebt geleerd over robots en robotica, en nu stel ik voor dat je in een ontwerpbureau gaat werken en je eigen modellen van robots tekent, en hun doel, reikwijdte en uitrusting bedenkt. Bijvoorbeeld: het model regelt de orde op straat.
5. Praktisch werk. De leerlingen werken aan het maken van een schets van hun robot. Beschrijf de technische kenmerken ervan.
Ik raad je aan overzicht van educatieve activiteiten voor kinderen 10-12 jaar oud (middengroepstudenten) over het onderwerp “In de jungle van robotica.” Dit werk zal nuttig zijn voor zowel schoolleraren als extra onderwijswerkers (clubleiders). Wij brengen onder uw aandacht, die gericht is op het ontwikkelen van de nieuwsgierigheid van schoolkinderen, en het voeden van hun interesse in technische gebieden, het werk van ingenieurs en programmeurs. Meer details hier: https://repetitor.ru/repetitors/informatika, je zult veel interessante dingen vinden
Doel: de ideeën van kinderen ontwikkelen over wat het is robotica, wat is de geschiedenis, het doel en de plaats ervan in de moderne wereld.
Demomateriaal:
- Presentatie over het onderwerp “Geschiedenis van robotica en Lego-constructeurs”,
- filmpje ‘Jungle’.
Uitreikblad: Lego Education 9580 bouwsets
Methodologische technieken: gespreksdialoog, spelsituatie, presentatie bekijken, gesprek, thematische lichamelijke opvoeding, experiment, productieve activiteit van schoolkinderen, analyse, samenvatting.
Lesoverzicht “In de jungle van robotica”
Leraar: “Hallo jongens!
In alle voorgaande lessen hebben we kennis gemaakt met de Lego-constructor en het Lego Education-programma. Je leerde hoe je robots in elkaar zet aan de hand van kant-en-klare instructies en hoe je zelf hun acties programmeert. Vandaag zullen we al onze kennis samenvatten in de sectie ‘Grappige dieren’, namelijk dat we vier modellen zullen construeren. 1e afdeling:
- "Brullende leeuw"
- "Hongerige alligator"
- "Drummer Aap"
- "Dansende Vogels"
Om dit te doen, zullen we vandaag een reis naar de jungle maken, maar niet een gewone, maar een robotjungle. Reizigers worden verdeeld in 4 groepen. Elke afdeling moet in korte tijd een robot in elkaar zetten, een programma maken in de Lego Education-omgeving en ‘het model tot leven brengen’. We ontdekken welke groep het meest energiek, vriendelijkst en snelst is in wetenschappelijke experimenten door de snelheid en correctheid van de montage te observeren, evenals het gedrag van de robot.
De leerlingen beginnen zich te verzamelen.
Docent: “Terwijl de ontwerpers druk aan het werk zijn, nodigen wij specialisten op het gebied van Lego-robots uit om te vertellen over de geschiedenis van moderne ontwerpers en robots.”
Studenten: “Robotica (van robots en technologie; Engelse robotica) is een toegepaste wetenschap die zich bezighoudt met de ontwikkeling van geautomatiseerde technische systemen en vormt de belangrijkste technische basis voor de intensivering van de productie.
De belangrijkste klassen van robots voor algemeen gebruik zijn manipulatieve en mobiele robots.
Manipulatierobot- een automatische machine (stationair of mobiel), bestaande uit een actuator in de vorm van een manipulator met verschillende mobiliteitsgraden, en een programmabesturingsapparaat, dat dient om motor- en besturingsfuncties in het productieproces uit te voeren. Dergelijke robots worden geproduceerd in vloergemonteerde, hangende en portaalversies. Ze zijn het meest wijdverspreid in de machinebouw- en instrumentenbouwindustrie.
Mobiele robot- een automatische machine met een bewegend chassis met automatisch aangestuurde aandrijvingen. Dergelijke robots kunnen worden gereden, lopen en worden gevolgd (er zijn ook kruipende, zwemmende en vliegende mobiele robotsystemen).
Robotsystemen zijn ook populair in het onderwijs als moderne hightech onderzoeksinstrumenten op het gebied van automatische besturingstheorie en mechatronica. Het gebruik ervan in verschillende onderwijsinstellingen van het middelbaar en hoger beroepsonderwijs maakt het mogelijk om het concept van ‘projectgebaseerd leren’ te implementeren, dat de basis vormt van zo’n groot gezamenlijk onderwijsprogramma van de Verenigde Staten en de Europese Unie als ILERT.
Het gebruik van de mogelijkheden van robotsystemen in technisch onderwijs maakt het mogelijk om tegelijkertijd professionele vaardigheden te ontwikkelen in verschillende verwante disciplines: mechanica, regeltheorie, circuitontwerp, programmeren, informatietheorie. De vraag naar complexe kennis draagt bij aan de ontwikkeling van verbindingen tussen onderzoeksteams. Bovendien worden studenten al tijdens het proces van gespecialiseerde training geconfronteerd met de noodzaak om echte praktische problemen op te lossen.
Bestaande robotsystemen voor onderwijslaboratoria:
- Mechatronica-besturingskit
- Festo Didactisch
- LEGO Mindstorms
- vistechniek.
Robotica is gebaseerd op disciplines als elektronica, mechanica, informatica, maar ook radio- en elektrotechniek. Er zijn bouw-, industriële, huishoudelijke, luchtvaart- en extreme (militaire, ruimte-, onderwater) robotica. De Lego-serie is een belangrijk bouwpakket geworden voor het bestuderen van robots op school.
LEGO(vertaald uit het Deens als "goed spelen") - een serie speelgoed, dit zijn sets onderdelen voor het samenstellen en modelleren van verschillende objecten. LEGO-sets worden geproduceerd door de LEGO Group, met het hoofdkantoor in Denemarken. Hier, in Denemarken, op het schiereiland Jutland, in het kleine stadje Billund, ligt het grootste Legoland ter wereld - een stad die volledig is gebouwd met LEGO-constructeurs.
Het belangrijkste product van het LEGO-bedrijf zijn kleurrijke plastic stenen, kleine figuren, enz. LEGO kan worden gebruikt om objecten te bouwen zoals voertuigen, gebouwen en bewegende robots. Alles wat gebouwd is, kan vervolgens worden gedemonteerd en de onderdelen kunnen worden gebruikt om andere objecten te maken. Het bedrijf LEGO begon in 1949 met de productie van plastic stenen. Sindsdien heeft LEGO zijn bereik uitgebreid met films, games, wedstrijden en zeven themaparken. Er zijn echter veel klonen en vervalsingen van de ontwerper.
Presentatie “De geschiedenis van robots en Lego” is aan de gang
Docent: “En nu gaan jonge onderzoekers hun kennis over de jungle delen. Ze zullen je over de jungle vertellen."
Studenten: “Ju?ngli zijn bomen en struiken gecombineerd met hoog gras. De Engelsen die in India woonden, leenden dit woord uit de Hindi-taal.
De grootste oerwouden bestaan in het Amazonebekken in het grootste deel van Midden-Amerika (waar ze ‘selvas’ worden genoemd), in equatoriaal Afrika, in veel gebieden van Zuidoost-Azië en in Australië. Bomen in de jungle hebben een aantal gemeenschappelijke kenmerken die je niet ziet bij planten in minder vochtige klimaten: bij veel soorten heeft de basis van de stam brede, houtachtige uitsteeksels.
De boomtoppen zijn vaak zeer goed met elkaar verbonden door wijnranken. Andere kenmerken van de jungle zijn de ongewoon dunne (1-2 mm) schors van de bomen. In de jungle leven apen met brede neus, een aantal families knaagdieren, vleermuizen, lama's, buideldieren, verschillende soorten vogels, evenals enkele reptielen, amfibieën, vissen en ongewervelde dieren.
Veel dieren met grijpstaarten leven in bomen. Er zijn veel insecten, vooral vlinders, en veel vissen. Twee derde van alle dier- en plantensoorten op aarde leeft in de jungle. Er wordt geschat dat miljoenen dier- en plantensoorten onbeschreven blijven."
De Jungle-video wordt afgespeeld.
Leerlingen gebruiken Lego WeDo om modellen te maken van een brullende leeuw, een trommelaar-aap, een hongerige alligator en dansende vogels. Studenten assembleren robots, programmeren en demonstreren modellen. De verantwoordelijken maken de resultaten bekend van het invullen van de analysetabel van de doelen en doelstellingen die in een open les zijn gesteld.
Robotmodellen
Groep nr. 1.
Leerling nr. 1.1: “We hebben een ‘aap-drummer’-model samengesteld en geprogrammeerd. De energie wordt overgedragen van de laptop naar de motor, en van de motor draait eerst het kleine tandwiel en vervolgens het ringtandwiel. Dit roteert op zijn beurt de as. De vuisten heffen en laten de poten van onze drummer zakken. We stonden voor de taak een aap te bouwen die verschillende ritmes zou verslaan, en dat is gelukt. We probeerden verschillende bewegingen van de aap te creëren door de positie van de nokken te veranderen. Het veranderen van de positie verandert het geluid en de timing van de pootaanvallen van de aap.”
Student nr. 1.2: “Ondanks zijn angstaanjagende uiterlijk is deze grote aap, ruim twee meter lang, erg vriendelijk; mannetjes uit dezelfde kudde concurreren meestal niet met elkaar, en om de leider te laten gehoorzamen, volstaat het om zijn ogen wijd open te zetten en een passende kreet te uiten, waarbij hij zichzelf met zijn vingers op de borst slaat. Dit gedrag is slechts een daad en wordt nooit gevolgd door een aanval.
Vóór een echte aanval kijkt hij lang en stil in de ogen van de vijand. Recht in de ogen staren is niet alleen een uitdaging bij gorilla's, maar bij bijna alle zoogdieren, inclusief honden, katten en zelfs mensen. Babygorilla’s blijven bijna vier jaar bij hun moeder. Wanneer de volgende wordt geboren, begint de moeder de oudste te vervreemden, maar doet dit nooit grof; ze lijkt hem uit te nodigen om zelf volwassen te worden.
Nadat ze wakker zijn geworden, gaan de gorilla's op zoek naar voedsel. De resterende tijd besteden ze aan rust en spelletjes. Na het avondeten leggen ze een soort beddengoed op de grond, waarop ze in slaap vallen.”
Groep nr. 2.
Leerling nr. 2.1: We hebben een ‘brullende leeuw’-model in elkaar gezet. De energie wordt overgebracht naar de motor, die energie ontvangt van de computer. Deze drijft het tandwiel aan, dat het kroonwiel laat draaien. Het kroonwiel is verbonden met dezelfde as waarop de voorpoten van de leeuw zijn bevestigd; als de as draait, gaat de leeuw zitten of liggen. Laten we demonstreren hoe het model werkt.
Leerling #2.2:. “De leeuw is een soort roofzuchtig zoogdier, een van de vier vertegenwoordigers van het pantergeslacht. Het is de op een na grootste levende kat na de tijger - het gewicht van sommige mannetjes kan 250 kg bereiken. Een karakteristiek kenmerk van een leeuw zijn dikke manen bij mannen, die niet voorkomen bij andere vertegenwoordigers van de kattenfamilie.
Geeft de voorkeur aan open ruimtes, waar hij verkoeling vindt in de schaduw van zeldzame bomen. Voor de jacht is het beter om een ruim zicht te hebben, zodat je kuddes grazende herbivoren van ver kunt opmerken en een strategie kunt ontwikkelen om ze het beste onopgemerkt te benaderen. Uiterlijk is het een lui beest dat lange tijd dommelt en blijft zitten.
Alleen als de leeuw honger heeft en gedwongen wordt kuddes herbivoren te achtervolgen of als hij zijn territorium moet verdedigen, komt hij uit zijn verdoving tevoorschijn. Leeuwen waren populair in de cultuur van de oudheid en de middeleeuwen. Ze werden weerspiegeld in de beeldhouwkunst, schilderkunst, op nationale vlaggen, wapenschilden, in mythen, literatuur en films.”
Groep nr. 3.
Leerling nr. 3.1: We hebben een ‘hongerig alligator’-model samengesteld. De energie wordt overgebracht van de computer naar de motor, die het ringwiel laat draaien. Dit tandwiel is met een katrol op één as gemonteerd. Op een kleine katrol wordt een riem geplaatst, die de beweging overbrengt op een grote katrol. Hij opent en sluit de mond van de alligator. Laten we demonstreren hoe het model werkt: stop er een vis in - de mond gaat dicht, haal er een vis uit - de mond gaat open.
Student nr. 3.2: “Alligator is een geslacht dat slechts twee moderne soorten omvat: de Amerikaanse (of Mississippi) alligator en de Chinese alligator. Grote alligators hebben rode ogen, terwijl kleinere alligators groene ogen hebben. Op basis van deze functie kan 's nachts een alligator worden gedetecteerd. De grootste alligator die ooit in de geschiedenis is geregistreerd, werd ontdekt op een eiland in de Amerikaanse staat Louisiana; de lengte ervan was . Er werden verschillende gigantische exemplaren gewogen, waarvan de grootste meer dan een ton woog.
Er zijn slechts twee landen in de wereld waar vertegenwoordigers van dit geslacht wonen: de Verenigde Staten van Amerika en China. De Chinese alligator wordt bedreigd. De Amerikaanse alligator leeft aan de oostkust van de Verenigde Staten. Alleen al in Florida overschrijdt hun aantal de 1 miljoen individuen. De enige plek op aarde waar alligators en krokodillen naast elkaar bestaan, is Florida.
Grote mannetjes leiden een eenzame levensstijl en houden zich aan hun territorium. Kleinere mannetjes kun je in grote groepen dicht bij elkaar zien. Grote individuen (zowel mannen als vrouwen) verdedigen hun territorium; kleine alligators zijn toleranter ten opzichte van individuen van dezelfde grootte.
Verschil tussen krokodil en alligator: Het grootste verschil zit in hun tanden. Wanneer de kaken van de krokodil gesloten zijn, is de grote vierde tand van de onderkaak zichtbaar. Bij een alligator bedekt de bovenkaak deze tanden. Ze zijn ook te onderscheiden door de vorm van hun snuit: een echte krokodil heeft een scherpe, V-vormige snuit, terwijl een alligator een stompe, U-vormige snuit heeft.”
Alligator
Groep nr. 4.
Leerling nr. 4.1: “We hebben een model van ‘dansende vogels’ geconstrueerd. De energie wordt overgebracht naar de motor en het tandwiel draait vanuit de computer. Het is op dezelfde as gemonteerd met een katrol, die ook roteert. Aan de bovenkant van de katrol wordt een vogel bevestigd en er wordt een riem om de katrol gelegd. Wanneer een katrol draait, beweegt de riem en draait een andere katrol. Ons doel was om een structuur te creëren waarin de vogels eerst in één richting zouden draaien en vervolgens in verschillende richtingen. Laten we demonstreren hoe het model werkt: door te schakelen kun je de vogels in verschillende richtingen draaien.”
