В этой статье мы рассмотрим кружки робототехники для детей, в которых изучают азы создания .
Кружки робототехники 6-7 лет
На кружках робототехники 6-7 лет дети не столько обучаются конструировать роботов, сколько развивают навыки мышления и общения с помощью робототехники. Кто-то учится работать в команде, кто-то - креативно мыслить и выходить за рамки инструкций, дети получают первый опыт защиты проекта.
Кружки робототехники 10 лет и старше
На кружках робототехники 10 лет и старше дети уже изучают основы программирования, электроники и электротехники, изучают физические законы Вселенной.
Если малыш решит связать жизнь с робототехникой, курсы станут его базой и преимуществом в профессиональном развитии.
Кружки робототехники для детей 6-7 лет по всей России
2. «Роббо клуб» (франшиза)
Возраст: от 7 лет
Режим: на выходных 1 раз в неделю
Цена: 3900 рублей за 4 занятия
Описание: дети изучают программирование, начиная со Scratch, робототехнику, и прототипирование. С помощью учителя дети могут смоделировать свой первый прототип, а затем распечатать его на 3D-принтере.
Города, в которых есть клубы
Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Нижний Новгород, Челябинск, Самара и многие другие. Смотрите полный список городов на сайте .
3. «Роботрек» (франшиза)
Возраст: от 5 лет
Режим: 4 или 8 занятий в месяц
Цена:
Описание: обучение детей 5-6 лет проводится в игровой форме с использованием наборов ярких удобных деталей и несложной электроники. В процессе обучения используются сказки про животных, людей и машины; изучаются принципы работы окружающих механизмов. Программа состоит из трех уровней по 40 уроков.
Города, в которых есть клубы
Москва, Санкт-Петербург, Смоленск, Нижний Новгород, Челябинск, Уфа и многие другие. Весь список вы найдете на сайте клуба.
Кружки робототехники для детей 10 лет по всей России
1. «Лига роботов» (франшиза)
Возраст: группа 8-8,5 лет, группа 9-9,5 лет, группа 9-10 лет
Режим: на выходных 1 раз в неделю
Цена: курс 3 месяца - 15000 рублей
Описание: программа группы 8-8,5 лет - знакомство с робототехникой, дети узнают о различиях между роботом и простым механизмом, изучают типы и классификации, принятые в этой сфере.
Программа группы 9-9,5 лет - продолжается знакомство с робототехникой, алгоритмикой и программированием. Дети собирают по готовым схемам конструкции из наборов Lego WeDo, а также знакомятся со средой программирования Scratch, которая позволяет создавать собственные компьютерные мини-игры.
Группа 9-10 лет - изучение сложных алгоритмов Scratch, отработка навыков самостоятельного построения алгоритмов. Основной упор делается на программировании.
Города, в которых есть клубы
Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Владивосток, Тюмень, Алматы и многие другие. Смотрите весь список на официальном сайте .
2. «Роботрек» (франшиза)
Возраст: 7-9 лет и 10-12 лет
Режим: 4 или 8 занятий в месяц
Цена: 2600 рублей - 4 занятия, 4800 рублей - 8 занятий
Описание: Программа группы 7-9 лет - дети учатся сами программировать роботов. Пользуются интерфейсом программного обеспечения.
Программа 10-12 лет - дети изучают программирование, механику, физические законы Вселенной.
Города, в которых есть клубы
Москва, Санкт-Петербург, Смоленск, Нижний Новгород, Челябинск, Уфа и многие другие. Больше городов на сайте .
3. «Робот и я» (франшиза)
Возраст: 7-10 лет
Режим: 4 или 8 занятий в месяц
Цена:
Описание: ребенок учится не только конструировать, но и программировать своих роботов. Дети учатся составлять правильную логику программы, используя простейший графический интерфейс программного обеспечения.
Кружки робототехники в Москве
Представитель сети каждой из описанных выше франшиз есть в Москве. Кроме них:
1. Hi-Robo
Возраст: от 5 до 14 лет
Режим: 4 или 8 занятий в месяц
Цена: 1100 рублей - разовое посещение, 3200 рублей - 4 занятия, 5800 рублей - 8 занятий
Описание: с помощью робототехники дети изучают основы математики, физики, алгоритмики, мехатроники, программирования, электроники и микропроцессорных систем. В кружке четыре возрастных группы: 5-6, 7-8, 9-11, 12-14 лет. Группы от 4 до 8 человек.
2. POLYCENT
Возраст: от 4 до 17 лет
Режим: ежедневно
Цена: от 3500 рублей за 4 занятия
Описание: центр молодежного инновационного творчества работает с 1995 года, сейчас в нем около 6000 учащихся. Обучение ведется по таким направлениям: конструирование, основы теории автоматического управления, программирование, электроника и электротехника и другие. Возрастные группы: 4-6, 6-8, 8-10, 10-12, 12-15, 15+ лет.
3. «Кулибин Про»
Возраст: от 5 до 12 лет
Режим: по выходным
Цена: от 4320 рублей за 4 занятия
Описание: на курсах три возрастные группы: 4-5, 6-8 и 9-11 лет. Дети собирают роботов от самых простых до сложных.
4. «Робошкола»
Возраст: от 6 лет
Режим: ежедневно
Цена: одно занятие - 1500 рублей, месяц - от 5500 рублей
Описание: робототехника является одной из специальностей «Робошколы». Возрастные группы: 6-8, 9-11 лет. Кружок работает на протяжении недели, на выходных можно прийти на ознакомительное занятие.
5. «Эду-Крафт»
Возраст: от 5 до 12 лет
Режим: по выходным
Цена: от 4000 рублей за 1 месяц
Описание: с 5 лет детей обучают конструированию, а с 9 лет - программированию. Также школа обещает развитие у детей навыков презентации, коммуникации и проектной работы.
6. «Слобода IT»
Возраст: от 5 до 16 лет
Режим: 1 раз в неделю
Цена: 2700 рублей за 4 занятия
Описание: в клубе шесть возрастных групп: для детей старше 5, 9 лет, с 10, с 12, с 13, 14-16 лет. Начиная с 10 лет, дети изучают программирование - от простых языков до Python и Java.
7. «Язык роботов»
Возраст: от 10 лет
Режим: по выходным
Цена: 200 рублей 1 занятие
Описание: робототехнике школьников обучают в Дарвиновском музее. В клубе основной акцент сделан на изучении электроники: работе электрического тока, светодиодов, школьники подключают электронные детали и собирают электронные схемы.
8. «Робот и я»
Возраст: 5-15 лет
Режим: 4 или 8 занятий в месяц
Цена: 3000 рублей - 4 занятия, 4500 рублей - 8 занятий
Описание: в игровой форме дети знакомятся с основами робототехники, учатся моделировать своих роботов, знакомятся с датчиками, изучают устройство стандартных механизмов повседневности.
Кружки робототехники в Санкт-Петербурге
1. PRobotics
Возраст: 5-16 лет
Цена: от 600 рублей за 1 занятие
Описание: на занятиях дети разрабатывают роботов, строят логические конструкции и алгоритмы программирования движущихся конструкций на базе Lego Mindstorms. На занятиях используют платформы Lego WeDo, Lego Mindstorms, .
2. «Азимов»
Возраст: 6-16 лет
Режим: 1 или 2 занятия в неделю
Цена: 3400 рублей/месяц за 4 занятия, 4500 рублей/месяц - 8 занятий
Описание: дети занимаются робототехникой на платформах Arduino, «Знаток». Изучают программирование, механику, моделирование, электротехнику.
3. Роботрек
Возраст: 4-12 лет
Режим: дважды в неделю
Цена: 1 занятие - 600 рублей
Описание: занятия проводятся в группах до 12 детей с одним преподавателем. Все дети занимаются в парах. В распоряжении каждой пары детей находится ноутбук и конструктор HUNA-MRT, рассчитанный на определенный возраст. Дети учатся конструировать, изучают принципы работы машин и механизмов, изучают программирование.
4. КБ «КУБИК»
Возраст: 4-14 лет
Цена: от 1650 рублей за 4 занятия
Описание: в группе от 4 до 8 детей. Дети изучают механику, кибернетику, программирование, 3D-проектирование и конструирование, проводят физические эксперименты.
Дети нашего века уже привычны к всевозможным современным устройствам, которые окружают их едва ли не с рождения. Это и смартфоны, и планшеты, и ноутбуки. В некоторых обеспеченных семьях есть даже свои собственные роботы — удивительно, но факт. Они пылесосят, убираются, моют окна и посуду — словом, всячески облегчают жизнь современной хозяйки. Многие ребята видели роботов в кино и мультфильмах, на выставках и в центрах развлечений.
Вопрос «А как же устроен робот?», наверное, волнует немало современных дошкольников и ребят постарше. В нашем городе появляется все больше и больше технологических центров, клубов, лабораторий, в которых юные любители техники не только смогут узнать, из чего «состоят» роботы, но и со временем научатся их конструировать. Отметим, что подобные занятия нередко могут посещать дети, достигшие даже 4-летнего возраста, а иногда и более раннего.
Занятия робототехникой позволяют ребятам развить творческие и креативные способности, улучшить математические навыки, получить знания в области проектирования, алгоритмизации, программирования. Кроме того, это развивает внимательность, аккуратность, усердие, точность — ведь создание сложных моделей требует ювелирной, выверенной работы.
Почему создавать роботов нужно в секции
Робототехника - достаточно специфическое, но, конечно, интересное дело, которое обожают многие ребята. Все дело в том, что они буквально оживляют своих «питомцев»: пусть на первых порах они не отличаются сложностью, зато ребенок понимает, что ему по силам самостоятельно создать модель. Конечно, этим можно заняться и дома с родителями, но лучше посетить специализированную секцию, благо их сейчас достаточно. В них преподают мастера своего дела, которые точно знают, что именно потребуется детям для создания робота, как лучше организовать процесс работы и отдыха, как научить ребят работать в команде, обеспечить безопасность своих подопечных. Даже здоровое соперничество - и то позволяет ученикам заставить себя мыслить интенсивнее, ставить перед собой новые задачи.
Два распространенных типа роботов
Среди классов роботов массового назначения, которые являются на сегодняшний день важнейшими в науке и производстве, выделяют мобильный и манипуляционный. Первый представляет собой автоматическую машину, снабженную двумя важными элементами. Это движущееся шасси и управляемые приводы. К числу таких роботов относят шагающие, гусеничные, плавающие, колесные, ползающие, летающие. Манипуляционный робот оснащен манипулятором с рядом степеней подвижности. Программное управление такого робота обеспечивает на производстве двигательные функции. Манипуляционная машина бывает как передвижной, так и стационарной. Конструкции могут быть также напольными, портальными или подвесными. Сегодня их широко используют машино- и приборостроительные предприятия.
Это прикладная отрасль, которая посвящена разработке автоматизированных систем и созданию роботов. Специальность роботостроения тесно связана с мехатроникой - дисциплиной, отвечающей за создание машин с программным управлением.
Робототехник одновременно является инженером, программистом и кибернетиком, должен иметь знания в области механики, теории проектирования и управления автоматическими системами. Поэтому, чтобы стать квалифицированным специалистом в этой области, нужно иметь колоссальные знания и практические навыки в разных областях.
Инженеры-робототехники занимаются созданием роботов. Исходя из целей проекта, они продумывают электронную начинку, механику движения, программируют машину на определённые действия. Причём работа по созданию робота обычно ведётся целой командой разработчиков.
Однако недостаточно создать инновационную автоматизированную технику, нужно управлять её работой, проводить регулярный осмотр и ремонт. Этим, как правило, занимается обслуживающий персонал.
Кроме того, робототехника постоянно развивается. Начинает процветать кибернетика, которая подразумевает сочетание био- и нанотехнологий. Квалифицированные специалисты этой области регулярно занимаются исследованиями и совершают революционные открытия.
В робототехнике можно выделить 7 востребованных специальностей:
1. Инженер-электроник - разрабатывает робототехнику, ремонтирует оборудование и обеспечивает надёжность электронных элементов управления.
2. Сервисный инженер - занимается техническим обслуживанием и ремонтом робототехники, производит диагностику оборудования, а также проводит обучение и консультации операторов, которые будут управлять роботами.
3. Электротехник - универсальный специалист по электронным приборам, который отвечает за корректное генерирование, преобразование и формирование электрических сигналов, а также обеспечивает проведение многих других процессов. Должен иметь обширные знания в области физики, математики и химии.
4. Программист робототехники - разрабатывает программное обеспечение для роботов, согласно их назначению. Также участвует в сервисном обслуживании, осуществляет запуск и отладку инновационных механизмов.
5. Специалист 3D-моделирования - совмещает в себе навыки визуализатора и модельера. В обязанности специалиста входит разработка трёхмерных моделей робототехники.
6. Разработчик приложений - занимается созданием функциональных приложений для дистанционного управления робототехникой.
7. Педагог специальности «Робототехника» - может заниматься обучением школьников, студентов профильных вузов, преподавать на продвинутых или подготовительных курсах, вести курсы повышения квалификации, участвовать в семинарах и лекциях.
Где обучают робототехнике в России?
Вузы, готовящие специалистов по робототехнике:
1. Московский технологический университет (МИРЭА, МГУПИ, МИТХТ) - www.mirea.ru
2. Московский государственный технологический университет «Станкин» - www.stankin.ru
3. Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана - www.bmstu.ru
4. Национальный исследовательский университет «МЭИ» - mpei.ru
5. Сколковский институт науки и технологий - sk.ru
5. Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II - www.miit.ru
6. Московский государственный университет пищевых производств - www.mgupp.ru
7. Московский государственный университет леса - www.mgul.ac.ru
Полный обзор российских вузов, где обучают робототехнике, смотрите .
Обзор украинских вузов, в которых учат собирать роботов, - .
Смотрите также обзор вузов , и .
Дистанционные курсы:
Первый российский вуз, запустивший онлайн-курсы обучения робототехнике. На данный момент студенты и ученики старших классов могут записаться на два потока: «Практическая робототехника» и «Основы робототехники».
2. Просветительский проект «Лекториум» - www.lektorium.tv
Проводит онлайн-курсы по основам робототехники для старшеклассников, студентов и специалистов.
3. Образовательная программа Intel - www.intel.ru
Клубы и кружки для подростков:
Университет Innopolis запустил в трёх регионах России программу обучения школьников.
2. Клуб «РОБОТРЕК» в Саратове -
Проектирование робототехники – неординарное увлечение, способное заинтересовать современного ребенка. Оно может составить достойную конкуренцию развлечениям и занятиям, которые предлагает интерактивное информационное пространство. О необходимости поиска новых актуальных путей привлечения молодежи к образованию и социальной адаптации, перспективах развития сети кружков робототехники и некоторых особенностях организации такой образовательной программы как бизнес-проекта «Жажде» рассказал Павел Баскир, основатель и руководитель проекта «Лига роботов» (Москва).
Кружок робототехники как бизнес-идея
«Лига роботов» была основана в 2011 году как совместный проект студентов и преподавателей Новосибирского государственного технического университета. Организация представляла собой, скорее, клуб по интересам, участники которого занимались разработкой и конструированием робототехники, принимали участие в специализированных мероприятиях и организовывали семинары, конкурсы, конференции местного, всероссийского и международного уровня.
Со временем «Лига роботов» приобрела более четкую структуру, появились планы расширения на всероссийском уровне. У новосибирской команды за 4 года сформировался опыт организации сети кружков в городе и тиражирования этого формата в других городах. Командой были разработаны методики на более чем 150 уроков робототехники.
В 2015 году франшизу «Лига роботов» приобрел успешный московский предприниматель Павел Баскир, специализировавшийся на разработках в области IT-технологий.
На тот момент он хотел заняться образовательной робототехникой как бизнесом и специально искал готовые форматы.
«Лига роботов» была лучшей компанией по качеству и объему программ, опыту отчуждения своего образовательного продукта в другие города и харизме лидера.
К методикам и опыту «Лиги роботов» Павел добавил свой опыт и опыт коллег в области менеджмента для быстрого тиражирования в Москве и создания системного бизнеса.
Павел Баскир: «Я 18 лет проработал в IT-бизнесе, и так получилось, что я начал выходить из него. Стал рассматривать новые ниши, новые интересные направления, куда можно было бы направить свои ресурсы и приложить усилия. Образование было одним из 16-ти направлений, которыми я планировал заняться. Вот так получилось, что оно сейчас стало одним из основных. А пришел я в эту сферу, как и многие приходят в образование, – через собственного ребенка. Я мечтал научить его программированию.
Хотелось обеспечить ему доступ к современным средствам обучения программированию, которые в том числе связаны и с физическим миром. Так получилось, что на Новый год я подарил ему робототехнический конструктор. Его инженерные конструкции взаимодействуют с помощью программ с нашим реальным миром. Я понял, что это очень интересная тема для обучения и своему ребенку нужно давать эти знания системно. Понял, что на рынке кружков недостаточно и что бизнес сильно фрагментирован. Проанализировав конъюнктуру, я обнаружил, что в этом бизнесе есть интересные решения, и решил им заняться».
Стартовые вложения, организация деятельности и менеджмент
Когда Павел Баскир решил возглавить рассматриваемый проект, практического опыта в сфере образования у него не было. Но была возможность поиска новых путей и стратегий развития, было четкое видение необходимости формирования крепкой базы для актуализации технического образования среди детей и юношества.
С этими идеями и разработанным бизнес-планом наш герой обратился в департамент образования Москвы в поисках поддержки чиновников. Однако за 1,5 года «Лига роботов» и департамент так и не нашли приемлемой формы для взаимодействия.
Стартовые вложения в развитие компании составили около 4 млн рублей. Часть суммы была потрачена на приобретение франшизы проекта, остальные статьи расходов составило приобретение необходимого технического оснащения – вначале для обучения использовались робототехнические конструкторы Lego Mindstorm и Lego WeDo. Часть средств уходила и на маркетинг.
Павел Баскир: «Стартовали мы вдвоем – я и мой партнер. Он стал генеральным директором компании. Я пригласил его в проект практически сразу после того, как возникла идея. Мы с ним были знакомы до этого по бизнесу. Данная тема увлекла его, и ему захотелось поработать в этой сфере. Роли распределили так: я занимаюсь стратегией, а он – операционным управлением».
Методология преподавания и финансовые вопросы
«Лига роботов» – уникальная сеть кружков образовательно-развлекательного направления.
В компании создана своя школа подготовки преподавателей, через которую по всей стране уже прошло более 700 человек.
Сегодня в «Лиге» используют эффективную систему «трех КИТов», основанную на модели «школа-вуз-предприятие». Реализуемые КИТы (клуб инженерного творчества) – это:
1.0. Обучение школьников.
2.0. Студенческие проекты.
3.0. Коммерческие заказы.
В кружки робототехники принимают детей от 5 лет, возрастные категории постоянно расширяются.
На сегодняшний день в рамках курса обучения «Лиги роботов» разработано 16 семестровых курсов, которые предполагают не только изучение принципов роботостроительной инженерии, но и смежных дисциплин: механики, математики, физики и кибернетики. Студенты, работающие над реализацией собственных проектов, параллельно занимаются обучением школьников из КИТа 1.0.
Стоимость обучения в «Лиге роботов» в Москве составляет около 4,5 тысячи рублей в месяц.
Павел Баскир: «Основная расходная часть – это покупка оборудования и маркетинг. Это капитальные начальные затраты, а так, большая часть расходов – это, естественно, фонд оплаты труда преподавателей и оплата использования методик обучения».
«Лига роботов» – проект, который только начинает набирать обороты. На сегодняшний день сеть кружков «Лиги» охватывает такие города, как Москва, Краснодар, Махачкала, Новосибирск, Томск, Симферополь, Новомосковск. Бизнес-проект развивается также на территории Казахстана.
В планах открытие до 1000 площадок по всей стране, а также расширение образовательного контента.
«Лига роботов» в цифрах и фактах
Год основания
Стартовый капитал
4 млн рублей.
Штат
40 человек в бэк-офисе + 300 преподавателей +100 администраторов.
Срок выхода на самоокупаемость
Годовой оборот в 2015 году
60 млн рублей
Годовой оборот в 2017 году
Вырос до 20 млн за учебный месяц.
Развитие сети
Работает более 100 площадок в Москве и области, где учатся около 6000 детей. Силами московской команды вместе с региональными партнерами открыты 6 площадок в Краснодаре и 4 в Махачкале.
Стоимость занятий в Москве и области
4,5 тыс. рублей в месяц.
Сегодня занятия робототехникой становятся очень популярными. Школьникам такие уроки помогают сформировать и развить критическое мышление, научиться творчески подходить к процессу решения задач различного уровня сложности, а также получить навыки работы в команде.
Новое поколение
Современное образование переходит на новый виток своего развития. Многие педагоги и родители ищут возможность заинтересовать детей наукой, привить любовь к обучению и зарядить желанием творить и мыслить неординарно. Традиционные формы изложения материала уже давно утратили свою актуальность. Новое поколение не похоже на своих прародителей. Они хотят учиться живо, интересно, интерактивно. Это поколение легко ориентируется в современных технологиях. Дети хотят развиваться так, чтобы не только идти в ногу со стремительно развивающимися технологиями, но и непосредственно участвовать в этом процессе.
Многие из них интересуются: «Что такое робототехника? Где этому можно учиться?».
Образование и роботы
Эта учебная дисциплина включает в себя такие предметы, как конструирование, программирование, алгоритмику, математику, физику и другие дисциплины, связанные с инженерией. Ежегодно проводится World Robotics Olympiad (всемирная олимпиада по робототехнике - WRO). В образовательной сфере - это массовое соревнование, позволяющее лучше узнать, что такое робототехника для тех, кто впервые сталкивается с подобным предметом. Оно дает возможность попробовать свои силы участникам более чем из 50 стран. На соревнования съезжаются порядка 20 тысяч команд, в состав которых входят дети от 7 до 18 лет.
Основная цель WRO: развитие и популяризация НТТ (научно-технического творчества) и робототехники в молодежной и детской среде. Подобные олимпиады являются современным образовательным инструментом XXI века.
Новые возможности
Чтобы дети лучше понимали, что такое робототехника, на соревнованиях применяются теоретические и практические навыки, полученные на занятиях в рамках клубной работы и школьной программы по изучению естественно-научных предметов и точных наук. Увлеченность робототехнической дисциплиной постепенно перерастает в желание глубже узнать такие науки, как математика, физика, информатика и технологии.
WRO - это уникальная возможность для ее участников и наблюдателей не только узнать глубже что такое робототехника, но и развить в себе навыки творчества и критического мышления, которые так необходимы в XXI веке.
Обучение
Интерес к образовательной дисциплине робототехнического направления растет с каждым днем. Материальная база постоянно улучшается и развивается, многие идеи, еще недавно остававшихся мечтой - сегодня реальность. Изучение предмета «Основы робототехники» стало возможным для большого числа детей. На уроках ребята учатся решать задачи с ограниченными ресурсами, обрабатывать и усваивать информацию, а также использовать ее в правильном русле.
Дети учатся легко. Современное подрастающее поколение, воспитывающееся на различных гаджетах, как правило, не имеет трудностей в освоении дисциплины «Основы робототехники», при условии наличия желания и тяги к новым знаниям.
Нужно что даже взрослых людей сложнее переучивать, чем научить чистые, но жаждущие детские умы. Положительной тенденцией есть колоссальное внимание к популяризации робототехники в молодежной среде со стороны правительственных органов России. И это понятно, так как задача модернизации и привлечения молодых специалистов - это вопрос конкурентоспособности государства на международной арене.
Важность предмета
Сегодня актуальным вопросом Министерства образования стоит введение образовательной робототехники в круг школьных дисциплин. Она считается важным направлением развития. На уроках технологии дети должны получать представления о современной сфере развития техники и конструирования, которые дают им возможность самим придумывать и строить. Не обязательно всем ученикам становиться инженерами, но возможность должна быть у каждого.
Вообще, уроки робототехники крайне интересны детям. Это важно понимать всем - и учителям, и родителям. Такие занятия дают возможность увидеть другие дисциплины в ином свете, понять смысл их изучения. А ведь именно смысл, понимание того, зачем это нужно, движет умами ребят. Его отсутствие сводит на нет все усилия учителей и родителей.
Важным фактором является то, что обучение робототехнике - процесс не напрягающий и всецело поглощающий детей. Это не только развитие личности ученика, но и возможность уйти от улицы, неблагоприятной обстановки, праздного времяпровождения и влекущих за ним последствий.
Происхождение
Само название робототехники происходит от соответствующего английского robotics. Это прикладная наука, которая занимается разработкой технических автоматизированных систем. На производстве она является одной из главных технических основ интенсификации.
Все законы робототехники, как и сама наука, тесно связаны с электроникой, механикой, телемеханикой, механотроникой, информатикой, радиотехникой, электротехникой. Сама робототехника подразделяется на промышленную, строительную, медицинскую, космическую, военную, подводную, авиационную и бытовую.
Понятие «робототехника» впервые в своих рассказах использовал писатель-фантаст Это было в 1941 году (рассказ «Лжец»).
Само слово «робот» придумали в 1920 году чешский писатели и его брат Йозеф. Оно вошло в научно-фантастическую пьесу «Россумские универсальные роботы», которая была поставлена в 1921 году и пользовалась большим зрительским успехом. Сегодня можно наблюдать, как линия, обозначенная в пьесе, получила широкое развитие в свете научно-фантастической кинематографии. Суть сюжета: хозяин завода занимается разработкой и наладкой выпуска большого числа андроидов, способных работать без отдыха. Но эти роботы в итоге восстают против создателей.
Исторические примеры
Интересно, что зачатки робототехники появились ещё в античные времена. Об этом свидетельствуют останки движущихся статуй, которые были изготовлены в I веке до н.э. Гомер писал в «Илиаде» о сотворенных из золота служанок, способных говорить и мыслить. Сегодня разум, которым наделяют роботов, получил название - искусственный интеллект. Кроме того, древнегреческому инженеру-механику Архиту Тарентскому приписывают разработку и создание механического летающего голубя. Это событие датируется приблизительно 400 годом до н.э.
Таких примеров большое множество. Они хорошо раскрыты в книге Макарова И.М. и Топчеева Ю.И. «Робототехника: история и перспективы». В ней в популярной форме рассказано об истоках современных роботов, а также очерчена робототехника будущего и соответствующее развитие человеческой цивилизации.
Типы роботов
На современном этапе важнейшими классами роботов широкого назначения являются мобильные и манипуляционные.
Мобильный — это автоматическая машина с движущимся шасси и управляемыми приводами. Эти роботы могут быть шагающими, колёсными, гусеничными, ползающими, плавающими, летающими.
Манипуляционный — это автоматическая стационарная или передвижная машина, состоящая из манипулятора с несколькими степенями подвижности и программным управлением, выполняющим двигательные и управляющие функции в производстве. Такие роботы бывают в напольном, портальном или подвесном виде. Наибольшее распространение они получили на приборостроительных и машиностроительных производствах.
Способы перемещения
Большое распространение получили колёсные и гусеничные роботы. Перемещение шагающего робота представляет нелегкую задачу динамики. Такие роботы пока не могут иметь устойчивого движения, присущего человеку.
Относительно летающих роботов можно сказать, что большинство современных самолётов как раз ими являются, но управляются они пилотами. В то же время автопилот может контролировать полёт на всех стадиях. К летающим роботам относятся и их подкласс - крылатые ракеты. Такие аппараты имеют небольшой вес и выполняют опасные миссии, вплоть до ведения огня по команде оператора. Кроме того, есть проектные аппараты, способные к самостоятельному ведению огня.
Существуют летающие роботы, использующие методы движения, которые используют пингвины, медузы и скаты. Этот способ перемещения можно увидеть у роботов Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Их производит компания Festo. А вот роботы RoboBee используют методы полёта насекомых.
Среди ползающих роботов есть ряд разработок, подобных по перемещению червям, змеям и слизням. При этом робот использует силы трения на шероховатой поверхности или кривизну поверхности. Подобное перемещение полезно для узких пространств. Такие роботы нужны для поиска людей под обломками разрушенных зданий. Змееподобные роботы способны к перемещению в воде (такие, как ACM-R5 производства Японии).
Перемещающиеся по вертикальной поверхности роботы, используют такие подходы:
- подобные человеку, который взбирается на стену с выступами (Стэнфордский робот Capuchin);
- подобные гекконам, снабжённых вакуумными присосками (Wallbot» и Stickybot).
Среди плавающих роботов существует много разработок, перемещающимся по принципу подражания рыбам. Эффективность такого движения на 80% превосходит эффективность движения с гребным винтом. Подобные конструкции имеют низкий уровень шума и высокую маневренность. Этим они вызывают большой интерес у исследователей подводного пространства. К таким роботам относятся модели Эссекского университета - Robotic Fish и Tuna, разработанный институтом Field Robotics. Они смоделированы по движению, характерному для тунца. Среди роботов, имитирующих движение ската известна разработка фирмы Festo: Aqua Ray. А робот, движущийся как медуза, - это Aqua Jelly от того же разработчика.
Кружковая работа
Большинство кружков по робототехнике ориентированы на начальную и среднюю школу. Но и дети дошкольного возраста не обделены вниманием. Главную роль здесь играет развитие творчества. Дошкольники должны научиться мыслить свободно и воплощать свои идеи в творчестве. Именно поэтому занятия по робототехнике в кружках для детей до 6 лет направлены на активное использование кубиков и простых конструкторов.
Школьная программа, безусловно, усложняется. Она дает возможность познакомится с различными классами роботов, попробовать себя на деле, углубиться в науку. Новые дисциплины раскрывают потенциальные возможности ребенка для получения профессиональных навыков и знаний в выбранной области инженерии.
Робототехнические комплексы
Современное развитие робототехники находится в такой стадии, что, кажется, вот-вот произойдет мощный рывок в робототехнологиях. Это так же, как с видеосвязью и мобильными гаджетами. Еще недавно все это казалось недоступным для массового потребления. А сегодня - это обыденность, переставшая удивлять. Зато каждая выставка робототехники показывает нам фантастические проекты, которые захватывают дух человека от одной только мысли об их внедрении в жизнь общества.
В системе образования позволяют реализовать программу с применением проектной деятельности именно комплексные установки из роботов, среди которых популярны:
Управление
По типу управления системы бывают:
- биотехническими (командные, копирующие, полуавтоматические);
- автоматические (программные, адаптивные, интеллектуальные);
- интерактивные (автоматизированные, супервизорные, диалоговые).
К основным задачам управления роботами относятся:
- планирование движений и положений;
- планирование сил и моментов;
- идентификация динамических и кинематических данных;
- анализ динамической точности.
Большое значение в сфере робототехники имеет развитие методов управления. Это важно для технической кибернетики и теории автоматического управления.
