اليوم ، أصبحت فصول الروبوتات تحظى بشعبية كبيرة. بالنسبة لأطفال المدارس ، تساعد هذه الدروس في تكوين وتطوير التفكير النقدي ، وتعلم كيفية التعامل بشكل خلاق مع عملية حل المشكلات ذات المستويات المختلفة من التعقيد ، وكذلك اكتساب مهارات العمل الجماعي.
جيل جديد
التعليم الحديث ينتقل إلى جولة جديدة من تطوره. يبحث العديد من المعلمين وأولياء الأمور عن فرصة لإثارة اهتمام الأطفال بالعلوم ، وغرس حب التعلم وإثارة رغبتهم في الإبداع والتفكير خارج الصندوق. لقد فقدت الأشكال التقليدية لعرض المواد أهميتها لفترة طويلة. الجيل الجديد ليس مثل أسلافه. يريدون التعلم بطريقة حية وممتعة وتفاعلية. هذا الجيل موجه بسهولة في التقنيات الحديثة. يرغب الأطفال في التطور بطريقة لا تواكب فقط التقنيات سريعة التطور ، ولكن أيضًا المشاركة بشكل مباشر في هذه العملية.
يهتم الكثير منهم بـ: "ما هي الروبوتات؟ أين يمكنك تعلم هذا؟ ".
تعليم وروبوتات
يشمل هذا الانضباط الأكاديمي مثلمواضيع مثل التصميم والبرمجة والخوارزميات والرياضيات والفيزياء والتخصصات الأخرى المتعلقة بالهندسة. يقام أولمبياد الروبوتات العالمي (الأولمبياد العالمي للروبوتات - WRO) سنويًا. في المجال التعليمي ، هذه منافسة ضخمة من أجل فهم أفضل لماهية الروبوتات لأولئك الذين يواجهون موضوعًا مشابهًا لأول مرة. إنه يتيح الفرصة لتجربة أيديهم مع مشاركين من أكثر من 50 دولة. حوالي 20 ألف فريق شاركوا في المسابقة والتي تضم أطفالاً من سن 7 إلى 18 سنة.
الهدف الرئيسي لمنظمة WRO: تطوير ونشر الإبداع العلمي والتكنولوجي (الإبداع العلمي والتقني) والروبوتات بين الشباب والأطفال. مثل هذه الألعاب الأولمبية هي أداة تعليمية حديثة للقرن الحادي والعشرين.
ميزات جديدة
من أجل أن يفهم الأطفال بشكل أفضل ما هي الروبوتات ، تستخدم المسابقة المهارات النظرية والعملية المكتسبة في الفصل الدراسي كجزء من عمل النادي والمناهج الدراسية لدراسة العلوم الطبيعية والعلوم الدقيقة. يتطور شغف تخصص الروبوتات تدريجياً إلى رغبة في التعلم بشكل أعمق عن علوم مثل الرياضيات والفيزياء وعلوم الكمبيوتر والتكنولوجيا.
WRO هي فرصة فريدة للمشاركين والمراقبين ليس فقط لمعرفة المزيد حول ماهية الروبوتات ، ولكن أيضًا لتطوير مهارات الإبداع والتفكير النقدي الضروريين جدًا في القرن الحادي والعشرين.
تدريب
الاهتمام بالأنضباط التربوي للروبوتات يتزايد كل يوم.تتحسن القاعدة المادية وتتطور باستمرار ، والعديد من الأفكار التي ظلت حلماً حتى وقت قريب أصبحت اليوم حقيقة واقعة. أصبحت دراسة موضوع "أساسيات الروبوتات" ممكنة لعدد كبير من الأطفال. في الدروس ، يتعلم الأطفال حل المشكلات بموارد محدودة ، ومعالجة واستيعاب المعلومات ، واستخدامها بالطريقة الصحيحة.
يتعلم الأطفال بسهولة. جيل الشباب الحديث ، الذي نشأ على أدوات مختلفة ، كقاعدة عامة ، ليس لديه صعوبة في إتقان تخصص "أساسيات الروبوتات" ، رهنا بالرغبة والشغف لمعرفة جديدة.
يجب الإشارة إلى أنه حتى البالغين يصعب إعادة تدريبهم أكثر من تعليم عقول الأطفال الصافية ولكن العطشى. هناك اتجاه إيجابي يتمثل في الاهتمام الهائل بترويج الروبوتات بين الشباب من قبل الحكومة الروسية. وهذا أمر مفهوم ، لأن مهمة تحديث التعليم الهندسي وجذب المهنيين الشباب هي مسألة تنافسية للدولة على الساحة الدولية.
أهمية الموضوع
اليوم ، الموضوع الرئيسي لوزارة التربية والتعليم هو إدخال الروبوتات التعليمية في دائرة التخصصات المدرسية. يعتبر مجال هام للتنمية. في دروس التكنولوجيا ، يجب أن يحصل الأطفال على فكرة عن المجال الحديث لتطور التكنولوجيا والتصميم ، مما يمنحهم الفرصة للاختراع وبناء أنفسهم. ليس من الضروري أن يصبح جميع الطلاب مهندسين ، ولكن يجب أن تتاح الفرصة للجميع.
بشكل عام ، دروس الروبوتات شديدة الأهميةمثيرة للاهتمام للأطفال. من المهم أن يفهم الجميع هذا - المعلمين وأولياء الأمور. توفر هذه الفصول فرصة لرؤية التخصصات الأخرى في ضوء مختلف ، لفهم معنى دراستهم. لكن المعنى ، وفهم سبب ضرورة ذلك ، هو ما يحرك عقول الرجال. غيابه يبطل كل مجهودات المعلمين وأولياء الأمور.
عامل مهم هو أن تعليم الروبوتات ليس مرهقًا ويستوعب الأطفال تمامًا. هذا ليس فقط تطوير شخصية الطالب ، ولكن أيضًا فرصة الابتعاد عن الشارع ، والبيئة غير المواتية ، وهواية الخمول والعواقب التي تترتب على ذلك.
الأصل
يأتي اسم الروبوتات من الروبوتات الإنجليزية المقابلة. هذا علم تطبيقي يتعامل مع تطوير الأنظمة الآلية التقنية. في الإنتاج ، هو أحد الأسس التقنية الرئيسية للتكثيف.
جميع قوانين الروبوتات ، مثل العلوم نفسها ، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالإلكترونيات والميكانيكا والميكانيكا عن بُعد والميكاترونكس وعلوم الكمبيوتر وهندسة الراديو والهندسة الكهربائية. الروبوتات نفسها مقسمة إلى صناعية ، إنشائية ، طبية ، فضائية ، عسكرية ، تحت الماء ، طيران ومنزلية.
استخدم مفهوم "الروبوتات" لأول مرة في قصصه من قبل كاتب الخيال العلمي إسحاق أسيموف. كان ذلك عام 1941 (قصة الكذاب)
كلمة "إنسان آلي" ابتكرها الكاتبان التشيك كاريل كابيك وشقيقه جوزيف عام 1920. تم تضمينه في مسرحية الخيال العلمي "Rossum's Universal Robots" ، التي عرضت في عام 1921 وحظيت بنجاح كبير من الجمهور. اليوم يمكنك أن ترى كيفتم تطوير الخط المشار إليه في المسرحية على نطاق واسع في ضوء التصوير السينمائي للخيال العلمي. جوهر الحبكة: يقوم صاحب المصنع بتطوير وتعديل إنتاج عدد كبير من androids التي يمكنها العمل دون راحة. لكن هذه الروبوتات تنتهي بالتمرد على منشئوها.
أمثلة تاريخية
المثير للاهتمام أن بدايات الروبوتات ظهرت في العصور القديمة. يتضح هذا من خلال بقايا التماثيل المتحركة التي تم صنعها في القرن الأول قبل الميلاد. كتب هوميروس في الإلياذة عن الخادمات المصنوعات من الذهب القادرات على الكلام والتفكير. اليوم ، يُطلق على العقل الذي وهبت به الروبوتات الذكاء الاصطناعي. بالإضافة إلى ذلك ، يُنسب إلى المهندس الميكانيكي اليوناني القديم أرشيتاس من تارانتوم تصميم وبناء الحمام الطائر الميكانيكي. يعود تاريخ هذا الحدث إلى حوالي عام 400 قبل الميلاد
هناك العديد من هذه الأمثلة. تم الكشف عنها جيدًا في كتاب Makarov I. M. و Topcheeva Yu. I. "الروبوتات: التاريخ ووجهات النظر". إنه يحكي بطريقة شائعة عن أصول الروبوتات الحديثة ، كما أنه يحدد الروبوتات في المستقبل والتطور المقابل للحضارة الإنسانية.
أنواع الروبوتات
في المرحلة الحالية ، أهم فئات روبوتات الأغراض العامة هي أجهزة متحركة وقابلة للتلاعب.
المحمول عبارة عن آلة تلقائية بهيكل متحرك ومحركات أقراص يتم التحكم فيها. يمكن أن تكون هذه الروبوتات تمشي ، أو تتحرك بعجلات ، أو كاتربيلر ، أو تزحف ، أو تطفو ، أو تطير.
التلاعب هو ثابت تلقائي أو متنقلآلة تتكون من مناور يتمتع بعدة درجات من الحرية والتحكم في البرامج التي تؤدي وظائف المحرك والتحكم في الإنتاج. تتوفر هذه الروبوتات في شكل أرضي أو بوابة أو معلقة. تستخدم على نطاق واسع في صناعة الأدوات وصناعات بناء الآلات.
طرق الحركة
تستخدم الروبوتات ذات العجلات والمتعقبة على نطاق واسع. حركة الإنسان الآلي هي مهمة صعبة من حيث الديناميكيات. لا يمكن أن تتمتع مثل هذه الروبوتات بحركة مستقرة متأصلة في الشخص.
فيما يتعلق بالروبوتات الطائرة ، يمكننا القول أن معظم الطائرات الحديثة هي فقط ، لكن يتم التحكم فيها من قبل الطيارين. في الوقت نفسه ، يمكن للطيار الآلي التحكم في الرحلة في جميع المراحل. تشمل الروبوتات الطائرة طائرات بدون طيار (UAVs) وفئتها الفرعية - صواريخ كروز. هذه الأجهزة خفيفة الوزن وتؤدي مهام خطرة ، حتى إطلاق النار بأمر من المشغل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك مركبات تصميم قادرة على إطلاق النار بشكل مستقل.
هناك روبوتات طائرة تستخدم أساليب الحركة التي تستخدمها طيور البطريق وقنديل البحر والأشعة. يمكن رؤية طريقة الحركة هذه في روبوتات Air Penguin و Air Ray و Air Jelly. يتم تصنيعها بواسطة Festo. لكن روبوتات RoboBee تستخدم طرق طيران الحشرات.
من بين الروبوتات الزاحفة ، هناك عدد من التطورات المشابهة في الحركة للديدان والثعابين والرخويات. في هذه الحالة ، يستخدم الروبوت قوى الاحتكاك على سطح خشن أو انحناء السطح. حركة مماثلةمفيد للمساحات الضيقة. مثل هذه الروبوتات ضرورية للبحث عن الناس تحت أنقاض المباني المدمرة. الروبوتات التي تشبه الثعابين قادرة على التحرك عبر الماء (مثل ACM-R5 المصنوعة في اليابان).
تستخدم الروبوتات التي تتحرك على سطح عمودي الأساليب التالية:
- مثل الرجل الذي يتسلق جدارًا بالحواف (روبوت ستانفورد Capuchin) ؛
- مثل الوزغات المجهزة بأكواب شفط فراغية (Wallbot و Stickybot).
من بين الروبوتات العائمة ، هناك العديد من التطورات التي تتحرك على مبدأ تقليد الأسماك. كفاءة هذه الحركة أعلى بنسبة 80٪ من كفاءة الحركة بالمروحة. تتمتع هذه التصميمات بمستوى ضوضاء منخفض وقدرة عالية على المناورة. هذا هو السبب في أنها ذات أهمية كبيرة للباحثين في الفضاء تحت الماء. تشمل هذه الروبوتات جامعة Essex Robotic Fish and Tuna ، التي طورها معهد الروبوتات الميدانية. تم تصميمها على غرار الحركة المميزة لسمك التونة. من بين الروبوتات التي تقلد حركة الراي اللاسع ، تطور Festo معروف: Aqua Ray. والروبوت الذي يتحرك مثل قنديل البحر هو Aqua Jelly من نفس المطور
عمل الدائرة
معظم نوادي الروبوتات موجهة نحو المدارس الابتدائية والثانوية. لكن الأطفال في سن ما قبل المدرسة لا يحرمون من الاهتمام. يتم لعب الدور الرئيسي هنا من خلال تطوير الإبداع. يجب أن يتعلم الأطفال في مرحلة ما قبل المدرسة التفكير بحرية وترجمة أفكارهم إلى إبداع. هذا هو السبب في أن دروس الروبوتات في حلقات للأطفال دون سن 6 سنوات تهدف إلى الاستخدام النشط للمكعبات والبسيطةالمنشئين.
المناهج الدراسية تزداد تعقيدًا بالتأكيد. إنه يوفر فرصة للتعرف على فئات مختلفة من الروبوتات ، جرب نفسك في الممارسة ، الخوض في العلوم. تكشف التخصصات الجديدة عن قدرة الطفل على اكتساب المهارات المهنية والمعرفة في مجال الهندسة المختار.
الروبوتات
التطور الحديث للروبوتات في مثل هذه المرحلة التي يبدو أن اختراقًا قويًا في مجال الروبوتات على وشك الحدوث. إنه نفس الشيء مع مكالمات الفيديو والأجهزة المحمولة. حتى وقت قريب ، بدا كل هذا غير قابل للوصول إلى الاستهلاك الشامل. واليوم هو أمر مألوف لم يعد يذهل. لكن كل معرض للروبوتات يظهر لنا مشاريع رائعة تجسد روح الإنسان من مجرد فكرة إدخالها في المجتمع.
في نظام التعليم ، فإن التركيبات المعقدة للروبوتات هي التي تجعل من الممكن تنفيذ برنامج باستخدام أنشطة المشروع ، ومن بينها:
- أدوات التحكم في الميكاترونكس.
- ليغو مايندستورمز.
- فيستو التعليمية.
- Fischertechnik
إدارة
حسب نوع إدارة النظام هناك:
- biotechnical (أمر ، نسخ ، شبه تلقائي) ؛
- آلي (برمجي ، تكيفي ، ذكي) ؛
- تفاعلي (آلي ، إشرافي ، تفاعلي)
تشمل المهام الرئيسية للتحكم في الروبوت:
- تخطيط الحركات والمواقف
- تخطيط القوى واللحظات
- تحديد البيانات الديناميكية والحركية ؛
- تحليل الدقة الديناميكي.
تطوير أساليب التحكم له أهمية كبيرة في مجال الروبوتات. هذا مهم لعلم التحكم الآلي التقني ونظرية التحكم الآلي.
