Em meados dos anos 2000, a robótica já existia. É verdade, num nível muito básico e escasso: havia conjuntos,
Naquela época, esta área era promovida por entusiastas. Provavelmente, os chefes dos círculos de robótica eram as mesmas pessoas que lideraram os círculos de rádio amador na URSS.
As estruturas foram montadas literalmente a partir do fato de quefoi, e o firmware para o controlador foi escrito no joelho. No entanto, foi o suficiente para competir nas primeiras competições de robótica. Lá, crianças e professores trocaram ideias e experiências, formando uma espécie de “tendências” na robótica.
Mas os professores rapidamente perceberam que a robóticaEste não é apenas um ótimo hobby e entretenimento para as crianças, mas também uma ótima maneira de apresentá-las à tecnologia moderna de uma forma lúdica. Trabalhando com robôs, as crianças adquirem conhecimentos práticos em três competências ao mesmo tempo: design, engenharia elétrica e programação.
- Construçãodá uma compreensão de como o "esqueleto" do robô é organizado, quais são os mecanismos e como eles são organizados, ensina as crianças a projetar e modelar robôs.
- Engenharia elétricasobre como os componentes eletrônicos funcionam.Por analogia com o corpo humano, por exemplo, os motores funcionam como os "músculos" do robô, e o controlador, como o cérebro, dá um sinal ao motor. Quanto mais as crianças ficam, mais elas estão imersas na engenharia elétrica.
- Programação- tudo é mais ou menos claro aqui, as crianças são ensinadascrie um algoritmo de ação para o robô. Relativamente falando, eles aprendem em que linguagem “se comunicar” com o robô, com a ajuda de quais ações dar ao robô determinados comandos.
Em geral, há muitas coisas úteis para os modernosmundo tecnológico do conhecimento. Hoje, a robótica deixou de ser um círculo para se tornar uma disciplina completa com um programa e livros didáticos - e a partir de 1º de setembro deste ano tornou-se um módulo obrigatório como parte das aulas de trabalho escolar.
O que os robôs ensinam aos alunos hoje, quais kitseles fazem isso por eles? Tudo isso evolui junto com a tecnologia. Em 2014, os helicópteros eram populares, alguns anos depois - as impressoras 3D, hoje o foco está na visão computacional e nas redes neurais. Como os conjuntos são criados hoje?
O nascimento de uma ideia
A equipe está procurando novas ideias para conjuntosengenheiros, programadores e analistas de mercado: eles se comunicam com os professores, coletam seus próprios comentários e os desejos das crianças e também monitoram as tendências globais de desenvolvimento.
Muitos dos engenheiros são eles próprios educadores.
As informações coletadas são comparadas com as últimastendências em TI e com solicitações e requisitos de kits de vencedores de concursos de robótica e programação. E só então proceder à criação de especificações técnicas para novos conjuntos.
O princípio principal do sucesso é simples:o kit de robótica deve ser divertido para as crianças. Se for muito simples, rapidamente ficará chato. Muito complicado - o desejo de entendê-lo desaparecerá. É preciso buscar um equilíbrio, focando na idade e nas habilidades dos alunos.
Confira a ideia e elabore um TOR
Uma vez que uma ideia surgiu, os grupos focais são realizados. É importante verificar com professores e crianças de uma determinada idade se o novo conjunto será interessante e útil para eles. E, claro, entender o que pode ser mudado e melhorado.
Digamos que o objetivo do conjunto seja apresentar aos pré-escolarescom os fundamentos da programação. Então você precisa entender: quão interessante é para as crianças criarem um programa a partir de “cubos” brilhantes na tela? Qual deve ser o tamanho das peças? Para um conjunto que apresenta manipuladores industriais a alunos do ensino médio, é necessário decidir: quantos graus de liberdade precisam ser fornecidos, que tipo de atuadores haverá, quantos motores serão necessários e assim por diante.
Após o focus group, se tudo correu bem, inicia-se a elaboração das especificações técnicas detalhadas. Lá indicamos:
- quais componentes são necessários;
- Que tamanho e cor devem ser?
- como eles devem parecer em geral;
- qual software é necessário;
- quais motores e sensores são necessários, etc.
Depois que o TOR estiver pronto e acordado, o desenvolvimento real começa.
Dando vida a uma ideia
Uma grande equipe trabalha na criação de cada novo conjunto:
- engenheiros - eles projetam controladores, sensores e vários atuadores;
- construtores e modeladores 3D;
- desenvolvedores de software;
- metodologistas - desenvolvem um complexo educacional e metodológico;
- testadores e muitos outros.
Como funciona toda essa equipe?
Da descrição aos componentes reais
Quando as especificações técnicas estão prontas, os engenheiros entram em ação. Eles trabalham na composição do kit, projetam cada parte, modelam casos de uso e descobrem quais dispositivos serão necessários.
Digamos que para um conjunto você precise desenvolvernova diretoria. Por outro lado - encontrar ou desenvolver motores mais potentes. Ou talvez precisemos inventar novas maneiras de conectar sensores ao controlador - de modo que até uma criança possa entendê-lo.
Nesta fase, eles não apenas inventam tudomódulos eletrônicos. Eles precisam ser desenvolvidos, produzidos e depois testados quanto à praticidade e durabilidade. E o mais interessante é um teste de batalha: quão difícil é o módulo se conectar e interagir com eles? Eles poderão Crianças de uma certa idade podem trabalhar com isso?
É preciso criar uma “linguagem” em que as crianças possam “se comunicar” com o robô
Desenvolvemos softwares
Mesmo o conjunto mais pensativo sem comandosgestão - um "tijolo" morto. É necessário criar uma “linguagem” na qual as crianças possam “se comunicar” com o robô – ou seja, desenvolver um ambiente de programação onde as crianças escreverão algoritmos para seus robôs. E aqui, seguindo os engenheiros, os programadores entram no negócio.
Como deve ser o software?com o qual uma criança pode escrever ela mesma um programa de controle de robô? Claro, deve ser adequado à idade dos alunos. Existem kits para crianças a partir dos quatro anos de idade - ninguém vai lhes ensinar Python, é claro.
Existe software visual para os roboticistas mais jovens.É muito simples: cada ação do robô, por exemplo, “ligar o motor” ou “acender o LED”, corresponde a um bloco brilhante na interface. As crianças organizam esses blocos em uma determinada ordem - e montam o código como um quebra-cabeça.
Para quem é mais velho, a versão clássica é adequada. As crianças aprendem a programar de verdade - elas escrevem comandos para o robô em texto.
Para ajudar o mentor: complexo educacional e metodológico;
Criar um conjunto e software para ele é uma parte da tarefa.Mas você ainda precisa ensinar as crianças a usá-lo. E para que os educadores ensinem as crianças, primeiro precisamos educar os próprios educadores – ou pelo menos fornecer a eles materiais metodológicos.
O livro didático deve ser, em primeiro lugar, o básicorobótica. Em segundo lugar, instruções para um conjunto específico: como trabalhar com este sensor, quais comandos são necessários para a programação, o que significa cada bloco de cores ou comando de texto. Por fim, há um bloco específico para professores: conta como ministrar uma aula, como construir todo o curso e apresentar melhor o material.
Conjunto novo quase pronto
Quanto tempo leva para criar um novo conjunto?Depende de todas as etapas anteriores, principalmente do trabalho dos engenheiros. E recentemente também depende da disponibilidade de componentes. Portanto, esse processo pode levar meses ou anos.
Digamos que no processo de produção de um novo conjuntoAcontece que algum tipo de capacitor havia acabado e nem ele nem seu análogo podiam ser encomendados em qualquer lugar do mundo. Então você tem que desenvolver parte do conjunto novamente.
Depois que todos os ingredientes estiverem prontos,testado e munido de auxílios metodológicos, o grupo focal é reunido novamente. Professores, especialistas em robótica e estudantes universitários conhecem o kit, trabalham com ele e fazem comentários. E agora, depois de eliminados todos os erros, o conjunto finalmente entra em produção.
Mas o trabalho com ele não para por aí.Colete constantemente feedback - de professores de robótica, dos próprios alunos - e descubra o que pode ser melhorado. Em algum momento, há um entendimento de que há a necessidade de um novo conjunto. Então o ciclo se repete: grupos focais, especificações técnicas, equipe de desenvolvimento - e a produção de uma nova versão do conjunto.
A robótica permite que as crianças aprendam comoo mundo das coisas modernas e tocar as tecnologias do futuro. Para jovens engenheiros, programadores, designers e inventores, as aulas de robótica são talvez a primeira introdução ao trabalho da sua vida. E os kits de robôs que eles receberem hoje determinarão quais tecnologias fantásticas eles inventarão no futuro.
A escola não tem condições de comprarequipamentos que estão nas fábricas e custam milhões. Sim, isso não é necessário. Ao escrever um programa para um robô simples que evita obstáculos, a criança entenderá como funciona o aspirador robô. E os manipuladores do set são uma grande oportunidade para entender o que são máquinas controladas por computador e linhas de montagem automatizadas.
Em geral, crie novos kits para robóticaé um trabalho importante que afeta diretamente o progresso técnico e o nível de conhecimento das crianças. Este é um processo complexo e às vezes demorado. Dezenas de pessoas estão fazendo isso - principalmente jovens entusiastas que ontem foram ao círculo de robótica.
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