У 2000-х робототехніка вже існувала. Щоправда, на дуже базовому рівні й у дефіциті: були набори,
Тоді цю сферу просували ентузіасти. Ймовірно, на чолі гуртків робототехніки були ті самі люди, що в СРСР вели гуртки радіоаматорів.
Конструкції збиралися буквально з того, щобуло, а прошивка для контролера писалася навколішки. Тим не менш, цього було достатньо, щоби брати участь у перших змаганнях з робототехніки. Там діти та викладачі обмінювалися ідеями та досвідом, формуючи своєрідні «тренди» у робототехніці.
Але педагоги швидко зрозуміли, що робототехніка.це не просто відмінне хобі та розвага для дітей, а й чудовий спосіб познайомити їх із сучасними технологіями в ігровій формі. Працюючи з роботами, діти набувають практичних знань відразу за трьома компетенціями: конструювання, електротехніку та програмування.
- Конструюваннядає розуміння, як влаштований "скелет" робота, що таке механізми і як вони влаштовані, вчить дітей проектувати та моделювати роботів.
- Електротехніка- Про те, як працюють електронні компоненти.За аналогією з людським тілом, наприклад, мотори працюють як «м'язи» робота, а контролер, подібно до мозку, подає сигнал мотору. Чим старшими стають діти, тим більше їх занурюють у електротехніку.
- Програмування- Тут все більш-менш зрозуміло, дітей навчаютьстворювати алгоритм дій для робота. Умовно кажучи, вчать, якою мовою «спілкуватися» з роботом, за допомогою яких дій віддавати роботу ті чи інші команди.
Загалом маса корисних для сучасноготехнологічного світу знань Сьогодні робототехніка перетворилася з гуртка на повноцінну дисципліну з програмою та підручниками — і з 1 вересня цього року вона стала обов'язковим модулем у рамках шкільних уроків праці.
Чому сьогодні вчать школярів роботи, які наборироблять для них? Це все еволюціонує разом із технологіями. У 2014 році були популярні коптери, за кілька років — 3D-принтери, сьогодні у фокусі — комп'ютерний зір та нейромережі. Як сьогодні створюються набори
Зародження ідеї
Пошуком нових ідей для наборів займається командаінженерів, програмістів та аналітиків ринку: вони спілкуються з викладачами, збирають у них та їх власний фідбек, та побажання дітей, а також відстежують світові тренди розробок.
Багато інженерів — самі педагоги.
Зібрану інформацію порівнюють з останнімитрендами в ІТ та із запитами та вимогами до наборів від переможців змагань з робототехніки та програмування. І вже потім переходять до створення технічного завдання нових наборів.
Головний принцип успіху простий:набір з робототехніки має подобатися дітям. Якщо він занадто простий, він швидко набридне. Надмірно складний - зникне бажання в ньому розбиратися. Потрібно шукати баланс, орієнтуючись на вік та здібності учнів.
Перевірити ідею та скласти ТЗ
Після появи ідеї збирають фокус-групи. Важливо перевірити на педагогах та дітях конкретного віку, чи буде їм цікавий та корисний новий набір. І, звичайно, зрозуміти, що можна змінити та доопрацювати.
Припустимо, мета набору – познайомити дошкільнятіз основами програмування. Тоді треба зрозуміти: наскільки цікаво дітям складати програму із яскравих «кубиків» на екрані? Якого розміру мають бути деталі? Для набору, який знайомить старшокласників із промисловими маніпуляторами, треба визначитися: скільки ступенів свободи потрібно передбачити, які будуть виконавчі пристрої, скільки там потрібно моторів тощо.
Після фокус-групи, якщо вона пройшла добре, розпочинається підготовка докладного ТЗ. Там ми вказуємо:
- які компоненти потрібні;
- якого вони мають бути розміру та кольору;
- як вони мають виглядати загалом;
- яке знадобиться ПЗ;
- які потрібні мотори та датчики і т.д.
Після того, як ТЗ готове та узгоджене, приступають власне до розробки.
Втілення ідеї у життя
Над створенням нового набору працює велика команда:
- інженери - вони проектують контролери, датчики та різні виконавчі пристрої;
- конструктори та 3D-моделювальники;
- розробники програмного забезпечення;
- методисти – розробляють навчально-методичний комплекс;
- тестувальники та багато інших.
Як працює вся ця команда?
Від опису до реальних компонентів.
Коли ТЗ готове, у справу вступають інженери. Вони опрацьовують склад набору, проектують кожну деталь, моделюють варіанти використання та з'ясовують, які знадобляться пристрої.
Допустимо, для одного набору доведеться розробитинову плату. Для іншого – знайти або розробити потужніші мотори. А може, потрібно винайти нові способи підключення датчиків до контролера - такі, щоб було зрозуміло і дитині.
На цьому етапі не лише вигадують усіелектронні модулі Потрібно їх розробити, зробити, а потім протестувати на практичність та зносостійкість. І найцікавіше перевірка боєм: наскільки модуль складний у підключенні та взаємодії з ними? Зможуть Чи діти певного віку з ним працюватимуть?
Потрібно створити «мову», якою діти зможуть «спілкуватися» з роботом
Розробляємо програмне забезпечення
Навіть найпродуманіший набір без командуправління - мертва «цегла». Потрібно створити «мову», якою діти зможуть «спілкуватися» з роботом, тобто розробити середовище програмування, де діти писатимуть алгоритми для своїх роботів. І тут за інженерами у справу вступають програмісти.
Як має виглядати програмне забезпечення, здопомогою якого дитина зможе сама написати програму управління роботом? Звичайно, воно має відповідати віку учнів. Існують набори для дітей від чотирьох років — ніхто, безумовно, не вчитиме їх Python.
Для наймолодших робототехніків є візуальне програмне забезпечення.Це дуже просто: кожній дії робота, наприклад, "включити мотор" або "запалити світлодіод", відповідає яскравий блок в інтерфейсі. Діти вибудовують ці блоки в певному порядку - і так збирають код, як пазл.
Тим, хто старший, підійде класичний варіант. Діти навчаються програмувати по-справжньому – пишуть команди роботу текстом.
На допомогу наставнику: навчально-методичний комплекс;
Створити набір та ПЗ до нього – це одна частина завдання.Але треба ще навчити дітей цим користуватися. А щоб педагоги могли вчити дітей, нам потрібно спочатку навчити самих педагогів або як мінімум надати їм методичні матеріали.
У підручнику мають бути, по-перше, основиробототехніки. По-друге, інструкція до конкретного набору: як працювати з цим датчиком, які команди потрібні для програмування, що означає кожен кольоровий блок чи текстова команда. Зрештою, є блок саме для вчителів: там розповідається, як вести урок, як збудувати весь курс та краще подати матеріал.
Новий набір майже готовий
Як довго створюється новий набір?Залежить від усіх попередніх етапів, особливо від роботи інженерів. А останнім часом ще й від доступності компонентів. Отже, цей процес може зайняти місяці, а може — роки.
Припустимо, у процесі виробництва нового наборуз'ясувалося, що закінчився якийсь конденсатор, і ні його, ні аналога йому не можна замовити ніде у світі. Тоді доводиться розробляти частину набору заново.
Після того, як усі складові готові,протестовані та забезпечені методичними посібниками, знову збирається фокус-група. Викладачі, фахівці з робототехніки та студенти вишів знайомляться з набором, працюють із ним, кажуть свої зауваження. І ось, після усунення всіх помилок, набір нарешті йде у виробництво.
Але на цьому робота з ним не припиняється.Постійно збирають зворотний зв'язок — від викладачів робототехніки, від самих учнів — і з'ясовують, що можна покращити. У якийсь момент виникає розуміння, що назріла потреба у новому наборі. Тоді цикл повторюється: фокус-групи, ТЗ, команда розробників і виробництво нової версії набору.
Робототехніка дозволяє дітям дізнатися, як влаштованийсвіт сучасних речей, і торкнутися технологій майбутнього. Для юних інженерів, програмістів, конструкторів та винахідників уроки робототехніки – це, можливо, перше знайомство зі справою всього їхнього життя. І набори для роботів, які вони отримають сьогодні, визначають, які фантастичні технології винайдуть у майбутньому.
Школа не може собі дозволити придбатиобладнання, яке коштує на заводах і коштує мільйони. Та це й не потрібне. Написавши програму для простенького робота, який оминає перешкоди, дитина розбереться, як діє робот-пилосос. А маніпулятори з набору – чудова можливість розібратися, що таке верстати з програмним керуванням та автоматизовані складальні лінії.
Загалом створювати нові набори для робототехніки.— важлива робота, яка прямо впливає на технічний прогрес та рівень знань дітей. Це складний, а часом тривалий процес. Цим займаються десятки людей — здебільшого молоді ентузіасти, які ще вчора самі ходили в гурток робототехніки.
</ P>Читати далі:
Величезний супутник може затьмарити всі зірки та планети на нічному небі.
Китай заявив, що через 6 років у них буде термоядерна енергія
Розроблено генератор для вітряних електростанцій без дорогих магнітів