„Lego-Roboter“-Programm für Grundschüler „Bereits in der Schule sollen Kinder die Möglichkeit haben, ihre Fähigkeiten zu entdecken und sich auf das Leben in einer High-Tech-Wettbewerbswelt vorzubereiten“ D. A. Medvedev Redeleiter. ODOD, Lehrer für Zusatzausbildung Vagenik I.Yu. GBOU Lyceum 144, Bezirk Kalininsky, St. Petersburg, 2013

Roboterbau – was ist das? Ein weiterer Modetrend oder ein Gebot der Zeit? Was machen Schulkinder in Lego-Bauclubs: spielen oder lernen? Technik und Informatik studieren. Steigerung der Motivation für das Studium dieser Fächer sowie Mechanik, Physik, Mathematik sowie die Entwicklung kognitiver, Forschungstätigkeit Studenten.

Mit Lego können Schüler: gemeinsam innerhalb derselben Gruppe lernen; Verteilen Sie die Verantwortlichkeiten in Ihrer Gruppe. der Kultur und Ethik der Kommunikation mehr Aufmerksamkeit schenken; einen kreativen Ansatz zur Lösung eines bestimmten Problems zeigen; Modelle realer Objekte und Prozesse erstellen; Sehen Sie das tatsächliche Ergebnis Ihrer Arbeit.

Was wir im Unterricht gemacht haben: Eine Unterrichtsstunde besteht aus zwei Unterrichtsstunden zu je 45 Minuten. Typischerweise arbeitet ein Team aus zwei Personen mit einem Baukasten und einem Laptop. Nach Anleitung bauen wir das Modell zusammen, erstellen ein Programm dafür und führen Tests durch. Die Modelle sind sehr originell, das hätte man sich nicht selbst ausdenken können! Mit manchen Modellen kann man experimentieren, mit anderen kann man spielen. Für jedes Modell können Sie mehrere Programmversionen schreiben und Sound und Grafiken hinzufügen.

UND SONST? Der Zusammenbau des Modells gemäß der Anleitung ist einfach. Es ist wichtig zu verstehen, welche Mechanismen es ermöglichen, sich zu bewegen. Wir haben die Funktionsprinzipien eines Motors untersucht, der eine Achse, einen Hebel und eine Nocke dreht. Wir haben uns mit Zahnrad- und Riemenantrieben vertraut gemacht. Wir haben gelernt, was eine Riemenscheibe und ein Schneckenrad sind. Jetzt können wir diese Mechanismen in neuen Modellen nutzen.

Robotik und Lego-Design

• Robotik wird schnell zu einem integralen Bestandteil des Bildungsprozesses, da sie in technischen Fächern problemlos in den Lehrplan der Schule passt. Mithilfe von Lego-Robotern können wichtige Experimente aus Physik und Mathematik anschaulich vorgeführt werden.
• Robotik ermutigt Kinder, kreativ zu denken, Situationen zu analysieren und kritisches Denken anzuwenden, um reale Probleme zu lösen. Teamarbeit und Kooperation stärken das Team und der Wettbewerb in Wettbewerben gibt Anreiz zum Lernen. Die Möglichkeit, Fehler in der Arbeit selbständig zu machen und zu korrigieren, zwingt die Studierenden dazu, Lösungen zu finden, ohne den Respekt ihrer Mitschüler zu verlieren. Der Roboter benotet nicht und gibt keine Hausaufgaben, sondern lässt Sie geistig und konstant arbeiten.

• Mit Robotern zu spielen kann Spaß machen und der Lernprozess geht schneller. Robotik in der Schule lehrt Kinder, Probleme umfassender zu betrachten und sie ganzheitlich zu lösen. Das erstellte Modell findet immer ein Analogon in der realen Welt. Die Aufgaben, die die Studierenden dem Roboter stellen, sind äußerst spezifisch, doch im Entstehungsprozess der Maschine werden bisher unvorhersehbare Eigenschaften des Geräts entdeckt oder neue Einsatzmöglichkeiten eröffnet.
• Verschiedene Programmiersprachen mit grafischen Elementen helfen Schülern, logisch zu denken und die Variabilität der Aktionen eines Roboters zu berücksichtigen. Die Verarbeitung von Informationen mithilfe von Sensoren und die Einrichtung von Sensoren vermitteln den Schülern einen Eindruck davon Verschiedene Optionen Verständnis und Wahrnehmung der Welt durch lebende Systeme.

• In dieser Präsentation wird der LEGOWeDo Pervo Robot-Konstrukteur vorgestellt
• Dieses Kit ermöglicht es Schülern, als junge Forscher, Ingenieure, Mathematiker und sogar Schriftsteller zu arbeiten und erhält Anweisungen, Werkzeuge und Aufgaben für fächerübergreifende Projekte. Die Studierenden stellen Arbeitsmodelle zusammen, programmieren sie und lösen damit dann Aufgaben, bei denen es sich im Wesentlichen um Übungen aus naturwissenschaftlichen, technischen, mathematischen und Sprachentwicklungskursen handelt.

• Roboter entwerfen – was ist das?
• Ein weiterer Modetrend oder ein Gebot der Zeit?
• Was machen Schüler im Lego-Designunterricht: spielen oder lernen?

• Das Interesse der Kinder an technischer Kreativität wecken und lernen, wie man sie entwirft, indem man einfache Modelle erstellt und fertige Modelle mit einfachen Computerprogrammen verwaltet.

• gemeinsam in derselben Gruppe lernen;
• Verteilen Sie die Verantwortlichkeiten in Ihrer Gruppe.
• der Kultur und Ethik der Kommunikation mehr Aufmerksamkeit schenken;
• einen kreativen Ansatz zur Lösung eines bestimmten Problems zeigen;
• Modelle realer Objekte und Prozesse erstellen;
• Sehen Sie das tatsächliche Ergebnis Ihrer Arbeit.

• Der Konstruktor enthält 158 ​​Elemente, aus denen Sie 12 Grundmodelle konstruieren können.
• Der LEGO WeDo PervoRobot-Konstrukteur ist in erster Linie für Grundschulen (Klassen 2 – 4) gedacht. Es kann auch für die Arbeit mit Oberstufenschülern verwendet werden. Schüler jeden Alters können einzeln, zu zweit oder in Teams lernen, indem sie Modelle erstellen und programmieren, Recherchen durchführen, Berichte schreiben und Ideen diskutieren, die bei der Arbeit mit diesen Modellen entstehen.

• Eine Lektion besteht aus zwei Lektionen à 30 Minuten. Typischerweise arbeitet ein Team aus zwei Personen mit einem Baukasten und einem Laptop.
• Nach Anleitung bauen wir das Modell zusammen, erstellen ein Programm dafür und führen Tests durch.
• Die Modelle sind sehr originell, das hätte man sich nicht selbst ausdenken können! Mit manchen Modellen kann man experimentieren, mit anderen kann man spielen.
• Für jedes Modell können Sie mehrere Programmversionen schreiben und Sound und Grafiken hinzufügen

• außerschulische Aktivitäten basierend auf den Klassen 2-3. Es nehmen 12 Studierende teil. Davon sind 8 Jungen und 4 Mädchen. Mein Hauptziel war es, diese Leute einzubeziehen.

• Formulierung des Problems
• Methoden zur logischen Lösung und zur Bestimmung, welche Befehle der Roboter ausführen soll
• Bau eines Roboters mit den notwendigen Blöcken, Motoren und Sensoren
• Programmierung
• Abarbeiten
• Überlegen, was am Design des Roboters oder Programms verbessert oder geändert werden kann, um das Problem besser zu lösen.
• Zur Vorbereitung auf Ausstellungen und Wettbewerbe, Analyse der Veranstaltungsregeln und technische Eigenschaften notwendige Roboter.

• Der Zusammenbau des Modells gemäß der Anleitung ist einfach. Es ist wichtig zu verstehen, welche Mechanismen es ermöglichen, sich zu bewegen. Wir haben die Funktionsprinzipien eines Motors untersucht, der eine Achse, einen Hebel und eine Nocke dreht. Wir haben uns mit Zahnrad- und Riemenantrieben vertraut gemacht. Wir haben gelernt, was eine Riemenscheibe und ein Schneckenrad sind. Jetzt können wir diese Mechanismen in neuen Modellen nutzen.

• Wir erlernen die Grundlagen der Algorithmisierung.
• Wir erstellen Blockdiagramme und vergleichen Programmiermethoden

• PervoRobot WeDo bietet Lehrern die Werkzeuge, um eine Reihe von Bildungszielen zu erreichen:
• * Entwicklung Wortschatz und Kommunikationsfähigkeiten bei der Erläuterung der Funktionsweise des Modells.
• *Herstellen von Ursache-Wirkungs-Beziehungen.
• * Analyse der Ergebnisse und Suche nach neuen Lösungen.
• * Gemeinsame Entwicklung von Ideen, Beharrlichkeit bei der Umsetzung einiger davon.
• * Experimentelle Forschung, Bewertung (Messung) des Einflusses einzelner Faktoren.
• * Durchführung systematischer Beobachtungen und Messungen.
• * Verwenden Sie Tabellen zum Anzeigen und Analysieren von Daten.
• * Logisches Denken und Programmieren des vorgegebenen Verhaltens des Modells.

• Zusammenfassend können wir sagen, dass die Einführung des Kurses „Educational Robotics in Grundschule„Es hat gerade erst begonnen. Methodische und didaktische Materialien müssen fertiggestellt werden. Aber ich verstehe, dass der Bereich der Bildungsrobotik große Entwicklungsperspektiven hat. Es kann nicht nur in außerschulische Aktivitäten eingeführt werden, sondern auch in pädagogische Fächer wie Technik und Umwelt in der Grundschule. Das heißt, im Laufe der Zeit ist es notwendig Systemansatz Schulen sollen Robotik in den Bildungsraum der Schule integrieren.

Erfahrungen und Perspektiven für die Entwicklung des Vereins Robotic Design

Lehrer für Zusatzausbildung

SAOU DPO VO VIRO

„Vladimir-Institut für Fortbildung von Bildungsarbeitern, benannt nach L.I. Novikova"

Kalitina Alla Nikolaevna

Lehrmethodik des Kurses

• Der Unterricht des Vereins Robotics Design führt die Schüler in die Technologien des 21. Jahrhunderts ein, fördert die Entwicklung ihrer Kommunikationsfähigkeiten, entwickelt Interaktionsfähigkeiten, Unabhängigkeit bei der Entscheidungsfindung und offenbart ihr kreatives Potenzial.

Merkmale des Vereins „Robotic Design“

• Die modernste Richtung;
• Integration verschiedener technischer Wissens- und Wissenschaftsbereiche;
• Die Notwendigkeit, Programmierung und Algorithmisierung zu studieren;
• Die Notwendigkeit, Elektrotechnik zu studieren;
• Nebenberufliches Erlernen von Computerkenntnissen und Computerprogrammen;
• Großes öffentliches Interesse.

Material und technische Ausstattung

• Computerkurs (Beamer, Internet); Roboterbausätze;
• Android-Roboter;
• Radioteile;
• Werkzeuge, Lötkolben;
• Trainings Anstalt;
• Felder für Wettbewerbe.

Roboter Lego Mindstorms

Lego-Werkzeuge

Lego Digital Designer – virtuelle Roboterdesignumgebung

NXT-G – Programmierumgebung

Optionale Ausrüstung

HiTechnic-Produkte

TETRIX- und MATRIX-Sets

• Pneumatik
• Erneuerbare Energie
• Technologie und Physik
• Einfache Mechanismen

Eine Reihe von Mikrocontroller-Geräten, die im Rahmen des openHardware-Schemas vertrieben werden – Spezifikationen und Platinendesigns sind völlig offen für die Verwendung, das Kopieren und die Änderung.

• Möglichst nah an Elektrotechnik und Elektronik;
• Zwei Programmierumgebungen: für Anfänger und Profis;
• Die Möglichkeit, sowohl mit Roboterbausätzen (einschließlich Lego Mindstorms) als auch mit komplett selbstgemachten Projekten zu kombinieren;
• Große Auswahl an Erweiterungs- und Schaltkarten;
• Entwickeltes Benutzerpublikum, professionelle Unterstützung und Informationsberichterstattung.

Single-Board-Computer

Die Rechenleistung entspricht einem modernen Telefon:

• ARM9-Prozessor
• 256 MB RAM
• Speicherkarten
• Ethernet (LAN)
• Audio-Buchse
• Betriebssystem – Linux, Android, Windows

Anwendung:

• Eingebettete Systeme
• Kontrollkomplexe
• Smart-Home-Systeme
• Mustererkennung: Video und Audio
• Mobile Roboter in einer sich verändernden äußeren Umgebung

Android-Roboter

Modellierung von Menschen und anderen Lebewesen

Das Programm „Robotik: Ingenieurwesen und technisches Personal des innovativen Russlands“ wird seit 2008 auf Initiative der Volnoye Delo Foundation von Oleg Deripaska und der Föderalen Agentur für Jugendangelegenheiten (Rosmolodezh) umgesetzt.

Ziele des Programms:

• Einbeziehung von Kindern und Jugendlichen in die wissenschaftliche und technische Kreativität, frühe Berufsberatung;
• Gewährleistung eines gleichberechtigten Zugangs für Kinder und Jugendliche zur Beherrschung fortschrittlicher Technologien und zum Erwerb praktischer Fähigkeiten bei deren Anwendung;
• Identifizierung, Ausbildung, Auswahl, Förderung talentierter Jugendlicher;
• Förderung und Sicherstellung der Entfaltung beruflicher Potenziale und Führungsqualitäten.

Richtungen:

INGENIEURSPROJEKT

MOBILE SYSTEME

EDV-Kenntnisse

Kenntnisse in Mechanik, Programmierung, Elektronik

Selbstlernfähigkeit

Die Notwendigkeit, Kurse und Schulungen zu belegen

Persönliche Aktivität

Kreativität,

Anders denken

Aktuelle Probleme verfolgen

[email protected] www.RostovRobor.RU

Studenten

Anforderungen :

• Über 10 Jahre alt
• Interesse an Technik
• Interesse an Informationstechnologie

Sie wissen es und können es :

• Grundlagen der Konstruktion und Berechnung mathematischer Modelle
• Grundlagen des mechanischen Systemdesigns
• Erstellen von Algorithmen und Programmen
• Fähigkeit, aktuelle Probleme zu lösen
• Computerwissen

Unsere Freizeitaktivitäten

• 1 . Ausflug zu den historischen Orten der Stadt Wladimir („Theaterplatz“, Goldenes Tor – das älteste Denkmal der Festungsarchitektur in Russland, Altgläubige Kirche der Roten Dreifaltigkeit und Gebäude des Dramatheaters, „Kathedralenplatz“, Baudenkmäler der 12. Jahrhundert - Mariä Himmelfahrt. Dmitrievsky-Kathedralen, Mariä Himmelfahrt-Kathedrale, Prinzessinnenkloster.
• 2. Ausflugszug zur Forsttechnischen Hochschule im Dorf Muromtsevo, Bezirk Sudogodsky, Gebiet Wladimir.

Folie 1

Robotik in unserem Leben
Abgeschlossen von: Sarvanov A.A. Leiter: Romadanov K.N.

Folie 2

3 Generationen von Robotern: Software. Ein fest definiertes Programm (Zyklogramm). Adaptiv. Die Fähigkeit, sich je nach Situation automatisch neu zu programmieren (anzupassen). Zunächst werden nur die Grundlagen des Aktionsprogramms festgelegt. Intelligent. Die Aufgabe wird in allgemeiner Form eingegeben und der Roboter selbst hat die Fähigkeit, in einer ihm bekannten unsicheren oder komplexen Umgebung Entscheidungen zu treffen oder seine Aktionen zu planen.
Ein Roboter ist eine Maschine mit anthropomorphem (menschenähnlichem) Verhalten, die bei der Interaktion mit der Außenwelt teilweise oder vollständig die Funktionen eines Menschen (manchmal eines Tieres) übernimmt.

Folie 3

Architektur intelligenter Roboter
Exekutivorgane, Sensoren, Steuerungssystem, Weltmodell, Erkennungssystem, Aktionsplanungssystem, Aktionsausführungssystem, Zielmanagementsystem

Folie 4

Heimroboter
Orientierung und Bewegung auf engstem Raum mit wechselnder Umgebung (Gegenstände im Haus können ihren Standort ändern), Öffnen und Schließen von Türen beim Bewegen im Haus. Manipulation von Objekten mit komplexen und manchmal unbekannten Formen, zum Beispiel Geschirr in der Küche oder Dinge in den Räumen. Aktive Interaktion mit einer Person in natürlicher Sprache und Annahme von Befehlen in allgemeiner Form
Aufgaben intelligenter Heimroboter:
Mahru und Ahra (Korea, KIST)

Folie 5

Heimroboter – PR2 (Willow Garage)
PR2 kann einen Stecker in eine Steckdose stecken
Wissenschaftler der University of California in Berkeley (UC Berkeley) haben erstmals einem Roboter beigebracht, mit verformbaren Objekten zu interagieren. Seltsamerweise ist es uns erst jetzt gelungen, der Maschine beizubringen, mit weichen und vor allem Objekten zu arbeiten, die leicht und unvorhersehbar ihre Form ändern.

Folie 6

Militärroboter
DARPAs Pläne zur Aufrüstung der Armee: Bis 2015 ein Drittel Fahrzeug Es ist geplant, ab 2006 über einen Zeitraum von sechs Jahren 14,78 Milliarden US-Dollar auszugeben. Bis 2025 ist der Übergang zu einer vollwertigen Roboterarmee geplant

Folie 7

Unbemannt Flugzeuge(UAV)
32 Länder auf der ganzen Welt produzieren etwa 250 Typen unbemannter Flugzeuge und Hubschrauber
RQ-7 Schatten
RQ-4 Global Hawk
X47B UCAS
A160T Kolibri
Drohnen der US Air Force und Army: 2000 – 50 Einheiten 2010 – 6800 Einheiten (136-mal)
RQ-11 Rabe
Im Jahr 2010 will die US Air Force zum ersten Mal in ihrer Geschichte mehr erwerben unbemannte Fahrzeuge als bemannte Flugzeuge. Bis 2035 werden alle Hubschrauber unbemannt sein.
Drohnenmarkt: 2010 – 4,4 Milliarden US-Dollar, 2020 – 8,7 Milliarden US-Dollar US-Anteil – 72 % des Gesamtmarktes

Folie 8

Bodenkampfroboter
Transportroboter BigDog (Boston Dynamics)
Kampfroboter MAARS
Sapper-Roboter PackBot 1700 Einheiten im Einsatz
Roboterpanzer BlackKnight
Ausgeführte Aufgaben: Minenräumung, Aufklärung, Verlegung von Kommunikationsleitungen, Transport von Militärgütern, Gebietssicherung

Folie 9

Meeresroboter
Unterwasserroboter REMUS 100 (Hydroid) 200 Exemplare erstellt.
Durchgeführte Aufgaben: Aufspüren und Vernichten von U-Booten, Patrouillieren von Gewässergebieten, Kampf gegen Seepiraten, Aufspüren und Vernichten von Minen, Kartographie des Meeresbodens
Bis 2020 werden weltweit 1.142 Geräte für Gesamtkosten von 2,3 Milliarden Dollar produziert, wovon 1,1 Milliarden auf das Militär entfallen. Es werden 394 große, 285 mittlere und 463 Miniatur-Unterwassergeräte hergestellt. Bei optimistischer Entwicklung wird das Verkaufsvolumen 3,8 Milliarden Dollar erreichen, und zwar in Stückzahlen – 1870 Roboter.
Bootsschützer der US-Marine

Folie 10

Industrieroboter
Bis 2010 wurden weltweit mehr als 270 Modelle von Industrierobotern entwickelt, 1 Million Roboter produziert. 178.000 Roboter wurden in den USA eingeführt. Im Jahr 2005 arbeiteten 370.000 Roboter in Japan – 40 Prozent der Gesamtzahl weltweit. Auf tausend menschliche Fabrikarbeiter kamen 32 Roboter. Bis 2025 werden aufgrund der alternden Bevölkerung Japans 3,5 Millionen Arbeitsplätze von Robotern übernommen. Eine moderne Hochpräzisionsproduktion ist ohne den Einsatz von Robotern nicht möglich. Russland hat seine Flotte verloren von Industrierobotern in den 90er Jahren. Es gibt keine Massenproduktion von Robotern.

Folie 11

Weltraumroboter
Robonaut-2 flog im September 2010 zur ISS (entwickelt von General Motors) und wird festes Mitglied der Besatzung.
EUROBOT am Stand
Der DEXTRE-Roboter ist seit 2008 auf der ISS im Einsatz.

Folie 12

Sicherheitsroboter
Straßenpatrouillen Sicherheit von Räumlichkeiten und Gebäuden Luftüberwachung (UAV)
SGR-1 (Koreanischer Grenzschutz)
Sicherheitsroboter Reborg-Q (Japan)

Folie 13

Nanoroboter
„Nanobots“ oder „Nanobots“ sind Roboter von vergleichbarer Größe mit einem Molekül (weniger als 10 nm) mit den Funktionen Bewegung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen sowie Ausführung von Programmen.

Folie 14

Roboter für die Medizin
Krankenhausdienstleistungen Patientenüberwachung
Medikamententransporter MRK-03 (Japan)

Folie 15

Roboter für die Medizin – Operationsroboter
Roboterchirurg Da Vinci Entwickler – INTUITIVE SURGICAL INC (USA) 2006 – 140 Kliniken 2010 – 860 Kliniken in Russland – 5 Installationen
Der Bediener arbeitet in einem nicht sterilen Bereich an der Steuerkonsole. Die Werkzeugarme werden nur aktiviert, wenn der Kopf des Bedieners vom Roboter korrekt positioniert wird. Es wird ein 3D-Bild des Operationsfeldes verwendet. Die Handbewegungen des Operateurs werden sorgfältig auf die sehr präzisen Bewegungen der Operationsinstrumente übertragen. Sieben Bewegungsfreiheitsgrade der Werkzeuge eröffnen dem Bediener ungeahnte Möglichkeiten.

Folie 16

Roboter für die Medizin – Prothetik
Die bionische Armprothese i-Limb (Touch Bionics) hält bis zu 90 Kilogramm Belastung. Serienproduktion seit 2008, 1200 Patienten weltweit.
Die Prothese wird durch myoelektrische Ströme in der Extremität gesteuert und sieht für den Menschen fast wie eine Steuerung aus mit einer echten Hand. Zusammen mit dem „pulsierenden Griff“ ermöglicht dies dem behinderten Menschen präzisere Handgriffe, etwa das Binden von Schnürsenkeln oder das Anlegen eines Gürtels.

Folie 17

Exoskelette (Japan)
HAL-5, 23 kg, 1,6 m, 2,5 Betriebsstunden. Erhöht die Festigkeit um das 2- bis 10-fache. Serienproduktion seit 2009
Das adaptive Steuerungssystem empfängt bioelektrische Signale von der Oberfläche des menschlichen Körpers und berechnet daraus, welche Art von Bewegung und mit welcher Kraft die Person ausführen wird. Basierend auf diesen Daten wird die Höhe der erforderlichen zusätzlichen Bewegungsleistung berechnet, die von den Exoskelett-Servos erzeugt wird. Die Geschwindigkeit und Reaktion des Systems sind so, dass sich menschliche Muskeln und automatisierte Teile des Exoskeletts perfekt im Einklang bewegen.
Der Robot Suit Hybrid Assistive Limb (HAL) von Cyberdyne

Folie 18

Exoskelette (Japan)
Honda-Gehhilfe – seit 2009 erhältlich, Gewicht – 6,5 Kilogramm (einschließlich Schuhen und Lithium-Ionen-Akku), Betriebszeit mit einer Ladung – 2 Stunden. Anwendung: für ältere Menschen, zur Erleichterung der Arbeit von Arbeitern am Fließband.
Exoskelett für einen Landwirt (Universität Tokio). Landwirtschaft und Technologien)