برنامه ربات لگو برای دانش آموزان دبستانی "از قبل در مدرسه، کودکان باید فرصتی برای آشکار کردن توانایی های خود داشته باشند، برای زندگی در دنیای رقابتی با فناوری پیشرفته آماده شوند" سخنرانی D. A. Medvedev توسط سر. ODOD، معلم آموزش تکمیلی Vagenik I.Yu. لیسیوم GBOU 144 منطقه کالینینسکی، سن پترزبورگ، 2013

طراحی ربات - چیست؟ یکی دیگر از روند مد یا یک نیاز زمانه؟ دانش آموزان مدرسه در محافل لگو چه می کنند - طراحی: بازی یا مطالعه؟ برای مطالعه فناوری و انفورماتیک برای افزایش انگیزه برای مطالعه این موضوعات و همچنین مکانیک، فیزیک، ریاضیات و همچنین رشد شناختی، فعالیت های تحقیقاتیدانش آموزان.

لگو به دانش آموزان اجازه می دهد: با هم در یک گروه مطالعه کنند. مسئولیت ها را در گروه خود تقسیم کنید. نشان دادن توجه بیشتر به فرهنگ و اخلاق ارتباطات؛ نشان دادن یک رویکرد خلاقانه برای حل مشکل؛ ایجاد مدل هایی از اشیاء و فرآیندهای واقعی؛ نتایج واقعی کار خود را ببینید

کارهایی که ما در کلاس ها انجام دادیم یک درس دو درس 45 دقیقه ای است. به طور معمول، یک تیم دو نفره با یک کیت طراحی و یک لپ‌تاپ کار می‌کند. طبق دستورالعمل، ما مدل را مونتاژ می کنیم، برنامه ای برای آن ترسیم می کنیم و آزمایشاتی را انجام می دهیم. مدل ها بسیار اصلی هستند، شما نمی توانید اینها را خودتان بسازید! با برخی از مدل ها، می توانید آزمایش کنید، و با برخی - بازی ها. برای هر مدل، می توانید چندین نسخه از برنامه ها را بنویسید، صدا و همراهی گرافیکی را اضافه کنید.

دیگه چی؟ مونتاژ مدل طبق دستورالعمل آسان است. درک مکانیسم هایی که به آن اجازه حرکت می دهد مهم است. ما اصول عملکرد موتوری را که یک محور، یک اهرم، یک بادامک را می چرخاند، مطالعه کرده ایم. با درایوهای دنده و تسمه آشنا شوید. ما یاد گرفتیم که قرقره و چرخ کرم چیست. اکنون در مدل های جدید قادر به استفاده از این مکانیسم ها خواهیم بود.

رباتیک و لگوساخت

• رباتیک به سرعت در حال تبدیل شدن به بخشی جدایی ناپذیر از فرآیند آموزشی است زیرا به راحتی در برنامه درسی مدرسه در دروس فنی قرار می گیرد. آزمایش های کلیدی در فیزیک و ریاضیات را می توان با کمک ربات های لگو تجسم کرد.
• رباتیک کودکان را تشویق می کند تا خلاقانه فکر کنند، موقعیت ها را تجزیه و تحلیل کنند و تفکر انتقادی را برای مشکلات دنیای واقعی به کار گیرند. کار تیمی و همکاری باعث تقویت تیم می شود و رقابت در مسابقات انگیزه ای برای یادگیری ایجاد می کند. توانایی انجام و اصلاح اشتباهات در محل کار خود دانش آموزان را مجبور می کند تا بدون از دست دادن احترام در بین همسالان خود راه حلی بیابند. ربات نمره نمی دهد و تکلیف نمی دهد اما باعث می شود ذهنی و مدام کار کنید.

• بازی با ربات ها می تواند سرگرم کننده باشد و روند یادگیری سریعتر است. رباتیک در مدرسه به کودکان می آموزد که به مشکلات نگاه گسترده تری داشته باشند و آنها را در یک مجموعه حل کنند. مدل ایجاد شده همیشه یک آنالوگ در دنیای واقعی پیدا می کند. وظایفی که دانش‌آموزان برای ربات تعیین می‌کنند بسیار خاص هستند، اما در فرآیند ایجاد یک ماشین، ویژگی‌های غیرقابل پیش‌بینی قبلی دستگاه کشف می‌شود یا امکانات جدیدی برای استفاده از آن باز می‌شود.
• زبان های برنامه نویسی مختلف با عناصر گرافیکی به دانش آموزان کمک می کند تا منطقی فکر کنند و واریانس عملکرد ربات را در نظر بگیرند. پردازش اطلاعات با استفاده از حسگرها و پیکربندی حسگرها به دانش آموزان ایده می دهد گزینه های مختلفدرک و درک جهان توسط سیستم های زنده.

• این ارائه ربات طراح Pervo LEGOWeDo را معرفی می کند
• این مجموعه ساخت و ساز به دانش آموزان اجازه می دهد تا به عنوان محققان جوان، مهندسان، ریاضیدانان و حتی نویسندگان کار کنند و دستورالعمل ها، ابزارها و وظایفی را برای پروژه های متقابل درسی به آنها ارائه می دهند. دانش‌آموزان مدل‌های کاری را جمع‌آوری و برنامه‌ریزی می‌کنند و سپس از آن‌ها برای تکمیل وظایفی استفاده می‌کنند که اساساً تمرین‌هایی در دوره‌های علوم، فناوری، ریاضی و توسعه گفتار هستند.

• طراحی ربات - چیست؟
• یکی دیگر از روند مد یا یک نیاز زمانه؟
• دانش آموزان در کلاس های ساخت لگو چه می کنند: بازی یا مطالعه؟

• توسعه علاقه کودکان به خلاقیت فنی و آموزش طراحی آنها از طریق ایجاد مدل های ساده، مدیریت مدل های تمام شده با استفاده از برنامه های کامپیوتری ساده.

• با هم در یک گروه مطالعه کنید.
• مسئولیت ها را در گروه خود تقسیم کنید.
• نشان دادن توجه بیشتر به فرهنگ و اخلاق ارتباطات؛
• نشان دادن یک رویکرد خلاقانه برای حل مشکل؛
• ایجاد مدل هایی از اشیاء و فرآیندهای واقعی؛
• نتایج واقعی کار خود را ببینید

• سازنده دارای 158 عنصر است که از آنها می توان 12 مدل پایه ساخت.
• سازنده LEGO WeDo PervoRobot اساساً برای مدرسه ابتدایی (کلاس های 2-4) طراحی شده است. همچنین می توان از آن برای کار با کلاس های ارشد استفاده کرد. کار به صورت انفرادی، دوتایی یا تیمی، دانش‌آموزان در هر سنی می‌توانند با ساختن و برنامه‌نویسی مدل‌ها، انجام تحقیق، نوشتن گزارش و بحث درباره ایده‌هایی که در حین کار با این مدل‌ها به وجود می‌آیند، یاد بگیرند.

• یک درس دو درس 30 دقیقه ای است. به طور معمول، یک تیم دو نفره با یک کیت طراحی و یک لپ‌تاپ کار می‌کند.
• طبق دستورالعمل، ما مدل را مونتاژ می کنیم، برنامه ای برای آن ترسیم می کنیم و آزمایشاتی را انجام می دهیم.
• مدل ها بسیار اصلی هستند، شما نمی توانید اینها را خودتان بسازید! با برخی از مدل ها، می توانید آزمایش کنید، و با برخی - بازی ها.
• برای هر مدل، می توانید چندین نسخه برنامه بنویسید، پشتیبانی صدا و گرافیک را اضافه کنید

• فعالیت های فوق برنامه بر اساس 2-3 کلاس. 12 دانش آموز هستند. از این تعداد 8 پسر و 4 دختر. هدف اصلی من مشارکت دادن فعالیت های این بچه ها بود.

• فرمول بندی مسئله
• راه هایی برای حل آن به روش منطقی و تعیین اینکه ربات چه دستوراتی را باید اجرا کند
• ساخت ربات با بلوک ها، موتورها و سنسورهای لازم
• برنامه نويسي
• کار کردن
• تامل در مورد آنچه که می توان در طراحی ربات یا برنامه برای حل بهتر مشکل بهبود یا تغییر داد.
• در آماده سازی برای نمایشگاه ها و مسابقات، تجزیه و تحلیل قوانین رویداد و مشخصات فنیربات های مورد نیاز

• مونتاژ مدل طبق دستورالعمل آسان است. درک مکانیسم هایی که به آن اجازه حرکت می دهد مهم است. ما اصول عملکرد موتوری را که یک محور، یک اهرم، یک بادامک را می چرخاند، مطالعه کرده ایم. با درایوهای دنده و تسمه آشنا شوید. ما یاد گرفتیم که قرقره و چرخ کرم چیست. اکنون در مدل های جدید قادر به استفاده از این مکانیسم ها خواهیم بود.

• ما اصول الگوریتم سازی را مطالعه می کنیم.
• ما فلوچارت می سازیم، روش های برنامه نویسی را با هم مقایسه می کنیم

• WeDo PervoBot ابزارهایی را برای دستیابی به طیف وسیعی از اهداف آموزشی در اختیار معلمان قرار می دهد:
• * توسعه واژگانو مهارت های ارتباطی در توضیح نحوه عملکرد مدل.
• * روابط علت و معلولی برقرار کنید.
• * تجزیه و تحلیل نتایج و جستجو برای راه حل های جدید.
• * توسعه جمعی ایده ها، پشتکار در اجرای برخی از آنها.
• * مطالعه تجربی، ارزیابی (اندازه گیری) تأثیر عوامل فردی.
• * انجام مشاهدات و اندازه گیری های سیستماتیک.
• * از جداول برای نمایش و تجزیه و تحلیل داده ها استفاده کنید.
• * تفکر منطقی و برنامه ریزی رفتار داده شده از مدل.

• به طور خلاصه می توان گفت که مقدمه درس «رباتیک آموزشی در دبستان' تازه شروع شده است. مواد روش شناختی و آموزشی باید نهایی شود. اما من درک می کنم که جهت رباتیک آموزشی چشم اندازهای توسعه زیادی دارد. این را می توان نه تنها در فعالیت های فوق برنامه، بلکه در موضوعات علمی مانند فناوری، دنیای اطراف در مدرسه ابتدایی نیز اجرا کرد. یعنی با گذشت زمان نیاز دارید رویکرد سیستم هامدارس به تعبیه رباتیک در فضای آموزشی مدرسه.

تجربه و چشم انداز توسعه انجمن "طراحی رباتیک"

معلم آموزش تکمیلی

SAOU DPO VO VIRO

« موسسه ولادیمیر برای مطالعات پیشرفته کارگران آموزشی به نام L.I. نوویکووا"

کالیتینا آلا نیکولاونا

روش تدریس دروس

• کلاس های انجمن "طراحی رباتیک" فناوری های قرن بیست و یکم را به دانش آموزان معرفی می کند، به توسعه مهارت های ارتباطی آنها کمک می کند، مهارت های تعامل، استقلال در تصمیم گیری را توسعه می دهد و پتانسیل خلاقانه آنها را آشکار می کند.

ویژگی های انجمن "طراحی رباتیک"

• مدرن ترین جهت;
• ترکیب حوزه های مختلف دانش فنی و علوم؛
• نیاز به مطالعه برنامه نویسی و الگوریتم سازی؛
• نیاز به تحصیل در رشته مهندسی برق;
• همراهی مطالعه مهارت های کامپیوتری و برنامه های کامپیوتری؛
• علاقه زیاد مردم

تجهیزات مادی و فنی

• کلاس کامپیوتر (پروژکتور، اینترنت)؛ کیت های رباتیک؛
• ربات های اندروید;
• جزئیات رادیو؛
• ابزار، آهن لحیم کاری؛
• اتاق های آموزشی؛
• رشته های مسابقه.

روبات ها لگو Mindstorms

ابزار لگو

Lego Digital Designer - محیط طراحی ربات مجازی

NXT-G - محیط برنامه نویسی

تجهیزات اختیاری

محصولات

مجموعه های TETRIX و MATRIX

• پنوماتیک
• منابع انرژی تجدیدپذیر
• فناوری و فیزیک
• مکانیسم های ساده

مجموعه ای از دستگاه های میکروکنترلر که تحت طرح openHardware توزیع شده اند - مشخصات و طرح های بردها برای استفاده، کپی و اصلاح کاملاً باز هستند.

• تا حد امکان نزدیک به مهندسی برق و الکترونیک؛
• دو محیط برنامه نویسی: برای مبتدیان و حرفه ای ها.
• توانایی ترکیب هم با طراحان روباتیک (از جمله Lego Mindstorms) و هم با پروژه های کاملاً خانگی.
• طیف گسترده ای از بوردهای توسعه و سوئیچینگ؛
• مخاطبان توسعه یافته کاربران، پشتیبانی حرفه ای و پوشش اطلاعاتی.

کامپیوتر تک بردی

قدرت محاسباتی مربوط به یک تلفن مدرن است:

• پردازنده ARM9
• 256 مگابایت رم
• کارت های حافظه
• اترنت (LAN)
• جک صدا
• سیستم عامل - لینوکس، اندروید، ویندوز

کاربرد:

• سیستم های جاسازی شده
• مجتمع های کنترلی
• سیستم های خانه هوشمند
• تشخیص الگو: تصویری و صوتی
• روبات های متحرک در یک محیط در حال تغییر

ربات های اندروید

الگوبرداری از انسان و سایر موجودات زنده

برنامه "رباتیک: مهندسی و پرسنل فنی روسیه نوآور" از سال 2008 به ابتکار بنیاد اولگ دریپااسکا "ولنوئه دلو" و آژانس فدرال امور جوانان (روسمولودژ) اجرا شده است.

اهداف برنامه:

• مشارکت کودکان و جوانان در خلاقیت علمی و فنی، راهنمایی شغلی اولیه؛
• تضمین دسترسی برابر برای کودکان و جوانان به توسعه فن آوری های پیشرفته، کسب مهارت های عملی در کاربرد آنها.
• شناسایی، آموزش، انتخاب، حمایت از جوانان مستعد.
• ارتقاء و حصول اطمینان از تحقق پتانسیل حرفه ای و مهارت های رهبری.

جهت ها:

پروژه مهندسی

سیستم های موبایل

سواد کامپیوتر

دانش در زمینه مکانیک، برنامه نویسی، الکترونیک

توانایی خودآموزی

نیاز به دوره ها و آموزش

فعالیت شخصی

خلاقیت،

خارج از جعبه فکر کردن

پیگیری مسائل جاری

[ایمیل محافظت شده] www.RostovRobor.RU

دانش آموزان

الزامات :

• بالای 10 سال
• علاقه به فناوری
• علاقه به فناوری اطلاعات

می دانند و می توانند :

• مبانی ساخت و محاسبه مدل های ریاضی
• مبانی طراحی سیستم های مکانیکی
• ترسیم الگوریتم ها و برنامه ها
• توانایی حل مشکلات واقعی
• دانش کامپیوتر

فعالیت های اوقات فراغت ما

• 1 . گشت و گذار در مکان های تاریخی شهر ولادیمیر ("میدان تئاتر"، دروازه طلایی - قدیمی ترین بنای معماری استحکامات در روسیه، کلیسای معتقد قدیمی ترینیتی سرخ و ساختمان تئاتر درام، "میدان کلیسای جامع"، بناهای معماری از قرن XII - فرض کلیساهای کلیساهای Dmitrievsky، صومعه سنت شاهزاده خانم.
• 2. قطار گشت و گذار به مدرسه فنی جنگلداری شهرک "Muromtsevo" منطقه Sudogodsky منطقه ولادیمیر.

اسلاید 1

رباتیک در زندگی ما
تکمیل شده توسط: Sarvanov A.A. رئیس: رومانانوف K.N.

اسلاید 2

3 نسل ربات: نرم افزار. برنامه هارد کد (سیکلوگرام). انطباقی. قابلیت برنامه ریزی مجدد خودکار (تطبیق) بسته به شرایط. در ابتدا، فقط اصول اولیه برنامه عمل تنظیم می شود. باهوش. کار به شکل کلی وارد می شود و خود ربات توانایی تصمیم گیری یا برنامه ریزی اقدامات خود را در محیط نامشخص یا پیچیده ای دارد که تشخیص می دهد.
ربات ماشینی است با رفتار انسان نما (شبیه انسان) که به طور جزئی یا کامل وظایف یک فرد (گاهی اوقات یک حیوان) را هنگام تعامل با دنیای خارج انجام می دهد.

اسلاید 3

معماری ربات های هوشمند
دستگاه های اجرایی سنسورها سیستم کنترل مدل جهانی سیستم شناسایی سیستم برنامه ریزی اقدام سیستم اجرای اقدام سیستم مدیریت هدف

اسلاید 4

ربات های خانگی
جهت گیری و حرکت در یک فضای محدود با محیط متغیر (اشیاء موجود در خانه می توانند مکان خود را تغییر دهند)، باز و بسته شدن درها هنگام حرکت در اطراف خانه. دستکاری اشیایی با شکل پیچیده و گاهی ناشناخته، مانند ظروف در آشپزخانه یا چیزهای داخل اتاق. تعامل فعال با شخص به زبان طبیعی و پذیرش دستورات به صورت کلی
وظایف ربات های هوشمند خانگی:
ماهرو و اهرا (کره، KIST)

اسلاید 5

روبات های خانگی - PR2 (گاراژ بید)
PR2 می تواند دوشاخه را به پریز وصل کند
دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی (UC Berkeley) برای اولین بار رباتی را برای تعامل با اجسام قابل تغییر شکل آموزش دادند. به اندازه کافی عجیب، اما فقط اکنون می توان به دستگاه آموزش داد که با اشیایی نرم و مهمتر از همه، کار کند که به راحتی و به طور غیرقابل پیش بینی تغییر شکل می دهند.

اسلاید 6

روبات های نظامی
دارپا قصد دارد ارتش را دوباره مسلح کند: تا سال 2015، یک سوم وسیله نقلیهبدون سرنشین بیش از 6 سال از سال 2006، برنامه ریزی شده است که 14.78 میلیارد دلار هزینه شود تا سال 2025، برنامه ریزی شده است که به یک ارتش رباتیک تمام عیار تبدیل شود.

اسلاید 7

بدون سرنشین هواپیماها(پهپاد)
32 کشور در سراسر جهان حدود 250 نوع هواپیما و هلیکوپتر بدون سرنشین تولید می کنند
سایه RQ-7
RQ-4Global Hawk
X47B UCAS
مرغ مگس خوار A160T
پهپادهای نیروی هوایی و ارتش ایالات متحده: 2000 - 50 واحد 2010 - 6800 واحد (136 بار)
RQ-11 Raven
در سال 2010، نیروی هوایی ایالات متحده، برای اولین بار در تاریخ خود، قصد دارد بیشتر به دست آورد وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشیننسبت به هواپیماهای سرنشین دار تا سال 2035 همه هلیکوپترها بدون سرنشین خواهند بود.
بازار هواپیماهای بدون سرنشین: 2010 - 4.4 میلیارد دلار 2020 - 8.7 میلیارد دلار سهم ایالات متحده - 72٪ از کل بازار

اسلاید 8

روبات های جنگنده زمینی
ربات حمل و نقل BigDog (Boston Dynamics)
ربات مبارز MAARS
Robot-sapper PackBot 1700 واحد در خدمت
ربات تانک بلک نایت
وظایف انجام شده: مین زدایی شناسایی خطوط ارتباطی حمل و نقل محموله های نظامی حفاظت از قلمرو

اسلاید 9

ربات های دریایی
ربات زیر آب REMUS 100 (Hydroid) 200 نسخه ایجاد کرد.
وظایف انجام شده: کشف و انهدام زیردریایی گشت زنی منطقه آبی مبارزه با دزدان دریایی دریا کشف و انهدام مین ها نقشه برداری از بستر دریا
تا سال 2020، 1142 دستگاه به مبلغ 2.3 میلیارد دلار در جهان تولید خواهد شد که 1.1 میلیارد دلار آن توسط ارتش هزینه خواهد شد. 394 دستگاه زیردریایی بزرگ، 285 فروند متوسط ​​و 463 فروند مینیاتوری تولید خواهد شد. در صورت توسعه خوش بینانه رویدادها، حجم فروش به 3.8 میلیارد دلار و به عبارت "قطعه" - 1870 روبات خواهد رسید.
محافظ قایق نیروی دریایی ایالات متحده

اسلاید 10

ربات های صنعتی
تا سال 2010، بیش از 270 مدل ربات صنعتی در جهان ساخته شده است، 1 میلیون ربات تولید شده است. 178000 ربات در ایالات متحده معرفی شده است در سال 2005، 370000 ربات در ژاپن کار می کردند - 40 درصد از تعداد کل در سراسر جهان. به ازای هر هزار کارمند کارخانه انسانی، 32 ربات وجود داشت تا سال 2025، به دلیل پیر شدن جمعیت ژاپن، 3.5 میلیون شغل در ربات ها ایجاد می شود. هیچ تولید انبوه ربات وجود ندارد.

اسلاید 11

روبات های فضایی
Robonaut -2 در سپتامبر 2010 به ایستگاه فضایی بین المللی رفت (توسعه دهنده توسط جنرال موتورز) و عضو دائمی خدمه خواهد شد.
EUROBOT در غرفه
ربات DEXTRE از سال 2008 در ایستگاه فضایی بین المللی کار می کند.

اسلاید 12

روبات های امنیتی
گشت زنی در خیابان اماکن و امنیت ساختمان نظارت هوایی (UAV)
SGR-1 (گارد مرزی کره)
ربات امنیتی Reborg-Q (ژاپن)

اسلاید 13

نانو ربات ها
"Nanorobots" یا "nanobots" - ربات‌هایی که از نظر اندازه با یک مولکول (کمتر از 10 نانومتر) قابل مقایسه هستند، با عملکردهای حرکت، پردازش و انتقال اطلاعات، اجرای برنامه‌ها.

اسلاید 14

ربات های پزشکی
خدمات بیمارستانی مراقبت از بیمار
حامل دارو MRK-03 (ژاپن)

اسلاید 15

ربات های پزشکی - ربات های جراحی
ربات جراح داوینچی توسعه دهنده - INTUITIVE SURGICAL INC (USA) 2006 - 140 کلینیک 2010 - 860 کلینیک در روسیه - 5 نصب
اپراتور در یک منطقه غیر استریل در کنسول کنترل کار می کند. بازوهای ابزار فقط در صورتی فعال می شوند که سر اپراتور به درستی توسط ربات قرار گرفته باشد. یک تصویر سه بعدی از میدان جراحی استفاده می شود. حرکات دست اپراتور به طور دقیق به حرکات بسیار دقیق ابزار عمل منتقل می شود. هفت درجه آزادی حرکت ابزارها امکاناتی را برای اپراتور فراهم می کند که قبلاً دیده نشده بود.

اسلاید 16

ربات های پزشکی - پروتز
پروتز دست Bionic i-Limb (Touch Bionics) تا 90 کیلوگرم بار را در خود جای می دهد که از سال 2008 تاکنون 1200 بیمار در سراسر جهان تولید شده است.
پروتز توسط جریان های میوالکتریک در اندام کنترل می شود و برای یک فرد تقریباً مانند یک کنترل به نظر می رسد. دست واقعی. همراه با "گیره ضربان دار"، این به فرد معلول اجازه می دهد تا دستکاری های دقیق تری انجام دهد، تا بستن بند کفش یا بستن کمربند.

اسلاید 17

اسکلت بیرونی (ژاپن)
HAL-5، 23 کیلوگرم، 1.6 متر و 2.5 ساعت کارکرد افزایش نیرو از 2 به 10 برابر تولید سریال از سال 2009
سیستم کنترل تطبیقی ​​با دریافت سیگنال‌های بیوالکتریکی که از سطح بدن انسان گرفته می‌شود، محاسبه می‌کند که فرد قرار است چه نوع حرکتی و با چه قدرتی انجام دهد. بر اساس این داده ها، سطح قدرت حرکت اضافی مورد نیاز محاسبه می شود که توسط سرووهای اسکلت بیرونی ایجاد می شود. سرعت و پاسخ این سیستم به گونه ای است که ماهیچه های انسان و بخش های خودکار اسکلت بیرونی به طور هماهنگ حرکت می کنند.
Robot Suit Hybrid Assistive Limb (HAL) توسط Cyberdyne

اسلاید 18

اسکلت بیرونی (ژاپن)
کمک راه رفتن هوندا - تولید شده از سال 2009، وزن - 6.5 کیلوگرم (شامل کفش و باتری لیتیوم یون)، زمان کار با یک بار شارژ - 2 ساعت. کاربرد - برای افراد مسن، تسهیل کار کارگران در نوار نقاله.
اسکلت بیرونی کشاورز (دانشگاه توکیو کشاورزیو فناوری ها)