Aujourd'hui, les cours de robotique deviennent très populaires. Pour les écoliers, ces leçons aident à former et à développer la pensée critique, à apprendre à aborder de manière créative le processus de résolution de problèmes de différents niveaux de complexité et à acquérir des compétences de travail en équipe.
Nouvelle génération
L'éducation moderne entre dans une nouvelle phase de son développement. De nombreux éducateurs et parents recherchent une occasion d'intéresser les enfants aux sciences, de leur insuffler le goût d'apprendre et de leur donner le désir de créer et de sortir des sentiers battus. Les formes traditionnelles de présentation du matériel ont depuis longtemps perdu leur pertinence. La nouvelle génération n'est pas comme ses ancêtres. Ils veulent apprendre de manière vivante, intéressante et interactive. Cette génération s'oriente facilement dans les technologies modernes. Les enfants veulent se développer d'une manière qui non seulement suit le rythme de l'évolution rapide des technologies, mais participe également directement à ce processus.
Beaucoup d'entre eux s'intéressent à: "Qu'est-ce que la robotique ? Où pouvez-vous apprendre cela ?".
Éducation et robots
Cette discipline académique comprend de telsdes matières telles que la conception, la programmation, l'algorithmique, les mathématiques, la physique et d'autres disciplines liées à l'ingénierie. L'Olympiade mondiale de robotique (World Robotics Olympiad - WRO) a lieu chaque année. Dans le domaine de l'éducation, il s'agit d'un concours massif pour mieux comprendre ce qu'est la robotique pour ceux qui rencontrent pour la première fois un sujet similaire. Il donne l'occasion de s'essayer à des participants de plus de 50 pays. Environ 20 000 équipes participent à la compétition, parmi lesquelles des enfants de 7 à 18 ans.
L'objectif principal de WRO: le développement et la vulgarisation de la créativité scientifique et technologique (créativité scientifique et technique) et de la robotique auprès des jeunes et des enfants. Ces olympiades sont un outil pédagogique moderne du 21e siècle.
Nouvelles fonctionnalités
Afin que les enfants comprennent mieux ce qu'est la robotique, le concours utilise les compétences théoriques et pratiques acquises en classe dans le cadre du travail du club et du programme scolaire pour l'étude des sciences naturelles et des sciences exactes. La passion pour la discipline robotique se transforme progressivement en un désir d'approfondir des connaissances telles que les mathématiques, la physique, l'informatique et la technologie.
WRO est une occasion unique pour ses participants et observateurs non seulement d'en savoir plus sur ce qu'est la robotique, mais aussi de développer les compétences de créativité et de pensée critique qui sont si nécessaires au 21e siècle.
Formation
L'intérêt pour la discipline éducative de la robotique augmente chaque jour. La base matérielle s'améliore et se développe constamment, de nombreuses idées qui restaient jusqu'à récemment un rêve sont aujourd'hui une réalité. L'étude du sujet "Fondamentaux de la robotique" est devenue possible pour un grand nombre d'enfants. Dans les leçons, les enfants apprennent à résoudre des problèmes avec des ressources limitées, à traiter et à assimiler des informations et à les utiliser de la bonne manière.
Les enfants apprennent facilement. La jeune génération moderne, nourrie de divers gadgets, n'a généralement aucune difficulté à maîtriser la discipline "Fondamentaux de la robotique", soumise au désir et à l'envie de nouvelles connaissances.
Il faut dire que même les adultes sont plus difficiles à recycler qu'à enseigner aux esprits purs mais assoiffés d'enfants. Une tendance positive est l'énorme attention portée à la vulgarisation de la robotique parmi les jeunes par le gouvernement russe. Et cela est compréhensible, car la tâche de moderniser la formation des ingénieurs et d'attirer les jeunes professionnels est une question de compétitivité de l'État sur la scène internationale.
Importance du sujet
Aujourd'hui, l'actualité du ministère de l'Éducation est l'introduction de la robotique éducative dans le cercle des disciplines scolaires. Il est considéré comme un domaine de développement important. Lors des cours de technologie, les enfants doivent se faire une idée de la sphère moderne de développement de la technologie et du design, qui leur donne la possibilité d'inventer et de se construire. Il n'est pas nécessaire que tous les étudiants deviennent ingénieurs, mais tout le monde devrait en avoir l'opportunité.
En général, les cours de robotique sont extrêmementsont intéressants pour les enfants. Il est important que tout le monde comprenne cela - à la fois les enseignants et les parents. Ces cours sont l'occasion de voir d'autres disciplines sous un jour différent, de comprendre le sens de leur étude. Mais c'est le sens, la compréhension de pourquoi c'est nécessaire, qui anime l'esprit des gars. Son absence annule tous les efforts des enseignants et des parents.
Un facteur important est que l'enseignement de la robotique n'est pas stressant et complètement absorbant pour les enfants. Ce n'est pas seulement le développement de la personnalité de l'élève, mais aussi l'opportunité de s'éloigner de la rue, de l'environnement défavorable, des passe-temps oisifs et des conséquences que cela entraîne.
Origine
Le nom même de la robotique vient de la robotique anglaise correspondante. Il s'agit d'une science appliquée qui traite du développement de systèmes techniques automatisés. En production, c'est l'un des principaux fondements techniques de l'intensification.
Toutes les lois de la robotique, comme la science elle-même, sont étroitement liées à l'électronique, la mécanique, la télémécanique, la mécatronique, l'informatique, l'ingénierie radio, l'électrotechnique. La robotique elle-même est divisée en secteurs industriel, construction, médical, spatial, militaire, sous-marin, aéronautique et domestique.
Le concept de "robotique" a été utilisé pour la première fois dans ses histoires par l'écrivain de science-fiction Isaac Asimov. C'était en 1941 (l'histoire "The Liar").
Le mot même "robot" a été inventé en 1920 par les écrivains tchèques Karel Capek et son frère Josef. Il a été inclus dans la pièce de science-fiction "Rossum's Universal Robots", qui a été mise en scène en 1921 et a connu un grand succès auprès du public. Aujourd'hui, vous pouvez voir commentla ligne indiquée dans la pièce a été largement développée à la lumière de la cinématographie de science-fiction. L'essence de l'intrigue: le propriétaire de l'usine développe et ajuste la production d'un grand nombre d'androïdes capables de travailler sans repos. Mais ces robots finissent par se rebeller contre leurs créateurs.
Exemples historiques
Il est intéressant de noter que les débuts de la robotique sont apparus dans l'Antiquité. Ceci est démontré par les restes de statues mobiles qui ont été faites au 1er siècle avant JC. Homère a écrit dans l'Iliade à propos de servantes en or, capables de parler et de penser. Aujourd'hui, l'esprit dont sont dotés les robots s'appelle l'intelligence artificielle. De plus, l'ancien ingénieur mécanique grec Archytas de Tarente est crédité de la conception et de la construction du pigeon volant mécanique. Cet événement remonte à environ 400 av. J.-C.
Il existe de nombreux exemples de ce type. Ils sont bien divulgués dans le livre de Makarov I. M. et Topcheeva Yu. I. "Robotique: histoire et perspectives". Il raconte de manière populaire les origines des robots modernes, et décrit également la robotique du futur et le développement correspondant de la civilisation humaine.
Types de robots
Au stade actuel, les classes les plus importantes de robots polyvalents sont mobiles et manipulatrices.
Mobile est une machine automatique avec un châssis mobile et des entraînements contrôlés. Ces robots peuvent marcher, rouler, cheniller, ramper, flotter, voler.
Manipulation est une machine automatique fixe ou mobileune machine composée d'un manipulateur à plusieurs degrés de liberté et d'un contrôle logiciel qui exécute des fonctions de moteur et de contrôle en production. Ces robots sont disponibles sous forme de sol, de portique ou de suspension. Ils sont les plus largement utilisés dans les industries de fabrication d'instruments et de construction de machines.
Méthodes de mouvement
Les robots à roues et à chenilles sont largement utilisés. Le mouvement d'un robot marcheur est une tâche difficile de la dynamique. De tels robots ne peuvent pas encore avoir un mouvement stable inhérent à une personne.
En ce qui concerne les robots volants, on peut dire que la plupart des avions modernes ne sont qu'eux, mais ils sont contrôlés par des pilotes. Dans le même temps, le pilote automatique peut contrôler le vol à toutes les étapes. Les robots volants comprennent les drones (UAV) et leur sous-classe - les missiles de croisière. De tels appareils sont légers et effectuent des missions dangereuses, pouvant aller jusqu'à tirer sur ordre de l'opérateur. De plus, il existe des véhicules de conception capables de tirer indépendamment.
Il existe des robots volants qui utilisent les méthodes de mouvement utilisées par les pingouins, les méduses et les raies. Cette méthode de mouvement peut être vue dans les robots Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Ils sont fabriqués par Festo. Mais les robots RoboBee utilisent des méthodes de vol d'insectes.
Parmi les robots rampants, il existe un certain nombre de développements similaires en mouvement aux vers, aux serpents et aux limaces. Dans ce cas, le robot utilise des forces de frottement sur une surface rugueuse ou une courbure de surface. Mouvement similaireutile pour les espaces étroits. De tels robots sont nécessaires pour rechercher des personnes sous les décombres des bâtiments détruits. Les robots ressemblant à des serpents sont capables de se déplacer dans l'eau (comme l'ACM-R5 fabriqué au Japon).
Les robots se déplaçant sur une surface verticale utilisent les approches suivantes:
- comme un homme qui escalade un mur avec des rebords (robot capucin de Stanford);
- comme les geckos équipés de ventouses (Wallbot" et Stickybot).
Parmi les robots flottants, il existe de nombreux développements qui se déplacent sur le principe de l'imitation des poissons. L'efficacité d'un tel mouvement est 80% supérieure à l'efficacité d'un mouvement avec une hélice. De telles conceptions ont un faible niveau de bruit et une grande maniabilité. C'est pourquoi ils présentent un grand intérêt pour les chercheurs de l'espace sous-marin. Ces robots comprennent l'Université d'Essex Robotic Fish and Tuna, développé par le Field Robotics Institute. Ils sont calqués sur le mouvement caractéristique du thon. Parmi les robots qui imitent le mouvement d'une raie, le développement de Festo est connu: Aqua Ray. Et le robot se déplaçant comme une méduse est Aqua Jelly du même développeur.
Travail en cercle
La plupart des clubs de robotique sont destinés aux écoles primaires et secondaires. Mais les enfants d'âge préscolaire ne sont pas privés d'attention. Le rôle principal ici est joué par le développement de la créativité. Les enfants d'âge préscolaire doivent apprendre à penser librement et à traduire leurs idées en créativité. C'est pourquoi les cours de robotique en cercles pour les enfants de moins de 6 ans visent l'utilisation active de cubes et de simplesconstructeurs.
Le programme scolaire devient définitivement plus compliqué. Il offre l'occasion de se familiariser avec différentes classes de robots, de s'essayer à la pratique, de se plonger dans la science. De nouvelles disciplines révèlent le potentiel de l'enfant à acquérir des compétences et des connaissances professionnelles dans le domaine d'ingénierie choisi.
Robotique
Le développement moderne de la robotique est à un tel stade qu'il semble qu'une percée majeure dans le domaine de la robotique soit sur le point de se produire. C'est la même chose avec les appels vidéo et les gadgets mobiles. Jusqu'à récemment, tout cela semblait inaccessible à la consommation de masse. Et aujourd'hui c'est un lieu commun qui n'a cessé d'étonner. Mais chaque exposition de robotique nous montre des projets fantastiques qui capturent l'esprit d'une personne dès la simple pensée de son introduction dans la société.
Dans le système éducatif, ce sont les installations complexes de robots qui permettent de mettre en œuvre un programme à l'aide d'activités de projet, parmi lesquelles sont populaires:
- Kit de contrôle mécatronique.
- LEGO Mindstorms.
- Festo Didactic.
- Fischertechnik.
Gestion
Par type de gestion du système, il y a:
- biotechnique (commande, copie, semi-automatique);
- automatique (logiciel, adaptatif, intelligent);
- interactif (automatisé, superviseur, interactif).
Les tâches principales du contrôle du robot incluent:
- planification des mouvements et des positions;
- planification des forces et des moments;
- identification des données dynamiques et cinématiques;
- analyse de précision dynamique.
Le développement de méthodes de contrôle revêt une grande importance dans le domaine de la robotique. Ceci est important pour la cybernétique technique et la théorie du contrôle automatique.
