امروز، کلاس های رباتیک بسیار محبوب شده اند. برای دانش‌آموزان، چنین درس‌هایی به شکل‌گیری و توسعه تفکر انتقادی کمک می‌کنند، یاد می‌گیرند که چگونه خلاقانه به فرآیند حل مسائل با سطوح مختلف پیچیدگی نزدیک شوند و همچنین مهارت‌های کار گروهی را کسب کنند.
نسل جدید
آموزش مدرن به دور جدیدی از توسعه خود می رود. بسیاری از مربیان و والدین به دنبال فرصتی هستند تا کودکان را به علم علاقه مند کنند، عشق به یادگیری را القا کنند و آنها را با میل به ایجاد و تفکر خارج از چارچوب شارژ کنند. اشکال سنتی ارائه مطالب مدتهاست که ارتباط خود را از دست داده اند. نسل جدید مثل اجدادش نیست. آنها می خواهند به روشی پر جنب و جوش، جالب و تعاملی یاد بگیرند. این نسل به راحتی در فناوری های مدرن جهت گیری می کند. کودکان می خواهند به گونه ای رشد کنند که نه تنها همگام با فناوری های در حال توسعه سریع باشد، بلکه مستقیماً در این فرآیند شرکت کنند.
بسیاری از آنها به این موضوع علاقه دارند: «رباتیک چیست؟ از کجا می توانید این را یاد بگیرید؟».
آموزش و روبات
این رشته دانشگاهی شامل مواردی استموضوعاتی مانند طراحی، برنامه نویسی، الگوریتم، ریاضیات، فیزیک و سایر رشته های مرتبط با مهندسی. المپیاد جهانی رباتیک (World Robotics Olympiad - WRO) هر ساله برگزار می شود. در زمینه آموزشی، این یک رقابت بزرگ برای درک بهتر رباتیک برای کسانی است که برای اولین بار با یک موضوع مشابه روبرو می شوند. این فرصتی را برای شرکت کنندگان از بیش از 50 کشور فراهم می کند. حدود 20 هزار تیم به مسابقات می آیند که شامل کودکان 7 تا 18 سال می شود.
هدف اصلی WRO: توسعه و رواج خلاقیت علمی و فناوری (خلاقیت علمی و فنی) و روباتیک در بین جوانان و کودکان. چنین المپیادهایی ابزار آموزشی مدرن قرن بیست و یکم هستند.
ویژگی های جدید
برای اینکه کودکان بهتر بفهمند رباتیک چیست، مسابقه از مهارت های نظری و عملی به دست آمده در کلاس به عنوان بخشی از کار باشگاهی و برنامه درسی مدرسه برای مطالعه علوم طبیعی و علوم دقیق استفاده می کند. اشتیاق به رشته رباتیک به تدریج به تمایل به یادگیری عمیق تر در مورد علومی مانند ریاضیات، فیزیک، علوم کامپیوتر و فناوری تبدیل می شود.
WRO یک فرصت منحصر به فرد برای شرکت کنندگان و ناظرانش است تا نه تنها درباره رباتیک بیشتر بدانند، بلکه مهارت های خلاقیت و تفکر انتقادی را که در قرن بیست و یکم بسیار ضروری است، توسعه دهند.
آموزش
علاقه به رشته آموزشی رباتیک هر روز در حال افزایش است.پایه مادی به طور مداوم در حال بهبود و توسعه است، بسیاری از ایده هایی که تا همین اواخر یک رویا باقی مانده بودند، امروزه به واقعیت تبدیل شده اند. مطالعه موضوع «مبانی رباتیک» برای تعداد زیادی از کودکان امکان پذیر شده است. در درس ها، بچه ها یاد می گیرند که با منابع محدود مسائل را حل کنند، اطلاعات را پردازش و جذب کنند و از آن به روش درست استفاده کنند.
کودکان به راحتی یاد می گیرند. نسل جوان مدرن که با وسایل مختلف بزرگ شده اند، معمولاً در تسلط بر رشته "مبانی رباتیک"، مشروط به میل و اشتیاق به دانش جدید، مشکلی ندارند.
باید بیان کرد که حتی بزرگسالان هم بازآموزی دشوارتر از آموزش ذهن کودکان پاک اما تشنه است. یک روند مثبت توجه بسیار زیاد دولت روسیه به محبوبیت رباتیک در بین جوانان است. و این قابل درک است، زیرا وظیفه نوسازی آموزش مهندسی و جذب نیروهای متخصص جوان موضوع رقابتی دولت در عرصه بین المللی است.
اهمیت موضوع
امروز موضوع اصلی وزارت آموزش و پرورش، ورود رباتیک آموزشی به دایره رشته های مدارس است. به عنوان یک منطقه مهم توسعه در نظر گرفته می شود. در درس های فناوری، کودکان باید ایده ای از حوزه مدرن توسعه فناوری و طراحی داشته باشند، که به آنها فرصت اختراع و ساختن خود را می دهد. لازم نیست همه دانشجویان مهندس شوند، اما همه باید این فرصت را داشته باشند.
به طور کلی، درس های رباتیک فوق العاده هستندبرای کودکان جالب هستند درک این موضوع برای همه مهم است - هم معلمان و هم والدین. چنین کلاس هایی فرصتی را فراهم می کند تا سایر رشته ها را از منظری متفاوت ببینیم و معنای مطالعه آنها را درک کنیم. اما این معنا، درک اینکه چرا این ضروری است، است که ذهن بچه ها را به حرکت در می آورد. غیبت او تمام تلاش معلمان و والدین را باطل می کند.
یک عامل مهم این است که آموزش رباتیک برای کودکان استرس زا و کاملاً جذب کننده نیست. این نه تنها رشد شخصیت دانش آموز است، بلکه فرصتی برای دور شدن از خیابان، محیط نامساعد، سرگرمی های بیهوده و پیامدهای آن است.
منشا
نام رباتیک از رباتیک انگلیسی مربوطه گرفته شده است. این یک علم کاربردی است که با توسعه سیستم های خودکار فنی سر و کار دارد. در تولید، یکی از پایه های فنی اصلی تشدید است.
همه قوانین روباتیک، مانند خود علم، ارتباط نزدیکی با الکترونیک، مکانیک، تله مکانیک، مکاترونیک، علوم کامپیوتر، مهندسی رادیو، مهندسی برق دارند. رباتیک خود به صنعتی، ساختمانی، پزشکی، فضایی، نظامی، زیر آب، هوانوردی و خانگی تقسیم می شود.
مفهوم "رباتیک" اولین بار توسط نویسنده علمی تخیلی ایزاک آسیموف در داستان های او استفاده شد. در سال 1941 بود (داستان "دروغگو").
همین کلمه "ربات" در سال 1920 توسط نویسندگان چک کارل کاپک و برادرش جوزف ابداع شد. در نمایشنامه علمی تخیلی "روبات های جهانی راسوم" که در سال 1921 روی صحنه رفت و از موفقیت تماشاگران زیادی برخوردار شد، گنجانده شد. امروز می توانید ببینید که چگونهخط مشخص شده در نمایشنامه به طور گسترده در پرتو فیلمبرداری علمی تخیلی توسعه یافته است. ماهیت طرح: صاحب کارخانه در حال توسعه و تنظیم تولید تعداد زیادی اندروید است که می توانند بدون استراحت کار کنند. اما این روبات‌ها در نهایت علیه سازندگان خود شورش می‌کنند.
نمونه های تاریخی
جالب است که آغاز رباتیک در دوران باستان ظاهر شد. این را بقایای مجسمه های متحرکی که در قرن 1 قبل از میلاد ساخته شده اند نشان می دهد. هومر در ایلیاد در مورد کنیزانی نوشت که از طلا ساخته شده بودند و قادر به صحبت و تفکر بودند. امروزه به ذهنی که ربات ها از آن برخوردارند، هوش مصنوعی می گویند. علاوه بر این، مهندس مکانیک یونان باستان Archytas of Tarentum با طراحی و ساخت کبوتر پرنده مکانیکی اعتبار دارد. قدمت این رویداد به حدود 400 سال قبل از میلاد برمی گردد
نمونه های زیادی از این دست وجود دارد. آنها به خوبی در کتاب ماکاروف I. M. و Topcheeva Yu. I. "رباتیک: تاریخ و دیدگاه ها". این به روشی رایج در مورد خاستگاه روبات‌های مدرن می‌گوید، و همچنین رباتیک آینده و توسعه مربوط به تمدن بشری را ترسیم می‌کند.
انواع ربات
در مرحله کنونی، مهم‌ترین کلاس‌های ربات‌های عمومی، متحرک و دستکاری هستند.
Mobile یک دستگاه اتوماتیک با شاسی متحرک و درایوهای کنترل شده است. این روبات ها می توانند راه رفتن، چرخ دار، کاترپیلار، خزنده، شناور، پرواز باشند.
دستکاری خودکار ثابت یا متحرک استماشینی متشکل از یک دستکاری کننده با چندین درجه آزادی و کنترل نرم افزاری که عملکردهای موتور و کنترل را در تولید انجام می دهد. چنین ربات هایی به شکل کف، پورتال یا معلق در دسترس هستند. آنها بیشترین کاربرد را در صنایع ابزارسازی و ماشین سازی دارند.
روش های حرکت
ربات های چرخدار و ردیاب به طور گسترده استفاده می شود. حرکت یک ربات راه رفتن یک کار دشوار دینامیک است. چنین ربات‌هایی هنوز نمی‌توانند حرکتی پایدار ذاتی در شخص داشته باشند.
در مورد روبات های پرنده، می توان گفت که اکثر هواپیماهای مدرن فقط آنها هستند، اما توسط خلبانان کنترل می شوند. در عین حال، خلبان خودکار می تواند پرواز را در تمام مراحل کنترل کند. ربات های پرنده شامل پهپادها (پهپادها) و زیر کلاس آنها - موشک های کروز است. چنین وسایلی سبک وزن هستند و ماموریت های خطرناکی را تا شلیک به دستور اپراتور انجام می دهند. علاوه بر این، وسایل نقلیه طراحی با قابلیت شلیک مستقل وجود دارد.
روبات‌های پرنده‌ای وجود دارند که از روش‌های حرکتی استفاده می‌کنند که پنگوئن‌ها، عروس‌های دریایی و پرتوها استفاده می‌کنند. این روش حرکت را می توان در ربات های پنگوئن، ایر ری، ایر ژلی مشاهده کرد. آنها توسط شرکت فستو تولید می شوند. اما روبات‌های RoboBee از روش‌های پرواز حشرات استفاده می‌کنند.
در میان روبات های خزنده، تعدادی پیشرفت در حرکت مشابه کرم ها، مارها و راب ها وجود دارد. در این حالت، ربات از نیروهای اصطکاک بر روی سطح ناهموار یا انحنای سطح استفاده می کند. حرکت مشابهبرای فضاهای باریک مفید است چنین روبات هایی برای جستجوی افراد زیر آوار ساختمان های ویران شده مورد نیاز هستند. روبات‌های مار مانند می‌توانند در آب حرکت کنند (مانند ACM-R5 ساخت ژاپن).
ربات هایی که روی سطح عمودی حرکت می کنند از روش های زیر استفاده می کنند:
- مثل مردی که با طاقچه از دیوار بالا می رود (ربات کاپوچین استانفورد)؛
- مانند گکوهای مجهز به فنجان مکش خلاء (Wallbot" و Stickybot).
در میان روبات‌های شناور، پیشرفت‌های زیادی وجود دارد که بر اساس اصل تقلید از ماهی حرکت می‌کنند. راندمان چنین حرکتی 80 درصد بیشتر از راندمان حرکت با پروانه است. چنین طرح هایی سطح سر و صدای کم و قدرت مانور بالایی دارند. به همین دلیل است که آنها بسیار مورد توجه محققان فضای زیر آب هستند. این ربات ها شامل دانشگاه اسکس رباتیک فیش و ماهی تن است که توسط موسسه رباتیک صحرایی توسعه یافته است. آنها بر اساس حرکت مشخصه ماهی تن مدل شده اند. در میان روبات‌هایی که حرکت یک نیش را تقلید می‌کنند، توسعه Festo شناخته شده است: Aqua Ray. و روباتی که مانند چتر دریایی حرکت می کند، Aqua Jelly از همان توسعه دهنده است.
کار دایره ای
بیشتر باشگاه های رباتیک برای مدارس ابتدایی و متوسطه طراحی شده اند. اما کودکان در سنین پیش دبستانی از توجه محروم نیستند. نقش اصلی در اینجا با توسعه خلاقیت بازی می شود. کودکان پیش دبستانی باید بیاموزند که آزادانه فکر کنند و ایده های خود را به خلاقیت تبدیل کنند. به همین دلیل است که کلاس های رباتیک در محافل برای کودکان زیر 6 سال با هدف استفاده فعال از مکعب ها و ساده است.سازنده ها.
برنامه درسی
قطعاً پیچیده تر می شود. این فرصتی را فراهم می کند تا با کلاس های مختلف روبات ها آشنا شوید، خود را در عمل امتحان کنید، در علم کاوش کنید. رشته های جدید پتانسیل کودک را برای کسب مهارت ها و دانش حرفه ای در زمینه انتخابی مهندسی نشان می دهد.
رباتیک
توسعه مدرن رباتیک در مرحله ای قرار دارد که به نظر می رسد یک پیشرفت قدرتمند در رباتیک در شرف وقوع است. این در مورد تماس ویدیویی و ابزارهای تلفن همراه نیز یکسان است. تا همین اواخر، همه اینها برای مصرف انبوه غیرقابل دسترس به نظر می رسید. و امروزه این امری عادی است که دیگر شگفت زده نمی شود. اما هر نمایشگاه رباتیک پروژه‌های خارق‌العاده‌ای را به ما نشان می‌دهد که روح یک فرد را صرفاً از فکر معرفی آنها به جامعه می‌گیرد.
در سیستم آموزشی، نصب پیچیده ربات‌ها است که اجرای برنامه‌ای را با استفاده از فعالیت‌های پروژه ممکن می‌سازد، که از جمله محبوب‌ترین آنهاست:
- کیت کنترل مکاترونیک.
- LEGO Mindstorms.
- Festo Didactic.
- Fischertechnik.
مدیریت
بر اساس نوع مدیریت سیستم عبارتند از:
- بیوتکنیک (فرمان، کپی، نیمه اتوماتیک)؛
- اتوماتیک (نرم افزار، تطبیقی، هوشمند)؛
- تعاملی (اتوماتیک، نظارتی، تعاملی).
وظایف اصلی کنترل ربات عبارتند از:
- برنامه ریزی حرکات و موقعیت ها؛
- برنامه ریزی نیروها و لحظات؛
- شناسایی داده های دینامیکی و سینماتیکی؛
- تجزیه و تحلیل دقت پویا.
توسعه روش های کنترلی در زمینه رباتیک از اهمیت بالایی برخوردار است. این برای سایبرنتیک فنی و نظریه کنترل خودکار مهم است.
