Dnes sú hodiny robotiky veľmi populárne. Pre školákov takéto lekcie pomáhajú formovať a rozvíjať kritické myslenie, učia sa tvorivo pristupovať k procesu riešenia problémov rôznej úrovne zložitosti a tiež získavajú zručnosti tímovej práce.
Nová generácia
Moderné vzdelávanie prechádza do nového kola svojho rozvoja. Mnoho pedagógov a rodičov hľadá príležitosť, ako zaujať deti vedou, vštepiť im lásku k učeniu a nabiť ich túžbou tvoriť a myslieť mimo rámca. Tradičné formy prezentácie materiálu už dávno stratili svoj význam. Nová generácia nie je ako jej predkovia. Chcú sa učiť živým, zaujímavým a interaktívnym spôsobom. Táto generácia sa ľahko orientuje v moderných technológiách. Deti sa chcú rozvíjať tak, aby nielen držali krok s rýchlo sa rozvíjajúcimi technológiami, ale aby sa na tomto procese aj priamo podieľali.
Mnohých z nich zaujíma: „Čo je robotika? Kde sa to môžeš naučiť?“.
Vzdelávanie a roboty
Táto akademická disciplína zahŕňa aj takétopredmety ako dizajn, programovanie, algoritmus, matematika, fyzika a ďalšie disciplíny súvisiace s inžinierstvom. Svetová robotická olympiáda (World Robotics Olympiad - WRO) sa koná každoročne. Vo vzdelávacej oblasti ide o masívnu súťaž o lepšie pochopenie toho, čo je robotika pre tých, ktorí sa prvýkrát stretnú s podobným predmetom. Dáva možnosť vyskúšať si svoje schopnosti u účastníkov z viac ako 50 krajín. Na súťaž prichádza asi 20 tisíc tímov, medzi ktorými sú deti od 7 do 18 rokov.
Hlavný cieľ WRO: rozvoj a popularizácia vedecko-technickej tvorivosti (vedeckej a technickej tvorivosti) a robotiky medzi mládežou a deťmi. Takéto olympiády sú moderným vzdelávacím nástrojom 21. storočia.
Nové funkcie
Aby deti lepšie pochopili, čo je robotika, súťaž využíva teoretické a praktické zručnosti získané v triede v rámci krúžkovej práce a školských osnov pre štúdium prírodných vied a exaktných vied. Vášeň pre robotickú disciplínu sa postupne rozvíja v túžbu dozvedieť sa hlbšie o takých vedách, ako je matematika, fyzika, informatika a technika.
WRO je jedinečnou príležitosťou pre svojich účastníkov a pozorovateľov nielen dozvedieť sa viac o tom, čo je robotika, ale aj rozvíjať zručnosti kreativity a kritického myslenia, ktoré sú v 21. storočí také potrebné.
Školenie
Záujem o vzdelávaciu disciplínu robotika každým dňom rastie. Materiálová základňa sa neustále zdokonaľuje a rozvíja, mnohé nápady, ktoré donedávna zostávali len snom, sú dnes realitou. Štúdium predmetu „Základy robotiky“sa stalo možným pre veľký počet detí. Na hodinách sa deti učia riešiť problémy s obmedzenými zdrojmi, spracovávať a asimilovať informácie a používať ich správnym spôsobom.
Deti sa učia ľahko. Moderná mladšia generácia, odchovaná na rôznych vychytávkach, spravidla nemá problém zvládnuť disciplínu „Základy robotiky“, podlieha túžbe a túžbe po nových vedomostiach.
Treba konštatovať, že aj dospelých je ťažšie preškoliť ako naučiť čisté, no smädné detské mysle. Pozitívnym trendom je enormná pozornosť, ktorú ruská vláda venuje popularizácii robotiky medzi mládežou. A je to pochopiteľné, keďže úloha modernizovať inžinierske vzdelávanie a prilákať mladých odborníkov je vecou konkurencieschopnosti štátu na medzinárodnej scéne.
Dôležitosť predmetu
Aktuálnou témou ministerstva školstva je dnes zavádzanie edukačnej robotiky do okruhu školských odborov. Považuje sa za dôležitú oblasť rozvoja. Na hodinách techniky by deti mali získať predstavu o modernej sfére vývoja technológií a dizajnu, ktoré im dávajú príležitosť vymýšľať a stavať sa. Nie je nutné, aby sa všetci študenti stali inžiniermi, ale každý by mal mať príležitosť.
Vo všeobecnosti sú hodiny robotiky mimoriadnesú pre deti zaujímavé. Je dôležité, aby to pochopili všetci – učitelia aj rodičia. Takéto hodiny poskytujú príležitosť vidieť iné disciplíny v inom svetle, pochopiť zmysel ich štúdia. Ale je to zmysel, pochopenie toho, prečo je to potrebné, čo riadi mysle chlapcov. Jeho neprítomnosť ruší všetko úsilie učiteľov a rodičov.
Dôležitým faktorom je, že vyučovanie robotiky nie je pre deti stresujúce a úplne pohlcujúce. Nejde len o rozvoj osobnosti študenta, ale aj o možnosť dostať sa preč z ulice, nepriaznivého prostredia, nečinných zábav a dôsledkov, ktoré z toho vyplývajú.
Pôvod
Samotný názov robotika pochádza zo zodpovedajúcej anglickej robotiky. Ide o aplikovanú vedu, ktorá sa zaoberá vývojom technických automatizovaných systémov. Vo výrobe je to jeden z hlavných technických základov intenzifikácie.
Všetky zákony robotiky, rovnako ako samotná veda, úzko súvisia s elektronikou, mechanikou, telemechanikou, mechatronikou, počítačovou vedou, rádiotechnikou a elektrotechnikou. Samotná robotika sa delí na priemyselnú, stavebnú, medicínsku, vesmírnu, vojenskú, podvodnú, leteckú a domácnosť.
Pojem „robotika“prvýkrát použil vo svojich príbehoch spisovateľ sci-fi Isaac Asimov. Bolo to v roku 1941 (príbeh „Klamár“).
Samotné slovo „robot“vymysleli v roku 1920 českí spisovatelia Karel Čapek a jeho brat Josef. Bola zaradená do sci-fi hry „Rossum's Universal Robots“, ktorá bola uvedená v roku 1921 a tešila sa veľkému diváckemu úspechu. Dnes môžete vidieť akolínia naznačená v hre bola široko rozvinutá vo svetle sci-fi kinematografie. Podstata pozemku: majiteľ závodu vyvíja a upravuje výrobu veľkého množstva androidov, ktorí dokážu pracovať bez oddychu. Ale títo roboti sa nakoniec vzbúria proti svojim tvorcom.
Historické príklady
Je zaujímavé, že začiatky robotiky sa objavili už v staroveku. Svedčia o tom zvyšky pohyblivých sôch, ktoré boli vyrobené v 1. storočí pred Kristom. Homér písal v Iliade o slúžkach vyrobených zo zlata, schopných hovoriť a myslieť. Myseľ, ktorou sú roboti obdarení, sa dnes nazýva umelá inteligencia. Okrem toho sa starogrécky strojný inžinier Archytas z Tarentu zaslúžil o navrhnutie a zostrojenie mechanického lietajúceho holuba. Táto udalosť sa datuje okolo roku 400 pred Kristom
Takýchto príkladov je veľa. Sú dobre opísané v knihe Makarova I. M. a Topcheeva Yu. I. „Robotika: história a perspektívy“. Populárnym spôsobom rozpráva o pôvode moderných robotov a načrtáva aj robotiku budúcnosti a zodpovedajúci vývoj ľudskej civilizácie.
Typy robotov
V súčasnej fáze sú najdôležitejšie triedy univerzálnych robotov mobilné a manipulatívne.
Mobile je automatický stroj s pohyblivým podvozkom a riadenými pohonmi. Tieto roboty môžu kráčať, jazdiť na kolesách, húsenicou, plaziť sa, vznášať sa, lietať.
Manipulácia je automatická stacionárna alebo mobilnástroj pozostávajúci z manipulátora s niekoľkými stupňami voľnosti a softvérového riadenia, ktorý vo výrobe vykonáva motorické a riadiace funkcie. Takéto roboty sú dostupné v podlahovej, portálovej alebo závesnej forme. Najčastejšie sa používajú vo výrobe nástrojov a strojárskom priemysle.
Metódy pohybu
Kolesové a pásové roboty sú široko používané. Pohyb kráčajúceho robota je náročná úloha dynamiky. Takéto roboty ešte nemôžu mať stabilný pohyb, ktorý je človeku vlastný.
Pokiaľ ide o lietajúce roboty, môžeme povedať, že väčšina moderných lietadiel sú práve oni, ale riadia ich piloti. Autopilot zároveň dokáže riadiť let vo všetkých fázach. Medzi lietajúce roboty patria drony (UAV) a ich podtrieda – riadené strely. Takéto zariadenia sú ľahké a vykonávajú nebezpečné úlohy, až po streľbu na príkaz operátora. Okrem toho existujú dizajnové vozidlá schopné samostatnej streľby.
Existujú lietajúce roboty, ktoré využívajú metódy pohybu ako tučniaky, medúzy a raje. Tento spôsob pohybu možno vidieť u robotov Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Vyrába ich Festo. Roboty RoboBee však používajú metódy letu hmyzu.
Medzi lezúcimi robotmi existuje množstvo pohybov podobných červom, hadom a slimákom. V tomto prípade robot využíva trecie sily na drsnom povrchu alebo zakrivení povrchu. Podobný pohybužitočné pre úzke priestory. Takéto roboty sú potrebné na vyhľadávanie ľudí pod troskami zničených budov. Roboty podobné hadom sa dokážu pohybovať vo vode (ako napríklad ACM-R5 vyrobený v Japonsku).
Roboty pohybujúce sa na zvislom povrchu používajú nasledujúce prístupy:
- ako muž, ktorý lezie na stenu s rímsami (stanfordský robot kapucín);
- ako gekóny vybavené vákuovými prísavkami (Wallbot" a Stickybot).
Medzi plávajúcimi robotmi existuje mnoho vývojov, ktoré sa pohybujú na princípe napodobňovania rýb. Účinnosť takéhoto pohybu je o 80% vyššia ako účinnosť pohybu s vrtuľou. Takéto konštrukcie majú nízku hladinu hluku a vysokú manévrovateľnosť. To je dôvod, prečo sú veľmi zaujímavé pre výskumníkov podmorského priestoru. Tieto roboty zahŕňajú robotické ryby a tuniaky University of Essex, ktoré vyvinul Field Robotics Institute. Sú modelované podľa pohybu charakteristického pre tuniaka. Medzi robotmi, ktoré napodobňujú pohyb rejnoka, je známy vývoj Festo: Aqua Ray. A robot, ktorý sa pohybuje ako medúza, je Aqua Jelly od rovnakého vývojára.
Kruhová práca
Väčšina robotických klubov je zameraná na základné a stredné školy. Ale deti v predškolskom veku nie sú zbavené pozornosti. Hlavnú úlohu tu zohráva rozvoj kreativity. Predškoláci sa musia naučiť slobodne myslieť a pretaviť svoje nápady do kreativity. Preto sú hodiny robotiky v krúžkoch pre deti do 6 rokov zamerané na aktívne používanie kociek a jednoduchékonštruktéri.
Školské osnovy sú určite čoraz komplikovanejšie. Poskytuje príležitosť zoznámiť sa s rôznymi triedami robotov, vyskúšať si v praxi, ponoriť sa do vedy. Nové disciplíny odhaľujú potenciál dieťaťa získať odborné zručnosti a znalosti vo vybranom odbore inžinierstva.
Robotics
Moderný vývoj robotiky je v takom štádiu, že sa zdá, že v robotike dôjde k veľkému prelomu. Rovnako je to s videohovormi a mobilnými gadgetmi. To všetko sa zdalo ešte nedávno masovej spotrebe nedostupné. A dnes je to bežná vec, ktorá prestala udivovať. Ale každá výstava robotiky nám ukazuje fantastické projekty, ktoré zachytávajú ducha človeka už len pomyslením na jeho uvedenie do spoločnosti.
V systéme vzdelávania sú to komplexné inštalácie robotov, ktoré umožňujú realizovať program pomocou projektových aktivít, medzi ktoré patria:
- Sada riadenia mechatroniky.
- LEGO Mindstorms.
- Festo Didactic.
- Fischertechnik.
Management
Podľa typu správy systému sú:
- biotechnické (príkazové, kopírovacie, poloautomatické);
- automatické (softvérové, adaptívne, inteligentné);
- interactive (automatizované, supervízne, interaktívne).
Hlavné úlohy ovládania robota zahŕňajú:
- plánovanie pohybov a pozícií;
- plánovanie síl a momentov;
- identifikácia dynamických a kinematických údajov;
- dynamická analýza presnosti.
Vývoj metód riadenia má v oblasti robotiky veľký význam. To je dôležité pre technickú kybernetiku a teóriu automatického riadenia.
