Як обрати гурток з робототехніки

Новини

Не секрет, що діти люблять конструювати з усього, що попаде під руку, створюючи чудернацькі конструкції і механізми. Як результат, більшість батьків хочуть надати цьому хобі практичного напрямку для розвитку важливих навичок у дітей і звичайно, шукають для своєї дитини гурток робототехніки.

Так чому мають навчитись діти на гуртках робототехніки?
Для відповіді на це запитання давайте спочатку розберемося, що таке робот і робототехніка.Одне з визначень говорить, що робот – це програмований електромеханічний пристрій, здатний виконувати завдання і взаємодіяти із зовнішнім середовищем за допомогою сенсорів і без допомоги з боку людини. Базовими компонентами робота: фізичне тіло(рама, каркас), ходова система – рушій (якщо робот мобільний), маніпулятор, сенсорна система(різноманітні датчики), система керування(ЦП – центральний процесор, плата).

Виходячи з визначення напрошується думка, що діти мають створювати повноцінних роботів з усіма базовими компонентами. Що необхідно для створення робота – пояснює робототехніка.
Якщо сказати просто, то: робототехніка – це комплексна наука, яка вивчає весь процес створення робота: від ідеї до реалізації, яка обов`язково має включати в себе: постановка задачі, яку має виконати робот, генерування ідеї, моделювання, конструювання, програмування, тестування та вдосконалення робота.

Звідси випливає, що кожне заняття обов`язково повинно включати в себе:

1) Ідею та мотивацію створення конкретного робота, технічне завдання;
2) Моделювання робота(на перших кроках відбувається детальний огляд майбутньої моделі, а з часом діти самостійно робитимуть ескізи і створюватимуть моделі в 3D-дизайнерах);
3) Конструювання робота(з готових конструкторів, збирання з підручних матеріалів, 3D-принтинг), знайомство з основами побудови різноманітних конструкцій, збирання простих і складних механізмів та механічних передач;
4) Знайомство з мікроелектронікою(вивчення принципів роботи електронних компонентів робота: мотори, сенсори, плати тощо);
5) Складання алгоритму роботи та програмування робота згідно ідеї технічного завдання;
6) Тестування робота(вдосконалення конструкції і програми, якщо в цьому є необхідність).

Саме за такої структури відбудеться повноцінне навчання дітей робототехніці. Це дуже важливо для того, щоб діти усвідомлювали, що робот – це не просто плата з підключеними датчиками і моторами без каркасу, які невпорядковано лежать на столі, а складна електромеханічна система в яку логічно інтегровані ці компоненти і виконують свою роль у роботі робота. Але на практиці, багато навчальних центрів дуже часто видають програмування мікроконтролерів, основи електроніки та автоматики за робототехніку. Звісно, перелічені речі це невід`ємна частина робототехніки, але далеко не вся робототехніка.

Будь-який гурток передбачає певну регулярність і тривалість занять. Але яким чином, протягом одного заняття, виконати всі етапи створення робота, щоб урок вийшов логічно завершеним?

Для того, щоб протягом одного заняття встигнути сконструювати робота, вивчити його електромеханічні особливості, запрограмувати та провести тестування робота, можна скористатися готовими рішеннями – навчальними наборами з робототехніки. На сьогоднішній день найпопулярнішими є: Robotis, Makeblock, Cubelets, Vex, Tetrix, Matrix, Moss Robotics, LEGO Mindstorms, а також рішення на базі плат Genuino(Arduino), Raspberry PI, Intel Galileo\Edison та інші. В залежності від розміру, різноманітності і кількості деталей кожен набір має свою кількість варіацій конструювання моделей.

Чим більші за розміром деталі і менша кількість і різноманітність, тим менше варіантів конструкції має набір.

Важливим показником якості гуртка є кількість і різноманітність моделей, які збирають діти протягом навчального курсу. Дуже часто зустрічаються гуртки, на яких діти протягом семестру або, й навіть, навчального року працюють з однією моделлю або всього декількома моделями роботів. Одразу постає запитання: а де ж етап моделювання та конструювання робота? Дещо кращим варіантом є гуртки з використання наборів, які мають 10-12 готових інструкцій. А що далі? Навчальний рік має 34-36 занять і виходить, що діти мають 2\3 навчального року створювати творчі моделі, що не завжди раціонально, адже далеко не всі діти мають навички творчого конструювання.

Інколи, до готових розроблених уроків вчителі додають інструкції роботів, завантажені з Інтернету (наприклад LEGO Mindstorms), але в такому випадку у батьків має виникати сумнів, чи готові вони платити за загальнодоступні моделі, чи можливо варто віддати перевагу гурткам, які мають унікальні власні розробки моделей роботів, які не повторюються кожного уроку?

Щодо використання 3D-принтерів – це безперечно цікаво, адже діти мають можливість розвивати навички 3D-моделювання, але протягом одного уроку не можливо надрукувати робота всім учням, адже швидкість друку невелика. Якщо діти розробляють одного робота і працюють з ним протягом тривалого часу, то втрачається розвиток навичок конструювання. Тому 3D-моделювання виступає дуже важливим доповнення до робототехніки, але не може повністю її замінити. Також слід врахувати таку особливість, як токсичність. Як би не запевняли розробники 3D-принтерів про екологічність роботи своїх пристроїв, але думка про розплавлений пластик змушує задуматися над тим, чим дихають діти, коли принтер працює. Хоча все вирішується якісною і потужною витяжною системою повітря з робочої зони принтера, якщо така присутня.

Отже, вибір гуртка робототехніки для своєї дитини – дуже важлива і відповідальна справа. Тому варто до неї віднестися з серйозністю, адже правильно структуроване навчання робототехніці розвине у вашій дитині справжнього робототехніка!

Далі буде:)

Автор: Анатолій Василюк.

Копіювання та використання матеріалів без особистої згоди автора – заборонено!

Comments are closed.