Өнөөдөр робот техникийн хичээл маш их алдартай болж байна. Сургуулийн хүүхдүүдийн хувьд ийм хичээлүүд нь шүүмжлэлтэй сэтгэлгээг төлөвшүүлэх, хөгжүүлэх, янз бүрийн түвшний бэрхшээлийг шийдвэрлэх үйл явцад бүтээлчээр хандах, багаар ажиллах чадварыг эзэмшүүлэхэд тусалдаг.
Шинэ үе
Орчин үеийн боловсрол хөгжлийнхөө шинэ шатанд шилжиж байна. Олон сурган хүмүүжүүлэгчид, эцэг эхчүүд хүүхдүүдийг шинжлэх ухаанд сонирхолтой болгох, сурах дур хүслийг төрүүлэх, хайрцгаас гадуур хийж бүтээх, сэтгэн бодох хүслээр цэнэглэх боломжийг хайж байна. Материалыг танилцуулах уламжлалт хэлбэрүүд нь хамааралгүй байсаар ирсэн. Шинэ үеийнхэн өвөг дээдсийнхээ адил биш. Тэд амьд, сонирхолтой, интерактив хэлбэрээр суралцахыг хүсдэг. Энэ үеийнхэн орчин үеийн технологид амархан чиглэгддэг. Хүүхдүүд хурдацтай хөгжиж буй технологитой хөл нийлүүлэн алхахаас гадна энэ үйл явцад шууд оролцох замаар хөгжихийг хүсдэг.
Тэдний олонх нь: “Робот техник гэж юу вэ? Та үүнийг хаанаас сурах вэ?.
Боловсрол ба роботууд
Энэхүү эрдэм шинжилгээний хичээлд ийм төрлийндизайн, програмчлал, алгоритм, математик, физик болон инженерчлэлтэй холбоотой бусад салбарууд. Дэлхийн роботын олимпиад (World Robotics Olympiad - WRO) жил бүр зохион байгуулагддаг. Боловсролын салбарт энэ нь ижил төстэй сэдэвтэй анх тулгарсан хүмүүст робот техник гэж юу болохыг илүү сайн ойлгохын тулд өргөн хүрээний тэмцээн юм. Энэ нь 50 гаруй орны оролцогчдод хүчээ сорих боломжийг олгож байгаа юм. Тэмцээнд 7-18 насны хүүхдүүд оролцдог 20 мянга орчим баг ирж байна.
WRO-ийн гол зорилго: залуучууд, хүүхдүүдийн дунд шинжлэх ухаан, технологийн бүтээлч байдал (шинжлэх ухаан, техникийн бүтээлч байдал), робот техникийг хөгжүүлэх, сурталчлах. Ийм олимпиадууд нь 21-р зууны орчин үеийн боловсролын хэрэгсэл юм.
Шинэ онцлогууд
Хүүхдүүдэд робот техник гэж юу байдгийг илүү сайн ойлгуулах үүднээс дугуйлангийн ажил болон сургуулийн байгалийн ухаан, нарийн шинжлэх ухааны хичээлийн хөтөлбөрийн хүрээнд ангид олж авсан онол практикийн ур чадварыг энэхүү уралдаанд ашигладаг. Роботын чиглэлээр суралцах хүсэл нь аажмаар математик, физик, компьютерийн шинжлэх ухаан, технологи зэрэг шинжлэх ухааны талаар илүү гүнзгий суралцах хүсэл болж хувирдаг.
WRO нь оролцогчид болон ажиглагчдад робот техник гэж юу болох талаар илүү ихийг мэдэхээс гадна 21-р зуунд зайлшгүй шаардлагатай бүтээлч сэтгэлгээ, шүүмжлэлтэй сэтгэх чадварыг хөгжүүлэх онцгой боломж юм.
Сургалт
Робот техникийн боловсролын салбарын сонирхол өдөр бүр нэмэгдэж байна. Материаллаг бааз нь байнга сайжирч, хөгжиж байгаа бөгөөд саяхныг хүртэл мөрөөдөл хэвээр байсан олон санаа өнөөдөр бодит байдал болж байна. "Робот техникийн үндэс" сэдвийг судлах нь олон тооны хүүхдүүдэд боломжтой болсон. Хичээл дээр хүүхдүүд хязгаарлагдмал нөөцөөр асуудлыг шийдэж, мэдээллийг боловсруулж, өөртөө шингээж, зөв ашиглаж сурдаг.
Хүүхдүүд амархан сурдаг. Төрөл бүрийн багаж хэрэгслээр хүмүүжсэн орчин үеийн залуу үеийнхэн шинэ мэдлэг, хүсэл эрмэлзэл, хүсэл тэмүүллийн дагуу "Робот техникийн үндэс" хичээлийг эзэмшихэд ямар ч бэрхшээл гардаггүй.
Цэвэр мөртлөө цангасан хүүхдийн сэтгэхүйг сургахаас илүү насанд хүрэгчид хүртэл дахин сургах нь хэцүү гэдгийг хэлэх ёстой. Оросын засгийн газар залуучуудын дунд робот техникийг сурталчлахад асар их анхаарал хандуулж байгаа нь эерэг хандлага юм. Инженерийн боловсролыг шинэчлэх, залуу мэргэжилтнүүдийг татан оролцуулах нь улсын олон улсын тавцанд өрсөлдөх чадварын асуудал учраас энэ нь ойлгомжтой.
Сэдвийн ач холбогдол
Өнөөдөр Боловсролын яамны тулгамдсан асуудал бол боловсролын робот техникийг сургуулийн хичээлийн хүрээнд нэвтрүүлэх явдал юм. Энэ нь хөгжлийн чухал талбар гэж тооцогддог. Технологийн хичээл дээр хүүхдүүд өөрсдийгөө зохион бүтээх, бүтээх боломжийг олгодог технологи, дизайны орчин үеийн хөгжлийн талаар ойлголттой байх ёстой. Бүх оюутнууд инженер болох албагүй ч хүн бүрт боломж байх ёстой.
Ерөнхийдөө робот техникийн хичээл маш их байдагхүүхдүүдэд сонирхолтой байдаг. Үүнийг хүн бүр ойлгох нь чухал юм - багш, эцэг эх хоёулаа. Ийм хичээлүүд нь бусад хичээлүүдийг өөр өнцгөөс харах, тэдний судалгааны утга учрыг ойлгох боломжийг олгодог. Гэхдээ энэ нь яагаад хэрэгтэй вэ гэсэн утга учир, ойлголт нь залуусын сэтгэлийг хөдөлгөдөг. Түүний эзгүй байдал нь багш, эцэг эхийн бүх хичээл зүтгэлийг үгүй болгодог.
Робот техникийг заах нь хүүхдэд стрессгүй, бүрэн шингээх нь чухал хүчин зүйл юм. Энэ нь оюутны хувийн шинж чанарыг хөгжүүлэх төдийгүй гудамж талбай, тааламжгүй орчин, хоосон зугаа цэнгэл, үр дагавраас холдох боломж юм.
Гарал үүсэл
Робот техникийн нэр нь англи хэлний роботоос гаралтай. Энэ бол техникийн автоматжуулсан системийг хөгжүүлэх чиглэлээр ажилладаг хэрэглээний шинжлэх ухаан юм. Үйлдвэрлэлд энэ нь эрчимжүүлэх техникийн үндсэн суурьуудын нэг юм.
Робот техникийн бүх хуулиуд нь шинжлэх ухаантай адил электроник, механик, телемеханик, мехатроник, компьютерийн шинжлэх ухаан, радио инженерчлэл, цахилгааны инженерчлэлтэй нягт холбоотой. Робот техник нь өөрөө аж үйлдвэр, барилга, эмнэлгийн, сансар огторгуй, цэрэг, усан доорх, нисэх, ахуйн гэж хуваагддаг.
“Робот техник” гэсэн ойлголтыг шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолч Исаак Азимов өөрийн өгүүллэгтээ анх ашигласан. Энэ бол 1941 онд байсан ("Худалч" өгүүллэг).
"Робот" гэдэг үгийг 1920 онд Чехийн зохиолч Карел Капек болон түүний ах Йозеф нар зохиосон. Энэ нь 1921 онд тавигдсан "Россумын бүх нийтийн роботууд" шинжлэх ухааны зөгнөлт жүжигт багтсан бөгөөд үзэгчдэд маш их амжилтанд хүрсэн. Өнөөдөр та яаж гэдгийг харж болножүжигт заасан шугамыг шинжлэх ухааны уран зөгнөлт кино урлагийн үүднээс өргөнөөр хөгжүүлсэн. Зохиолын мөн чанар: Үйлдвэрийн эзэн амралтгүйгээр ажиллах боломжтой олон тооны андроидуудыг үйлдвэрлэж, тохируулж байна. Гэвч эдгээр роботууд бүтээгчдийнхээ эсрэг босдог.
Түүхэн жишээ
Робот техникийн эхлэл эрт дээр үеэс бий болсон нь сонирхолтой юм. Үүнийг МЭӨ 1-р зуунд хийсэн хөдөлгөөнт хөшөөний үлдэгдэл нотолж байна. Гомер Илиад зохиолдоо алтаар хийсэн, ярих, сэтгэх чадвартай шивэгчин нарын тухай бичжээ. Өнөөдөр роботуудад заяагдсан оюун ухааныг хиймэл оюун ухаан гэж нэрлэдэг. Нэмж дурдахад эртний Грекийн механик инженер Тарентум Архитас механик нисдэг тагтаа зохион бүтээж, бүтээсэн гэж үздэг. Энэ үйл явдал МЭӨ 400 оны үед эхэлсэн
Ийм олон жишээ бий. Тэднийг Макаровын номонд маш сайн тайлбарласан болно. ба Топчеева Ю. И. "Робот техник: түүх ба хэтийн төлөв". Энэ нь орчин үеийн роботуудын гарал үүслийн талаар алдартай хэлбэрээр өгүүлэхээс гадна ирээдүйн робот техник, хүн төрөлхтний соёл иргэншлийн холбогдох хөгжлийг тоймлон харуулсан болно.
Роботын төрөл
Өнөөгийн шатанд ерөнхий зориулалтын роботуудын хамгийн чухал ангилал нь хөдөлгөөнт болон удирдах чадвартай.
Мобайл бол хөдлөх эд анги, удирдлагатай хөтөч бүхий автомат машин юм. Эдгээр роботууд нь алхах, дугуйтай, гинжит, мөлхөх, хөвөх, нисэх боломжтой.
Манипуляци нь суурин эсвэл хөдөлгөөнт автомат юмүйлдвэрлэлд мотор болон удирдлагын функцийг гүйцэтгэдэг хэд хэдэн зэрэглэлийн эрх чөлөө, программ хангамжийн удирдлагатай манипулятороос бүрдсэн машин. Ийм роботуудыг шал, портал эсвэл түдгэлзүүлсэн хэлбэрээр авах боломжтой. Тэдгээрийг багаж, машин үйлдвэрлэлийн салбарт өргөнөөр ашигладаг.
Хөдөлгөөний аргууд
Дугуйт болон гинжит роботуудыг өргөн ашигладаг. Алхаж буй роботын хөдөлгөөн нь динамикийн хэцүү ажил юм. Ийм роботууд хүний тогтвор суурьшилтай хөдөлгөөнтэй байж чадахгүй.
Нисдэг роботуудын тухайд бид ихэнх орчин үеийн нисэх онгоцыг зөвхөн тэдгээр онгоц гэж хэлж болно, гэхдээ тэдгээрийг нисгэгчид удирддаг. Үүний зэрэгцээ автомат нисгэгч бүх үе шатанд нислэгийг удирдах боломжтой. Нисдэг роботууд нь дрон (UAVs) ба тэдгээрийн дэд ангилал болох далавчит пуужингууд юм. Ийм төхөөрөмжүүд нь хөнгөн жинтэй бөгөөд операторын тушаалаар буудах хүртэл аюултай даалгавар гүйцэтгэдэг. Үүнээс гадна бие даан буудах чадвартай загвартай машинууд байдаг.
Оцон шувуу, медуз, туяа ашигладаг хөдөлгөөний аргыг ашигладаг нисдэг роботууд байдаг. Хөдөлгөөний энэ аргыг Air Penguin, Air Ray, Air Jelly роботуудаас харж болно. Тэдгээрийг Festo үйлдвэрлэдэг. Гэхдээ RoboBee роботууд шавьжны нислэгийн аргыг ашигладаг.
Мөлхөж буй роботуудын дунд өт, могой, нялцгай биетэнтэй төстэй хэд хэдэн хөгжил бий. Энэ тохиолдолд робот нь барзгар гадаргуу эсвэл гадаргуугийн муруйлт дээр үрэлтийн хүчийг ашигладаг. Үүнтэй төстэй хөдөлгөөннарийн зайд ашигтай. Ийм роботууд нурсан барилгуудын нуранги дор байгаа хүмүүсийг хайхад хэрэгтэй. Могойтой төстэй роботууд усан дундуур явах чадвартай (Япон улсад үйлдвэрлэсэн ACM-R5 гэх мэт).
Босоо гадаргуу дээр хөдөлж буй роботууд дараах аргуудыг ашигладаг:
- хавхартай хананд авирч буй хүн шиг (Стэнфордын робот Капучин);
- вакуум сорох аягатай (Wallbot" болон Stickybot) тоноглогдсон гекконтой төстэй.
Хөвөгч роботуудын дунд загасыг дуурайх зарчмаар хөдөлдөг бүтээн байгуулалт олон бий. Ийм хөдөлгөөний үр ашиг нь сэнстэй хөдөлгөөний үр ашгаас 80% илүү байдаг. Ийм загвар нь дуу чимээ багатай, маневрлах чадвартай байдаг. Тиймээс тэд усан доорхи орон зай судлаачдын сонирхлыг ихэд татдаг. Эдгээр роботууд нь Field Robotics Institute-ийн бүтээсэн Эссексийн Их Сургуулийн робот загас, туна загас юм. Тэдгээрийг туна загасны хөдөлгөөний шинж чанараар загварчилсан байдаг. Хит хорхойн хөдөлгөөнийг дуурайдаг роботуудын дотроос Festo-ийн хөгжүүлэлт нь алдартай: Aqua Ray. Мөн медуз шиг хөдөлж буй робот нь ижил хөгжүүлэгчийн Aqua Jelly юм.
Дугуйлах ажил
Ихэнх роботын дугуйлан бага, дунд сургуулиудад зориулагдсан байдаг. Гэхдээ сургуулийн өмнөх насны хүүхдүүд анхаарал халамжаас ангид байдаггүй. Энд гол үүрэг нь бүтээлч байдлыг хөгжүүлэх явдал юм. Сургуулийн өмнөх насны хүүхдүүд чөлөөтэй сэтгэж, санаагаа бүтээлч болгон хувиргаж сурах ёстой. Тийм ч учраас 6-аас доош насны хүүхдэд зориулсан дугуйлан дахь роботын хичээлүүд нь шоо, энгийн хөдөлгөөнийг идэвхтэй ашиглахад чиглэгддэг.бүтээгчид.
Сургуулийн сургалтын хөтөлбөр улам төвөгтэй болж байна. Энэ нь янз бүрийн төрлийн роботуудтай танилцах, практик дээр өөрийгөө туршиж үзэх, шинжлэх ухааныг судлах боломжийг олгодог. Шинэ хичээлүүд нь хүүхдийн сонгосон инженерийн чиглэлээр мэргэжлийн ур чадвар, мэдлэг эзэмших боломжийг нээж өгдөг.
Роботик
Орчин үеийн робот техникийн хөгжил ийм шатандаа байгаа тул робот техникийн салбарт хүчирхэг нээлт хийх гэж байгаа бололтой. Энэ нь видео дуудлага, гар утасны хэрэгсэлтэй адил юм. Саяхныг хүртэл энэ бүхэн олон нийтийн хэрэглээнд боломжгүй мэт санагдаж байв. Мөн өнөөдөр энэ нь гайхахаа больсон энгийн үзэгдэл юм. Гэхдээ робот техникийн үзэсгэлэн бүр нь хүнийг нийгэмд нэвтрүүлэх тухай бодохоос л түүний сэтгэлийг шингээсэн гайхалтай төслүүдийг харуулдаг.
Боловсролын системд роботуудын цогц суурилуулалт нь төслийн үйл ажиллагааг ашиглан хөтөлбөр хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд эдгээрийн дунд түгээмэл байдаг:
- Мехатроник хяналтын хэрэгсэл.
- LEGO Mindstorms.
- Festo дидактик.
- Фишертехник.
Удирдлага
Системийн удирдлагын төрлөөр:
- биотехник (команд, хуулбарлах, хагас автомат);
- автомат (програм хангамж, дасан зохицох, ухаалаг);
- интерактив (автоматжуулсан, хяналтын, интерактив).
Роботыг удирдах үндсэн ажлууд нь:
- хөдөлгөөн болон байрлалыг төлөвлөх;
- төлөвлөлтийн хүч ба мөчүүд;
- динамик болон кинематик өгөгдлийг тодорхойлох;
- динамик нарийвчлалын шинжилгээ.
Хяналтын аргуудыг хөгжүүлэх нь робот техникийн салбарт чухал ач холбогдолтой юм. Энэ нь техникийн кибернетик болон автомат удирдлагын онолд чухал ач холбогдолтой.
