Ngày nay, các lớp học về người máy đang trở nên rất phổ biến. Đối với học sinh, những bài học như vậy giúp hình thành và phát triển tư duy phản biện, học cách tiếp cận sáng tạo quá trình giải quyết các vấn đề có mức độ phức tạp khác nhau và cũng có được kỹ năng làm việc nhóm.
Thế hệ mới
Giáo dục hiện đại đang chuyển sang một vòng phát triển mới. Nhiều nhà giáo dục và các bậc cha mẹ đang tìm kiếm cơ hội để trẻ em quan tâm đến khoa học, truyền cho trẻ niềm yêu thích học tập và yêu thích chúng với mong muốn sáng tạo và tư duy bên ngoài. Các hình thức trình bày tài liệu truyền thống từ lâu đã không còn phù hợp. Thế hệ mới không giống như những người đi trước của nó. Họ muốn học một cách sinh động, thú vị, có tính tương tác. Thế hệ này dễ dàng được định hướng trong các công nghệ hiện đại. Trẻ em muốn phát triển theo cách không chỉ bắt kịp với các công nghệ đang phát triển nhanh chóng mà còn trực tiếp tham gia vào quá trình này.
Nhiều người trong số họ quan tâm đến: “Người máy là gì? Bạn có thể học điều này ở đâu?”.
Giáo dục và robot
Ngành học này bao gồmcác môn học như thiết kế, lập trình, thuật toán, toán học, vật lý và các ngành khác liên quan đến kỹ thuật. Cuộc thi Olympic người máy thế giới (World Robotics Olympiad - WRO) được tổ chức hàng năm. Trong lĩnh vực giáo dục, đây là một cuộc thi lớn nhằm hiểu rõ hơn về robot là gì dành cho những người lần đầu tiên tiếp xúc với một môn học tương tự. Nó tạo cơ hội để thử sức với những người tham gia từ hơn 50 quốc gia. Khoảng 20 nghìn đội tham dự cuộc thi, bao gồm trẻ em từ 7 đến 18 tuổi.
Mục tiêu chính của WRO: phát triển và phổ biến sáng tạo khoa học và công nghệ (sáng tạo khoa học và kỹ thuật) và người máy trong thanh thiếu niên và trẻ em. Những cuộc thi Olympic như vậy là một công cụ giáo dục hiện đại của thế kỷ 21.
Tính năng mới
Để trẻ em hiểu rõ hơn về robot là gì, cuộc thi sử dụng các kỹ năng lý thuyết và thực hành đạt được trong lớp học như một phần của hoạt động câu lạc bộ và chương trình học về khoa học tự nhiên và khoa học chính xác. Niềm đam mê đối với bộ môn robot dần dần phát triển thành mong muốn tìm hiểu sâu hơn về các ngành khoa học như toán học, vật lý, khoa học máy tính và công nghệ.
WRO là một cơ hội duy nhất để những người tham gia và quan sát viên không chỉ tìm hiểu thêm về robot là gì mà còn phát triển các kỹ năng sáng tạo và tư duy phản biện rất cần thiết trong thế kỷ 21.
Đào tạo
Mối quan tâm đến kỷ luật giáo dục của người máy đang tăng lên mỗi ngày. Cơ sở vật chất không ngừng hoàn thiện và phát triển, nhiều ý tưởng mà trước đây vẫn là mơ ước nay đã thành hiện thực. Việc nghiên cứu chủ đề "Các nguyên tắc cơ bản của người máy" đã trở nên khả thi đối với một số lượng lớn trẻ em. Trong các bài học, các em học cách giải quyết các vấn đề với nguồn tài nguyên hạn chế, xử lý và đồng hóa thông tin, đồng thời sử dụng nó theo cách phù hợp.
Trẻ học dễ dàng. Như một quy luật, thế hệ trẻ hiện đại được nuôi dưỡng trên nhiều thiết bị khác nhau, không gặp khó khăn gì trong việc nắm vững kỷ luật "Các nguyên tắc cơ bản về người máy", tùy thuộc vào mong muốn và khao khát kiến thức mới.
Phải nói rằng ngay cả người lớn cũng khó đào tạo lại hơn là dạy cho những đứa trẻ có tâm hồn trong sáng nhưng khát khao. Một xu hướng tích cực là chính phủ Nga rất chú ý đến việc phổ biến người máy trong giới trẻ. Và điều này có thể hiểu được, vì nhiệm vụ hiện đại hóa giáo dục kỹ thuật và thu hút các chuyên gia trẻ là vấn đề của khả năng cạnh tranh của nhà nước trên trường quốc tế.
Tầm quan trọng của chủ đề
Hôm nay, vấn đề thời sự của Bộ Giáo dục là đưa công nghệ rô bốt giáo dục vào các kỷ luật trường học. Nó được coi là một lĩnh vực phát triển quan trọng. Tại các bài học về công nghệ, trẻ em sẽ có được ý tưởng về lĩnh vực phát triển hiện đại của công nghệ và thiết kế, giúp trẻ có cơ hội phát minh và xây dựng bản thân. Không nhất thiết tất cả sinh viên phải trở thành kỹ sư, nhưng tất cả mọi người đều nên có cơ hội.
Nói chung, các bài học về người máy cực kỳrất thú vị đối với trẻ em. Điều quan trọng là tất cả mọi người phải hiểu điều này - cả giáo viên và phụ huynh. Những lớp học như vậy tạo cơ hội để nhìn các ngành khác theo một khía cạnh khác, để hiểu được ý nghĩa của việc học của họ. Nhưng chính ý nghĩa, sự hiểu biết về lý do tại sao điều này là cần thiết, đã thúc đẩy tâm trí của các chàng trai. Sự vắng mặt của anh ấy đã vô hiệu hóa mọi nỗ lực của giáo viên và phụ huynh.
Một yếu tố quan trọng là dạy robotics không gây căng thẳng và hoàn toàn tiếp thu cho trẻ. Đây không chỉ là sự phát triển nhân cách của học sinh mà còn là cơ hội để tránh xa đường phố, môi trường không thuận lợi, thú tiêu khiển nhàn rỗi và những hậu quả kéo theo.
Xuất xứ
Tên chính của người máy bắt nguồn từ tiếng Anh người máy tương ứng. Đây là một ngành khoa học ứng dụng liên quan đến sự phát triển của các hệ thống tự động kỹ thuật. Trong sản xuất, nó là một trong những nền tảng kỹ thuật chính của việc thâm canh.
Tất cả các định luật của robot, cũng như bản thân khoa học, đều liên quan chặt chẽ đến điện tử, cơ khí, điện từ, cơ điện tử, khoa học máy tính, kỹ thuật vô tuyến, kỹ thuật điện. Bản thân người máy được chia thành công nghiệp, xây dựng, y tế, vũ trụ, quân sự, dưới nước, hàng không và hộ gia đình.
Khái niệm "người máy" lần đầu tiên được nhà văn khoa học viễn tưởng Isaac Asimov sử dụng trong truyện của ông. Đó là vào năm 1941 (câu chuyện "Kẻ nói dối").
Từ "robot" được đặt ra vào năm 1920 bởi nhà văn người Séc Karel Capek và anh trai Josef của ông. Nó đã được đưa vào vở kịch khoa học viễn tưởng "Rossum's Universal Robots", được dàn dựng vào năm 1921 và thu được thành công lớn với khán giả. Hôm nay bạn có thể thấy cáchLời thoại được chỉ ra trong vở kịch đã được phát triển rộng rãi dưới ánh sáng của kỹ thuật điện ảnh khoa học viễn tưởng. Bản chất của cốt truyện: chủ sở hữu của nhà máy đang phát triển và điều chỉnh việc sản xuất một số lượng lớn các android có thể làm việc mà không cần nghỉ ngơi. Nhưng những robot này cuối cùng lại nổi loạn chống lại người tạo ra chúng.
Ví dụ lịch sử
Thật thú vị khi sự khởi đầu của người máy đã xuất hiện từ thời cổ đại. Điều này được chứng minh qua phần còn lại của những bức tượng di chuyển được làm vào thế kỷ 1 trước Công nguyên. Homer đã viết trong Iliad về những người hầu gái làm bằng vàng, có khả năng nói và suy nghĩ. Ngày nay, trí tuệ mà robot được thiên phú ban tặng được gọi là trí tuệ nhân tạo. Ngoài ra, kỹ sư cơ khí Hy Lạp cổ đại Archytas ở Tarentum được ghi nhận là người thiết kế và chế tạo chim bồ câu bay cơ khí. Sự kiện này có từ khoảng năm 400 trước Công nguyên
Có rất nhiều ví dụ như vậy. Chúng được tiết lộ rõ ràng trong cuốn sách của Makarov I. M. và Topcheeva Yu. I. "Người máy: lịch sử và quan điểm". Nó kể một cách phổ biến về nguồn gốc của những người máy hiện đại, đồng thời cũng phác thảo những người máy trong tương lai và sự phát triển tương ứng của nền văn minh nhân loại.
Các loại robot
Ở giai đoạn hiện tại, các lớp quan trọng nhất của rô bốt đa năng là di động và thao tác.
Mobile là một cỗ máy tự động có khung chuyển động và bộ truyền động được điều khiển. Những robot này có thể đi bộ, có bánh xe, sâu bướm, bò, trôi nổi, bay.
Thao tác là văn phòng phẩm hoặc điện thoại di động tự độngmột máy bao gồm một tay máy có một số bậc tự do và điều khiển phần mềm thực hiện các chức năng điều khiển và động cơ trong sản xuất. Những robot như vậy có sẵn ở dạng sàn, cổng thông tin hoặc dạng treo. Chúng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành công nghiệp chế tạo dụng cụ và chế tạo máy.
Phương pháp di chuyển
Robot có bánh xe và rô bốt có bánh xích được sử dụng rộng rãi. Chuyển động của rô bốt biết đi là một nhiệm vụ khó của động lực học. Những robot như vậy chưa thể có chuyển động ổn định vốn có trong con người.
Về robot bay, chúng ta có thể nói rằng hầu hết các máy bay hiện đại chỉ là chúng, nhưng chúng được điều khiển bởi các phi công. Đồng thời, hệ thống lái tự động có thể điều khiển chuyến bay ở tất cả các chặng. Robot bay bao gồm máy bay không người lái (UAV) và phân lớp của chúng - tên lửa hành trình. Các thiết bị như vậy có trọng lượng nhẹ và thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm, có thể khai hỏa theo lệnh của người điều khiển. Ngoài ra, có những phương tiện thiết kế có khả năng bắn độc lập.
Có những robot bay sử dụng các phương pháp di chuyển mà chim cánh cụt, sứa và cá đuối sử dụng. Phương pháp di chuyển này có thể được nhìn thấy trong các robot Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Chúng được sản xuất bởi Festo. Nhưng robot RoboBee sử dụng phương pháp bay côn trùng.
Trong số các robot bò, có một số phát triển về chuyển động tương tự như sâu, rắn và sên. Trong trường hợp này, rô bốt sử dụng lực ma sát trên bề mặt gồ ghề hoặc bề mặt cong. Chuyển động tương tựhữu ích cho không gian hẹp. Những robot như vậy là cần thiết để tìm kiếm con người dưới đống đổ nát của các tòa nhà bị phá hủy. Robot giống rắn có khả năng di chuyển trong nước (chẳng hạn như ACM-R5 sản xuất tại Nhật Bản).
Robot di chuyển trên bề mặt thẳng đứng sử dụng các phương pháp sau:
- giống như một người đàn ông trèo lên bức tường có gờ (người máy Stanford Capuchin);
- như tắc kè được trang bị cốc hút chân không (Wallbot "và Stickybot).
Trong số các robot nổi, có nhiều phát triển di chuyển theo nguyên tắc bắt chước người cá. Hiệu suất của chuyển động đó cao hơn 80% so với hiệu suất của chuyển động bằng chân vịt. Những thiết kế như vậy có độ ồn thấp và khả năng cơ động cao. Đây là lý do tại sao chúng rất được các nhà nghiên cứu không gian dưới nước quan tâm. Những robot này bao gồm Cá rô-bốt và cá ngừ của Đại học Essex, được phát triển bởi Viện rô-bốt thực địa. Chúng được mô phỏng theo đặc tính di chuyển của cá ngừ. Trong số các robot mô phỏng chuyển động của cá đuối gai độc, người ta biết đến sự phát triển của Festo: Aqua Ray. Và robot di chuyển như một con sứa là Aqua Jelly của cùng một nhà phát triển.
Công việc vòng tròn
Hầu hết các câu lạc bộ robot đều hướng tới các trường tiểu học và trung học. Nhưng trẻ ở lứa tuổi mầm non không bị thiếu sự quan tâm. Vai trò chính ở đây được thực hiện bởi sự phát triển của sự sáng tạo. Trẻ mẫu giáo phải học cách suy nghĩ tự do và biến những ý tưởng của chúng thành sự sáng tạo. Đó là lý do tại sao các lớp học robot trong vòng tròn dành cho trẻ em dưới 6 tuổi hướng đến việc sử dụng tích cực các hình khối và đơn giảnhàm tạo.
Chương trình học chắc chắn ngày càng phức tạp hơn. Nó tạo cơ hội để làm quen với nhiều lớp robot khác nhau, thử sức mình trong thực tế, nghiên cứu sâu hơn về khoa học. Các ngành học mới cho thấy tiềm năng của đứa trẻ để có được các kỹ năng và kiến thức chuyên môn trong lĩnh vực kỹ thuật đã chọn.
Robotics
Sự phát triển hiện đại của người máy đang ở giai đoạn đến mức có vẻ như một bước đột phá mạnh mẽ trong lĩnh vực người máy sắp xảy ra. Điều này cũng tương tự với tính năng gọi điện video và các tiện ích di động. Cho đến gần đây, tất cả những điều này dường như không thể tiếp cận được với tiêu thụ hàng loạt. Và ngày nay nó là một điều phổ biến đã không còn gây ngạc nhiên. Nhưng mỗi cuộc triển lãm về người máy đều cho chúng ta thấy những dự án tuyệt vời thể hiện tinh thần của một người từ ý nghĩ đơn thuần về việc họ tham gia vào xã hội.
Trong hệ thống giáo dục, việc lắp đặt rô bốt phức tạp giúp có thể thực hiện một chương trình bằng cách sử dụng các hoạt động dự án, trong số đó phổ biến:
- Bộ điều khiển cơ điện tử.
- LEGO Mindstorms.
- Festo Didactic.
- Fischertechnik.
Quản lý
Theo loại quản lý hệ thống có:
- công nghệ sinh học (lệnh, sao chép, bán tự động);
- tự động (phần mềm, thích ứng, thông minh);
- tương tác (tự động, giám sát, tương tác).
Các nhiệm vụ chính của điều khiển robot bao gồm:
- lập kế hoạch chuyển động và vị trí;
- lập kế hoạch lực lượng và thời điểm;
- xác định dữ liệu động và động học;
- phân tích độ chính xác động.
Việc phát triển các phương pháp điều khiển có tầm quan trọng lớn trong lĩnh vực chế tạo người máy. Điều này rất quan trọng đối với điều khiển học kỹ thuật và lý thuyết điều khiển tự động.
