Сегодня занятия робототехникой становятся очень популярными. Школьникам такие уроки помогают сформировать и развить критическое мышление, научиться творчески подходить к процессу решения задач различного уровня сложности, а также получить навыки работы в команде.

Новое поколение

Современное образование переходит на новый виток своего развития. Многие педагоги и родители ищут возможность заинтересовать детей наукой, привить любовь к обучению и зарядить желанием творить и мыслить неординарно. Традиционные формы изложения материала уже давно утратили свою актуальность. Новое поколение не похоже на своих прародителей. Они хотят учиться живо, интересно, интерактивно. Это поколение легко ориентируется в современных технологиях. Дети хотят развиваться так, чтобы не только идти в ногу со стремительно развивающимися технологиями, но и непосредственно участвовать в этом процессе.

Многие из них интересуются: «Что такое робототехника? Где этому можно учиться?».

Образование и роботы

Эта учебная дисциплина включает в себя такие предметы, как конструирование, программирование, алгоритмику, математику, физику и другие дисциплины, связанные с инженерией. Ежегодно проводится World Robotics Olympiad (всемирная олимпиада по робототехнике - WRO). В образовательной сфере - это массовое соревнование, позволяющее лучше узнать, что такое робототехника для тех, кто впервые сталкивается с подобным предметом. Оно дает возможность попробовать свои силы участникам более чем из 50 стран. На соревнования съезжаются порядка 20 тысяч команд, в состав которых входят дети от 7 до 18 лет.

Основная цель WRO: развитие и популяризация НТТ (научно-технического творчества) и робототехники в молодежной и детской среде. Подобные олимпиады являются современным образовательным инструментом XXI века.

Новые возможности

Чтобы дети лучше понимали, что такое робототехника, на соревнованиях применяются теоретические и практические навыки, полученные на занятиях в рамках клубной работы и школьной программы по изучению естественно-научных предметов и точных наук. Увлеченность робототехнической дисциплиной постепенно перерастает в желание глубже узнать такие науки, как математика, физика, информатика и технологии.

WRO - это уникальная возможность для ее участников и наблюдателей не только узнать глубже что такое робототехника, но и развить в себе навыки творчества и критического мышления, которые так необходимы в XXI веке.

Обучение

Интерес к образовательной дисциплине робототехнического направления растет с каждым днем. Материальная база постоянно улучшается и развивается, многие идеи, еще недавно остававшихся мечтой - сегодня реальность. Изучение предмета «Основы робототехники» стало возможным для большого числа детей. На уроках ребята учатся решать задачи с ограниченными ресурсами, обрабатывать и усваивать информацию, а также использовать ее в правильном русле.

Дети учатся легко. Современное подрастающее поколение, воспитывающееся на различных гаджетах, как правило, не имеет трудностей в освоении дисциплины «Основы робототехники», при условии наличия желания и тяги к новым знаниям.

Нужно что даже взрослых людей сложнее переучивать, чем научить чистые, но жаждущие детские умы. Положительной тенденцией есть колоссальное внимание к популяризации робототехники в молодежной среде со стороны правительственных органов России. И это понятно, так как задача модернизации и привлечения молодых специалистов - это вопрос конкурентоспособности государства на международной арене.

Важность предмета

Сегодня актуальным вопросом Министерства образования стоит введение образовательной робототехники в круг школьных дисциплин. Она считается важным направлением развития. На уроках технологии дети должны получать представления о современной сфере развития техники и конструирования, которые дают им возможность самим придумывать и строить. Не обязательно всем ученикам становиться инженерами, но возможность должна быть у каждого.

Вообще, уроки робототехники крайне интересны детям. Это важно понимать всем - и учителям, и родителям. Такие занятия дают возможность увидеть другие дисциплины в ином свете, понять смысл их изучения. А ведь именно смысл, понимание того, зачем это нужно, движет умами ребят. Его отсутствие сводит на нет все усилия учителей и родителей.

Важным фактором является то, что обучение робототехнике - процесс не напрягающий и всецело поглощающий детей. Это не только развитие личности ученика, но и возможность уйти от улицы, неблагоприятной обстановки, праздного времяпровождения и влекущих за ним последствий.

Происхождение

Само название робототехники происходит от соответствующего английского robotics. которая занимается разработкой технических автоматизированных систем. На производстве она является одной из главных технических основ интенсификации.

Все законы робототехники, как и сама наука, тесно связаны с электроникой, механикой, телемеханикой, механотроникой, информатикой, радиотехникой, электротехникой. Сама робототехника подразделяется на промышленную, строительную, медицинскую, космическую, военную, подводную, авиационную и бытовую.

Понятие «робототехника» впервые в своих рассказах использовал писатель-фантаст Это было в 1941 году (рассказ «Лжец»).

Само слово «робот» придумали в 1920 году чешский писатели и его брат Йозеф. Оно вошло в научно-фантастическую пьесу «Россумские универсальные роботы», которая была поставлена в 1921 году и пользовалась большим зрительским успехом. Сегодня можно наблюдать, как линия, обозначенная в пьесе, получила широкое развитие в свете научно-фантастической кинематографии. Суть сюжета: хозяин завода занимается разработкой и наладкой выпуска большого числа андроидов, способных работать без отдыха. Но эти роботы в итоге восстают против создателей.

Исторические примеры

Интересно, что зачатки робототехники появились ещё в античные времена. Об этом свидетельствуют останки движущихся статуй, которые были изготовлены в I веке до н.э. Гомер писал в «Илиаде» о сотворенных из золота служанок, способных говорить и мыслить. Сегодня разум, которым наделяют роботов, получил название - искусственный интеллект. Кроме того, древнегреческому инженеру-механику Архиту Тарентскому приписывают разработку и создание механического летающего голубя. Это событие датируется приблизительно 400 годом до н.э.

Таких примеров большое множество. Они хорошо раскрыты в книге Макарова И.М. и Топчеева Ю.И. «Робототехника: история и перспективы». В ней в популярной форме рассказано об истоках современных роботов, а также очерчена робототехника будущего и соответствующее развитие человеческой цивилизации.

Типы роботов

На современном этапе важнейшими классами роботов широкого назначения являются мобильные и манипуляционные.

Мобильный — это автоматическая машина с движущимся шасси и управляемыми приводами. Эти роботы могут быть шагающими, колёсными, гусеничными, ползающими, плавающими, летающими.

Манипуляционный — это автоматическая стационарная или передвижная машина, состоящая из манипулятора с несколькими степенями подвижности и программным управлением, выполняющим двигательные и управляющие функции в производстве. Такие роботы бывают в напольном, портальном или подвесном виде. Наибольшее распространение они получили на приборостроительных и машиностроительных производствах.

Способы перемещения

Большое распространение получили колёсные и гусеничные роботы. Перемещение шагающего робота представляет нелегкую задачу динамики. Такие роботы пока не могут иметь устойчивого движения, присущего человеку.

Относительно летающих роботов можно сказать, что большинство современных самолётов как раз ими являются, но управляются они пилотами. В то же время автопилот может контролировать полёт на всех стадиях. К летающим роботам относятся и их подкласс - крылатые ракеты. Такие аппараты имеют небольшой вес и выполняют опасные миссии, вплоть до ведения огня по команде оператора. Кроме того, есть проектные аппараты, способные к самостоятельному ведению огня.

Существуют летающие роботы, использующие методы движения, которые используют пингвины, медузы и скаты. Этот способ перемещения можно увидеть у роботов Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Их производит компания Festo. А вот роботы RoboBee используют методы полёта насекомых.

Среди ползающих роботов есть ряд разработок, подобных по перемещению червям, змеям и слизням. При этом робот использует силы трения на шероховатой поверхности или кривизну поверхности. Подобное перемещение полезно для узких пространств. Такие роботы нужны для поиска людей под обломками разрушенных зданий. Змееподобные роботы способны к перемещению в воде (такие, как ACM-R5 производства Японии).

Перемещающиеся по вертикальной поверхности роботы, используют такие подходы:

• подобные человеку, который взбирается на стену с выступами (Стэнфордский робот Capuchin);
• подобные гекконам, снабжённых вакуумными присосками (Wallbot» и Stickybot).

Среди плавающих роботов существует много разработок, перемещающимся по принципу подражания рыбам. Эффективность такого движения на 80% превосходит эффективность движения с гребным винтом. Подобные конструкции имеют низкий уровень шума и высокую маневренность. Этим они вызывают большой интерес у исследователей подводного пространства. К таким роботам относятся модели Эссекского университета - Robotic Fish и Tuna, разработанный институтом Field Robotics. Они смоделированы по движению, характерному для тунца. Среди роботов, имитирующих движение ската известна разработка фирмы Festo: Aqua Ray. А робот, движущийся как медуза, - это Aqua Jelly от того же разработчика.

Кружковая работа

Большинство кружков по робототехнике ориентированы на начальную и среднюю школу. Но и дети дошкольного возраста не обделены вниманием. Главную роль здесь играет развитие творчества. Дошкольники должны научиться мыслить свободно и воплощать свои идеи в творчестве. Именно поэтому занятия по робототехнике в кружках для детей до 6 лет направлены на активное использование кубиков и простых конструкторов.

Школьная программа, безусловно, усложняется. Она дает возможность познакомится с различными классами роботов, попробовать себя на деле, углубиться в науку. Новые дисциплины раскрывают потенциальные возможности ребенка для получения профессиональных навыков и знаний в выбранной области инженерии.

Робототехнические комплексы

Современное развитие робототехники находится в такой стадии, что, кажется, вот-вот произойдет мощный рывок в робототехнологиях. Это так же, как с видеосвязью и мобильными гаджетами. Еще недавно все это казалось недоступным для массового потребления. А сегодня - это обыденность, переставшая удивлять. Зато каждая выставка робототехники показывает нам фантастические проекты, которые захватывают дух человека от одной только мысли об их внедрении в жизнь общества.

В системе образования позволяют реализовать программу с применением проектной деятельности именно комплексные установки из роботов, среди которых популярны:

Управление

По типу управления системы бывают:

• биотехническими (командные, копирующие, полуавтоматические);
• автоматические (программные, адаптивные, интеллектуальные);
• интерактивные (автоматизированные, супервизорные, диалоговые).

К основным задачам управления роботами относятся:

• планирование движений и положений;
• планирование сил и моментов;
• идентификация динамических и кинематических данных;
• анализ динамической точности.

Большое значение в сфере робототехники имеет развитие методов управления. Это важно для технической кибернетики и теории автоматического управления.

Робототехника - перспективная отрасль, как минимум, на ближайшие десять лет, потому что роботы стали частью новой промышленной революции. Она включает знание механики, электроники и программирования. Обучение в вузе дает не только навыки и фундаментальные знания, но и возможность работы над реальными проектами. Знание математики и физики - основополагающие навыки специалистов, которые хотят создавать умные машины. На базовом уровне робототехника опирается на функции и уравнения. Даже обычные робот-пылесос используется сложные математические функции, чтобы построить маршрут по комнате.

Куда пойти учиться на робототехника?

Знание математики и физики - основополагающие навыки специалистов, которые хотят создавать умные машины. На базовом уровне робототехника опирается на функции и уравнения. Даже обычный робот-пылесос использует сложные математические функции, чтобы построить маршрут по комнате.

The Robot узнал, где в России можно получить знания в этой сфере. Также мы пообщались со студентами, они рассказали, почему поступили на робототехнику и довольны ли обучением в своем вузе. Направлению «Мехатроника и робототехника» соответствует код специальности 15.03.06, однако робототехнику могут преподавать и на других направлениях, например, «Автоматизация технологических процессов и производств» (15.03.04). А все направления подготовки, так или иначе связанные с машиностроением, начинаются с 15.XX.XX. При этом технологиям искусственного интеллекта и базовым основам робототехники можно научиться в направлениях группы «Математика и механика» (01.XX.XX) или «Компьютерные и информационные науки» (02.XX.XX).

Чтобы узнать, какие дисциплины будут изучаться в течение четырех лет обучения, достаточно найти учебный план программы. Сделать это легко: введите в поисковике название программы и вуза, добавьте в конце «учебный план». Учебный план поможет составить представление о том, чем вы займетесь ближайшие 4 года. Также полезно почитать на страницах заинтересовавших программ информацию о компаниях-партнерах кафедры или факультета. Чаще всего с этими компаниями у вузов подписан договор о прохождении практики и есть договоренности о трудоустройстве студентов после выпуска.

Ниже мы подготовили таблицу с информацией о поступлении в одни из ведущих вузов Москвы, Санкт-Петербурга и других регионов России.

Москва

Михаил, Московский энергетический институт

Поступил в МЭИ, потому что вуз закончили знакомые, и часто слышу о нем положительные отзывы. В вузе дают хорошие знания по математике и инженерной графике, считается что МЭИ в этом чуть ли не лучший. На наши лекции приходят студенты из других университетов. До этого учился в МИИТе, он совсем не оправдал ожиданий. Сейчас я от своего института в восторге. В отличие от многих других вузов, нас не грузят по гуманитарным дисциплинам, а ключевые предметы связаны с механикой.

Мы не особо изучаем языки программирования: была легкая интрижка с С++ и все. А реализовывать свои проекты трудно, потому что нет ни человека, который поможет советом, ни хорошего оснащения, ни хорошего доступа к имеющемуся оборудованию. Если говорить про качество образования, то в предыдущем семестре у нас вел пары по одному предмету наш же староста, который сам ничего в этом не понимает. Нет вовлеченности и поощрения для создания проектов - это действительно огорчает в вузе. Мало практики, тонны теории. Без применения знаний это всё забывается на раз.

Санкт-Петербург

Р - русский язык, М - математика, Ф - физика, И - информатика и ИКТ

Алексей, Университет ИТМО

В детстве мне нравилось собирать простые электрические схемы. Лампочки из фонариков, светодиоды из зажигалок, моторчики из плееров - всё шло в дело.

В школе я познакомился с программированием, которое меня тоже заинтересовало. Робототехника - область в которой, как мне казалось, реализуются оба вышеупомянутых направления моих интересов. Так что к концу девятого класса я решил получить высшее образование в Университете ИТМО.

Ожидания от университета не оправдались. Имея одно лишь желание, но не имея достаточного багажа знаний, в университете делать было нечего. Наивное предположение о том, что в университете меня научат, оказалось ошибочным. Университет лишь предоставляет возможность обучаться.

В ИТМО робототехнику преподают по нескольким стандартам на разных кафедрах . На кафедре систем управления и информатики (СУиИ), на которой обучался я, во главе угла стоит теория автоматического управления. Есть несколько курсов по механике, мехатронике, материалам и их обработке.

Программирование на кафедре СУиИ считается навыком, так что обучаться языкам нужно самостоятельно. Основной инструмент - Matlab и Simulink. По ходу обучения будут затронуты C, Ассемблер, CFC.

В процессе обучения была возможность поработать с LEGO Mindstorms и Beckhoff. В конструкторском бюро имеются также KUKA, Roomba, Boe-Bot, ТРИК, Intel Galileo, Raspberry Pi и там все очень увлечены ROS. Конструкторское бюро (КБ) - дело добровольное.

В образовательной программе, как таковых проектов нет. Самостоятельно можно примкнуть к КБ или лаборатории и на их базе вести проект. Это делается беспрепятственно, а в последующем можно работать в лаборатории за зарплату.

Качество образования достаточно сложно оценить. Так как дается именно возможность получить образование, а не образование как таковое. Очень большая роль отводится самостоятельной работе. Так что при умении самостоятельно обучаться можно выйти из университета очень хорошим специалистом. При отсутствии такого умения и недостаточном уровне самоорганизации можно, напротив, выйти никем.

Я ждал, что меня всему научат. Возьмут за руку и поведут в мир моих грез. Преподнесут на блюдечке с голубой каемочкой все знания, отсутствующие в моей голове, разжуют, как следует, и положат в рот. Такого не произошло. Поэтому я очень скоро больно ударился о действительность. Мне недоставало знаний, главным образом, в области математики. Мне не хватало дисциплинированности. И я абсолютно был неспособен самостоятельно усваивать материал. Но я не признавал своей непригодности, так что по инерции докатился до получения диплома бакалавра и поступления в магистратуру. В магистратуре я уже смог признать отсутствие в себе потенциала и закончил обучение по собственному желанию.

Василий, БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова

Я поступил в вуз на радиотехнику. Ожидания от университета оправдались, я отучился лишь один семестр, поэтому кроме общеобразовательных предметов пока что особо ничего не изучали. Сейчас основной упор на математику, программирование (изучали паскаль, будет C) и физику.

Пока что я занимаюсь в университете только учебой. Работаю в Центре робототехники при ПФМЛ №239. Участвовал в куче всяких соревнований, из последнего - готовился вместе с командой к Robocup@work, где работаю над hardware-частью проекта.

Сейчас немало «лишних» предметов. Для меня это так называемый обязательный пункт, который я вынужден пройти, чтобы быть способным делать что-то дальше. Польза тоже есть, но на данном этапе ее с виду немного.

Я не уверен на 100%, что останусь в робототехнике, хотя электроника интересует, и ей заниматься точно буду. Робототехника - это комбинация многих факторов, где электроника важна, но без остального далеко не уедешь.

Регионы

Р - русский язык, М - математика, Ф - физика, И - информатика и ИКТ

Алексей, Томский политехнический университет

Со школы интересовался физикой и собирался стать инженером, выбирал между ядерной физикой и робототехникой. В итоге выбрал робототехнику, исходя из того, что направление активно развивается в последнее время и имеется множество интересных задач.

Ожидания от университета оправдались частично. В нашем университете больше уделяется внимания теории управления и промышленной автоматизации, а также электроприводу. Из языков программирования мы изучали C, Matlab и Python. В качестве творческого проекта на первом курсе мы работали с платформой Lego Mindstorms, а на втором курсе изучали платформу Festo Robotino.

На третьем курсе я увлекся машинным обучением. С тех пор занимался реализацией алгоритмов распознавания дорожных знаков в качестве исследовательской работы студентов, стажировался в томском филиале компании NTR Lab, где мы работали над проектами в сфере глубокого обучения, а в качестве выпускной работы участвую в команде разработки транспортного робота с функциями распознавания людей и следования за выбранными целями.

В университете есть молодые преподаватели, которые интересуются реализаций проектов в робототехнике, так что при желании есть возможность поучаствовать в реализации интересных идей.

К сожалению, программа в нашем университете несколько устаревшая, так что актуальные знания приходится получать самостоятельно. С одной стороны это дает хороший опыт самообразования, однако с другой стороны устаревшие предметы дают лишнюю нагрузку. При этом, в ТПУ преподают хорошие фундаментальные знания из области теории автоматического управления и электропривода.

На мой взгляд, в нашем университете уделяется мало внимания компьютерным наукам и в частности машинному обучению. При изучении языков программирования упускается такие важные разделы как теория алгоритмов и структуры данных. Машинное обучение, которое является довольно частой вещью в современной робототехнике, к сожалению, не преподают.

Пока что предполагаю продолжить развиваться в области машинного обучения, но со сдвигом в серверную часть веб-разработки. Но не исключено, что я еще поучаствую в каком-нибудь проекте в сфере робототехники.

Анатолий, ЯрГУ им. П.Г. Демидова

В детстве всегда привлекали роботы. Хотел научиться делать их сам. Но специальности робототехники в городе не было. Решил поступить в университет на специальность радиофизика и электроника (так она так называлась). Подумал, что научившись работать с электронными компонентами смогу делать роботов.

Так получилось, что на одной из кафедр начинали работать над мобильным манипулятором (маленький 3-х звенный манипулятор, установленный на гусеничную платформу). Над управлением платформой уже работали. Но были нужны студенты, которые займутся его управлением. Одним из них стал я. И в итоге защитил диплом по тематике разработки алгоритма управления манипулятором.

Так как я поступил на физический факультет, то в большей степени нам преподавали теорию. Есть и прикладные специальности, например, радиотехника и инфокоммуникационные технологии. Без общей физики, мат анализа, дифференциальных уравнений не обошлось. Иначе бы не поняли оставшийся материал. Изучал аналоговую и цифровую электронику, теорию цепей и сигналов.

На нашем факультете программирование воспринимается как способ решать задачи моделирования различных радиофизических процессов. И, исходя из этого, нас учили не самому программированию, не искусству написания программ, а через программирование объяснили суть и механизмы процессов. И занимались мы этим на Turbo Pascal. Требовали от нас не красивого кода и быстро работающей программы, а верного вывода данных для любых начальных условий. Изучали объектно-ориентированное программирование на Delphi, но на нем тоже преподавали основную суть. Так же были и более специфичные среды для моделирования (Mathcad, Matlab). Был курс программирования микроконтроллеров на ассемблере.

Я считаю что для этой специальности таких курсов вполне достаточно. Самое важное, что изучался не определенный язык программирования, а принцип, как заставить компьютер выполнить необходимые действия. И это очень помогло мне в дальнейшем изучить почти самостоятельно С для программирования микроконтроллеров AVR и C# для создания программы управления с графическим интерфейсом. Конечно, уровень, на котором изучил языки чисто любительский, но для решения задач хватает.

На кафедре, на которой я учился (сейчас она называется Инфокоммуникационные технологии), если у студента была идея то ее обязательно продвигали. Потому что намного приятнее заниматься тем, что интересно. Так что свои проекты очень поощрялись. Особенно, если проект был интересный и полезный не только для студента.

Я занимался алгоритмом управления манипуляторов. Задача состояла в том, чтобы решить обратную задачу кинематики для конкретной модели, которая была на кафедре, и реализовать его на микроконтроллере (микроконтроллер нужен для управления сервоприводами, которые вращают звенья манипулятора). В итоге получил робота, которым можно было управлять вручную через установленное на компьютере ПО или с помощью клавиатуры, геймпада, сенсорный экрана и leap motion - устройства, которое определяет положение ладони человека над собой. Реализовал автономные режимы: от банального перекладывания предметов, как конвейерный робот, до рисования букв и слов.

Преподают в университете хорошо. Преподаватели знают свой предмет, умеют рассказать и объяснить его студенту. Все, чего хотел от учебы, я получил. И сбылась моя мечтал сделать робота, хоть он пока что недостаточно умный.

После окончания университета я не стал работать в робототехнике, потому что в Ярославле нет работы в этой сфере (кроме образования), а переезжать не хотелось.

Луиза, МГУ им. М. В. Ломоносова (филиал в Ташкенте)

Я поступила в филиал МГУ на факультет прикладной математики и информатики, чтобы научиться программировать. На деле оказалось, что здесь в основном преподают математику. Много предметов, начиная от мат анализа и линейной алгебры и заканчивая уравнениями математической физики. Но программирование проходим и сейчас изучаем C++, до этого изучали C, получили представления об Ассемблере и веб-разработке. Нагрузка в вузе огромная, при этом качество образования могло бы быть лучше. Не хватает времени на изучение чего-либо стороннего, тем не менее, я продолжу заниматься робототехникой.

Где еще посмотреть вузы?

« Учеба.ру » - самый большой каталог вузов и учебных программ в России и за рубежом. На портале можно выбрать интересующую специальность, сравнить программы, узнать стоимость обучения, проходные баллы и условия поступления. Почти всё, что нужно знать, чтобы составить список вузов и направлений.

Второй сайт - « Поступи онлайн » - помогает оценить шансы на поступление в выбранный вуз или специальность. С помощью калькулятора ЕГЭ можно узнать возможные варианты.

Осипов Алексей Олегович,

учитель информатики и ИКТ

МАОУ СОШ №4 с УИОП АГО

Робототехника как инструмент в выборе информационно-технической профессии

Ключевые слова: робототехника, роботостроение, мехатроника, инженер-робототехник, образовательные конструкторы LEGO, профессии инженерной направленности.

Аннотация: в тезисах представлен опыт работы педагога в области робототехники на базе школы. Робототехника - инструмент вовлечения детей в научно-техническое творчество, это образовательная технология, посредством которой закладываются основы системного мышления, приобретаются и закрепляются знания естественно-научного цикла. Отмечена роль робототехники при выборе обучающимися будущей инженерной профессии.

Характерная черта нашей жизни – нарастание темпа изменений. Мы живем в мире, который совсем не похож на тот, в котором мы родились. И темп изменений продолжает нарастать. Сегодняшним школьникам предстоит в будущем работать по профессиям, которых пока нет; использовать технологии, которые еще не созданы, решать задачи; о которых мы можем лишь догадываться. Школьное образование должно соответствовать целям опережающего развития. Для этого в школе должно быть обеспечено изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем, обучение, ориентированное как на знаниевый, так и деятельностный аспекты содержания образования. Таким требованиям отвечает робототехника.

Цель данной работы – познакомить педагогическую общественность с опытом работы в области робототехники на базе школы, показать влияние робототехники на выбор обучающимися будущей профессии.

Робототехника уже давно доказала свою эффективность и как инструмент вовлечения детей в научно-техническое творчество, и как образовательная технология, посредством которой закладываются основы системного мышления, приобретаются и закрепляются знания естественно-научного цикла.

Робототехника (роботехника) – это прикладная научная отрасль, посвященная созданию роботов и автоматизированных технических систем. Такие системы также называют робототехническими системами (РТС).
Ещё одно название – роботостроение. Так называют процесс создания роботов, по аналогии с машиностроением.
Роботы особенно нужны там, где человеку работать слишком тяжело или опасно, и там, где каждое действие должно выполняться с нечеловеческой точностью. Например, робот может взять пробы грунта на Марсе, обезвредить взрывное устройство или провести точную сборку прибора. Конечно, для каждого вида работы нужен специальный робот. Роботов-универсалов пока не существует. Всю робототехнику можно разделить на промышленную, строительную, авиационную, космическую, подводную, военную. Кроме этого существуют роботы - помощники, роботы для игр и прочее.
Робот может работать по заранее разработанной программе либо под управлением оператора. Роботов с самостоятельным мышлением и мотивацией, со своим эмоциональным миром и мировоззрением пока тоже нет.

Робототехника находится в родстве с мехатроникой.
Мехатроника – это дисциплина, посвящённая созданию и эксплуатации машин и систем с программным управлением. Часто мехатроникой называют электромеханику и наоборот. К мехатронике относятся заводские станки с программным управлением, беспилотные транспортные средства, современная офисная техника и прочие приборы и системы, предназначенные для выполнения какой-то конкретной задачи. Например, задача офисного принтера – печать документов.
Как видно из самого названия, робот изначально представлялся как подобие человека. Роботу отводится роль технического приспособления, для которого внешность не имеет большого значения. Промышленные роботы на людей совсем не похожи.
Однако у роботов есть признак, который объединяет их со всеми живыми существами – движение. И способ движения порой довольно чётко копирует то, что встречается в природе. Например, робот может летать, подобно стрекозе, бегать по стене, словно ящерица, ходить по земле, словно человек и прочее. С другой стороны, некоторые роботы специально рассчитаны на душевный отклик людей. Например, роботы-собаки скрашивают жизнь людям, у которых нет времени на настоящую собаку. А плюшевые «младенцы» облегчают депрессию.

Создание робота – это то, чем занимается робототехник . Точнее, инженер-робототехник . Он исходит из того, какие задачи робот будет решать, продумывает механику, электронную часть, программирует его действия. Такая работа – не для одиночки-изобретателя, инженеры-робототехники работают в команде.
Но робота нужно не только изобрести и разработать. Его нужно обслуживать: управлять работой, следить за «самочувствием» и ремонтировать. Этим также занимается робототехник, но специализирующийся на обслуживании.
Поэтому в основе современной робототехники находятся механика, электроника и программирование.
Но, как подсказывают фантасты, со временем для изготовления роботов будут широко использовать био- и нанотехнологи. В результате получится киборг, то есть кибернетический организм – что-то среднее между живым человеком и роботом.

Тема роботов очень интересна как обучающимся младших классов, так и старшеклассникам. По телевизору часто показывают программы и фильмы про роботов, в которых они помогают людям в жизни и даже могут вместо человека делать какую-нибудь сложную работу. В жизни мы часто сталкиваемся с роботами. Например, дома у многих есть игрушки на радиоуправлении, у всех есть сотовые телефоны, компьютеры, телевизоры, пылесосы и другое. Вся эта робототехника во многом помогает и облегчает нашу жизнь. В школе занятия по робототехнике проходят во внеурочное время. Школьники учатся собирать роботов по инструкции, создают программы для работы робота, изучают основы программирования, учатся работать в парах, развивают коммуникативные, метапредметные и алгоритмические умения. Образовательные конструкторы LEGO представляют собой новую, отвечающую требованиям современного ребенка "игрушку". В процессе игры и обучения ученики собирают своими руками игрушки, представляющие собой предметы, механизмы из окружающего их мира. Таким образом, ребята знакомятся с техникой, открывают тайны механики, развивают соответствующие навыки, учатся работать, иными словами, получают основу для будущих знаний, развивают способность находить оптимальное решение, что, несомненно, пригодится им в будущей жизни.

В школе не готовят инженеров, технологов и других специалистов, соответственно робототехника в школе - это достаточно условная дисциплина, которая может базироваться на использовании элементов техники или робототехники. Но с каждым годом повышаются требования к современным инженерам, техническим специалистам и к обычным пользователям, в части их умений взаимодействовать с автоматизированными системами. Интенсивное внедрение искусственных помощников в нашу повседневную жизнь требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами.

Использование Лего-конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, так как при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Школьники успешно участвуют в областных олимпиадах и соревнованиях по робототехнике «Танковый биатлон», «Малые олимпийские игры», «УРКОП», а также в научно-практических конференциях и семинарах.

Образование сегодня – это не только система знаний для передачи новому поколению, но и главное средство создания успешного будущего для всего человечества. В будущем нас ожидает высокотехнологичный мир с огромным количеством различных гаджетов и роботизированных помощников , поэтому так важно формировать у подрастающего поколения интерес к таким предметам, как математика, физика, информатика, а также ориентировать детей с самого юного возраста на выбор профессии инженерной направленности. Робототехника - это путь в выборе информационно-технической профессии.

Оператор дронов

Дроны — беспилотные летательные аппараты. Они могут доставлять грузы в труднодоступные регионы, наблюдать за лесными пожарами и наводнениями, измерять показатели загрязненности воздуха в мегаполисах.

Оператор дронов дистанционно управляет полетом дрона с помощью специальных программ: прокладывает маршрут, следит за ходом полета, получает и обрабатывает данные с датчиков.

3арплата: 40 000 — 120 000 руб.

Проектировщик медицинских роботов

Робототехник

В современном мире роботы проникают во все сферы жизни человека, поэтому профессия робототехника является одной из наиболее востребованных: активно развивается строительная, промышленная, бытовая, авиационная и экстремальная (военная, космическая, подводная) робототехника.

Зарплата: 45 000 — 150 000 руб.

Механик электромобилей

Зарплата: 50 000 — 150 000 руб.

Электромобиль Tesla Model S. Фото: gangis khan/Фотодом/shutterstock

Инженер-электронщик (беспилотные электромобили)

Беспилотные автомобили самостоятельно управляют своим движением.

Робототехник (чешск. robot, от robota – подневольный труд и rob – раб) – занимается разработкой роботов и их обслуживанием.

Особенности профессии

Робототехника является прикладной научной отраслью, ориентированной на создание роботов и автоматизированных технических систем (РТС). Роботостроение – процесс, который по аналогии с машиностроением, создает роботов, особенно на участках, где человеку работать трудно, опасно и где требуется нечеловеческая точность исполнения задачи.

Универсальных роботов, способных выполнять любые задачи пока не существует. Поэтому по специализации робототехника делится на: строительную, промышленную, военную, подводную, авиационную и космическую. Могут быть роботы-помощники, игровые роботы и т.д.

Работать робот может под управлением оператора или по заранее разработанной программе. Роботов способных мыслить самостоятельно, имеющих собственное мышление, мотивацию, мировоззрение и эмоциональный мир пока не существует.

Близкой к робототехнике дисциплиной является мехатроника (иногда так называют электромеханику). Область ее деятельности — приборы и системы, способные выполнять конкретные задачи: заводские станки с программным управлением, беспилотные транспортные средства и современная офисная техника.
Созданием роботов занимается инженер-робототехник, а их управлением, ремонтом и т.д. – робототехник, специализирующийся на обслуживании.

Основой современной робототехники являются электроника, механика и программирование.

Необходимые качества робототехника

Данная профессия основана на точных науках и инженерных навыках, а значит, робототехнику требуются аналитический склад ума, богатое воображение и хорошо организованное мышление. Будучи универсальным специалистом (инженером, кибернетиком, программистом) робототехнику необходимы знания программирования, механики, теорий автоматического управления и проектирования автоматических систем, а также умение работать руками и навыки конструирования.

Также нужны:

– наблюдательность;
– интерес к технике, исследованиям и экспериментам;
– развитое наглядно-действенное и наглядно-образное мышление;
– умение творчески подходить к работе и быстро находить выход из различных ситуаций;
– поиск и генерация новых идей;
– понимание работы механизмов и технологических процессов;
– умение работать с большими объемами информации.

Где может работать робототехник?

Местом работы могут быть компании, специализирующиеся на роботостроении, конструкторские бюро, научно-исследовательские центры (медицинские, авиационные, космические, по нефтедобыче и т.д.).