Конструкторы по робототехнике для детей

Игровая площадка – это место, где маленькие дети могут играть и учиться. Она дает возможность исследовать физический мир и помогает развиваться в социуме, что позволяет малышам быть самостоятельными, совершенствуя ключевые навыки.

Манежи, напротив, загоняют детей в безопасное закрытое пространство. Хотя они полностью безопасны, там мало возможностей для исследований и творческих игр.

Игровая площадка также способствует развитию творчества, уверенности в себе, осознания себя частью общества и открытого исследования, в то время как манеж препятствует развитию этих качеств.

Мы пытаемся развивать технологии, которые подведут нас как можно ближе к концепции игровой площадки, – говорит Марина Умащи Берс, профессор компьютерных наук и развития ребенка в Университете Тафтса, директор исследовательской группы DevTech и автор книги «Проектирование цифрового опыта для позитивного развития молодежи: от манежа до детской площадки».

Многие знакомы с Берс благодаря ее работе над ScratchJr – языком программирования, в котором даже те ученики, которые еще не умеют читать и писать, могут сгруппировать действия в последовательности, чтобы создать интерактивные истории, игры и анимации.

В июне прошлого года при поддержке Государственного научного фонда Берс и ее коллеги выпустили ScratchJr как бесплатное приложение для детей в возрасте от 5 до 7. (Кампания на Kickstarter в мае привлекла $75000, чтобы адаптировать приложение для Android и iPad). По состоянию на февраль 2015 года ScratchJr имела уже больше 500 000 загрузок.

Прошлой весной Берс описала свой последний проект, робокомплект KIWI (впоследствии переименованный в KIBO), который учит программированию робототехники без экранов, планшетов и клавиатуры.

С помощью KIBO студенты изучают деревянные блоки и дают роботам простые команды, в процессе изучая упорядочение – один из самых важных навыков для ранних возрастных групп. Комбинируя команды, дети заставляют робота двигаться, танцевать, петь, ориентироваться в окружающей среде или светить.

Благодаря гранту на исследования инноваций в малом бизнесе от Государственного научного фонда Берс стала соучредителем KinderLab Robotics и, используя идеи из 15 лет исследований, преобразовала прототип KIWI в общедоступную обучающую киберигрушку, которая могла бы повлиять на большое количество детей.

Первые несколько сотен KIBO были проданы в 2014 году, но, по словам Берс, создание и продажа этого робота – только небольшая частью проблемы.

Мы не хотим отдать технологию и умыть руки, – сказала Берс. – Мы хотим обучать.

В связи с этим KIBO поставляется с учебной программой, планами уроков, журналами по разработке и даже курсом обучения для учителей и родителей.

В марте 2015 года Берс и Аманда Салливан (также из группы DevTech из Тафтса), опубликовали статью в Международном журнале обучения технологии и дизайну, описывающую результаты обучения с помощью восьминедельной учебной программы от дошкольного возраста до второго класса. Результаты показали, что, начиная с дошкольного возраста, дети смогли освоить базовые навыки программирования и обращения с робототехникой, в то время как старшие дети за то же время смогли освоить более сложные понятия, используя робокомплект.

Обе технологии, робокомплект KIBO и язык программирования ScratchJr, покинули академическую башню из слоновой кости и теперь доступны для широкой общественности.

Зачем ребенку робототехника?

Робототехника – это действительно интересное хобби, которое наверняка увлечет вашего сына или дочь больше, чем обычные дополнительные занятия по физике или программированию. Но у этой многогранной сферы есть и еще несколько существенных преимуществ перед другими внеурочными активностями.

Во-первых, курсы по робототехнике – отличный шанс заинтересовать ребенка одной из самых перспективных областей ближайших десятилетий. Роботы уже сейчас частично заменяют человека на производствах, и в ближайшие годы машинный труд будет только расти. Это означает, что все большую актуальность будут приобретать специальности, связанные с разработкой и обслуживанием подобных устройств.

Эксперты также предсказывают появление большого числа профессий, ориентированных на работу с новейшими технологиями, например, с 3D-печатью, 3D-моделированием, электротехникой, программированием и т.д. О многих из таких технологий и, соответственно, специальностей мы пока просто не знаем, но базовые знания и опыт работы в перечисленных выше сферах, конечно, позволят освоить их намного быстрее или даже стать их родоначальником.

Робототехника объединяет многие области, которые в будущем окажутся на пике востребованности. Кружок с продуманной программой позволит ребенку погрузиться в данную сферу, понять, что ему интересно, что у него лучше всего получается и в каком направлении он хотел бы развиваться. Конечно, робототехника для начинающих, особенно для детей, не равноценна высшему инженерному образованию, но такие курсы станут хорошей базой для дальнейшего обучения.

Второе важное достоинство подобных занятий отчасти связано с первым. Даже если ваш сын или дочь не захотят делать робототехнику профессией всей жизни, полученные знания упрочат владение программированием, физикой, математикой, то есть помогут улучшить оценки в рамках школьной программы. Робототехника развивает мышление, креативность, усидчивость и другие качества, которые наверняка пригодятся ребенку во взрослой жизни.

Несколько важных советов

Прежде чем окончательно сделать выбор в пользу тех или иных курсов, обратите внимание на некоторые важные аспекты.

  • Уточните, получит ли ребенок в конце обучения соответствующий сертификат, – это может быть важно для дальнейшего обучения.
  • Оцените программу – насколько она широка и сколько времени отводится каждому модулю. Например, пройти программирование за неделю очень сложно, особенно если речь идет о совсем юных инженерах.
  • Курсы для детей должны учитывать особенности детского восприятия. Хорошо, если занятия проводятся в увлекательной форме, задействовано творческое начало и т.д. Оценить это ваш ребенок сможет в рамках пробного урока, если он предусмотрен.
  • Узнайте, кто будет педагогом. Важно не только его профессиональное образование, но и опыт работы с детьми. Знать самому и преподавать – в принципе два разных вида деятельности, и это становится особенно актуальным, когда речь идет о курсах для школьников.

Робототехника дистанционно?

Последние два месяца самыми актуальными вопросами для преподавателей образовательной робототехники являются вопросы «Как работать?»

Я еще несколько лет назад начала рассматривать разные варианты для возможности проведения занятия по робототехнике с детьми 7-13 лет не только с реальными конструкторами, но и с использованием разных симуляторов и других инструментов. Нельзя сказать, что выбор доступных средств достаточно широк. Однако, за последнее время мы видим тенденцию развития данных направлений. Появляются новые платформы. Уже существующие платформы снижают плату за свое использование или делают использование бесплатным на определенный период.

Зачем?

При этом остается вопрос — зачем заниматься робототехникой «виртуально»?

Даже если есть возможность использовать реальные конструкторы (да простят меня приверженцы ардуино – я данные робототехнические конструкции тоже отношу к конструкторам), использование симуляторов и других инструментов компьютерного моделирования дает существенное развитие ребенку, открывает новые возможности.

  • В виртуальных средах можно заниматься даже без оборудования, только имея компьютер и доступ в интернет.
  • Владение инструментами САПР дает возможности для дальнейшего совершенствования моделей.
  • Работа в виртуальных программных оболочках позволяет быстрее отлаживать различные программные алгоритмы, которые потом гораздо проще тестировать на реальных роботах (при наличии определенного опыта).
  • Увлеченные дети могут дома в любое свободное время заниматься созданием конструкций, написанием кода, которые позже тестируют на занятиях в классе. При таком подходе усвоение материала проходит гораздо быстрее.
  • В виртуальных средах можно проводить соревнования.
  • На крупных соревнованиях возрастают требования к участникам — недостаточно только прийти на площадку и запустить собранного и настроенного дома робота.
    • Проверяются знания участников в умении программировать роботов под измененные задачи.
    • Оценивают процесс работы над проектом и то, что проект может быть «тиражируемым», т.е. другой участник при должной квалификации сможет создать такого же робота по вашей инженерной книге.
  • Работа в симуляторах, САПР способствует развитию различных навыков, умений, компетенций. И способствует развитию кругозора.

С какой целью разработаны робототехнические модули Технолаб?

Робототехника напрямую связана с различными видами производства и многими сферами деятельности человека, а ее развитие способствует прогрессу в отраслях, связанных со строительством, горнодобывающей промышленностью, металлургией и т. д. При этом роль роботов с течением времени только возрастает. Автоматизированные и робототехнические системы упрощают труд человека не только на рабочих местах, но и в быту, поэтому людям просто необходимо владеть знаниями в области проектирования и программирования.

Для этой цели и создана линейка общеобразовательных робототехнических модулей Технолаб, где каждый набор представляет собой отдельный продукт, предназначенный для обучения детей определенного возраста. Применение подобных модулей в образовательном процессе переоценить сложно, поскольку они наглядно демонстрируют основы дисциплин, включенных в общеобразовательную программу и позволяют на практике закрепить знания по информатике, физике, механике, проектированию.

Какие наборы входят в линейку Технолаб?

Учебно-игровые наборы используют в рамках программы начального и среднего образования, оснащают ими кружки и учебные технопарки. Кроме того, любой из представленных конструкторов можно использовать дома, поскольку они содержат методические описания не только для преподавателей, но и для учеников.

Несмотря на то, что каждый набор рассчитан определенную возрастную категорию, в целом они являются комплексным решением, обеспечивающим всестороннее развитие на техническом уровне. Линейка Технолаб включает в себя:

  • Предварительный уровень, где доступно изложены основы робототехники для детей в возрасте от 5 до 8 лет.

  • Начальный уровень, благодаря которому можно заинтересовать созданием механическим устройств детей возрастной категории от 9 до 12 лет.

  • Базовый уровень расширяет возможности двух предыдущих и подходит для освоения основ программирования и проектирования детям от 12 до 15 лет включительно.Профессиональный, исследовательский и экспертный уровни подходят для старшеклассников от 14 лет и студентов.

Последние три комплекта полностью удовлетворят задачи, поставленные в обучении, поскольку расширяют функционал роботов за счет комплектации конструкторов дополнительными приводами и сенсорными устройствами. С помощью этих наборов можно собрать модели, включающие более восемнадцати приводов, что не под силу многих современным робототехническим модулям. Юные конструкторы могут проектировать разнообразные робототехнические модели, заниматься исследованием их кинематики, а также разработкой системы управления роботом, в том числе и дистанционной.

Полную линейку образовательных робототехнических роботов рад предложить интернет-магазин «В мире конструктора». На всю продукцию мы предлагаем приемлемые цены и готовы доставить нужный набор в любой уголок России. Приглашаем к сотрудничеству руководителей учебных учреждений и частных лиц и уверяем, что каждый найдет в нашем каталоге учебно-игровой комплект согласно своим задачам и потребностям.

Что еще потребуется изучить?

Программирование. Избежать его возможно только на первоначальном этапе, потом же без него никуда. Начать можно с Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).

Базовую механику. Начинать можно с поделок из бумаги, картона, бутылок, что важно и для мелкой моторики, и для общего развития. Самого простого робота можно сделать вообще из отдельных деталей (моторчики, провода, фотодатчик и одна несложная микросхема). Познакомиться с базовой механикой поможет «Мастерилка с папашей Шперхом».

Основы электроники. Для начала научиться собирать простые схемы. Для детей до восьми лет эксперты советуют конструктор «Знаток», дальше можно перейти к набору «Основы электроники. Начало».

Где заниматься робототехникой детям?

Если видите у ребенка интерес, можно отдать его в кружки и на курсы, хотя можно заниматься и самостоятельно. На курсах ребенок будет под руководством специалистов, сможет найти единомышленников, займется робототехникой на регулярной основе.

Также желательно сразу понять, чего хочется от занятий: участвовать в соревнованиях и бороться за призовые места, участвовать в проектной деятельности или просто заниматься для себя.

Алексей Колотов: «Для серьезных занятий, проектов, участия в соревнованиях нужно выбирать кружки, с небольшими группами по 6—8 человек и тренером, который приводит учеников к призовым местам на соревнованиях, который постоянно сам развивается и дает интересные задачи. Для занятий в виде хобби можно пойти в группы до 20 человек».

Образовательный конструктор mBot — это уникальный набор, позволяющий получить реальный опыт в изучении графического программирования, электроники и робототехники. mBot представляет собой комплексное решение для знакомства с миром робототехники, которая объединяет в себе естественнонаучные дисциплины, математику и основы инженерных знаний.
Данный набор отличает доступная цена и простота использования. Он состоит всего из 45 деталей, ребенок сможет собрать платформу за 10 минут. Робот программируется с помощью ПО mBlock через USB кабель или Bluetooth. Управлять роботом можно по Bluetooth через мобильное приложение mBot, доступное для iOS и Android, или входящим в комплект ИК пультом. Также mBot может двигаться и совершать какие-либо действия без управления по заранее написанной программе.
В качестве инструмента графического программирования используется программное обеспечение mBlock, созданное инженерами MakeBlock на базе крайне популярного и очень простого в использовании Scratch 2.0.
Так же имеется модификация с радиомодулем 2,4ГГц
Особенности ПО mBlock:
— основано на Scratch 2.0: визуальная среда программирования, блоки из палитры перетаскиваются в область программы. Разработана специально для обучения детей младшего и среднего школьного возраста;
— беспроводное управление через Bluetooth;
— совместимо с платформой Arduino (Arduino Uno, Lenardo, MakeBlock mCore).
Детали конструктора изготовлены из алюминиевых пластин толщиной 2 мм. Совместимы с другими деталями MakeBlock и деталями Lego. Электронные компоненты безошибочно соединяются друг с другом через разъем RJ-25 благодаря цветной кодировке.
Кроме платформы Arduino можно использовать одноплатный компьютер Raspberry Pi и огромное количество всевозможных датчиков (в комплект входят ультразвуковой датчик и датчик линии) для расширения возможностей вашего робота.

Производители конструкторов и пособий для сборки роботов — Конструкторы для самостоятельной сборки роботов

Российские

MT.Lab, Санкт-Петербург

Разработчик универсального образовательного робототехнического комплекса MT.Evolute.

ОмегаЛаб (подразделение компании Омега), Санкт-Петербург ()

Разработчик модульного робототехнического конструктора Омегабот

Центр робототехники (ООО «Центр робототехники»), Россия, Владивосток

Разработка и выпуск робототехнического конструктора MUR, позволяющего собрать подводного робота.

УМКИ, Россия, Москва

Разработчик образовательных робототехнических комплексов УМКИ (Управляемый по радиоканалу Машинный Конструктор Инженерный).
Цифровой образовательный робототехнический комплект, включающий в себя группу мобильных роботов SmartCar (Умные Машинки), на базе процессоров AVR – ATmega8L и оснащенных модулем связи Xbee. При помощи этого модуля, возможно объединение всех роботов-машинок в распределенную MESH-сеть по протоколу ZigBee. Цифровая лаборатория УМКИ — это учебно-методический комплекс, позволяющий реализовать разнообразие организационных форм работы и учитывающий индивидуальные особенности ребенка.

Зарубежные

DFRobot, Китай

Antbo

2016.04.23 Antbo — робот-муравей для самостоятельной сборки

EZ-Robot, Канада

EZ-Robot Adventure Bot

EZ-Robot Elastic Turret Hexapod

EZ-Robot EZ-D v4 Developer Kit

EZ-Robot Roli Rover

EZ-Robot Six Hexapod

Fishertechnik

Fishertechnik TXT Discovery Set

Fishertechnik ROBO TX

Fishertechnik ROBO TX Explorer

Huna, Южная Корея

Huna Class 2

Huna Class 3

Huna Fun&Bot 3 exciting

Huna Kicky Basic (MRT2 Basic)

Huna Kicky Junior (MRT2 Junior)

Huna Kicky Senior (MRT2 senior)

Huna Top 1

Huna Top 2

Innovative Experiment Co., Ltd.

IE-ROBOPICA

Jay Robotix

LEGO

LEGO Education
Ольга Ломбас, директор в России и СНГ
Решения, предназначенные для того, чтобы школьники с учителями и родители поняли принципы конструирования роботов, способных решать экологические проблемы.

LEGO MINDSTORMS Education EV3

LEGO MINDSTORMS Education NXT

Meccano

Meccano Meccanoid KS

Micromagic Systems

MSR-H01 Hexapod Kit

Orion Robotics

Fire Ant Hexapod Robot

RoboRobo, Южная Корея

Robokit N1

Robokit N2

Robotis

Robotis Bioloid

Robotis Bioloid Darwin

ROBOTIS OLLO

Tetrix

UBTech Robotics, Китай

роботы Jimu (Astrobot, Explorer, Karbot, Tankbot, Mini Kit и другие)

контакт: Графитек.

2017.09.18 Роботы Jimu Explorer. Собери себе пингвина! Обзор.

2017.08.11 Обучающие роботы UBTECH вышли на рынок России

Velleman, Бельгия

Образовательный конструктор «Интернет вещей для умного дома» на основе Arduinо
«Умный дом», как хороший дворецкий, должен сам контролировать микроклимат в доме с помощью датчиков и отдавать приказания исполнительным механизмам.
С появлением интернета вещей, отношения «умного дома» с владельцем переходят на новый уровень — теперь контроллер, управляющий жилищем, может в любой момент связаться с хозяином и получить от него новое задание.
Электронный конструктор предлагает возможность построить и отладить технические решения системы с одним из двух микроконтроллеров: Arduino MEGA 2560 с подключенным модулем GSM/GPRS или контроллером NodeMCU ESP8266 со встроенным модулем связи Wi-Fi.
В основу этого конструктора положена книга «Создание Умного дома на базе Arduino».
Вариант с Arduino удобно использовать в качестве тревожной сигнализации — при попытке проникновения в дом незнакомого человека «умный дом» отправит заранее подготовленное СМС-сообщение на телефоны ОВД или частной охранной службы.
Одновременно на ваш телефон придёт информация о происшествии.
Нетрудно настроить сигнализацию и на другие события — например, в случае срабатывания датчиков огня и дыма «умный дом» может вызвать пожарную команду.
Связь по Wi-Fi с микроконтроллером NodeMCU ESP8266 удобно использовать для управления разнообразными службами дома – в ответ на информацию о состоянии датчиков в доме вы можете тут же отправить команды включения исполнительных механизмов.
Специальное приложение IoT Manager для Android или iOS позволит вам управлять своим домом с экрана смартфона из соседней комнаты или с другого континента.
Взаимодействовать с техникой будущего и разрабатывать новые способы применения интернета вещей научит вас этот конструктор – в нем есть все, что нужно для творчества.

Вас ждет новый мир – мир разумных устройств и бесконечных возможностей новой глобальной сети!

  • Возраст: от 14 лет
  • Материал: пластик
  • Радиоуправление: есть
  • Сложность: Сложно
  • Размер упаковки: 280x215x90 мм
  • Вес товара: 1700 г

В комплекте:

  • Книга «Создание Умного Дома на базе Arduinо» — 1 шт
  • Плата контроллера совместимого с Arduino MEGA R3 2560 — 1 шт
  • NodeMCU v3 Lua WI-FI ESP8266 CH340 — 1 шт
  • Модуль GSM/GPRS SIM800L MicroSIM с антенной — 1 шт
  • ИК-пульт ДУ с ИК-приёмником в комплекте — 1 шт
  • Дисплей NOKIA 5110 — 1 шт
  • Модуль считывателя RFID-меток RC522 (13,56 МГц) — 1 шт
  • Модуль часов реального времени DS3231 — 1 шт
  • Батарея питания CR2032 для модуля RTC (литиевая 3 В) — 1 шт
  • Датчик температуры RI002 в водонепроницаемом корпусе — 1 шт
  • Датчик влажности и температуры DHT22 — 1 шт
  • Модуль датчика влажности почвы — 1 шт
  • Модуль датчика воды и глубины погружения — 1 шт
  • Модуль датчика газа MQ-2 (пропан, метан, бутан, дым, водород) — 1 шт
  • Модуль датчика газа MQ-7 (угарный газ) — 1 шт
  • Модуль датчика огня — 1 шт
  • Модуль датчика присутствия HC-SR501 — 1 шт
  • Модуль реле 4 канала (220 В; 10 А). Управление 5 В — 2 шт
  • Модуль DC-DC преобразователя (LM2596) — 1 шт
  • Сетевой блок питания (12 В; 2 А) — 1 шт
  • Беспаечная макетная плата BB-102 — 3 шт
  • Динамик 8 Ом — 1 шт
  • Кабель Dupont MM (папа-папа). 40 разноцветных жил — 2 шт
  • Кабель Dupont FF (мама-мама). 40 разноцветных жил — 2 шт
  • Кабель Dupont FM (мама-папа). 40 разноцветных жил — 2 шт
  • Кабель USB — USB-B — 1 шт
  • Кабель USB — MicroUSB — 1 шт
  • Микросхема CD4051 (расширитель аналоговых входов — мультиплексор) — 1 шт
  • Микросхема MCP23017 (расширитель портов) — 1 шт
  • Резистор 150 Ом — 10 шт
  • Резистор 220 Ом — 10 шт
  • Резистор 500 Ом — 5 шт
  • Резистор 4,7 кОм — 5 шт
  • Светодиод красный — 10 шт
  • Транзистор BC639 (N-P-N) – 1 шт
  • Мембранный вакуумный насос — помпа (12 В) – 1 шт

В какие вузы идти учиться?

Направления, связанные с робототехникой, можно найти в следующих вузах:

— Московский технологический университет (МИРЭА, МГУПИ, МИТХТ);

— Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана;

— Московский государственный технологический университет «Станкин»;

— Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Москва);

— Сколковский институт науки и технологий (Москва);

— Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II;

— Московский государственный университет пищевых производств;

— Московский государственный университет леса;

— Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (СГУАП);

— Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (ИТМО);

— Магнитогорский государственный технический университет;

— Омский Государственный технический университет;

— Саратовский государственный технический университет;

— Университет Иннополис (Республика Татарстан);

— Южно-Российский федеральный университет (Новочеркасский ГТУ).

Самое главное

Знать азы робототехники в скором времени может оказаться полезно и обывателям, а возможность стать специалистом в этой сфере выглядит очень перспективно, так что хотя бы попробовать себя в «роботостроительстве» определенно стоит.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *