Собрать первого робота и запрограммировать «лего»: где научат основам робототехники

Когда начинать обучение и где учить?

Детство – лучшая пора для занятий в кружках робототехники. Психологи называют самым подходящим возрастом – 4 года, ведь четырехлетки уже понимают абстракцию и способны составить алгоритмы и спроектировать схему, как бы нереально это не звучало. Приобщать малыша к робототехнике можно как в специальных кружках, так и дома, покупая конструкторы с механическими деталями. Если вы отдали свое чадо в секцию, необходимо параллельно начать изучать основы математики, иначе ребенку будут трудно.

В 10 лет дети уже могут изучать и программирование, в этом возрасте ребята начинают разбираться в структуре хранения данных и в более сложных алгоритмах. Для таких детей в дополнительном образовании уже доступно изучение теории машин и проектирование роботов.

Обучение должно быть эффективным и проходить под неусыпным надзором грамотного преподавателя с хорошей профессиональной подготовкой, который сможет учесть и возрастные, и умственные способности каждого ребенка. Нужно понимать, что робототехника дает детям возможность расширить пространство для развития своей творческой и познавательной активности, реализовать свои лучшие качества и способности, стать возможным стартом в будущей взрослой профессиональной деятельности. Все эти факты накладывают на профессию педагога по робототехнике определенную ответственность и владение обязательными знаниями.

Поэтому мы рекомендуем педагогам и родителям освоить нашу дистанционную программу в области преподавания робототехники. Курс дает реальную возможность выполнять обязанности педагога робототехники на высоком уровне и в финале обучения приобрести навыки планирования и реализации занятий в сфере дополнительного образования.

Детская робототехника – взрослые перспективы

Эксперты отмечают, что уже в относительно недалеком будущем (к 2030-2035 годам) рынок труда пополнится значительным количеством профессий, которых сейчас просто не существует. Многие из них так или иначе будут связаны с робототехникой и высокими технологиями. Таким образом, соответствующие занятия станут для ребенка, который и дальше захочет развиваться в данной области, важным профессиональным преимуществом. Подобные курсы и кружки дадут общие знания по теме, а также позволят определиться с конкретным направлением деятельности. Все это облегчит получение высшего образования по связанным с робототехникой специальностям.

Кроме того, данные курсы хороши для общего развития. Они помогут стать более креативным, задействовать творческие способности, воспитать в себе усидчивость, внимательность, усердность. Не стоит забывать и о том, что такие занятия повышают успеваемость в школе – как минимум по физике, математике, информатике и т.д. Таким образом, робототехника для начинающих инженеров – это не только интересное, но и по-настоящему полезное хобби, которое способно превратиться в дело всей жизни.

Итак, зачем ребенку нужна робототехника?

Это перспективное направление в ближайшем будущем. Хотя уже сейчас есть много открытий в сфере робототехники. Наука стремительно развивается, и эта область обретает все большую популярность во всем мире. За примерами не надо далеко ходить.

Уже сейчас существуют:

• Существуют беспилотные летающие аппараты (дроны)
• Высокотехнологичные протезы
• Роботизированные автомобили
• Специальные работы, предназначенные для работы в специфических условиях и выполнения опасных работ

С каждым годом роботы становятся все более совершенными и «умными». Вот зачем нужна роботехника, и почему данная сфера науки будет интересна и полезна детям.

Определимся с терминологией: кто такие роботы

Не стоит путать роботов с компьютерными программами. Например, искусственный интеллект сам по себе — ещё не робот. Умных голосовых ботов, которые отвечают на сервисные звонки человеческим голосом и сами занимаются холодными обзвонами, тоже называют роботами, но по сути это не совсем верно.

Роботы имеют материальную оболочку и физически взаимодействуют с окружающим миром, выполняя в нём определённые задачи. Международный стандарт ISO 8373:2012 «Роботы и роботизированные устройства» определяет робота как приводной механизм, программируемый по двум и более осям, который имеет некоторую степень автономности, движется внутри своей рабочей среды и выполняет предназначенные ему задачи.

В образовании даже цифровых помощников с простейшими социальными функциями (то есть тех, которые общаются с учащимися), имеет смысл делать «физическими», а не виртуальными, просто потому, что тогда взаимодействовать с ними интереснее. Учёные, проводившие эксперимент с нидерландскими пятиклашками, подтвердили, что роботы привлекают куда больше внимания детей, чем виртуальные помощники.

И это касается не только детей. Например, в Университете Санкт-Галлена в Швейцарии есть робот Лекси — это, по большому счёту, обычный чат-бот, который выполняет простые задачи. Например, Лекси можно попросить поискать что-нибудь в интернете. Конечно, это способен сделать и голосовой помощник в смартфоне, но у «физического» робота спрашивать интереснее. Такие машины внешне не всегда похожи на людей. Они могут выглядеть, например, как снеговики или мягкие игрушки.

Исследователи выделяют три качества социальных роботов, отличающих их от виртуальных агентов:

С какого возраста изучать робототехнику?

Начинать изучение робототехники не обязательно на курсах, сделать это можно и дома. Но при условии, что родители, хоть немного, разбираются в основах электроники и моделирования. Для этой цели продаются специальные образовательные конструкторы.

роботы Lego EV3

В зависимости от возрастной группы они будут содержать разные составляющие:

• Для детей от 4-5 лет, обычно это механические детали, реже — датчики или моторы.
• Для более старшего возраста — электронные устройства и даже платы.

Если ребенок заинтересуется, можно отдать его уже на специализированные курсы, которые будут преподавать робототехнику на профессиональном уровне. На большинство курсов принимают детей с 8 летнего возраста. В этом случае дети могут уже работать со сложным оборудованием. Это может быть, например, паяльник, если это предусмотрено программой курса.

При этом осваиваются серьезные математические и физические термины. Но 8 лет — это среднее значение. В зависимости от школы могут устанавливаться и другие — 4, 10,12,14,15 лет, существуют и курсы для взрослых.

робототехника Arduino

Для старших детей должны быть разработаны программы, которые могут учесть все возрастные особенности учеников. В том числе и более углубляться в фундаментальные понятия физики и математики, или их пропускать, если подобными значениями ребенок уже обладает.

Отдельные программы в качестве ознакомления могут быть рассчитаны для детей от 4-5 лет. В этом случае должно быть предусмотрено, что ребенок не только не владеет фундаментальными знаниями в точных науках, но и не умеет читать. Обычно для таких целей предусмотрены визуальные методы обучения и создания роботов.

Польза робототехники

Проведение современных занятий по конструированию, без сомнения, будет очень полезно для дошкольника. Робототехника полностью соответствует духу времени, позволяет подготовить малыша к реалиям нынешней жизни, где механизмы и машины играют ключевую роль. Кроме того, польза занятий состоит в следующем:

ребенок работает с небольшими элементами, что помогает развить мелкую моторику;
получает первый опыт программирования;
улучшает математические навыки (счет, симметрия, пропорции);
учится общаться с ровесниками и педагогами, работать в команде, быстро ориентироваться в пространстве;
получает первые навыки презентации своего «творения»;
развивает мышление, внимание, память.

Такие занятия за счет игровой формы интересны ребенку, не вызывают у него скуки, поэтому работает он с удовольствием. Через игру ребенок учится мыслить, сосредотачиваться на решении поставленной задачи. Робототехника активирует его познавательную активность, повышает интерес к самому процессу обучения.

Роботы и их виды

Робот изначально представлялся как подобие человека. Но прагматизм взял верх. Чаще всего роботу отводится роль технического приспособления, для которого внешность не имеет большого значения. По крайней мере промышленные роботы на людей совсем не похожи. Бытовые роботы, помогающие по хозяйству, тоже просто приборы, но среди «автоматических мажордомов» уже есть и похожие на людей.

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.

Хотите устроиться на работу сразу после получения профессии? Skillbox гарантирует это! При покупке курса с трудоустройством, Skillbox поможет с поиском работы по новой специальности. Если у вас не получится найти работу, Skillbox вернёт деньги за курс. Акция действует до 30 ноября 2022! Сейчас самое время, пока идёт чёрная пятница со скидками до 60%!

По внешнему виду роботы бывают нескольких типов:

• андроид – человекоподобная система;
• промышленный робот – автоматизированная система для выполнения различных технологических операций;
• зоороботы – имитируют животных– например, знаменитая механическая собачка AIBO корпорации Sony;
• устройства телеприсутствия – яркий пример: луноход;
• БПЛА (беспилотники, дроны).

Виды роботов по назначению:

• производственные;
• сельскохозяйственные;
• бытовые (роботы-пылесосы и др.);
• военные (роботы – разведчики, саперы);
• социальные (роботы-компаньоны, помощники);
• медицинские (робот-хирург Da Vinci);
• транспортные (погрузчики-манипуляторы);
• обеспечивающие безопасность (установки пожаротушения, видеонаблюдения и охраны).

В любом случае у всех роботов есть признак, который объединяет их с живыми существами – движение. И способ движения порой довольно чётко копирует то, что встречается в природе. Например, робот может летать подобно стрекозе, бегать по стене, как ящерица, ходить по земле, словно человек и пр.

В целом роботы нужны там, где человеку трудиться 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.

Роботы применяются в самых разных сферах:

• промышленность;
• геологоразведка;
• строительство;
• авиация;
• космос;
• медицина;
• морская и подводная навигация;
• военное дело;
• банковское дело;
• быт;
• развлечения;
• образование.

Робот может работать по заранее разработанной программе либо под управлением оператора.

Детям какого возраста полезны программирование и робототехника?

Анастасия. Дети могут изучать алгоритмы с четырёх лет. Это умение прогнозировать свои действия, достигать целей и доделывать работу до конца. Плюс ко всему маленьким детям программирование хорошо даётся наглядно. Они сразу видят результат своей работы и могут соотнести свою программу и результат. Когда логически выстроенные ими команды приводят в действие героя или получается интерактивная игра, дети чувствуют эйфорию. А если это ещё и робототехника! Когда на занятиях дети получают робота, которого они собрали, запрограммировали, а он ещё и двигается, выполняет их запросы, то тогда они начинают понимать пользу блок-схем, последовательные шаги, видят результат своей работы. На занятиях же по дизайну детям прививается художественный вкус. И чем раньше мы начинаем его прививать, тем ребёнок становится более гармоничным.

Анастасия объясняет ребятам, что такое алгоритм

Оксана. Берём ребят с первого класса. Конечно, родители приводят детей и пяти лет. Главный критерий для ребёнка пяти лет — это чтобы он читал хотя бы по слогам. Тогда с ним можно работать.

Курсы IT для детей и подростковВ Адукаре как раз есть курсы по робототехнике и программированию, которые показывают связь физики, математики и информатики с миром. Если хотите развить у ребёнка логику, математические и творческие способности, записывайтесь в детскую IT-школу.Записаться

Как проходят занятия в кружке робототехники

Кружок робототехники — это место в котором дети осваивают базовые понятия программирования, механики и инженерии, учатся совместной работе и собирают роботов. Несмотря на то, что значительная часть учебной программы выходит за рамки того, что преподают в школе, детям занятия нравятся. Так происходит потому что они видят результаты своего труда и понимают, что только от них зависит насколько интересный и сложный робот получится у них в итоге.

Обучение в кружке робототехнике происходит в игровой и соревновательной форме

Самое важное при этом — заинтересовать ребенка процессом, после этого нужно только направить его любопытство и энергию на получение новых знаний и научить применять их на практике. Для этого, на первом же уроке детям рассказывают и показывают какие сложные действия могут делать роботы, насколько разными по конструкции они бывают и четко объясняют, что каждый научится собирать таких роботов сам

Помещение и расположение клуба

Клубы робототехники лучше открывать в городах с населением не менее 50 тыс. жителей. Наиболее удачным будет соседство со школами, детсадами, торговыми центрами и ЖК. 

Размещение самого клуба робототехники желательно в следующих местах:

• здания с отдельных входом.

• школы и университеты;

• бизнес-центры;

• библиотеки;

• помещения в ТЦ недалеко от детских зон.

Если речь идет не об открытии и оснащении простого класса (например, на базе школы или вуза), а о клубе роботехники с отдельным входом, то помещение для него должно иметь:

• 1-2 учебных класса;

• ресепшн;

• зону ожидания для родителей;

• санузел.

Помещение должно быть расположено на первом или втором этаже, иметь хорошее естественное освещение и вентиляцию. В здании должна иметься возможность для установки системы видеонаблюдения и проведения высокоскоростного интернета. Плюсом будет расположение неподалеку остановок общественного транспорта и наличие парковки: многие родители привозят своих детей на занятие на личном авто.

В связи с ситуацией вокруг пандемии коронавируса нужно помнить о том, что помещение нужно будет обрабатывать спиртосодержащими и дезинфицирующими средствами, регулярное делать проветривание. Также желательно обзавестись бесконтактными термометрами и антисептиками для рук. 

Что планировать на будущее?

Стоит ли готовиться к поступлению в вуз, и нужен ли он вообще?

Нет. Если мы говорим о программировании, современном, которое отвечает трендам и изменениям, то ВУЗ противопоказан – потому что время будет потеряно. За 4 года в нашем отечественном ВУЗе научат тому, что желающий учиться ребёнок получит, посмотрев 10-20 видеоуроков на YouTube в открытом доступе.

Лучший вариант – это, конечно, онлайн площадки. Geekbrains от mail.ru, Skillbox, есть годовые программы, есть бесплатные курсы, на которых студент получит и опыт, и портфолио, и не 4 года просиживать в ВУЗах, которые уже похожи на дома престарелых и памятники СССР. Если есть деньги – то добро пожаловать в Америку

Может ли сам отец, без каких-либо курсов и занятий, помогать ребёнку в этом?

Я бы не стал заниматься этим. Я вот сам, честно сказать, вообще не понимаю, что там программисты пишут, вообще. Потому что я дизайнер интерфейсов, я понимаю суть продукта, понимаю зачем он и для кого. А вот что написано, каким конкретно языком, нет. И я могу только направить ребёнка, но за конкретными навыками лучше обратиться к тем, кто их имеет. Если есть желание сэкономить, или бюджет семьи не позволяет, но очень хочется, то это YouTube.

Также на всех крупных и сильных площадках есть возможность взять обучение в рассрочку. Без проблем, 21 век всё-таки.

Где учат делать роботов

Количество частных робоклубов набирает обороты с каждым годом. Сегодня практически в каждом городе есть кружки дополнительного образования по робототехнике и программированию. В школах также появился модуль робототехники в рамках предмета “Технология”. Даже если ребёнок не собирается связывать свою жизнь с роботами, то во время обучения в школе он познакомится с миром роботизированной техники.

Начиная с 10-11 лет, дети уже осознанно идут в кружки по созданию роботов. Здесь школьники активно изучают программирование, конструирование, собирают уникальные модели.

Если же детское увлечение переросло в желание получить профессию робототехника, то перед выпускником школы стоит нелегкий выбор ВУЗа, в котором он получит высшее образование. На сегодняшний день факультеты робототехники и механотроники появляются во многих учебных заведениях. Неудивительно, ведь роботостроение — это одно из самых перспективных направлений.

Что такое робототехника?

Робототехника – это наука, которая изучает проектирование и использование автоматизированных технологических систем, а попросту – роботов. Для детей существует возможность изучения робототехники в школах и в секциях дополнительного образования. Создаются роботы при помощи специальных конструкторов. Дети легко вовлекаются в этот процесс, ведь создать робота самостоятельно, а главное – получить результат, чрезвычайно интересно.

Большим плюсом также является тот нюанс, что занятия сочетают в себе как получение знаний, так и развлечения, а потому приобретают все большую востребованность у детей и их родителей.

Если ваш ребенок выказывает искренний интерес к технологиям, обратите внимание на робототехнику, в процессе изучения он освоит множество полезных навыков, станет более самостоятельным, активным и поверит в свои силы.

Зачем нам роботы, если есть люди?

Если коротко — они могут выполнять некоторые задачи куда лучше людей.

В научной литературе выделяют несколько основных преимуществ роботов для целей обучения. Перечислим их.

1. Бесконечное повторение

Роботы могут до бесконечности повторять одно и то же, и это не будет их утомлять. Человек, даже самый эмпатичный, довольно быстро устаёт объяснять что-то, а робот — нет.

В одной из финских школ начал работать робот-помощник Элиас. Его используют на занятиях по иностранным языкам: робот распознаёт уровень знаний ученика и в соответствии с ним адаптирует задания.

«Дети могут практиковать разговорный язык без боязни сделать ошибку. Робот дружелюбен, он не смеётся, когда ты ошибаешься, не устаёт повторять слова», — рассказала Джоанна Хемминки, сооснователь компании Utelias Technologies, создавшей Элиаса.

2. Дружелюбное общение

Если робота запрограммировали, «характер» у него не испортится. У машин не бывает плохого настроения, раздражения, недовольства, эмоционального выгорания

Это особенно важно, если помогать предстоит детям, которым учёба даётся с трудом

3. Вовлечение

Трудно уснуть на уроке и улететь мыслями далеко-далеко, если ваше внимание приковано к интересной «штуковине», с которой можно общаться прямо как в фантастическом фильме. Учёные из Университета Линкольна обнаружили, что детей может мотивировать присутствие роботов в классе — потому что это для них интересная и необычная новинка

Правда, в первые дни эксперимента школьники отвлекались от процесса учёбы на самого робота, но они быстро к нему привыкли.

Кадр: фильм «Мой друг Робот»

4. Разгрузка учителей

Учёные из Плимутского университета выяснили, что роботу потребуется всего три часа, чтобы выучить педагогические техники и помогать учителю поддерживать образовательный процесс.

Тони Белпэм, профессор Школы инженерии, вычислительной техники и математики Плимутского университета в Англии, считает, что социальные роботы могут стать такой же неотъемлемой частью образовательной инфраструктуры, как бумага, доска или планшет. «Роботы могут высвободить бесценное время для педагогов, дать им возможность сфокусироваться на том, что люди до сих пор умеют лучше всего, — обеспечивать всеобъемлющий, эмпатический и полезный образовательный опыт», — сказал он.

Какие конструкторы выбрать?

Конструкторы для занятий подбираются в соответствии с образовательной программой и возрастом ребенка. Они могут быть как отечественного, так и зарубежного производства. Для дошколят рекомендуется всеми любимый Lego – его легко собирать, он содержит детали ярких цветов, чем вызывает искренний восторг у самых маленьких конструкторов.

Для младших школьников и начинающих также подойдет набор Fischertechnik – его плюс в наличии настоящих проводов и штекеров, которые создают ощущение взрослого программирования.

В четырнадцать лет подростки отдают предпочтение более сложным моделям, требующим навыков программирования. Это ТРИК или Raspberry.

Как получить результат быстрее

Как можно получить результат и действительно видимое изменение в ребенке быстрее:

1. Поделиться своей целью с преподавателем в кружке

Здорово, когда родитель ставит конкретную цель перед занятиями и проговаривает ее с преподавателем перед началом посещения кружка. Например, родители в нашем клубе периодически ставят перед нами задачи: «стесняется выступать с проектом» — значит, больше времени уделяем с этим ребенком на проработку презентации, даем дополнительные задания домой; «боится собирать без инструкции» — аккуратно, постепенно предлагаем ребенку сначала сделать изменения в деталях, потом изменить конструкцию по инструкции и т.д.

2. Увеличение интенсивности занятий

Одного занятия в неделю достаточно для общего развития, но для быстрого получения видимых изменений необходимо заниматься чаще. Так же, как для изучения иностранного языка не достаточно один раз заниматься на курсе, аналогично и в кружке робототехники.

3. Домашняя работа

Наличие дома конструктора расширяет возможности ребенка для занятий самостоятельно. Если ребенок уделяет программированию робота, усовершенствованию его конструкции хотя бы по 20 минут в день, то уже будет достаточно.

4. Индивидуальные занятия

В группе ребенок усваивает общие понятия, учится работать в команде, социализируется, видит и слышит другие мнения и проекты, расширяет свой кругозор. А индивидуально уже прорабатывает темы в более расширенном формате, получает ответы на вопросы, которые не были усвоены во время занятия.

5. Интенсивы

У нас в клубе мы проводим городские лагеря, по сути — интенсивы, где дети за 3-5 дней быстро усваивают больше информации, так как у них нет недельного разрыва между занятиями, а времени на закрепление дается больше. Мы заметили, что наши дети, прошедшие интенсив, получают сильный заряд для движения вперед. Это, так называемая, точка быстрого роста.

Лучший возраст для старта

Отметим, что целью занятий по робототехнике для дошкольников является прежде всего развитие личности малыша, его творческих и интеллектуальных способностей, а не создание какого-то технически сложного уникального продукта. Дети в 5 лет начинают испытывать интерес к механизмам и конструированию, что и необходимо использовать для их продуктивного развития.

Для самых маленьких «робототехников» предлагается использовать особый вид конструктора – с крупными деталями, интуитивно понятными механизмами, которые легко соединить между собой. Первый успех очень важен, поскольку помогает ребенку обрести уверенность в своих силах и желание заниматься дальше. При желании малыша занятия можно продолжить и в школе, в этом случае они выйдут на новый уровень и будут не только развивать общие умения и навыки, но и помогут ребенку обрести специфические знания.

С какого возраста прививать интерес ребёнка к робототехнике

Эксперт заявляет, что путь к большим возможностям и достижениям в робототехнике начинается с малого — уже в возрасте четырёх лет ребёнка можно обучать основам инженерного дела.

На мастер-классах и воркшопах дошкольники могут усвоить, что такое шестерёнка, для чего нужен привод, осознать принцип равновесия, понятие скорости, собрать несложные конструкторы и механизмы. При этом дети получают не только технические навыки, но и те, которые развивают в детсадах:

• мелкую моторику — при работе с небольшими деталями;
• логику — чтобы привести робота в рабочее состояние;
• усидчивость, терпение, концентрацию;
• аналитическое мышление;
• умение выполнять работу от простого к сложному;
• умение работать на результат, сравнивать заданное и получившееся.

По мере взросления ребята знакомятся с компьютерной техникой, основами программирования, электротехникой, алгеброй логики.

Буллинг в школе, вузе, на работе: зачем агрессоры это делают и как бороться

Читать подробнее