Робототехника для детей: лифт в будущее
26.01.2022
Роботы во многом уже интегрированы в нашу повседневную деятельность, и они будут продолжать появляться в новых формах, с новыми возможностями. Роботы могут быть в виде беспилотного летательного аппарата, доставляющего посылку, механической руки, сортирующей продукты, или самоуправляемого автомобиля. Однако их объединяет то, что они являются автономными машинами, которые полагаются на искусственный интеллект (ИИ) и сложное программное обеспечение для выполнения задач. По мере того, как область робототехники продолжает расти, растет и потребность в подготовленных специалистах, обладающих знаниями и навыками, необходимыми для удовлетворения спроса.
Робототехника включает в себя все этапы создания робота, от концепции и проектирования до производства и управления. Эта сфера требует глубоких междисциплинарных знаний, необходимо понимать, как различные элементы конструкции работают вместе, чтобы воплотить машину в жизнь. Робототехника является неотъемлемой частью STEM — инновационного подхода к обучению, основанного на системном подходе и решении прикладных задач, который все чаще внедряется в школы. STEM (science, technology, engineering and mathematics) — это аббревиатура от науки, техники, инженерии и математики. Робототехника — лучшая область, которая существует на стыке этих дисциплин, а робот, которого нужно спроектировать, сконструировать, запрограммировать является идеальным учебным пособием.
Образовательная робототехника призвана развить у ребенка необходимые для будущей профессии навыки. С одной стороны, профессиональные умения:
- системное мышление
Роботы — очень сложные системы, и работа с ними требует знаний в самых разных дисциплинах. Необходимо разбираться в механике, электронике, электрике, программировании, сенсорике и даже психологии. Хороший робототехник способен понять, как все эти различные системы работают вместе.
- «мышление программиста»
Программирование — важнейший навык для робототехники. Основное отличие от других видов программирования заключается в том, что роботизированное программирование взаимодействует с оборудованием, электроникой и реальным (беспорядочным) миром.
- математика
Будет сложно преуспеть в робототехнике без хорошего понимания, по крайней мере, алгебры и геометрии. Это связано с тем, что базовые понятия робототехники часто представлены эти понятия в виде функций или уравнений. Хорошее знание геометрии особенно важно для понимания кинематики и создания чертежей.
- естественные науки
Навыки в области естественных наук важны для робототехники, потому что реальный мир никогда не бывает таким точным, как математика. Робототехник должен понимать, будет ли его расчет точно работать в текущих условиях.
- аналитическое мышление
Робототехника полна вариантов, и почти никогда не бывает одного правильного решения. Навыки аналитического мышления позволят проанализировать проблему с различных точек зрения, сбалансировать сильные и слабые стороны каждого решения.
- технологическое проектирование
Это означает способность проектировать системы, которые работают и понимание, почему что-то работает неправильно. Иначе говоря, умение работать руками. По-настоящему великие робототехники обладают волшебной способностью «заставить работать» (что бы это ни было и как бы оно ни было сломано).
С другой стороны, так называемые soft skills: умение работать в команде, настойчивость, внимание к деталям, критическое мышление, готовность постоянно обучаться и т.д.
Занятия робототехникой целесообразно начинать примерно с шестилетнего возраста. Детские образовательные конструкторы наподобие LEGO WeDo или Mindstorms будут интересны дошкольникам из-за ярких деталей и создадут хорошую базу для дальнейшего обучения. Далее ребенку можно перейти к изучению более сложных вещей, вроде языка Scratch, гаджетов Arduino, конструкторов ТРИК. Опытным подросткам-робототехникам будет необходимо углубиться в программирование, освоить Python, Paspberry Pi.
Разумеется, создание сложного робота — проект, требующий усилий многих специалистов. По этой причине существует множество нишевых специальностей, которые также требуют исчерпывающих знаний во всех областях робототехники.
Ниже мы рассмотрим несколько профессий, определяющих индустрию на сегодняшний день.
1. Инженер-конструктор
Инженеры-конструкторы создают визуальный облик робота. Они начинают с набросков предполагаемой конструкции, а затем работают с командой инженеров-механиков, воплотить в жизнь свои идеи.
2. Инженер-программист
Инженеры-программисты отвечают за разработку программного обеспечения, которое позволяет роботу функционировать. Им необходимо быть в курсе постоянно меняющихся технологий и тенденций, чтобы обновлять или перенастраивать существующее программное обеспечение.
3. Дизайнер пользовательского интерфейса (UX)
UX-дизайнеры должны оценить, как пользователи будут взаимодействовать с роботом, и создать систему, которая удовлетворяет их потребности.
4. Специалист по обработке данных
Эти специалисты отвечают за разработку процессов моделирования данных и создание алгоритмов и прогнозных моделей, на основе которых собираются и интерпретируются данные.
5. Инженер по машинному обучению
Инженеры по машинному обучению отвечают за аспект автоматизации, их задача — усовершенствовать функционирование робота, «обучить» искусственный интеллект.
6. Инженер алгоритмов
Задача инженера-алгоритмиста заключается в исследовании, разработке и тестировании алгоритмов, на основании которых функционирует робот.
Робототехника для детей пользуется популярностью, потому что это самый простой способ ввести ребенка в мир технологий, процесс проектирования и конструирования роботов увлекает его и мотивирует с головой погрузиться в науку и технику. Программирование для детей может быть утомительным при изучении обычным, «взрослым» способом. Другое дело, когда ребенок занимается простыми интересными задачами, по мере решения которых он сам осознает необходимость получения прочих навыков. В век автоматизации кружок робототехники и школа программирования для детей определенно могут стать ключом к успеху и профессиональной реализации.
Академия TOP в г. Челябинск проводит занятия по робототехнике и программированию для детей онлайн и офлайн.
