Основные направления в робототехнике
Робототехника – это, в первую очередь, роботостроение. В то же время это целая наука, которая включает в себя ряд дисциплин. В процессе изучения ребёнок будет касаться всех направлений. Это отлично влияет на развитие мышления. В конечном счёте можно будет выбрать одно из направлений для будущей профессии.
Программирование в робототехнике – основа, без которой не получится ничего создать. Используемый язык фактически является «средством связи». С его помощью для робота пишутся команды, на которые он впоследствии будет реагировать.
Робот не сможет работать без кода, но и написанная программа бесполезна без готового устройства. Умение создать то, что позже будет выполнять действия по команде, тоже входит в список результатов обучения. Электроника в данном случае – это именно внутреннее содержимое устройства, робота. Правильно собранные элементы обеспечат бесперебойную работу.
Здесь изучается построение внешней оболочки роботов. Также именно это направление позволяет запрограммировать устройство на перемещение и ориентацию в пространстве.
Интересно, что первых простейших роботов можно создавать, например, из картона или пластиковых бутылок. Огромное значение имеет практика. Часто разрабатывают простого робота на основе несложной микросхемы всего из нескольких отдельных деталей.
Переход от теории к практике
Оптимальные курсы – те, где каждое занятие охватывает и теорию, и практику. В этом случае знания удаётся прочно закрепить. Такой подход не всегда доступен, но всё же нужно, по возможности, ориентироваться на него.
Существует ряд платформ для разработки. Самые популярные:
- BBC micro:bit. Плата Micro:bit от ВВС рекомендована детям с 11-12 лет. Но ребёнок может начать и раньше под контролем взрослого. На базе этой платы можно создать десятки проектов.
- Makeblock. Платформа, с которой можно начать. Здесь представлено несколько наборов для учеников от 6 лет. Подходят и для кружков, и для самостоятельного обучения. Есть несколько уровней сложности.
- Arduino. Удобная обучающая платформа. Уровень – подростки. Включает огромное число проектов.
- Raspberry Pi. Одноплатный компьютер для старшеклассников. Возможности безграничны: количество проектов ограничено только полётом фантазии.
Полная сборка и прохождение тестирования роботов – неотъемлемая часть правильного обучения. Любой качественный курс, включающий в себя не только программирование, но и практику, подразумевает создание полноценного устройства.
На перечисленных выше платформах есть возможность собирать полноценных роботов.
Где черпать знания и ресурсы
Современные возможности получения знаний в области робототехники огромны. Изучать эту сложную и в то же время интересную науку можно на массовых курсах или индивидуально с репетитором, очно или дистанционно, по электронному доступу или по книгам-учебникам. Поэтому большинство людей имеет возможность получить знания высокого уровня.
Ниже представлен базовый список источников и ресурсов, где можно получить необходимые знания по робототехнике.
Самый простой вариант – очные занятия. Обычно они доступны двумя путями:
- Условно бесплатные государственные кружки. Найти их можно в больших и средних городах. Проводящие их организации могут называться по-разному: центры детского творчества, дополнительного образования, внешкольной работы. Из плюсов – недорогое обучение. Оплата, как правило, символическая; иногда проводятся дополнительные сборы на покупку конструкторов. Недостаток – строго определённая по годам программа. Нет возможности отойти от общей системы.
- Платные кружки. Проводятся обычно в специализированных центрах, например, «Lego». Стоят дороже, чем государственные, но дают гораздо больше выбора. Оптимально для родителей, которые хотят записать ребёнка на робототехнику в очень раннем или, наоборот, подростковом возрасте. Также очень удобный вариант для взрослых.
У курсов, которые проводятся очно, есть важный плюс: доступ к огромному количеству конструкторов. Не обязательно покупать дорогую электронику. В то же время это ограничивает: нельзя позаниматься дома самостоятельно, оперативно закрепить знания, а для отработки какого-то определённого навыка или темы придётся раз за разом оплачивать занятие. Поэтому стоит подумать о личном приобретении конструкторов.
Очные кружки по разным причинам доступны не всем. Их можно успешно заменить онлайн-занятиями. Ниже приведён базовый список вариантов:
- Вводный курс по робототехнике от Квинслендского технологического университета. Размещён на площадке Future Learn. Можно изучить азы.
- «Введение в робототехнику» от Стэнфордского университета. Размещён на площадке Stanford School of Engineering. Подходит для получения базовых знаний.
- Программа по созданию роботов и других устройств от МФТИ. Размещён на Coursera.
- «Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника». Этот курс от ТомГУ тоже можно найти на площадке Coursera. Обучения как такового здесь мало, зато есть возможность определиться, какое направление роботостроения подойдёт вам лучше всего.
- «ИИ в робототехнике». Курс от Технологического института Джорджии на платформе UdaCity. Одно из самых современных направлений.
- «Управление мехатронными и робототехническими системами» - программа от университета ИТМО. Размещён на площадке «Открытое образование».
- Курс по основам практической электроники от Данила Борчевкина. Доступен на площадке «Универсариум».
- Курс по основам программирования роботов. Автором является замдиректора ЦТПО МГУПИ. Программа доступна на «Универсариум».
Онлайн-курсы могут быть платными или бесплатными. Всё зависит от масштаба. Электронные элементы для сборки, в любом случае, нужно приобрести. При этом занятия онлайн позволяют двигаться в своём темпе, и это огромный плюс.
Некоторым людям удобнее получать знания по книгам и учебникам. Но чаще такие издания могут стать дополнением к выбранным курсам. В большинстве случаев они представлены в электронном виде и содержат множество полезных ссылок.
Ниже приведено несколько популярных книг:
- «Springer Handbook of Robotics» авторов Уссамы Хатиба и Бруно Сицилиано. Оптимально выбирать второе издание – оно более полное. Многие считают эту книгу энциклопедией знаний по созданию роботов.
- «Introduction to Autonomous Mobile Robots» от Роланда Зигварта. Обзор всех технологий, используемых при создании роботов. Возможность ознакомиться с теорией в увлекательном формате. Хороший вариант того, с чего начать изучать тему.
- «Основы робототехники» от Анатолия Иванова. Очень много теории – от создания устройств в домашних условиях до обзора масштабных проектов, используемых в промышленности.
- «Электроника для начинающих» от Чарльза Платта. Книга об основах построения и программирования роботов, но написана весьма увлекательно. Приводятся многочисленные примеры опытов, что, как правило, очень интересно, когда учащийся – ребёнок.
- «Настольная книга разработчика роботов» Оуэна Бишопа. Основы для новичков. Позволяет изучить азы с нуля с возможностью создать 5 собственных роботов.
Это неполный список книг. Но даже пары из них будет достаточно, чтобы понять, подходит ли ребёнку такой формат получения знаний.
Как выбрать конструкторы и оборудование
Выбирая оборудование и элементы электроники для будущего обучения ребёнка, важно ориентироваться на два основных фактора:
- Какие именно детали и техника понадобятся для конкретных занятий и роботов, которые планируется собрать. Проще говоря, нужно сначала определиться, что именно изучать и проектировать и по какой обучающей программе это делать, и лишь потом делать покупку. В противном случае придётся ограничивать себя уже имеющимися наборами.
- Известность и репутация производителя. Крайне важный фактор. Покупка дешёвого набора от неизвестной компании может оказаться напрасной тратой денег.
Оптимальное решение – выбрать надёжный магазин, где предлагается максимум оборудования для создания роботов от разных производителей. Это позволит не ограничивать себя в выборе, а также не переживать о качестве купленных наборов.
Пример такого магазина – EduCube.ru. Здесь предлагается только оригинальная продукция от таких производителей, как Lego и Tetrix. Предоставляется огромный ассортимент и консультации от компетентных специалистов – вам помогут выбрать нужный конструктор для конкретных целей и уложиться в запланированный бюджет. Работает доставка по всей России.
Не существует конкретного списка того, что нужно купить для успешного освоения робототехники. Всё зависит от поставленных задач, уровня подготовки, этапа обучения и других факторов.
Поэтому предлагаются готовые наборы. Как правило, в большинство обучающих программ указывается, какое оборудование нужно использовать для создания роботов; иногда подразумеваются вариации от разных производителей. После освоения одного набора ребёнок переходит к следующему этапу, и тогда приобретается новый конструктор.
Если нет понимания, какое именно оборудование приобретать, можно обратиться к консультантам. Также, как правило, на всех наборах указывается уровень или рекомендованный возраст.
Робототехника для взрослых
Интерес к роботостроению часто возникает и у взрослых людей. Путь в эту науку им вовсе не закрыт – напротив, их возможности не менее широки.
Взрослый человек может посещать занятия по робототехнике по разным причинам. Для кого-то это хобби, другие хотят начать освоение новой профессии. Кто-то занимается созданием роботов, чтобы повысить IQ, вывести мыслительные процессы на новый уровень. Есть и такие родители, которые предпочитают изучать робототехнику вместе с ребёнком ради контроля или просто так.
Польза, в любом случае, будет. Но нужно понимать: если цель – новая специальность, то одного роботостроения недостаточно, хотя это отличная подготовка. Со временем нужно будет двигаться дальше.
Первым шагом может стать посещение нескольких платных занятий очно. Так проще сориентироваться, нравится процесс или нет. Также имеет смысл просмотреть пару вводных курсов онлайн. Это позволит выбрать направление и определиться, с чего начать изучение робототехники.
Дальнейший процесс такой же, как и у детей. Нужно выбрать курсы и их формат и, возможно, дополнить книгами.
Подведём итог
Создание роботов сегодня доступнее, чем когда-либо раньше. И этим нужно пользоваться, если у ребёнка есть к ним интерес. Или хотя бы попробовать – вполне возможно, что он втянется уже в процессе. Это шаг к возможной престижной специальности в будущем, и не стоит игнорировать такую возможность.
