прислать материал
AIN.UA » Колонки, МненияРобототехника и программирование как инструменты в образовании подрастающего поколения

Робототехника и программирование как инструменты в образовании подрастающего поколения

2233 0

По мнению исследовательского центра Gartner, уже в 2020 году около 3 млн специалистов будут работать под руководством «босса-работа», а около 10% ведущих компаний в сфере дистрибуции создадут должность директора по роботизации. Даже если мы с вами и не ощутим в полной мере эти изменения, наши дети наверняка будут жить среди программируемых машин, а значит готовиться к этому будущему нужно уже сейчас.

Уже сегодня сфера IT – одно из самых перспективных направлений карьерного развития. Однако знание принципов и технологии программирования в будущем понадобится не только программистам. Стремительное технологическое развитие идет в направлении кибернетизации всех сфер производства и потребления, поэтому через 5-10 лет ничуть не странным будет наличие микропроцессоров в одежде, растениях, музыкальных инструментах или даже в кистях художников. Технологическая осведомленность и навыки работы с программируемыми машинами пригодятся архитекторам, врачам и музыкантам так же, как и знание своей профессии.

Все больше родителей осознают, что навыки программирования становятся «новым английским» для их детей. И дальше без них будет сложно устроится на желаемую должность. Давайте посмотрим более предметно на те продукты и инструменты обучения, которые предлагают мировые лидеры из сферы робототехники для обучения детей, такие как Wonder Workshop и Makeblock.

Роботы для самых маленьких или как играть с пользой

Мощным инструментом привлечения интереса ребенка является игра. С ее помощью дети уже с 5 лет могут изучать основы программирования. Примером такой возможности является компания Wonder Workshop. Здесь ребенку не понадобится много читать, изучать терминологию и прочие скучные вещи. Информация подается в виде ярких цветов и анимированных объектов, которые интуитивно понятны каждому. А интерактивные приложения содержат серии квестов, которые в виде интересного путешествия учат детей возможностям роботов и принципам их программирования. Тут все как в обычных играх: за достижения каждый получает свое вознаграждение. Пройденные задания открывают новые функции, а робот при этом всячески поддерживает своего юного «учителя» яркими анимациями и эмоциями. Пройдя серию квестов, ребенок начинает легко понимать значение команд и их взаимосвязи. Он может собственноручно создавать алгоритмы и выполнять порой весьма сложные задания.

Характеристики роботов Wonder Workshop:

Для начального уровня нам доступны две модели роботов и аксессуары к ним. Роботы совместимы между собой и могут отдавать команды друг другу с помощью инфракрасных датчиков и оригинальных приложений.

Робот Dot

Робот Dash

   

Датчики, системы ввода/вывода: Акселерометр, гироскоп, 4 кнопки, микрофон, динамик, ИК-передатчики 4 шт, 12 RGB LED лампочек «в глазу», RGB LED-светодиоды «в ушах».

Размеры: 86 мм в диаметре, 86 мм в высоту (95 с подставкой).

Батарея: встроенная, перезаряжаемая литий-ионная (до 5 часов работы).

Рекомендуемый возраст: от 5 лет.

Совместимость с приложениями: Go, Wonder, Blockly.

Системы ввода/вывода информации: 3 микрофона, 3 датчика расстояния, 4 кнопки, 2 ИК-датчика обнаружения роботов (прием/передача), динамик, 12 LED-лампочек «в глазу», RGB LED-светодиоды «в ушах, груди и спине».

Размеры: 161 x 170 x 182 мм.

Батарея: встроенная, перезаряжаемая литий-ионная (до 5 часов работы).

Макс.скорость: 1 м/с.

Поворот головы: вверх – 25°, вниз – 10°, вправо/влево – 120°.

Рекомендуемый возраст: от 6 лет.

Совместимость с приложениями: Go, Xylo,  Path, Wonder, Blockly.

Поддерживаемые устройства: планшеты и смартфоны с Bluetooth 4/LE, и операционными системами iOS/Android, а так же Amazon Kindle.

На изображениях квесты приложения Wonder

Scratch программирование и платформа Makeblock

От анимированного алгоритма можно переходить к написанию кода, адаптированного под детское восприятие. Ведь объяснить написание канонического кода сложно и не так весело, как цеплять друг к другу разноцветные блоки и видеть выполнение программы в режиме реального времени на своем роботе. Именно таким образом построены программы Blockly (Wonder Workshop) и mBlock (Makeblock).

Оба приложения основаны на базе Scratch 2.0 – динамического визуального языка программирования, разработанного в 2013 году в Массачусетском технологическом институте специально для обучения детей программированию. Блоки этого языка имеют разный цвет в соответствии с их функциями. Например, в приложении Blockly для роботов Dash и Dot, желтые блоки отвечают за управление другими блоками, создание циклов; оранжевые – за воспроизведение звуков; светло-зеленые – за начало программы, темно-зеленые блоки позволяют Dash передвигаться в любом направлении и так далее. Хотя язык Scratch и выглядит просто, здесь доступны все основные понятия программирования, такие как циклы, условия, события, функции, переменные и тому подобное.

Тогда как для роботов Wonder Workshop среда Scratch является «потолком» программирования, для роботов Makeblock это только начало. Похожее меню с графическими блоками приветствует нас в приложения mBlock, которое уже имеет украинскую локализацию, но настоящий сюрприз ждет нас в одноименной программе mBlock для ПК. Уже знакомое меню графических блоков обеспечивает управление не только работами, но и анимированными объектами (спрайтами), создание подпрограмм, расширенный выбор условий, циклов и операторов, а также создание уникальных блоков.

Дополнительной функцией программы mBlock является возможность отображать уже написанный графический код на языке Arduino IDE в отдельном окне. Это позволит ребенку или даже взрослому сравнивать написанный код в двух видах и впоследствии переходить на еще более сложные языки типа Python или C ++.

Платформа и характеристики Makeblock:

Таким образом мы можем взаимодействовать с роботами-конструкторами компании Makeblock. Здесь нам доступна универсальная платформа для обучения и изобретения. Все наборы совместимы друг с другом, и каждого робота нужно собрать, подключить и запрограммировать, а значит ребенок знакомится не только с программированием, но и с инженерией и электроникой. В основе классических моделей Makeblock лежат платы Arduino, новые же разработки компании используют собственные «мозги». Модельный ряд компании очень широк, начиная от каждого отдельного винтика, датчика и наборов расширения, и заканчивая полупроизводственными моделями типа полноценного лазерного гравера или 3D-принтера.

Ниже перечень основных моделей на базе плат Arduino и авторских разработок:

Роботы на базе Arduino

Модель

mBot

mBot Ranger

Ultimate 2.0

Изображение

     

Тип

Робот-конструктор

Робот-конструктор 3 в 1

Робот-конструктор 10 в 1

Ввод информации

датчик света, кнопка, ИК-приемник, ультразвуковой датчик дистанции и датчик следования по линии, датчик Bluetooth

2 датчика освещения, датчик звука, гироскоп, температурный датчик, ультразвуковой датчик дистанции, датчик следования по линии, датчик Bluetooth

трехосевой акселерометр и гироскоп, ультразвуковой датчик дистанции, датчик следования по линии, датчик Bluetooth,

Вывод информации

зуммер, 2 светодиода, ИК-передатчик, два мотора, 4 порта процессорной платы для внешних модулей

зуммер, 12 светодиодов, два мотора, 10 портов процессорной платы для внешних модулей

3 мотора с энкодером, механическая рука, адаптер управления затвором фотоаппарата, 4 многофункциональных порта, порт для Raspberry Pi

Процессорная плата

Arduino Uno

Arduino Mega 2560

Arduino Mega Pi

Программное обеспечение

Makeblock, mBlock – для мобильных устройств, mBlock (графическое) – для Mac и Windows; mBlocky – для iPad; Arduino IDE

Новые разработки

Модель

Airblock

Neuron

Codey Rockey

Изображение

     

Тип

Модульный дрон

Модульный конструктор для творчества

Умный домашний робот

Электронные модули

Гироскоп, два ультразвуковых датчика, 3 светодиода, барометр, 6 винтовых двигателей

Гироскоп, датчик прикосновения, LED-панель, сервопривод, зуммер

ИК-приемник и передатчик, LED-дисплей, 6-осевой гироскоп, динамик, датчик звука, датчик света

Также в комплекте

Аккумулятор и зарядное устройство, наклейки на корпус, защита пропеллеров, запасные пропеллеры

Картонки для создания проектов, платформа для построения, совместимая с LEGO, кабель зарядки, провода заземления, резиновые стяжки

 

Программное обеспечение

Makeblock, mBlock, Neuron

STEAM-образование

Интеграция дисциплин – новый тренд в образовании. Учебная среда роботов создана не только ради изучения программирования, а и с целью вызвать желание получать образование в целом и вырастить всесторонне развитого ребенка. Поэтому учебные материалы, пособия и инструкции по использованию роботов содержат множество объяснений относительно законов физики, математических величин, астрономии, музыки и естествознания, интегрированные в формат художественного произведения о космических путешествиях и мир будущего. Все это помогает задействовать роботов не только в классах программирования, но и при изучении других предметов в школе или самостоятельно дома.

Основой функции обучения является встроенные датчики и технологии, используемые в современной промышленности, в лабораториях, военном деле и т.д. Принцип их работы основан на законах механики, динамики, электроники, оптики, акустики и др. Ребенок сможет самостоятельно изучать и работать с датчиками движения, расстояния, влаги, света, звука, тепла, с потенциометрами, гироскопами, джойстиками, двигателями и множеством других электронных модулей.

Объединив интерактивных роботов и современные подходы в обучении, детям открывается возможность на новом уровне изучать программирование и сразу же применять его в реальном мире, знакомясь с технологиями, которые их окружают. Такой подход фокусируется на культивации интереса к обучению в целом, а это, в свою очередь, открывает перед молодым поколением большой потенциал. 

Автор: Виктор Коротуха, бренд-менеджер и эксперт по робототехнике компании ERC

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Поиск

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: