Образовательная робототехника презентация к уроку на тему. Программа «Лего робот» для обучающихся начальной школы « Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни. Обучающая презентация «Что умеют роботы» для

Опыт и перспективы развития объединения «Робототехническое конструирование»

Педагог дополнительного образования

ГАОУ ДПО ВО ВИРО

« Владимирский институт повышения квалификации работников образования имени Л.И. Новиковой»

Калитина Алла Николаевна

Методика преподавания курса

Занятия объединения «Робототехническое конструирование» представляют воспитанникам технологии XXI века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал.

Особенности объединения «Робототехническое конструирование»

Наиболее современное направление;
Объединение различных областей технических знаний и наук;
Необходимость изучения программирования и алгоритмизации;
Необходимость изучения электротехники;
Попутное изучение владения компьютером и компьютерными программами;
Высокий интерес со стороны общественности.

Материально-техническое оснащение

Компьютерный класс (проектор, интернет); Робототехнические наборы;
Андроидные роботы;
Радио-детали;
Инструмент, паяльники;
Помещения для тренировок;
Поля для состязаний.

Роботы Lego Mindstorms

Инструменты Lego

Lego Digital Designer – среда виртуального проектирования роботов

NXT-G - среда программирования

Дополнительное оборудование

Продукция HiTechnic

Наборы TETRIX и MATRIX

Пневматика
Возобновляемые источники энергии
Технология и физика
Простые механизмы

Серия микроконтроллерных устройств, распространяемых по схеме openHardware – спецификации и схемы плат полностью открыты для использования, копирования и изменения.

Максимально приближена к электротехнике и электронике;
Две среды программирования: для начинающих и профессионалов;
Возможность сочетать как с робототехническими конструкторами (в том числе и с Lego Mindstorms), так и с полностью самодельными проектами;
Широкий набор плат расширения и коммутации;
Развитая аудитория пользователей, профессиональная поддержка и информационное освещение.

Одноплатный компьютер

Вычислительные мощности соответствуют современному телефону:

процессор ARM9
256 Мб ОЗУ
карты памяти
Ethernet (LAN)
Audio Jack
ОС – Linux, Android, Windows

Применение:

Встраиваемые системы
Управляющие комплексы
Системы «Умный дом»
Распознавание образов: видео и аудио
Мобильные роботы в изменяющейся внешней среде

Андроидные роботы

Моделирующие человека и других живых существ

Программа «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России» реализуется с 2008 года по инициативе Фонда Олега Дерипаска «Вольное Дело» и Федерального агентства по делам молодежи (Росмолодежь).

Задачи Программы:

Вовлечение детей и молодежи в научно-техническое творчество, ранняя профориентация;
Обеспечение равного доступа детей и молодежи к освоению передовых технологий, получению практических навыков их применения;
Выявление, обучение, отбор, сопровождение талантливой молодежи;
Продвижение и обеспечение реализации профессионального потенциала и лидерских качеств.

Направления:

ИНЖЕНЕРНЫЙ ПРОЕКТ

МОБИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Компьютерная грамотность

Знания в области механики, программировании, электроники

Способность к самообучению

Необходимость проходить курсы и тренинги

Личная активность

Креативность,

нестандартное мышление

Отслеживание актуальных проблем

[email protected] www.RostovRobor.RU

Учащиеся

Требования :

Старше 10 лет
Интерес к технике
Интерес к информационным технологиям

Знают и умеют :

Основы построения и расчета математических моделей
Основы конструирования механических систем
Составление алгоритмов и программ
Умение решать актуальные задачи
Знание компьютера

Наша досуговая деятельность

1 . Экскурсия по историческим местам города Владимир(«Театральная площадь», Золотые ворота – древнейший памятник фортификационной архитектуры в России, Красная Троицкая старообрядческая церковь и здание драматического театра, « Соборная площадь», памятники архитектуры XII века – Успенский. Дмитриевский соборы, свято- успенский женский Княгинин монастырь.
2. Экскурсионная поезда в Лесотехнический техникум п. « Муромцево» Судогодского района Владимирской области.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Образовательная робототехника Учитель физики, информатики Образцов Евгений Витальевич Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя школа № 66» Г. Хабаровска

Цель программы: формирование и развитие творческих и познавательных способностей учащихся средствами наборов Arduino и современных компьютерных технологий. Проект «Образовательная робототехника» , предназначен содействовать развитию детского научно-технического творчества, способствовать популяризации инженерного образования в школе.

Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий прочные основы системного мышления, интеграция информатики, математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с развитием инженерного творчества. Внедрение технологий образовательной робототехники в учебный процесс способствует формированию личностных, регулятивных, коммуникативных и, без сомнения, познавательных универсальных учебных действий, являющихся важной составляющей ФГОС.

Занятия робототехникой дают хороший задел на будущее, вызывают у ребят интерес к научно-техническому творчеству. Заметно способствуют целенаправленному выбору профессии инженерной направленности.

Образование должно соответствовать целям опережающего развития, другими словами, обеспечивать изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем. Образовательная робототехника в полной мере реализует эти задачи.

Отличительная особенность Заключается в том, что состоит из 12 разделов, расположенных по сложности изучаемого материала и увеличением доли практических занятий. Практические занятия по программе связаны с использованием вычислительной техники: компьютеров и комплектов Ардуино. Программа ориентирована на применение электротехнических и робототехнических средств в жизни человека.

Новизна Программа «Мир Arduino » является дополнительной общеобразовательной (общеразвивающей) программой, и составлена с учетом тенденций развития современных информационных технологий, что позволяет сохранять актуальность реализации данной программы. Основной акцент в освоении данной программы делается на использование проектной деятельности и самостоятельность в создании проектов и роботов, что позволяет получить полноценные и конкурентоспособные продукты. Проектная деятельность, используемая в процессе обучения, способствует развитию основных компетентностей учащегося, а также обеспечивает связь процесса обучения с практической деятельностью за рамками образовательного процесса. Творческое, самостоятельное выполнение практических заданий, задания в форме описания поставленной задачи или проблемы, дают возможность учащемуся самостоятельно выбирать пути ее решения. Содержание дополнительного образования в области робототехники не стандартизируется, работа с учащимся происходит в соответствии с его интересами, его выбором, что позволяет безгранично расширять его образовательный потенциал.

Метапредметные связи В ходе занятий ребята не только и не столько занимаются робототехникой, сколько используют ее, как некий интерактивный элемент, с помощью которого некие теоретические знания закрепляются на практике. Теоретические знания могут быть, как по точным наукам: математике и физике, так и по естественным: химии, астрономии, биологии, экологии. Предмет «Технология» Наиболее гармонично образовательная робототехника встраивается в такие разделы предмета «Технологии» как «Машины и механизмы», «Графическое представление и моделирование», «Электротехнические работы». Предмет «Математика» Одним из ярких и простых примеров закрепления знаний из школьного курса математики является расчет траектории движения робота. В зависимости от уровня знаний здесь могут использоваться как и обычный метод проб и ошибок, так и научный подход: здесь им могут понадобиться и свойства пропорции (6-7 класс), и знание формулы длины окружности (8-9ый) и даже тригонометрия (10-11 класс).

Метапредметные связи Предмет «Физика» На уроках физики робототехнику можно применять для лабораторных, практических работ и опытов, а также для исследовательской проектной деятельности при изучении разделов: «Физика и физические методы изучения природы», «Механические явления», «Тепловые явления», «Электрические и магнитные явления», «Электромагнитные колебания и волны». Предмет «Информатика» Образовательные конструкторы позволят более интенсивно формировать ключевые компетенции учащихся на уроках информатики при изучении разделов: «Информационные основы процессов управления», «Представление об объектах окружающего мира», «Представление о системе объектов», «Основные этапы моделирования», «Алгоритмы. Исполнитель алгоритма», «Среда программирования», «Архитектура ПК. Взаимодействие устройств компьютера».

Внеурочная деятельность Проектно-ориентированная работа с конструктором позволяет организовать факультативное, домашнее и дистанционное обучение. В школе ребята могут заниматься в кружках, на факультативах, посещать занятия на базе учреждений дополнительного образования. Формы работы могут быть разнообразными: общеразвивающие кружки для ребят начального и среднего звена; проектно-исследовательские кружки для старшеклассников, включение исследований на базе образовательных конструкторов в деятельность научного общества учащихся и многое другое. Организация кружков по робототехнике позволяет решить целый спектр задач, в том числе привлечение детей группы риска, создание условий для самовыражения подростка, создание для всех детей ситуации успеха, ведь робототехника - это еще и способ организации досуга детей и подростков с использованием современных информационных технологий. Кроме того, благодаря использованию образовательных конструкторов мы можем выявить одаренных детей, стимулировать их интерес и развитие навыков практического решения актуальных образовательных задач.

Профессиональное образование Подходя к моменту перехода на ступень профессионального образования, школьник благодаря образовательной робототехнике, как правило, уже сделал свой профессиональный выбор. Встраивание робототехники в образовательный процесс в учреждениях профессионального образования, будь то учреждение НПО, СПО, ВУЗ, помогает подростку не просто развивать в себе технические наклонности, происходит понимание сути выбранной профессии. Робототехника позволяет реализовать уже профессиональные знания через моделирование, конструирование и программирование. Главная цель на этапе встраивания робототехники на ступени профессионального образования - обеспечить взаимодействие образования, науки и производства.

Соревнования по робототехнике Одним из важных аспектов стимулирования детей к самостоятельному развитию творческой мыслительной деятельности и поддержанию интереса к техническому обучению является их участие в конкурсах, олимпиадах, конференциях и фестивалях технической направленности. Существует целая система соревнований по робототехнике разного уровня: региональные, межрегиональные, всероссийские, международные, такие как фестиваль «Проекты действующих моделей роботов», Робомех, JuniorSkills Russia и др. Соревнования по робототехнике отличаются от других конкурсных мероприятий по нескольким параметрам: Зрелищность: ребенок видит положительную работу своих сверстников, передовые инженерно-технические достижения, новые решения в области робототехники. Состязательность: позволяет выявить наиболее подготовленную команду, способную оперативно решить поставленную тренером (организатором) задачу. Азартность: стремление детей к лидерству, опережению своих сверстников, быстрому и бескомпромиссному решению поставленной задачи как нельзя лучше проявляется во время соревнований по робототехнике.

Результативность За два года работы кружка, ребята приняли участие в следующих мероприятиях: 1. 2015 год участие в городской НПК "Шаг в науку" с проектом "Мой первый робот" 2. 2016 год участие в городской НПК "Шаг в науку" с проектом "Управляемый робот с дистанционным видеонаблюдением" 3. 2016 год городской конкурс "Дорогами воинской славы" в номинации 3D модель (стела "Помним всё!") 2-е место. 4. 2016 год городской фестиваль бизнес проектов "Хабаровск НАШ" с проектом "Универсальный радиомодуль в системе управления "Умный дом", финалисты. 5. 2016 год городской фестиваль-выставка "Действующие модели роботов" 1-е и 3-е место. 6. 2016 год участие в региональном чемпионате JunorSkills Russia

Результативность Созданы несколько моделей роботов, робот «Щенок», робот с дистанционным видеонаблюдением, робот – сортировщик, шагающий робот. В разработке ещё находятся 2 робота: робот – манипулятор и луноход.

Результативность После первого года обучения учащиеся владеют знаниями по: основным понятиям электротехники и робототехники; ардуино и его видам; устройству и принципу функционирования Ардуино и отдельных элементов; основной структуре и принципам программирования микроконтроллеров Ардуино;

Результативность После первого года обучения учащиеся владеют умениями по: созданию базовых проектов из комплектов Ардуино по готовым схемам; подключению и использованию сенсоров, двигателей; составлению программ для проекта Ардуино; самостоятельному поиску нужной информации из разных источников, для проектирования; разработке, проектированию и анализированию собственных проектов, а также моделей роботов.

Управляемый робот с дистанционным видеонаблюдением Робот «Щенок Первый робот Квадропод

Участники НПК «Шаг в науку» Участники JuniorSkills Russia Участники выставки «Проекты действующих моделей роботов»

Обучающая презентация «Что умеют роботы» для детей старшего дошкольного возраста

Цель: познакомить детей с областями применения робототехники.

Задачи презентации

Стимулировать мотивацию детей к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка;
Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, развитию конструкторских, инженерных и вычислительных навыков;
Развивать научно-технический и творческий потенциал личности дошкольника.

Ход презентации

Слайд 2.

Человек всегда стремился к новым открытиям и изобретениям. Раньше у людей не было одежды, они не умели строить дома, не было электричества и разного транспорта. Пищу готовили на огне и камнях, потому что не было посуды. Представьте, как бы сейчас жили люди, если бы не изобрели компьютеры и телефоны?

Слайд 3.

Каждый день учёные во всём мире совершают открытия, изобретают космические корабли, лекарства и роботов. А кто из вас знает, что умеют делать роботы? Первые роботы появились в конце XIX века — русский инженер Пафнутий Чебышёв придумал механизм — стопоход, обладающий высокой проходимостью.

Слайд 4.

Первую стопоходящую машину, созданную самим Чебышёвым, сегодня можно увидеть в Политехническом музее в Москве.

Слайд 5.

Современные роботы используются во всех отраслях — в освоении космоса, здравоохранении, общественной безопасности, развлекательных целях, обороне и многом другом. В некоторых областях роботы полностью заменили людей. Давайте познакомимся с ними поближе.

Слайд 6.

Роботы помогают людям с ограниченными возможностями здоровья вести обычный образ жизни. Учёные разработали бионические протезы (конечности, которыми можно управлять с помощью мышц и мозга.

Слайд 7.

Для одиноких пожилых людей учёные придумали роботов — внуков, с которыми можно поговорить, поиграть и даже сходить на прогулку.

Слайд 8.

В Японии роботы работаю официантами в кафе. Они принимают заказы, подают блюда и улыбаются клиентам.

Слайд 9.

Роботов используют для развлечения людей, создания лазерных шоу.

Слайд 10.

Робот — огнедышащий дракон развлекает детей и взрослых в национальном парке.

Слайд 11.

Но их основная задача — прийти на помощь в трудной ситауции. Роботов используют в местах повышенной опасности, чтобы избежать человеческих жертв. Вот, например робот-щит для полицейских.

Слайд 12.

Робот, который умеет тушить пожары управляется человеком, который находится далеко от опасного места и не пострадает от огня.

Слайд 13.

Роботов используют при расчистке завалов, в тех местах, куда человек не может попасть.

Слайд 14.

Роботы помогают вести видеосъёмку с высоты, из космоса.

Слайд 15.

На помощь военным так же приходят роботы. С ними можно тренироваться, отрабатывать боевые приёмы.

Слайд 16.

Роботы помогают людям совершать новые научные открытия. Их можно отправить даже на другую планету. Робот-рука помогает при стыковке космических аппаратов.

Слайд 17.

А такой робот на дне океана анализирует уровень загрязнения воды, количество кислорода и других элементов. Свою информацию он передаёт на поверхность и учёные планируют свою работу.

Слайд 18.

Роботы не боятся сильных морозов и могут работать там, где человек замёрзнет. Этот робот исследует поверхность в самых труднодоступных местах.

Слайд 19.

Роботы умеют делать почти всё, что и человек: перекладывать предметы, различать эмоции, дружить…

Слайд 20.

И даже выглядеть, как человек.

Слайд 21.

Роботы уже давно соседствуют с нами и делают жизнь человека интересной, полной новых знаний и открытий.

Учитель: Кривенцов Леонид Александрович,
высшая квалификационная категория

Тема урока:

Асино - 2014

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение –
средняя общеобразовательная школа №4 город Асино Томской области

Робототехника - это

(от робот и техника; англ. robotics) прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика, радиотехника и электротехника.

Виды робототехники

Строительная

Промышленная

Бытовая

Авиационная

Экстремальная

Военная

Космическая

Подводная

Немного из истории

В основу слова «робототехника» легло слово «робот», придуманное в 1920 г. чешским писателем Карелом Чапеком для своей научно-фантастической пьесы «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы»), впервые поставленной в 1921 г. в Праге и пользовавшейся успехом у зрителей.
В ней хозяин завода налаживает выпуск множества андроидов, которые сначала работают без отдыха, но потом восстают и губят своих создателей.

Премьерный показ пьесы Робот это -

(чеш. robot, от robota - подневольный труд или rob - раб) - автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма.
Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными).
При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.

Андроид

Андро́ид (от греч. корня ἀνδρ- слова ἀνήρ - «человек, мужчина» и суффикса -oid - от греч. слова εἶδος - «подобие») - человекоподобный.
В современном значении обычно подразумевается человекоподобный робот.

Классы роботов:

Манипуляционные

Автоматическая машина, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

Стационарные

Передвижные

Такие роботы производятся в напольном, подвесном и портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных и приборостроительных отраслях.

Манипулятор - это механизм для управления пространственным положением орудий и объектов труда.

Манипуляционные роботы

поступательное движение
угловое перемещение

Виды движения

Сочетание и взаимное расположение звеньев определяет степень подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота.

Для обеспечения движения в звеньях могут использоваться электрические, гидравлический или пневматический приводы.

Манипуляционные роботы

Частью манипуляторов (хотя и необязательной) являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства аналогичны руке человека - захват осуществляется с помощью механических «пальцев».
Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской.
Для захвата множества однотипных деталей (что обычно и происходит при применении роботов в промышленности) применяют специализированные конструкции.
Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом. Это может быть пульверизатор, сварочная головка, отвёртка и т. д.

Классы роботов:

Мобильные

Автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами.

Колесные

Шагающие

Гусеничные

Классы роботов:

Мобильные

Ползающие

Плавающие

Летающие

Плавающий робот

Вставить Видеофрагмент
https://www.youtube.com/watch?time_continue=9&v=PC2hsu0jTbo

Современные роботы

ASIMO
Асимо

NAO (Нао)

ASIMO (Асимо), компания HONDA

Вставить Видеофрагмент
https://www.youtube.com/watch?v=Bmglbk_Op64

NAO (Нао)

Вставить Видеофрагмент
https://www.youtube.com/watch?v=1W4LoQow_3o

Современные роботы Компоненты роботов

Приводы - это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.

Приводы Законы робототехники

Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам.

Айзек Азимов, 1965

Законы робототехники

В 1986 году в романе Роботы и Империя (англ. Robots and Empire) Азимов предложил Нулевой Закон:
0. Робот не может причинить вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был причинён вред.
0. Робот не может причинить вреда человеку, если только он не докажет, что в конечном счёте это будет полезно для всего человечества.

Список используемых источников:

Материал взят из учебника - Е.И. Юревич, Основы робототехники.
http://www.prorobot.ru/slovarik/robotics-zakon.php
Фон презентации - http://sch1498.mskobr.ru/images/Kartinki/2.jpg
Фото Карла Чапека - http://static.ozone.ru/multimedia/books_covers/1007573981.jpg
Фото показа пьесы - http://1.bp.blogspot.com/-o_TRaM0uze8/U_xYIx3d-FI/AAAAAAAAAfA/4QxDeeX9ICc/s1600/chapek-rur-4ital.ru.jpg
Фото NAO, колесного и гусеничного роботов – авторские
Манипуляционные роботы - http://training-site.narod.ru/images/robot6.jpg, http://toolmonger.com/wp-content/uploads/2007/10/450_1002031%20kopia.jpg
Плавающие роботы - https://images.cdn.stuff.tv/sites/stuff.tv/files/news/robot-water-snake_0.jpg
Шагающий робот - http://weas-robotics.ru/wp-content/uploads/2013/09/mantis.jpg
Робот-повар - http://bigpicture.ru/wp-content/uploads/2009/08/r12_1931.jpg
Робот-скрипач - https://imzunnu.files.wordpress.com/2010/04/toyotaviolinplayingrobot.jpg
Фото Айзека Азимова - https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/0d01/000256f0-8256e822/3/hello_html_382bf8c1.jpg
Приводы роботов - https://gizmod.ru/uploads/posts/2000/14172/image.jpg, http://www.servodroid.ru/_nw/0/62696.jpg
Робот-лесоруб - http://www.strangedangers.com/images/content/136345.jpg
Фото Aibo - http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/9/105/393/105393992_large_5361707_h_sAibo_img_0807.jpg
Фото Asimo - https://everipedia-storage.s3.amazonaws.com/NewlinkFiles/1149050/4690442.jpg