В современном мире технологии развиваются с невероятной скоростью, и робототехника занимает одно из ведущих мест среди них. Модуль робототехники в предмете «Технология» призван познакомить учащихся с основами этой увлекательной и перспективной области. Робототехника включает в себя проектирование, конструирование, электронику и программирование. Она позволяет учащимся развивать навыки, которые будут полезны в будущем, независимо от выбранной профессии. Модуль робототехники помогает ученикам понять, как работают механизмы, как они взаимодействуют друг с другом и как можно использовать эти знания для создания собственных проектов.
В рамках модуля учащиеся могут работать с различными конструкторами, такими как LEGO MINDSTORMS, WEDO 2.0, VEX, TETRIX, ARDUINO, ТРИК. Эти наборы позволяют создавать роботов различной сложности и функциональности. Учащиеся могут экспериментировать с разными моделями, настраивать их и улучшать. Кроме того, модуль робототехники способствует развитию у учащихся таких навыков, как креативность, логическое мышление, умение работать в команде и решать проблемы. Эти навыки являются важными для успешной адаптации в современном обществе.
Модуль «Робототехника»
5 класс
- Автоматизация и роботизация. Принципы работы робота.
- Классификация современных роботов. Виды роботов, их функции и назначение.
- Взаимосвязь конструкции робота и выполняемой им функции.
- Робототехнический конструктор и комплектующие.
- Чтение схем. Сборка роботизированной конструкции по готовой схеме.
- Базовые принципы программирования.
- Визуальный язык для программирования простых робототехнических систем.
- Мир профессий. Профессии в области робототехники.
6 класс
- Мобильная робототехника. Организация перемещения робототехнических
устройств. - Транспортные роботы. Назначение, особенности.
- Знакомство с контроллером, моторами, датчиками.
- Сборка мобильного робота.
- Принципы программирования мобильных роботов.
- Изучение интерфейса визуального языка программирования, основные инструменты и команды программирования роботов.
- Мир профессий. Профессии в области робототехники.
- Учебный проект по робототехнике.
7 класс
- Промышленные и бытовые роботы, их классификация, назначение, использование.
- Беспилотные автоматизированные системы, их виды, назначение.
- Программирование контроллера в среде конкретного языка программирования, основные инструменты и команды программирования роботов.
- Реализация алгоритмов управления отдельными компонентами и роботизированными системами.
- Анализ и проверка на работоспособность, усовершенствование конструкции робота.
- Мир профессий. Профессии в области робототехники.
- Учебный проект по робототехнике.
8 класс
- История развития беспилотного авиастроения, применение беспилотных летательных аппаратов.
- Классификация беспилотных летательных аппаратов.
- Конструкция беспилотных летательных аппаратов.
- Правила безопасной эксплуатации аккумулятора.
- Воздушный винт, характеристика. Аэродинамика полета.
- Органы управления. Управление беспилотными летательными аппаратами.
- Обеспечение безопасности при подготовке к полету, во время полета.
- Мир профессий. Профессии в области робототехники.
- Учебный проект по робототехнике (одна из предложенных тем на выбор).
9 класс
- Робототехнические и автоматизированные системы.
- Система интернет вещей. Промышленный интернет вещей.
- Потребительский интернет вещей.
- Искусственный интеллект в управлении автоматизированными и роботизированными системами.
- Технология машинного зрения.
- Нейротехнологии и нейроинтерфейсы.
- Конструирование и моделирование автоматизированных и роботизированных систем.
- Управление групповым взаимодействием роботов (наземные роботы, беспилотные летательные аппараты).
- Управление роботами с использованием телеметрических систем.
- Мир профессий. Профессии в области робототехники.
- Индивидуальный проект по робототехнике.
Пример разработки программного содержания 5 класс
Автоматизация и роботизация. Принципы работы робота – 4 часа
Введение в робототехнику – 2 часа
История развития робототехники
Робототехника имеет древние корни, начиная с давних времён, когда люди создавали механические конструкции, способные выполнять определённые задачи.
Изначально роботы были представлены в виде «игрушечных» аппаратов, которые впоследствии стали полезными помощниками человека.
Важным периодом в истории робототехники стало появление первых автоматических роботов в средние века.
С развитием технологий в XIX и XX веках робототехника стала проникать в различные сферы жизни: от промышленности до науки и искусства.
Понятия «робот», «робототехника»
Робот это автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма.
Роботы способны выполнять различные функции, имитируя движения и действия живых существ.
Робототехника это область науки и техники, которая занимается созданием и использованием роботов.
Она включает в себя проектирование, производство и эксплуатацию роботов.
Аналитическая деятельность
Аналитическая деятельность в робототехнике включает в себя изучение принципов работы роботов, их классификацию, функции и назначение.
Это позволяет лучше понимать возможности и ограничения роботов, а также разрабатывать новые технологии и приложени.
Робототехнический конструктор
Робототехнические конструкторы представляют собой наборы деталей, инструментов и программного обеспечения, предназначенные для создания роботов.
Они позволяют детям и взрослым изучать основы робототехники, развивать навыки конструирования и программирования.
Автоматизация и роботизация
Автоматизация и роботизация это процессы, направленные на замену человеческого труда машинным.
Они позволяют повысить эффективность производства, снизить затраты и улучшить качество продукции.
Принципы работы робота Принципы работы робота включают в себя механическую конструкцию, систему управления и датчики.
Механическая конструкция обеспечивает движение и взаимодействие с окружающей средой.
Система управления отвечает за координацию действий робота. Датчики позволяют роботу получать информацию об окружающем мире.
Классификация современных роботов
Современные роботы можно классифицировать по различным признакам:
- По назначению: промышленные, сервисные, медицинские и другие.
- По типу конструкции: колёсные, гусеничные, летающие и другие.
- По степени автономности: управляемые оператором, полуавтономные, автономные
Виды роботов, их функции и назначение
Виды роботов включают в себя промышленные роботы, сервисные роботы, медицинские роботы и другие.
Их функции и назначение зависят от конкретной области применения.
Например, промышленные роботы используются для автоматизации производственных процессов,
сервисные роботы для выполнения различных задач в быту и на производстве, медицинские роботы — для диагностики и лечения заболеваний.
Практическая работа «Мой робот-помощник» – 2 часа.
Цель: создать робота-помощника, который будет выполнять определённую функцию.
Оборудование и материалы: робототехнический конструктор, детали конструктора, к
омпьютер с программным обеспечением для моделирования и программирования роботов.
Ход работы:
- Определить функцию, которую будет выполнять робот-помощник.
- Изучить детали конструктора и выбрать те, которые необходимы для создания робота.
- Собрать робота, следуя инструкциям производителя конструктора.
- Написать программу для робота, используя программное обеспечение для моделирования и программирования.
- Программа должна обеспечивать выполнение заданной функции.
- Протестировать робота, убедившись, что он выполняет заданную функцию правильно.
- Оценить работу робота, отметив его сильные и слабые стороны.
Взаимосвязь конструкции робота и выполняемой им функции
Конструкция робота напрямую связана с выполняемой им функцией.
Например, если робот предназначен для перемещения предметов, то ему необходимы колёса или гусеницы.
Если робот предназначен для сбора данных, то ему необходимы датчики температуры, влажности и другие.
Робототехнический конструктор
Робототехнический конструктор это набор деталей, инструментов и программного обеспечения,
предназначенный для создания роботов.
Он может включать в себя моторы, датчики, микроконтроллеры, аккумуляторы и другие детали.
Детали конструкторов. Назначение деталей конструктора
Детали конструктора предназначены для создания различных конструкций роботов.
Моторы обеспечивают движение робота, датчики позволяют ему получать информацию об окружающем мире,
микроконтроллеры управляют работой робота, аккумуляторы обеспечивают питание робота.
Конструкции
Конструкции роботов могут быть различными в зависимости от их назначения.
Например, робот-помощник может иметь простую конструкцию с колёсами и датчиками, а робот-исследователь может иметь сложную конструкцию с несколькими моторами, датчиками и микроконтроллерами.
Практическая работа «Сортировка деталей конструктора»
Цель: научиться сортировать детали конструктора по их назначению.
Оборудование и материалы: детали конструктора (моторы, датчики, микроконтроллеры, аккумуляторы и другие).
Ход работы:
- Рассмотреть детали конструктора и определить их назначение.
- Разделить детали на группы в соответствии с их назначением.
- Оформить результаты работы в виде таблицы или схемы.
Эта практическая работа поможет вам лучше понять, как устроены роботы и как они работают.
Ответы