Так в итоге, что такое робототехника?
«Робототехника — отдел прикладной науки, который занимается проектированием, производством и применением автоматизированных технических систем — роботов. Робот — это программируемое механическое устройство, способное действовать без помощи человека» (ссыль), говорит гугл. Как вы понимаете, под такое описание попадает множество объектов, но те люди, которых я спрашивал отвечали – LEGO!
Всем здравствуйте!
Меня зову Сергей, мне 25 лет. Я являюсь безумным фанатом IT-сферы. Работаю в школе учителем информатики, сам изучаю и преподаю электронику, программирование, 3д-моделирование. Поучаствовав в различных соревнованиях и мероприятиях, побывав в разных городах, у меня сформировалось мнение, что образовательная робототехника в стране находится не в том русле, она немного отстала от времени. Размышления об этом начались с вопроса «Что такое робототехника?».
Лего-робототехника очень глубоко зашла в деятельность дополнительного образования технической направленности. Многие кружки робототехники используют MINDSTORMS. И это неплохо, когда ты еще вчера под столом собирал кубики из лего, а теперь занят колёсными моделями, которые программируешь на определенное поведение. Но стоит задуматься, какую профориентациюнную нотку можно получить с детского конструктора?
Профессиональное и личностное самоопределение стоит в задачах дополнительного образования. Само определение «робототехника» у любого, помимо LEGO, ассоциируется еще с такими словами, как «программирование», «механика», «моделирование», «электроника». Возьмем их за тот абсолют, при достижение которого обучающийся достигнет великого уровня профессионализма и вернемся к LEGO MINDSTORMS.
Программирование в лего есть двух типов:
• Визуальное (EV3/NXT-G, Robolab (для MK RCX, NXT), stratch);
• Текстовое (Small-Basic, RobotC, ev3dev).
Что из этого следует? Начнем по порядку.
Первое, что меня очень разочаровывает, так это визуальное программирование в целом. Да, когда тебе 7 лет идея хорошая, но интерфейс расстраивает. Но когда тебе 16 лет, а ты до сих пор строишь бесконечной размерности цепи из блоков, то хочется просто все бросить и стать врачом. Особого навыка программирования ты не получаешь, так как строить «алгоритмы» подобными конструкциями и считать себя джедаем программирования – бред, хотя повторюсь, что для детей это хорошо, порог вхождения в «программирования» ниже, но сейчас я уже о подростках. Текстовый формат здесь есть, хотя не так уже и давно это появилось. RobotC – урезанный C, который дает триал на 30 дней, а потом никто не знает, что будет. Ни разу не слышал, чтобы кто-то покупал ключ. Ev3dev – уже использует язык программирования (далее ЯП) Python. Многие говорят, что выбор в эту сторону делать не стоит, так как много времени уходит на компиляцию и включение проекта, а также опрос датчиков по времени дольше, чем визуальная среда или Basic. Ну и сам Basic. ЯП адаптирован под микрокомпьютер (далее МК), т.е. может выводить на LCD, опрос датчиков, работа с моторами, массив (вектор) и все, опять-таки ничего такого, что хотелось бы дать ребенку в 15-17 лет, тем более язык неактуален, работает в рамках среды .NET, а там уж лучше C#. В итоге поверхностное вхождение в «тыжпрограммист» и такое же в робототехнику.
«Механика» тут лучше всего, относительно других компетенций. Есть все, что необходимо для воспитания от начинающего механика и до “профессионального” конструктора.
Для моделирования есть нативное приложение LEGO® Digital Designer ™. Ну и куча разных сторонних программ, но многие соревнования запрещают использовать детали не от Mindstorms =’(.
Последняя компетенция «электроника» в рамках рассматриваемой линейки вообще отсутствует, кроме пары датчиков, которые не дают особых познаний, разве что темная поверхность поглощает свет, светлая отталкивает.
И цена набора составляет в среднем 34 тысячи рублей. Забавно, что контроллер Ev3 на борту имеет ARM-архитектуру, частоту 300 Мгц, ПЗУ – 16мб (16мб, КАРЛ!), ОЗУ – 64мб. Usb 2.0, 1.1. И все это чтобы юзать 4 порта датчиков и 4 для моторов. Порты поддерживают I2C, SPI интерфейсы.
Теперь кратко о соревнованиях.
• Езда по черной линии (как навигация или кто быстрее);
• Сортировка (из точки А перенести в точку В).
Есть еще немного выбившие из этих категорий, как, например, футбол, боулинг и т.д. Ну и все.
Теперь вернёмся к нашим баранам, как говорится. Поговорим о главном!
Всё прочитанное вами относится к тому, что хочется развивать и продвигать робототехнику. На дворе 21-ый век, развитие разных технологий имеет экспоненциальный рост, а значит и мы должны не стоять на месте. Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте, а, чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее! (с) «Алиса в стране чудес» Льюиса Кэрролла (математики чушь не скажут).
Я считаю, что пора уже переходить на платформы (ESP, ARDUINO, ISKRA, STM, PIC и т.д.) с синтезом МК (raspberry pi, banana pi, orange pi и т.д), так как здесь мы полноценно изучаем как программирование (С++, Python, Javasript, если в рамках IoT, IoV, умного дома и т.п. создаем веб-сервер, то еще и PHP, SQL + верстка html, css). Порог вхождения в программирование через микроконтроллеры ниже. А ведь это только программирование.
В плане моделирования здесь тоже все отлично: можно собрать, что удобно из всего, что угодно. 3д-принтер - лучший друг, помогающий создать детали. (а про проги 3д-моделирования?) Ну и электроника, как и программирование здесь самый главный компонент. Построение схем, обвязок, сборка, пайка. Количество идей, которые можно реализовать – бесконечно.
Работая с микроконтроллерами, основами электротехники, программирования и моделирования можно вполне воспитать очень достойное поколение инженеров, которые будут готовы к тому, что будет требовать от них рынок труда. Я понимаю, сказать легче, чем сделать. «А ТЫ ПОПРОБУЙ ЭТО ВСЕ ОБЪЯСНИ!!!». Не каждому получается и хочется сидеть и разбираться, а потом еще и детям пытаться объяснить.
Достаточно книг и видеоуроков (DI HALT, AlexGyver, Amperka, В. Петин и многие другие, чьи наработки помогают при обучении – вы лучшие), но не достаточного того, кто все это разложит по полочкам и на блюдечке преподнесёт детям, и будущим преподавателям. А также тех, кто продумает систему соревнований и оценивания знаний.
Сейчас я разрабатываю программу проектного обучения робототехнике, продумываю соревнования. Хочу попытаться выиграть грант и создать площадку на базе школы для обучения как детей, так и взрослых. Буду стараться развивать это направление. Если кто-то желает помочь, есть идеи или какие-то наработки, пишите на почту, я знаю и уверен, что гениев – преподавателей или просто самоучек полно, но нужно собираться в массы и двигаться вперед!
