Робототехніка для дітей: ліфт у майбутнє

Роботи багато в чому вже інтегровані в нашу повсякденну діяльність, і вони з’являтимуться в нових формах, з новими можливостями. Роботи можуть бути у вигляді безпілотного літального апарату, що доставляє посилку, механічної руки, що сортує продукти, або самоврядного автомобіля. Однак їх поєднує те, що вони є автономними машинами, які покладаються на штучний інтелект (ІІ) та складне програмне забезпечення для виконання завдань. У міру того, як область робототехніки продовжує зростати, зростає і потреба в підготовлених фахівцях, які мають знання та навички, необхідні для задоволення попиту.

Робототехніка

Робототехніка включає всі етапи створення робота, від концепції та проектування до виробництва та управління. Ця сфера вимагає глибоких міждисциплінарних знань, треба розуміти, як різні елементи конструкції працюють разом, щоб втілити машину в життя. Робототехніка є невід’ємною частиною STEM — інноваційного підходу до навчання, що базується на системному підході та вирішенні прикладних завдань, який все частіше впроваджується до шкіл. STEM (science, technology, engineering and mathematics) – це абревіатура від науки, техніки, інженерії та математики. Робототехніка – найкраща область, яка існує на стику цих дисциплін, а робот, якого потрібно спроектувати, сконструювати, запрограмувати, є ідеальним навчальним посібником.

Навички для майбутньої професії

Освітня робототехніка покликана розвинути у дитини необхідні для майбутньої професії навички. З одного боку, професійні вміння:

– системне мислення

Роботи — дуже складні системи, і робота з ними потребує знань у різних дисциплінах. Необхідно розумітися на механіці, електроніці, електриці, програмуванні, сенсориці і навіть психології. Хороший робототехнік здатний зрозуміти, як усі ці різні системи працюють разом.

– «мислення програміста»

Програмування – найважливіша навичка для робототехніки. Основна відмінність від інших видів програмування полягає в тому, що роботизоване програмування взаємодіє з обладнанням, електронікою та реальним (безладним) світом.

– математика

Буде складно досягти успіху в робототехніці без хорошого розуміння, принаймні, алгебри та геометрії. Це з тим, що базові поняття робототехніки часто представлені ці поняття як функцій чи рівнянь. Хороше знання геометрії особливо важливе для розуміння кінематики та створення креслень.

– природні науки

Навички в галузі природничих наук є важливими для робототехніки, тому що реальний світ ніколи не буває таким точним, як математика. Робототехнік повинен розуміти, чи його розрахунок точно працюватиме в поточних умовах.

– аналітичне мислення

Робототехніка сповнена варіантів, і майже ніколи не буває одного правильного рішення. Навички аналітичного мислення дозволять проаналізувати проблему з різних точок зору, збалансувати сильні та слабкі сторони кожного рішення.

– технологічне проектування

Це означає здатність проектувати системи, які працюють та розуміння, чому щось працює неправильно. Інакше висловлюючись, вміння працювати руками. По-справжньому великі робототехніки мають чарівну здатність «змусити працювати» (що б це не було і як би воно не було зламано).

З іншого боку, так звані soft skills: вміння працювати в команді, наполегливість, увага до деталей, критичне мислення, готовність постійно вчитися тощо.

Освітні конструктори

Заняття робототехнікою доцільно розпочинати приблизно з шестирічного віку. Дитячі освітні конструктори на зразок LEGO WeDo або Mindstorms будуть цікаві дошкільникам через яскраві деталі та створять гарну базу для подальшого навчання. Далі дитині можна перейти до вивчення складніших речей, на кшталт мови Scratch, гаджетів Arduino, конструкторів ТРІК. Досвідченим підліткам-робототехнікам буде необхідно заглибитись у програмування, освоїти Python, Paspberry Pi.

Зрозуміло, створення складного робота — проект, який потребує зусиль багатьох фахівців. Тому існує безліч нішевих спеціальностей, які також вимагають вичерпних знань у всіх галузях робототехніки.

Нижче ми розглянемо кілька професій, ща зараз визначають індустрію.

1. Інженер-конструктор

Інженери-конструктори створюють візуальний вигляд робота. Вони починають із нарисів передбачуваної конструкції, а потім працюють із командою інженерів-механіків, втілити в життя свої ідеї.

2. Інженер-програміст

Інженери-програмісти відповідають за розробку програмного забезпечення, що дозволяє роботу функціонувати. Їм необхідно бути в курсі технологій і тенденцій, що постійно змінюються, щоб оновлювати або переналаштовувати існуюче програмне забезпечення.

3. Дизайнер інтерфейсу користувача (UX)

UX-дизайнери повинні оцінити, як користувачі взаємодіятимуть з роботом, і створити систему, яка задовольняє їх потреби.

4. Фахівець із обробки даних

Ці фахівці відповідають за розробку процесів моделювання даних та створення алгоритмів та прогнозних моделей, на основі яких збираються та інтерпретуються дані.

5. Інженер з машинного навчання

Інженери з машинного навчання відповідають за аспект автоматизації, їхнє завдання — удосконалити функціонування робота, «навчити» штучний інтелект.

6. Інженер алгоритмів

Завдання інженера-алгоритміста полягає у дослідженні, розробці та тестуванні алгоритмів, на підставі яких функціонує робот.

Робототехніка для дітей користується популярністю, тому що це найпростіший спосіб ввести дитину у світ технологій, процес проектування та конструювання роботів захоплює його та мотивує з головою поринути у науку та техніку. Програмування для дітей може бути стомлюючим щодо звичайним, «дорослим» способом. Інша справа, коли дитина займається простими цікавими завданнями, у міру вирішення яких вона сама усвідомлює необхідність здобуття інших навичок. У вік автоматизації гурток робототехніки та школа програмування для дітей безумовно можуть стати ключем до успіху та професійної реалізації.