Анализ современных робототехнических платформ для образовательного процесса современных школьников

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ современных робототехнических платформ для образовательного процесса современных школьников

Кобаренкова Анастасия Валерьевна, магистр, учитель

МБОУ СШ №35 г. Смоленска/ Смоленский Государственный Университет

Стремительное проникновение информационных технологий в жизнь каждого человека указывает на повышение интереса к техническому творчеству. В статье представлены результаты анализа современных робототехнических платформ.

На сегодняшней день ввиду внедрения нового федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) происходит перепрофилирования деятельности учеников на практическую направленность. Стремительное проникновение информационных технологий в жизнь каждого человека указывает на повышение интереса к техническому творчеству.

Современные технологии позволяют заниматься робототехническим творчеством с малых лет, а прикладной характер позволяет ввести уроки по робототехники в учебный процесс средней школы, а также в систему внеурочной деятельности по различным предметам[1].

Одним представителем роботов для детей на российском рынке является группа компаний LEGO Group. К их разработкам относятся комплекты по робототехнике: Mindstorms и WeDo.

Lego Mindstorms будет интересен различным возрастным категориям, в то время как Lego WeDo создано для дошкольников.

Lego Mindstorms содержит пошаговую инструкцию, которая поможет собрать различные конструкции роботов из деталей набора. Программирование робота происходит через приложение EV3 Programmer, которое является бесплатным программным продуктом. Приложение можно загрузить на смартфон или планшет.

Набор Lego WeDo позволяет создавать простые проекты роботов и программировать их с помощью урезанной версии приложения для Mindstorms. Так же существует специализированные учебные программы и методические рекомендации для организации процесса обучения робототехники с использованием данного конструктора на русском языке.

Главными минусами роботов от Lego является их дороговизна, базовый комплект Lego Mindstorms стоит в среднем 22 тысячи рублей, а Lego WeDo обойдется порядка 14 тысяч рублей[2].

Еще один образовательным роботом является робот-манипулятор paskal omega. Этот робот идеально подходит для всех ступеней профессионального образования[3].

Южнокорейская фирма Huna предлагает линейку образовательных роботов huna-mrt. роботы этой линейки разделены на 4 уровня сложности: fun&bot и kicky, class, top, продвинутый уровень.

Уровень fun&bot предназначен для детей 6-8 лет и позволяет им научиться конструировать. Роботы уровня class будут интересны детям младшего школьного возраста. Эти роботы содержат программируемую плату, сама же среда программирования содержит интуитивно понятный интерфейс, что позволит школьникам познакомиться с программированием. Главным отличием уровня top является то, что ярки пластмассовые детали заменяются конструкциями из алюминия, а так же к роботу можно подсоединить различные датчики. Продвинутый уровень нацелен на школьников 11-18 лет, особенностью этого уровня являеся то, что коплект содержать плату Extension IO Shield для подключения различных датчиков и устройств[4].

Наиболее распространенной платформой для современных образовательных роботов является arduino. Данная платформа родом из Италии, но в настоящее время в различных странах производят дешевые аналоги, самые доступные можно найти на китайских сайтах.

Существуют робототехнические конструкции на этой платформе как в виде готовой конструкции, так и в разобранном виде. На сегодняшний день существую различное множество версий платформы arduino. многие проекты на arduino выполнены на версии Uno, которая основана на микроконтроллере ATmega32u4. Uno и имеет название Leonardo[5]. Последней версией платы является Arduino Uno Rev3, в отличии от предыдущей, она выполнена на микроконтроллере ATmega328.

Так же в новой плате добавлено следующие:

· вместо контроллера 8U2 для преобразователя USB-Serial используется ATmega16U2;

· разъемы платы обновлены до версии 1.0: появились 4 вывода (SCL и SDA для интерфейса TWI и 2 для согласования шилдов с напряжением питания процессорной платы), а так же резервный пин;

· улучшена стабильность цепей сброса микроконтроллера[6].

Плюсами роботов на платформе arduino является относительно невысокая стоимость (стоимость платформы без датчиков от 500 рублей), большое количество видео уроков, возможность создавать различные проекты.

Последняя версия оригинальной Итальянской платы обойдется в 1700 рублей.

Разнообразные наборы, как для начинающих, так и уже для тех кто знаком с робототворчеством на платформе arduino предоставляет Амперка. Минимальный набор для творчества обойдется в 3000 рублей . Самый полный набор датчиков можно найти в образовательном наборе Матрешка Z, который содержит инструкцию, плату и минимальный набор датчиков. Стоимость такого набора составляет около 5 000 рублей [5].

В интернет магазине амперкот представлен набор для начинающих - «Пионер», стоимость которого 3500 рублей. В набор входят: плата Arduino UNO R3, по 10 резисторов на 10 кОм, 1 кОм и 200 Ом, транзистор 8050, линейка 40Pin, диод IN4148, комплект перемычек, по 2 светодиода красного, желтого и зеленого цветов, 4 кнопки, пьезодинамик, фоторезистор, семисегментник, ИК-приемник, ИК-пульт, мотор, сервопривод, датчик температуры, LCD-дисплей 1602, ультразвуковой дальномер HC-SR04, обучающий CD-диск и USB кабель для подключения платы к компьютеру. Весь набор упакован в пластиковый многоразовый кейс[7].

Сравнительная характеристика наборов Матрешка Х, Матрешка У, Матрешка Z и пионер, с платформой аrduino, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнительная характеристика наборов с платформой аrduino

образовательный платформа урок практический

Таким образом, современное общество уже готово к внедрению робототехники в школах, развитие программных и технических средств способствует этому. Главной недостающей составляющей для этого остается недостаточное финансирование школ, так как даже для закупки относительно дешевого образовательный набор «Пионер» на класс из 25 человек необходимо 87,5 тысяч рублей.

При этом большинство компьютерных классов современных школ периферии не снабжены современными компьютерами, которые в состоянии поддержать даже программное обеспечение для робототехнических платформ.

Размещено на Allbest.ur