Направление робототехники в летней школе по программированию от Яндекса и ABBYY

Вышел на интересное событие — летняя школа по программированию для старшеклассников от компаний Яндекс и ABBYY:

Летние каникулы – прекрасное время для того, чтобы узнать что-то новое, провести время на свежем воздухе, познакомиться с людьми, с которыми у вас похожие интересы.

Для ребят, переходящих в 9-11 классы и интересующихся программированием, теорией алгоритмов, математикой, робототехникой, компании ABBYY и Яндекс открывают летнюю школу в Подмосковье.

На самом деле событие ежегодное, но хочется отметить, что в этом году было включено направление робототехники (в дополнение к направлениям олимпиадное программирование и разработка приложений).

Летняя школа пройдёт с 3 по 23 августа 2014 года в окрестностях Звенигорода — пансионат Ершово (это одна из немногих оставшихся дворянских усадеб Подмосковья).

В летней школе будет два класса по робототехнике:

• Робототехника Arduino
• Робототехника ТРИК (отечественный кибернетический конструктор ТРИК)

Подробнее про преподавателей (на мой взгляд одних из самых опытных в России), про темы классов робототехники и про конструкторы:

Робототехника Arduino

Курс направлен на внедрение, распространение лучших практик по профориентации талантливой молодежи на инженерно-конструкторские специальности; соответствует международной образовательной парадигме «STEM-образование» (Science, Technology, Engineering, Mathematics).

Занятия позволят школьникам приобрести навыки работы с этой популярной во всем мире платформой, дадут возможность познакомиться с микроконтроллерами, проектированием и программированием простых устройств, а также создать по своей задумке уникальные гаджеты, воплотив самые невероятные идеи.

В конце курса создадут финальный творческий проект.

В итоге, ученик получит отличную базу знаний, которая запросто может быть использована в будущем: для новых проектов и для поступления в технический ВУЗ.

Основа учебного оборудования — это открытая платформа Arduino, которая позволяет собирать всевозможные электронные устройства, которые могут работать как автономно, так и в связке с компьютером. Все зависит от предложенной идеи.

Преподаватели: Денис Геннадьевич Копосов и Алексей Перепелкин.



Денис Копосов — это учитель информатики из гимназии №24 г. Архангельска, который благодаря своей личной инициативе в течение нескольких лет (с 2009 года) успешно ведёт и развивает на базе своей школы — уроки робототехники, и популяризирует STEM-робототехнику, начала инженерного образования в школе.

В своей школьной лаборатории совместно со школьниками, на практике опробовали, множество образовательных наборов по робототехнике, что привело к созданию учебных курсов-лабораторий для учащихся от 5 до 11 классов (на базе Lego, Arduino, Scratch, ChipKIT, NI LabVIEW, LilyPad и др.):

Подробнее про учебные лаборатории

• робототехника LEGO (на базе образовательных наборов LEGO MINDSTORMS NXT), для учащихся 5–7 классов;
• простые системы управления (на базе платформы Arduino и программного обеспечения Scratch) для учащихся 5–6 классов;
• программирование микроконтроллеров (на базе платформы ChipKIT UNO32), для учащихся 7–8 классов;
• датчики и обработка сигналов (на базе платформы Arduino и наборов из 15 датчиков); для учащихся 8–9 классов;
• проектирование цифровых устройств (на базе платформы Arduino и наборов электронных компонентов), для учащихся 9–10 классов;
• мобильная робототехника (на базе Arduino-совместимых контроллеров и DIY-наборов по робототехнике), для учащихся 9–11 классов;
• сбор данных и измерительные системы (на базе NI myDAQ, наборов электронных компонентов и NI LabVIEW 2010 Education), для учащихся 10–11 классов;
• сложные инженерные системы (на базе NI myRIO, наборов электронных компонентов и NI LabVIEW 2013), для учащихся 10–11 классов;
• электронный текстиль (на базе LilyPad Arduino);
• технология бесконтактного взаимодействия с компьютером (на базе Microsoft Kinect for Windows), для учащихся 9–11 классов.
• тестирование и исследование оборудования, для учащихся 7–11 классов.

Большое число лабораторий инженерной направленности, во-первых: позволяет выстроить образовательную траекторию школьников таким образом, что они будут заинтересованы в дальнейшем изучении инженерных направлений, во-вторых: учащиеся приобретают реальный опыт научно-исследовательской, проектно-конструкторской, организационно-управленческой и эксплуатационной профессиональной деятельности.)

Видео презентация Лаборатория микроэлектроники в школе

Алексей Перепелкин — координатор образовательных проектов Амперки, руководитель Кружка робототехники в Крылатском. Кроме этого он курирует курсы по обучению преподавателей, дистанционные курсы по Arduino.

Пример учебного стенда на базе Ардуино и модулей Troyka от Амперки:


Вот учебный план направления “Робототехника Arduino”:

Тема 1. Введение
Знакомство с платформой Arduino. Электронные компоненты. Среда разработки. Выполнение 20 обучающих мини-проектов.

Тема 2. Датчики
Сенсоры (датчики) аналоговые и цифровые. Датчики расстояния. ИК-датчик расстояния и интерполяция. Датчики освещенности.

Тема 3. Визуализация
Среда Processing. Визуализация данных, получаемых с датчиков.

Тема 4. Робот DIY
Управление моторами. Сборка, настройка, программирование двухколесного робота. Движение робота по линии.

Тема 5. Творческий проект
Творческий проект на основе платформы Arduino. Возможные направления:

• управление рукой-манипулятором,
• биометрические системы,
• система полива растений через локальную сеть или Интернет,
• электронный текстиль,
• метеостанция,
• пропускные системы и многое другое.

Робототехника ТРИК

Набор ТРИК — это продолжение отечественного железного конструктора (известного многим), но только применительно в робототехнике (сайт, ВК группа).

Кибернетический конструктор ТРИК позволяет собрать множество различных робототехнических моделей: от базовых образовательных до самых современных, способных «видеть», «слышать», взаимодействовать.

Конструктор ТРИК это не просто забавная игрушка, а прекрасный набор прототипирования робототехнических моделей: крепкий «скелет», базовые приводы, необходимые сенсоры.

Металлические детали ТРИК совместимы с «совметалконструктором», то есть перфорация под M4 c шагом 10мм. Мы не ставили себе целью изобрести новый металлический конструктор, а лишь добавили необходимое. Принципиальное отличие от обычных конструкторов в следующем:

• Крепкий металл. Детали изготавливаются толщиной 0,75мм, 0,8мм, 1,0мм.
• Жесткий профиль. Балки П-образного профиля.
• Удобно собирать. Предусмотрены переходники (адаптеры) для крепления типовых моторов, сервомоторов и т.д.

Преподаватели: Сергей Филиппов и Илья Широколобов.

Если вы как-нибудь попробуйте поискать в интернете книгу по Робототехнике на русском, то с большой вероятностью вы найдёте книгу — Сергея Филиппова “Робототехника для детей и родителей”.

Кому интересно могут ознакомительно прочитать книгу

На этой странице “Робототехника” школы 239: Сергеем Филипповым частично выложена книга “Робототехника для детей и родителей”

Сергей Филиппов — Учитель, методист, педагог дополнительного образования, руководитель Центра робототехники Президентского физико-математического лицея №239. Руководитель городского методического объединения преподавателей робототехники Санкт-Петербурга. Руководитель команд, побеждавших на крупнейших международных соревнованиях по робототехнике, автор учебников.



Илья Широколобов — Аспирант кафедры теоретической кибернетики СПбГУ, руководителем секции по робофутболу кружка робототехники СПбГУ и ведёт кружок робототехники в ДДЮТ Фрунзенский (СПБ).

Набор ТРИК участвовал в российском этапе Всемирной Олимпиады Роботов (WRO), что недавно прошел в Казани:





Плюсом к этому идёт open-source ПО TRIK Studio для программирования роботов:


Учебный план направления “Робототехника ТРИК”:

1. Введение в программирование ТРИК. Графическая оболочка TRIK.
2. Управление роботом. Моторы и датчики. Кегельринг.
3. Следование по линии с помощью датчиков освещенности. Пропорциональный регулятор.
4. Слалом по линии.
5. Проведение состязаний.
6. Объезд предметов. ПД-регулятор.
7. Управление манипулятором. Захват и перемещение предметов.
8. Гироскоп и акселерометр. Балансирующий робот. ПИД-регулятор.
9. Введение в текстовое программирование (С#, JavaScript).
10. Использование видеокамеры для решения различных задач

• Следование по линии.
• Поиск объектов.
• Объезд препятствий.
• Сортировка объектов.

11. Работа со звуком.
12. Работа над проектом.

В заключение

Зачем робототехника ИТ-компаниям? На мой взгляд это:

• инвестиции в кадры
• повышение интереса к ИТ (программирование)
• привлечение школьников к специфичным направлениям, которые есть у Яндекса и ABBYY — машинное обучение, система распознавания образов.

В недавней статье на Forbes, Аркадий Волож (генеральный директор Яндекса), отметил отдельно направление машинного обучения:

Скрытый текст

Машинное обучение на больших данных — это новая большая технология. Все большие новые технологии проникают везде. Когда 200 лет назад появилась паровая механика, это было слияние паровоза со всем: появились средства транспорта, новые текстильные станки, везде началась механизация, и это была революция. То же с электроникой, то же самое с интернетом: в нашей жизни появились коммуникации, они везде.

Сейчас на каждой улице стоят десятки видеокамер, мы носим в кармане по прибору с десятком датчиков, мы постоянно что-то запрашиваем в интернете и т. д. — это все куча сигналов. Когда самолет летит, у него все в датчиках, машина едет, она вся в электронике, все пронизано датчиками. Все они собирают огромные массивы данных. С ними можно делать какую-то математику, какую-то «умность». И эта «умность» везде что-нибудь оптимизирует на 5–10%. Это по сути следующая индустриальная революция. Тот, кто сумеет собрать и обработать эти данные, соединить их с машинным обучением, получит очевидные преимущества. У нас в этом смысле в стране есть хорошая школа. И если мы научим этому несколько тысяч человек — это большая индустрия для мира.

Робототехника — включает в себя машинное обучение. Распознавание образов (от ABBYY) так же активно используется и развивается в робототехнике, от простейших (line follower) до распознавания лиц.

Радует, что такие компании как Яндекс, и ABBYY обратили внимание на робототехнику, образовательную робототехнику. На мой взгляд интеграция робототехники в школьные занятия будет способствовать естественному формированию интереса к ИТ-дисциплинам, к техническому творчеству и в конечном итоге к знаниям у школьников.

Кстати, ещё идет донабор на направление робототехники! Подать заявку.