Программируемый комплект робототехники «Технолаб» Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Программируемый комплект робототехники «Технолаб» Казагачев В. Н.1, Байбулов А. К.2, Турсунов А. А.3, Мулдагалиев Т. Б.4

1Казагачев Виктор Николаевич /Kazagachev Victor Nikolaevich - старший преподаватель;

2Байбулов Амиржан Конысбаевич /Baybulov Amirzhan Konysbayevich - кандидат технических

наук, доцент, кафедра общетехнических дисциплин;

3Турсунов Арман Аскарович / Tursunov Arman Ascarovich - студент;

Мулдагалиев Таубай Бекболатович /Muldagaliyev Taubay Bekbolatovich - студент;

Актюбинский региональный государственный университет им. К. Жубанова, г. Актобе, Республика Казахстан

Аннотация: в статье рассмотрен робототехнический комплект «Технолаб», его состав, возможности и преимущества, обеспечиваемые при обучении студентов технических специальностей.

Ключевые слова: робототехника, контроллеры, программирование, конструирование.

Современный уровень развития робототехники позволяет решать большое количество задач по различным направлениям и видам деятельности человека. Роботы находят широкое применение в таких отраслях, как строительство, металлургия, горнодобывающая промышленность, причем степень их использования с течением времени будет возрастать [2]. Использование автоматизированных и робототехнических систем в быту и на рабочем месте делает для значительной части населения необходимым знание основ их проектирования и функционирования.

Для изучения основ робототехники применяются образовательные робототехнические модули, где каждый модуль - это продукт, разработанный специально для учебных целей и наглядно демонстрирующий основы таких дисциплин, как физика, механика, информатика и др. [4]. Образовательные робототехнические модули предназначены для приобретения начальных навыков в области проектирования и программирования простейших роботов и робототехнических устройств.

Материально-техническое и учебно-методическое обеспечение учебных курсов по основам робототехники создается различными производителями в виде учебно-игровых наборов (конструкторов) и лабораторных стендов [1]. Наиболее современным является робототехнический комплект «Технолаб», созданный на базе продукции ведущих производителей в области образовательной робототехники -корейской компании ROBOTIS и американской компании VEX Robotics. Комплект состоит из нескольких модулей, каждый из которых ориентирован на собственную возрастную категорию, но вместе они представляют собой комплексное решение для всестороннего развития студентов технического профиля. В состав модулей входят наборы: «Предварительный уровень (5-8 лет)», «Начальный уровень (9-12 лет)», «Базовый соревновательный уровень (8-14 лет)», «Базовый уровень (12-15 лет)», «Профессиональный уровень (14+ лет)», «Исследовательский уровень (14+ лет)», «Экспертныйуровень (14+ лет)» [3].

Последние три набора воплощают наиболее часто встречающиеся задачи в обучении. Уникальная архитектура программируемого контроллера позволяет расширять функционал роботов, добавляя в их конструкцию дополнительные приводы или сенсорные устройства. Благодаря этому становится возможной сборка моделей роботов, включающих в себя более чем 18 приводов, что является

НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ № 2 (3). 2016 | 44 |

недоступным для большинства современных робототехнических конструкторов. Обучающийся имеет возможность конструировать различные модели роботов, исследовать их кинематику и с учетом этого разрабатывать систему управления роботом. Использование модулей беспроводной связи позволяет осуществлять управление роботами дистанционным образом из программной среды LabView с помощью персонального компьютера.

Наиболее полным по заявленным характеристикам конструктором для обучения является «Экспертный уровень (14+ лет)». Он включает в себя все необходимое для профессионального проектирования роботов. Применение данного набора предоставляет так же уникальные возможности для STEM-образования. Наличие библиотек трехмерных комплектующих элементов робота дает возможность проектировать различные механизмы в среде компании Autodesk. Пластиковые элементы конструкции робота могут быть изготовлены путем прототипирования средствами трехмерной печати, а металлические могут быть легко подвергнуты дополнительной механической обработке без использования специализированного инструмента. В состав модуля «Экспертный уровень» помимо стандартного программируемого контроллера входит специализированный одноплатный компьютер с предустановленным навигационным программным обеспечением RNS. С помощью данного программно-аппаратного комплекса опытные пользователи имеют возможность разрабатывать автономно перемещающихся роботов, способных перевозить различные грузы, сопровождать посетителей помещения.

Модуль «Экспертный уровень» успешно используется в качестве образовательного инструмента в школах и технических университетах [4]. Проектирование роботов вызывает повышенный интерес у студентов, что способствует изучению таких дисциплин, как информатика, физика, теоретическая механика, теория машин и механизмов. Формирование комплексных знаний способствует развитию системности мышления, учит комплексно подходить к решению реальных практических задач.

Литература

1. Абдулгалимов Г. Л, Гулюта А. А, Казагачев В. Н. Робототехника - массовый вид детского и молодежного технического творчества. // Информационные технологии в образовании. XXV Международная конференция-выставка. Сборник трудов 4.II. - М.: Издательский отдел факультета ВМК МГУ имени М. В.Ломоносова, 2015. С.21-22.

2. Абдулгалимов Г. Л., Казагачев В. Н., Гулюта А. А. Актуальность обучения основам робототехники. // Модернизация системы непрерывного образования: сборник материалов VII Международной научно-практической конференции // Под общ. ред. профессора Т. Г. Везирова. 2015. С.31-33.

3. Всероссийский учебно-методический центр образовательной робототехники. [Электронный ресурс]: Образовательные робототехнические модули. URL. http://xn—8sbhby8arey.xn--p1ai/robo-platformy/tekhnolab/867-obrazovatelnye-robototekhnicheskie-moduli. (дата обращения: 19.03.2016).

4. Никитина Т. В. Образовательная робототехника как направление инженерно-технического творчества школьников. [Текст]: учебное пособие // Т. В. Никитина. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2014. - 169 с.

5. Толстова Н. А., Бондаренко Д. А., Ганьшин К. Ю. Образовательная робототехника как составляющая инженерно-технического образования. // Наука. Инновации. Технологии. № 3, 2013. С.171-177.

| 45 | НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ № 2 (3). 2016