Программирование для детей с помощью роботов: почему это важно?

Для того чтобы написать код недостаточно просто знать язык программирования. Потребуется еще, как минимум, логика, внимательность, усидчивость и так далее. В свою очередь, одних только навыков программирования недостаточно для того, чтобы настроить робота. В робототехнике все взаимосвязано, поэтому программисту также придется взаимодействовать с механикой, электроникой и окружающей средой робота. Конечно, дети могут научиться каждому этапу отдельно. Например, электронные конструкторы познакомят с основами механики и электроники. Но собирая и программируя роботов, ребенок осваивает навыки в комплексе, и, в конце концов, становится универсальным специалистом.

Программирование и робототехника для обучения

Само по себе программирование — сложное и в процессе обучения несколько монотонное занятие. Работа с роботом — увлекательное и интересное дело. Поэтому первый важный плюс робототехники в том, что дети идут на занятия с удовольствием. Они усваивают новую информацию в игровой форме и тут же закрепляют ее на практике. Поскольку работа с механизмами максимально наглядна и разнообразна, то и возможности для обучения практически безграничны. Ребенок проверяет теоретические знания, полученные в рамках школьных дисциплин, и приобретает полезные практические навыки. Программирование роботов помогает детям:

• Развить пространственное воображение. Необходимо уметь четко представлять траекторию движения манипулятора, прогнозировать желаемые движения робота.
• Научиться составлять блок-схемы и прописывать коды.
• Познакомиться с существующими роботами, производственными решениями с их участием. Кроме того, дети старшего возраста могут самостоятельно разрабатывать идеи для разрешения повседневных ситуаций.
• Понять языки программирования. Дело в том, что каждый производитель робота вправе использовать разные языки программирования. В университетах изучают ROS — универсальные программные среды. Однако необходимо разбираться в тонкостях.

Как программировать роботов?

Если говорить схематично, то управление роботом осуществляется благодаря внесенным в программу командам. Залог успешной работы составляют двигатели, датчики, вычислительный блок (компьютер или мозг робота) и сами программы. Программист по большей части работает с микропроцессором, закладывает в него необходимые алгоритмы. Выполняя их, робот приходит в движение. Высшая цель программирования робототехники заключается в том, чтобы человек поставил задачу, а робот выполнил ее самостоятельно.

Существует три базовых подхода для программирования роботов: конвейерный, биологический и смешанный. Первый — традиционный. Программист оценивает состояние системы и дает вводные данные (скорость, способы перемещения и тд), преобразует команды в код, вносит в систему. Второй подход более современный, в нем задействован искусственный интеллект и нейронные сети. Они имитируют нейронную мозговую активность человека и позволяют обучать машины (например, такой метод позволил разработать манипулятор с захватом). Третий подход, соответственно, вбирает в себя все положительные моменты двух предыдущих.

Карьерные перспективы программистов-робототехников

Программист-робототехник вполне реальная и востребованная профессия. Уровень образования — высший, заработная плата — достойная. Вот только с наскока в работу «вкатиться» не получится. Приобщаться к делу профессионалы рекомендуют со школьной скамьи: чем больше наработанный опыт, тем легче и интереснее в дальнейшем. Очевидный плюс работы — результат налицо сразу: робот двигается, процесс идет, программист видит прогресс. Работа подразумевает взаимодействие с механиком, конструктором или проектировщиком, поэтому коммуникативные навыки лишними не будут.

Карьерные перспективы напрямую зависят от квалификации и уровня подготовки специалиста. При этом, ни один без работы не остается. Например, на заводе «Камаз» более 500 роботов, они требуют не только технического обслуживания, но и регулярного программного обновления в соответствии с изменениями в рабочих процессах. В среднем в производствах на территории страны внедряется более 1 000 роботов в год, и при этом профессионалов все равно не хватает.

Робототехника, освоенная еще в школе, открывает большие перспективы на будущее. Дети осваивают «мягкие» навыки работы (они пригодятся в любой сфере), на углубленном уровне изучают программирование (в дальнейшем также можно пойти работать на любую смежную специальность), учатся конструировать. Помимо этого, программирование роботов — захватывающее занятие, которое может, как превратиться в прибыльную профессию, так и остаться любимым хобби на долгие годы.