Исследовательская работа

"Робототехника – полезна ли она детям"

Работу выполнил:

Манько Кирилл Максимович,

МБОУ « СОШ № 92» 3а класс

Научный руководитель:

Черникова Наталья Викторовна

                                                               МБОУ « СОШ № 92»,

  учитель  начальных классов

Оглавление

Введение……………………………………………………...…….............................3

Основная часть

Глава  I . История робототехники…………………................................................. 4

Глава  II. Применение робототехники в наше время……………………………...6

Глава III. Польза и вред робототехники для детей………………………………..7

Глава IV. Интервьюирование……………………………………………………….8

Глава V . Изготовление робота-помощника……………………………………….9

Заключение………………………………………………………………………….10

Список литературы………………………………………………………………..11

Приложение 1.« Вопросы для интервью и анализ интервью»

Введение

Актуальность

Тема моей исследовательской работы  «Робототехника – полезна ли она детям».

Я уже второй год хожу в кружок робототехники и не раз узнавал там что – то новое. При этом много времени проводится за компьютером. В классе только я посещаю этот кружок, поэтому мне стало  любопытно: а всё - таки полезна ли робототехника детям или вредна? На этот вопрос я и отвечу в своей исследовательской работе.

Цель работы -  выяснение полезна ли робототехника для детей

Задачи  работы:

1. Изучить понятие робототехника и проследить ее историю

2. Узнать, где может пригодиться робототехника

3. Узнать, чем робототехника полезна для детей

4. Узнать, чем робототехника вредна для детей

5.  Провести интервьюирование одноклассников, родителей.

5. Собрать и спрограммировать робота

Объект - робототехника

Предмет - влияние робототехники на ребенка

Гипотеза:

- занятия робототехникой приносит детям больше пользы, чем вреда

Результатом работы будут рекомендации для тех, кто желает заниматься робототехникой, а также наглядный пример спрограммированного робота.

Глава I . История робототехники

Робототехника - это прикладная наука, которая занимается  разработкой автоматизированных технических систем и является важнейшей технической основой развития производства.

История робототехники уходит в глубокую древность. В 3 веке до нашей эры Архимед создал автомат, который имел форму стеклянного шара с изображением небесного свода, на котором воспроизводилось движение всех известных небесных светил. Греческий изобретатель и физик Ктесибий сконструировал водяные часы.

До нас дошли книги Герона Александрийского (1 век н.э.), где описаны автоматы древности. В «Театре автоматов» описано устройство целого театра, представление в котором разыгрывали фигурки-куклы, приводимые в движение с помощью системы зубчатых колёс, блоков и рычагов.

В средние века были созданы и популярны всевозможные часы с движущимися фигурами людей, ангелов и т. п. Также есть сведения  о создании первых подвижных человекоподобных механических фигур – андроидов. Например: андроид алхимика Альберта Великого представлял собой куклу в рост человека, которая, когда стучали в дверь, открывала и закрывала ее, кланяясь при этом входящему.  Альберт Великий создал также  автомат - «говорящая голова», которая воспроизводила человеческий голос.  

В 1495 году Леонардо да Винчи разработал механического человека, способного двигать руками и поворачивать голову, немного позже он построил механического льва, который при въезде короля Франции в Милан выдвигался, раздирал когтями грудь и показывал герб Франции.

 Жак де Вокансон создал  андроида, который  представлял собой человека в натуральную величину способного играть на флейте, также он создал механическую утку, покрытую настоящими перьями, которая могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно и, перемалывая его маленькой внутренней мельницей.  Пьер-Жак Дро разработал  сидящую за столом девочку, которая выписывала аккуратным почерком буквы, слова и даже могла нарисовать собаку.

Механик И.П. Кулибин построил яичную фигуру – универсальные часы. Часы давали театрализованное представление и играли музыку.

 В 1725 году Бэзил Бушон придумал перфорированную бумажную ленту для записи программы.

В 1805 году Жаккард создал автоматический станок, на котором можно производить ткани с заранее запрограммированным рисунком. Это изобретение явилось одним из важных событий и послужило толчком к развитию робототехники.

На основе способа программирования Жаккарда английский механик Чарльз Бэббидж  разработал счетную «Аналитическую машину», структурные особенности которой предопределили направление развития вычислительной техники.

Первым в истории программистом считается Ада Лавлейс (1815-1852). Она была талантливым математиком, и впервые начала работать на аналитической машине Чарльза Бэббиджа.

Литература и искусство также повлияли на процесс развития робототехники. Стали появляться много научно-фантастических произведений литературы, в которых роботы - андроиды играли главные роли. Само понятие «робот» впервые появилось 1921 году, благодаря писателю Карелу Чапеку, который  написал пьесу «Россумовские Универсальные Роботы».  

Предшественниками современных манипуляционных роботов считаются программируемые краскораспылительные машины, разработанные в 1930-1940 году, которые программировались путем записи сигнала от рычажного механизма, перемещаемого по заданной траектории.

Если говорить о современных роботах, то развитие робототехники берет свое начало в 1961 году, когда компания General Motors создала первого робота с движущейся рукой, выполняющей некоторую последовательность действий, записанных на магнитном барабане. [1,2,4]   

Глава II. Применение робототехники в наше время

1.Здравоохранение. В настоящее время активно развивается роботизированная хирургия.

Благодаря кибернетическим технологиям  человек может вернуть утраченную часть тела. Бионические протезы, которыми человек может управлять при помощи собственной нервной системы.

2.Космос. Космороботы активно используются человеком в освоении просторов Вселенной. Они собирают образцы почвы и исследуют новые пространства в условиях повышенной радиации и экстремальных температур.

3.Системы безопасности. Успешно роботизированные системы применяют в сфере безопасности: устройства со специальными датчиками оперативно обнаруживают пожароопасные ситуации и успешно предотвращают их. Существуют военные базы, где используют роботов, имитирующих действия противника. Помимо этого, существуют разведывательные и боевые модели.

4.Производство. Автоматизированные промышленные роботы применяются для сварки, укладки, покраски и прочих операций,  которые требуют многократного повторения и высокой точности. Использование промышленных роботов значительно увеличивает производительность.

5.Быт.  Самые распространенные – робот-пылесос, робот - газонокосильщик, а также массажер и чистильщик бассейна. В последнее время является популярным «умный дом» – автоматизированная сеть, контролирующая электричество, водоснабжение, безопасность и другие системы.

6.Развлечения. На прилавках магазинов немало разнообразных детских игрушек, которые умеют петь, танцевать, рассказывать сказки и даже летать.

7.Проведение презентаций. Промороботы используются для обслуживания клиентов. Так 31 августа 2017 года в Сбербанке открылся «офис будущего», где желающие могли ознакомиться с обновленным сервисом. [3]   

Глава III. Польза и вред  робототехники для детей

Занятия робототехникой  приносит детям много пользы:

1. Улучшается память, так, как нужно постоянно запоминать программы, языки программирования, команды.

2.  Развивается пространственное и логическое мышление. Ведь нужно при программировании соблюдать последовательность действий.

3.Занятия робототехникой обучает командной работе, в одиночку конструировать и программировать роботов гораздо дольше и сложнее.

4.Робототехника формирует усидчивость и терпение, помогает, сосредоточатся на чём – то одном, если отвлекаться ничего не получится.

5.Развивается  мелкая моторика.

6. У детей формируются  технические способности, так как на занятиях робототехники появляется понимание технических характеристик.     

7. Развивается творческое воображение, каждый робототехник всегда  обязан представлять каким должен выглядеть робот.

8. Робототехника повышает мотивацию учащихся в освоении таких школьных предметов как математика, физика, информатика.

9. Робототехника учит доводить начатое дело до конца.

10. Профессия робототехника становится всё более востребованной, и такие узкие специалисты вполне могут рассчитывать в ближайшем будущем на прилично оплачиваемую, а главное – интересную работу. [5,6]   

Занятия робототехникой  приносит детям вред:

1. Робототехника вредна тем, что долго приходится сидеть за компьютером и поэтому может ухудшиться зрение.

2. Сидя за компьютером, не двигаясь, не исключено получить ожирение.

 3. В программе ребёнок может допустить ошибку и поэтому робот может выйти из - под контроля, и навредить человеку.

 4. От долгих занятий робототехникой  у ребёнка может появиться переутомление. [5,6]    

Глава IV. Интервьюирование

В интервьюировании участвовало 21 учащийся, 15 родителей.

Вопросы и анализ интервью (приложение 1).

Выводы:

Проведя интервью среди одноклассников, я понял, что большинство ребят моего класса ничего не знают о кружке робототехники, тем не менее, они хотели  бы его посещать.

Опрошенные родители также  хотят,  чтобы их ребенок посещал кружок робототехники, в занятии робототехникой они видят только положительные моменты.

Глава V . Изготовление робота-помощника

     Мы с моим папой создали специального робота, он работает так – когда человек входит в помещение его замечает датчик движения и включает свет, если человек прекращает движение свет потухает, а если оно продолжается свет остаётся.

В роботе было использовано:

-датчик движения,

-электрическое реле,

-стабилизатор напряжения,

-светодиодная лампа,

-источник питания.

блок схема

Заключение

В ходе работы над исследованием был выявлен вред занятий робототехникой для детей, но стоит заметить, если выделять оптимальное время для занятий робототехникой и  чередовать умственную активность и отдых, то робототехника этот вред не нанесет. Проведенное интервью также показало, что занятия робототехникой приносит пользу ребенку.

Поэтому наша гипотеза о том, что робототехника приносит детям больше пользы, чем вреда подтверждена.

Проведя, свое исследование я понял, что многие ребята ничего не знают о кружке робототехники или имеют ложное представление, поэтому на классном часу я им рассказал о занятиях робототехникой, а также показал видео, где мною был сделан робот «авто подсветка», который полезен тем, что он облегчает включение света и экономит электричество.

Список литературы.

1.     Борисенко Л.А. Теория механизмов, машин и манипуляторов: Учебное пособие  [Текст]  Л– М.: НИЦ ИНФРА-М; Мн.: Новое знание

2.     Юревич Е.И. Основы робототехники» Учебное пособие  [Текст]-Санкт-Петербург

Интернет ресурсы

3.https://robo-sapiens.ru/stati/primenenie-robotov-v-sovremennom-mire

  4.http://roboreview.ru/nauka-o-robotah/istoriya-razvitiya-robototehniki.html

  5.http://www.rubiconepro.ru/blog/robototehnika-dlya-chego-ona-nuzhna-detyam

  6. http://www.akinto.me/vse-dlya-byita/robotyi-polza-ili-vred-2236.html

Приложение 1 « Вопросы для интервью и анализ интервью»

Вопросы для одноклассников:

1. Что ты знаешь о кружке робототехники?

2. Какую пользу приносит занятия  робототехникой для детей?

3. Какой вред приносит занятия  робототехникой для детей?

4. Ты хотел бы посещать кружок робототехники?

Вопросы для родителей одноклассников

1.Вы хотели, чтобы Ваш ребенок посещал кружок робототехники?

2.Как Вы думаете,  какую пользу  принесет для детей занятия  робототехникой?

3. Как Вы думаете,  может ли занятия  робототехникой принести вред ребенку? Аргументируйте свой ответ.

Проведя интервью среди одноклассников, я получил следующие ответы:

Анализ интервью одноклассников:

1. Что ты знаешь о кружке робототехники?

Делают роботов-5 учащихся

Программируют роботов-1учащийся

Много техники: -2 учащихся

Затруднились сделать ответ- 13 учащихся

2. Какую пользу приносит занятия  робототехникой для детей?

Развитие умственных способностей- 9 учащихся

Обычное развитие- 3 учащихся

Умение делать роботов- 4 учащихся

Умение чинить- 2 учащихся

Другое- 2 учащихся

Затруднились сделать ответ- 1 учащийся

3. Какой вред приносит занятия  робототехникой для детей?

Ранение- 8 учащихся

Отвлечение от занятий- 3 учащихся

Затруднилось сделать ответ- 10 учащихся

4. Ты хотел бы посещать кружок робототехники?

Да- 16учащихся

Нет- 4учащихся

Не знаю- 1учащийся

Анализ интервью родителей:

Вы хотели, чтобы Ваш ребенок посещал кружок робототехники?

Да-15 -родителей

2.Как Вы думаете,  какую пользу  принесет для детей занятия  робототехникой?

-Освоение новых технологий;

-Развитие творческого мышления;

-Умение экспериментировать;

-Вырабатывание усидчивости;

-Стремление создавать что-то новое;

-Умение применять законы физики, математические расчеты;

- В школе не будет проблем с точными науаками;

-Занятия интересными проектами;

3. Как Вы думаете,  может ли занятия  робототехникой принести вред ребенку? Аргументируйте свой ответ.

Не приведен ни один пример вреда от занятий робототехникой.