العناصر
الروبوتيكس (علم الروبوتات) نوع من علوم الكمبيوتر يجعل الحياة أسهل. والروبوتات المخصصة للأطفال يمكن أن تفيدهم بعدة طرق، وتعلمهم بعض المهارات لإنشاء مشاريع مذهلة . كما أن إثارة اهتمام طفلك بالروبوتات فكرةٌ رائعةٌ تساعد في إعداده لمستقبلٍ رائع، وتعتبر البرمجة مهارةً أساسيةً يجب تطويرها للعمل في مجال الروبوتات، ويمكن لطفلك أن يبدأ خطوته الأولى في عالم البرمجة من خلال دراسة بعض المعلومات المبدئية عن الروبوت ومكوناته واستخداماته في الحياة اليومية .
مكونات الروبوت
هل تساءلت يومًا مما يتكون الروبوت؟ إليك الإجابة:
المكونات الرئيسية للروبوت :
• الحاسب أو نظام التحكم : وهو العقل المدبر في الروبوت.
• نظام الاستشعار والحساسات : هو أداة تحول المؤثر الفيزيائي إلى إشارةكهربائية
• نظام السونار لتحديد المسافات : تعتبر من أكثر التقنيات شيوعا لهذا الغرض.
• نظام الرؤية بالكاميرات.
• نظام الحركة أو التنقل.
• الذراع : وتعتبر من المكونات الرئيسية الثابتة في أي روبوت.
• قبضة اليد : أيضا المكونات الرئيسية الثابتة.
• نظام توليد الأصوات : ويحتاج لتوليد المؤثرات الصوتية.
• نظام توليد الكلام : ويتم توليد الكلام آليا باستخدام مكونات الكلام.
الروبوتات التعليمية
كيف يمكن للروبوتات التعليمية أن تساعد الأطفال على التطور؟
تمكّن الروبوتات التعليمية الطلاب من جميع الأعمار من التعرف على الروبوتات والبرمجة وتعميق معرفتهم بها، بينما يتعلمون في نفس الوقت مهارات معرفية أخرى…
اكتشف كيف يمكن للروبوتات أن تساعد في تعليم أطفالك وأيها الأكثر شيوعًا بين مجموعة واسعة من الروبوتات المتاحة في السوق…
_تسمح الروبوتات التعليمية ببناء روبوت وبرمجته بسهولة…
اخترع الكاتب التشيكي كاريل كابيك كلمة روبوت لتعيين الآلة في مسرحية الخيال العلمي R.U.R. (Rossum’s Universal Robots)، الذي عرض لأول مرة في براغ عام 1921، كلمة صاغها Capek من المصطلح التشيكي robota، والذي يشير إلى العمل الجاد، بعد ما يقرب من مائة عام أصبحت الأوتوماتا جزءاً من عملية نمو وتعلم الأطفال، وهنا نشير إلى الروبوتات التعليمية.
ما هي الروبوتات التعليمية؟
الروبوتات التعليمية – أو الروبوتات التربوية – هي تخصص مصمم لتعريف الطلاب بالروبوتات والبرمجة بشكل تفاعلي منذ سن مبكرة جداً.
في حالة تعليم الرضع والتعليم الابتدائي، توفر الروبوتات التعليمية للطلاب كل ما يحتاجون إليه لبناء وبرمجة روبوت قادر على أداء المهام المختلفة بسهولة، هناك أيضاً روبوتات أكثر تقدماً – وأكثر تكلفة – للتعليم الثانوي والعالي، على أي حال فإن تعقيد النظام يتكيف دائماً مع عمر الطلاب.
يتم تضمين الروبوتات التعليمية في ما يسمى نظام تعليم STEM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات)، والذي تطور فيما بعد إلى نظام STEAM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والفن والرياضيات) وهو نموذج تعليمي مصمم لتعليم العلوم والرياضيات والتكنولوجيا معاً ونموذج يكون للممارسة فيه الأسبقية على النظرية.
كيف تساعد الروبوتات الطلاب؟
من خلال اللعب تساعد الروبوتات التعليمية الأطفال على تطوير إحدى المهارات المعرفية الأساسية للتفكير الرياضي في سن مبكرة وهي:
التفكير الحسابي: أي أنها تساعد في تطوير العملية العقلية التي نستخدمها لحل المشكلات من مختلف الأنواع من خلال تسلسل منظم من الإجراءات.
بالإضافة إلى تطوير التفكير الحسابي، تعمل الروبوتات التعليمية على تعزيز تنمية المهارات المعرفية الأخرى بين الأطفال والشباب وهي:
_ التعلم من الأخطاء: اكتشاف أن الأخطاء ليست نهائية ولكنها مصدر استنتاجات جديدة وهذا يكون درس قيم للمستقبل.
_العمل الجماعي: نهج التحدي الجماعي يشجع التنشئة الاجتماعية والتعاون.
_التكيف: بسبب الزيادة المتلاحقة في الأتمتة والأجهزة الذكية، فإن التعرف على استخدام الروبوتات سيساعد الأطفال على التكيف مع عالم الغد بسهولة أكبر.
_الإبداع: البحث عن الحلول وحرية تعيين وظائف جديدة لهذه الروبوتات تحفز الخيال والإبداع.
_تقدير الذات: يؤدي تحقيق النجاح في مجال جديد إلى تحسين وعي الطلاب بأنفسهم.
_الروح الاستباقية: بالإضافة إلى تعزيز احترام الذات لديهم، فإن النجاح في مجال واحد يحفزهم على القيام بمهام جديدة في مجالات أخرى.
_التقييم الذاتي: من خلال القدرة على رؤية نتائج أفعالهم على الفور، دون الحاجة إلى شخص بالغ ليخبرهم ما إذا كانوا قد قاموا بعمل جيد أم سيء، يتعلم الطلاب تقييم أدائهم.
_تطبيقات عملية: تطبيق المعرفة الرياضية أو الجسدية المكتسبة في المدرسة يحفز الأطفال والشباب على مواصلة دراسة هذه المواد.
المهارات المعرفية الأخرى التي تتأثر بشكل إيجابي بالروبوتات التعليمية هي المسؤولية والنظام والتطور الأمثل للإدراك المكاني والعلاقات بين الأشياء.
فائدة أخرى مهمة للروبوتات التعليمية هي أنها تعلم الأطفال أن يتعرفوا على مفاهيم البرمجة الأساسية ويتعلمونها، وهي مهارة تزداد أهمية كل عام.
حقيقة كاشفة: وفقًا للمفوضية الأوروبية فإنه بحلول عام 2020 كان هناك 825000 وظيفة شاغرة في أوروبا بسبب نقص المتخصصين في علوم الكمبيوتر وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات.
في حالة التعليم الثانوي والعالي تساعد الروبوتات التعليمية الأكثر تقدماً الطلاب على تعميق معرفتهم بالروبوتات والبرمجة، علاوة على ذلك فإن الروبوتات عالية التكلفة والمبرمجة لتدريس أي موضوع مفيدة أيضاً في الفصول الدراسية نظراً لقدرتها على جذب انتباه الطلاب، وفي فصول الروبوتات والبرمجة، تعمل كحلقة وصل مثالية بين النظرية والتطبيق.
الروبوتات التعليمية الأكثر شهرة
يوجد اليوم العديد من الروبوتات التعليمية للأطفال والشباب، ومن بين الأكثر شيوعاً:
_ MakeblockmBot
هذا روبوت بعجلات مصمم لتعريف الأطفال بالروبوتات والبرمجة والإلكترونيات، من السهل تجميعه والتحكم فيه بسهولة بفضل البرنامج المستند إلى سكراتش المصمم للأطفال، إن توافقه مع منصة Makeblock وأجزائه الإلكترونية القائمة على نظام Arduino مفتوح المصدر يسمح للمستخدمين الأكثر خبرة بإنشاء روبوتات أكثر تعقيداً.
_Robo Wunderkind:
يتكون من مجموعة من الكتل التي يمكن للأطفال توصيلها كما يرغبون في بناء الروبوت الخاص بهم، كل كتلة لها وظيفة محددة بلون (ميكروفون الكاميرا، مستشعرات الحركة …) وبعد بناء الروبوت الخاص بهم، يمكن للأطفال استخدام تطبيق لبرمجته للتفاعل مع أصوات معينة، وتجنب العوائق أو تشغيل الموسيقى عندما يقترب شخص ما، من بين وظائف أخرى.
_OWI 535:
إنها ذراع آلية مناسبة للشباب الذين تبلغ أعمارهم 13
عامًا أو أكثر، يمكنه رفع أشياء يصل وزنها إلى 100 جرام ولديه مجموعة متنوعة من الحركات التي يمكن للطلاب برمجة التخصيصات عليها، يوصى باستخدام هذا الروبوت أيضًا في دورات التدريب المهني.
_LEGO Mindstorms EV3:
هذه مجموعة روبوتات تتضمن العديد من أجهزة الاستشعار، وثلاثة محركات مؤازرة وأكثر من 500 مكون من مكونات LEGO Technic، وبفضل ذلك يمكن للطلاب إنشاء روبوتات مختلفة قادرة على الحركة، والتصوير، والزحف، وما إلى ذلك، يتم التحكم فيها عن طريق برمجة بسيطة وبديهية واجهة ومتاحة في نسختين: المنزلي والتعليمي، يوصى باستخدام هذا الروبوت للأطفال الذين تزيد أعمارهم عن 10 سنوات.
_NAO:
إنه أحد أشهر الروبوتات التعليمية في العالم، إنه إنسان آلي يبلغ ارتفاعه 58 سم ويتطور باستمرار، بالإضافة إلى كاميرتين وأربعة ميكروفونات، فإنه يحتوي على العديد من المستشعرات التي تسمح له بالتفاعل مع البيئة بطريقة مشابهة للبشر، يمكن لـ NAO المراقبة والاستماع وإجراء محادثات وتدريس أي موضوع بحيث تمكن كلياتها ومستويات البرمجة المتعددة من دمجها في عملية التعلم للطلاب من سن 5 حتى المستوى الجامعي.
استخدامات الروبوت في المجالات الصناعية
حيث يعتبر هذا المجال من أول وانجح المجالات التي استخدم فيه الروبوت بأشكاله المختلفه وخاصه صناعه السيارات والادويه والنسيج ، وقد ادى استخدامه في خطوط الانتاج الى ثوره صناعيه هائله .. فقد اضاف استخدام الروبوت العديد من المميزات للصناعه من اهمها :
1-زياده الانتاجيه.
2-خفض التكاليف
3- التغلب على مشكلات نقص الايدي الماهره .
4- تحسين نوعيه الانتاج .
5-توسيع المصانع والشركات .
6- الامن والامان وتقليل الخسائر البشريه.
