Академия робототехники RoboNest

Курсы по направлению
РОБОТОТЕХНИКА

Lego-роботы
На занятиях дети конструируют и программируют роботов по готовым схемам.

Познакомятся с конструктором Lego Education WeDo. Изучат электронные компоненты конструктора: мотор, датчики, коммутатор. Познакомятся с графической средой программирования "Lego Education WeDo Software": блоки-команды программирования и их функции. Научатся составлять простейшие программы.

Сборка робота будет также способствовать развитию мелкой моторики (в конструкторе используются детали из серии Lego System, Lego Technic), концентрации внимания и доведению начатой работы до конца.
Самые любопытные могут экспериментировать с собранными моделями :)

Во время занятий ребята научатся собирать 3-х мерные модели по схемам и «оживлять» их при помощи мотора, датчиков и специализированного программного обеспечения.

Примерные виды моделей для конструирования и программирования:

  • Автомобили
  • Животный мир (лягушка, черепаха, пеликан, кит и т.п.)
  • Механизмы
  • Самолеты, космолеты
  • Техника (манипулятор, подъемник, мельница, бульдозер, швейная машинка и т.п.)
  • Собственные модели
На занятиях каждый ребенок обеспечен персональным набором и ноутбуком

Аппаратная платформа: Lego Education WeDo

Программная среда: Lego WeDo

Продолжительность 1 занятия: 70 минут
Перворобот LEGO WEDO
Курс "Перворобот WeDo" предназначен для детей 6 - 9 лет и рассчитан на 2 года.

Цель программы: развитие у детей интереса к инженерному направлению, обучение конструированию и программированию через создание простейших моделей и управления ими с помощью простейших компьютерных программ. Вырабатывается навык работы в группе.

Примерная программа курса:
1. Что такое роботы и робототехника. Техника безопасности.
2. Знакомство с конструктором Lego WeDo. Элементы набора.
3. Изучение механических передач и простых механизмов
  • Зубчатые передачи (зубчатые колеса, червяк). Ременные передачи (шкивы и ремни).
  • Механизмы: маятниковый, храповый, рычажный, кулачковый, кривошипно-шатунный
4. Изучение моторов и датчиков (наклона и расстояния/движения)
5. Программирование в графической среде Lego Education WeDo и Scratch 2.0
6. Конструирование и программирование ознакомительных моделей:
  • Танцующие птицы, умная вертушка, обезьянка - барабанщица, голодный аллигатор, рычащий лев
  • Футбол: Нападающий, вратарь, ликующие болельщики
  • Спасение самолёта, спасение от великана, непотопляемый парусник
7. Индивидуальная проектная деятельность: разработка, сборка и программирование собственных моделей
8. Участие в городских соревнованиях по робототехнике

На занятиях каждый ребенок обеспечен персональным набором и ноутбуком

Аппаратная платформа: Lego Education WeDo

Программная среда: Lego WeDo, Scratch 2.0

Продолжительность 1 занятия: 1 час 20 минут
Основы робототехники

Курс "Основы робототехники", рассчитан на 2 года.

Примерная программа курса:
  • Введение в робототехнику.Знакомство с набором EV3.
  • Механические конструкции. Устойчивость. Прочность.
  • Простейшие модели тележек (ботов)
  • Линейный алгоритм. Программирование блока EV3 на встроенном ПО.
  • Датчики: Принципы работы. Режимы. Применимость в реальности.
    Датчики касания, расстояния (ультразвуковой), гироскопический, датчик цвета, энкодеры.
  • Механические передачи. Расчет передаточного числа.
  • Шагающие роботы.
  • Знакомство с ПО Lego Mindstorms EV3.
  • Алгоритмы. Команды. Блоки.
  • Алгоритмы движения: по линии, по перекресткам, вдоль стены.
  • Переменные, массивы.
  • Управление роботом через Bluetooth (смартфон, планшет).
  • Программирование нескольких блоков EV3 с управлением по протоколу Bluetooth.
  • Регуляторы
"Внутренние" соревнования для закрепления пройденного материала: гонки, механическое сумо, интеллектуальное сумо, траектория, кегельринг, шорт-трек, чертежник, лабиринт, танковый тир, биатлон, шагающие роботы, перетягивание каната, футбол управляемых роботов и т.д.

Возможность участия в соревнованиях РобоФест, WRO и других соревнованиях различного уровня

Аппаратная платформа: Lego Education EV3, Трик

Программная среда: EV3-G, EV3Basic, TRIK-Studio

Продолжительность 1 занятия: 1 час 20 минут
Спортивная робототехника
Спортивная группа по робототехнике предназначена для увлеченных и опытных робототехников, которые готовы соревноваться по знаниям и умениям со сверстниками из России. Ребят ждет разработка роботов для соревнований, углубленное программирование и решение олимпиадных заданий по робототехнике .
Уровни соревнований: городские, областные, федеральные и международные.

Предварительная подготовка: наличие базовых знаний по программированию и конструированию роботов EV3, успешное прохождение курса "Основы робототехники, 1 год" или собеседование с преподавателем спортивной группы. Готовность дополнительно выезжать на робототехнические соревнования.

Работая в команде, и участвуя в соревнованиях, ребята приобретут настоящих друзей и бесценный опыт.

Краткая программа по соревновательной робототехнике:

Младшая группа (10-12 лет)

Пропорциональное регулирование и движение по линии. Движение по линии с двумя и четырьмя датчиками на пропорциональном регуляторе. Использование коэффициентов. Линейное и нелинейное пропорциональное регулирование. Различные виды регуляторов: кубический, П- и ПД-регуляторы.

Движение по линии с перекрестками. Прохождение Т-образных перекрестков. Подсчет перекрестков. Прохождение инверсии, прерывистой линии и штрих-кода. Слалом по линии. Объезд препятствий при движении по линии. Использование цветовых меток для ориентирования.

Робо-сумо. Конструирование и программирование усложненных конструкций роботов-сумоистов. Алгоритм преследования.

Лабиринт. Правило правой и левой руки. Классический алгоритм для прохождения лабиринта. Защита от застревания, способы выравнивания. Прохождение лабиринта с использованием гироскопического датчика.

Подготовка к номинациям: кегельринг, робо-сумо, лабиринт, шорт-трек, траектория-квест, чертежник.

Выступление на соревнованиях: РобоФест: категория Hello,Robot! WRO: мл. возрастная группа, также возможно участие в JuniorSkills - мобильная робототехника и Робофинист.

Старшая группа (13-16 лет)
Манипуляторы. Алгоритмы сортировки грузов. Определение размера предмета. Захват и переноска объекта.
Движение по линии. PID-регулятор.
Одномерные массивы. Лабиринт туда и обратно. Алгоритм оптимального обратного прохождения лабиринта с использованием массивов.
Решение олимпиадных задач повышенной сложности.
Выступление на соревнованиях: РобоФест: Робо-карусель, HelloRobot! WRO средняя и старшая в.г., также возможно участие в JuniorSkills - мобильная робототехника и Робофинист

Аппаратная платформа: Lego Education EV3, Трик (возможны занятия со своим набором!)

Программная среда: EV3-G, EV3Basic, Python, TRIK-Studio

Продолжительность 1 занятия: 2 часа
Олимпиада НТИ, профиль ИРС
Награждение на финале Олимпиады НТИ: Роман Варлашов (слева) и Иван Смирнов (справа)
На финале Олимпиады НТИ сезона 2017-2018 года наши ученики стали абсолютными победителями в профиле "Интеллектуальные робототехнические системы" !!!

Финальный этап проходил с 22 февраля по 02 марта 2018 года в образовательном центре "Сириус" в г.Сочи.


Подготовка школьников 9-11 классов к участию в Олимпиаде НТИ по профилю "Интеллектуальные робототехнические системы (ИРС)"

Требования к участникам подготовки:
  1. Математика. Средняя оценка в школе 4-­5. Приветствуется опыт участия в олимпиадах по математике не ниже муниципального (районные, городские).
    Требование обязательное, т.к.­ теоретические знания, которые потребуются во время второго тура олимпиады и индивидуальный тур олимпиады рассчитаны на школьников с хорошей подготовкой по математике.
  2. Программирование. Знание основ алгоритмизации и структур хранения данных: знание алгоритмов сортировки, поиска. Применение этих алгоритмов к массивам, связным спискам, деревьям. Умение реализовать рекурсивные алгоритмы. Приветствуется опыт участия в олимпиадах по информатике не ниже муниципального (районные, городские). Требование обязательное, т.к. все задачи олимпиады рассчитаны на хороший уровень навыков программирования. Важны именно практические навыки программирования -­ умение быстро реализовывать и отлаживать алгоритмы, определенные в ходе анализа задания.
  3. Робототехника. Знание основ управления робототехническим устройством. Понимание принципов работы и ограничений типовых датчиков. Умение реализовывать движение по черной линии с перекрестками, движение по лабиринту. Умение реализовывать и настраивать пропорциональный регулятор.
Программа подготовки:

Алгоритмические основы обработки цифровых сигналов
  • гироскоп, акселерометр, датчики освещенности, фильтрация данных
Практические использование ТАУ (теории автоматического управления)
  • управление угловой и линейной скоростями
  • повороты с помощью энкодеров
  • П-, ПИ-регуляторы
  • управление движением с использованием показаний от нескольких датчиков (энкодеры, датчик расстояния, гироскоп)
Навигация наземных мобильных роботов
  • кинематика (прямая, обратная)
  • перемещение в пространстве (к ячейке, к заданной координате)
  • планирование пути (кратчайшего, с учетом препятствий), преобразование пути в движения
Локализация
  • способы описания пространства, алгоритмы локализации
Обработка графической информации
  • сканирование штрих-кодов, обработка цифрового изображения (распознавание меток ARTag)

Аппаратная платформа: Трик

Программная среда: TRIK-Studio, JavaScript, Python, EV3-G

Продолжительность 1 занятия: 3 часа
Курсы для преподавателей
Курсы для преподавателей по начальной (Lego WeDo) и общей робототехнике (Lego EV3, Трик). Проводятся в летнее время. Предварительные заявки можно оставлять по телефону или на е-почту.