Robotyka

Każdy grantobiorca otrzyma zestawy edukacyjne do kształcenia z wykorzystaniem programowalnych systemów robotycznych. Zestawy te będą dostosowane do wybranych grup wiekowych. Dodatkowo dzięki udziałowi w grantach projektowych (aplikacyjnych) grantobiorcy zdąbędą wiedzę niezbędną do prowadzenia zajęć z wykorzystaniem mikrokontrolerów:


Uczniowie klas IV-VI szkół podstawowych

Zakres szkoleniowy w ramach grantów projektowych będzie realizowany w oparciu o zestawy płytek rozwojowych, które są zaprojektowane tak, aby wprowadzić programowanie i myślenie algorytmiczne dla najmłodszych uczniów w kompaktowym małym pakiecie, dzięki czemu każdy zainteresowany młody człowiek dostanie płynny start. Dzięki możliwości programowania urządzeń z zakresu mechatroniki uczestnikom kół informatycznych zapewnione zostanie nabycie umiejętności potrzebnych do dalszego pogłębiania swojej wiedzy w zakresie algorytmiki i jej zastosowania w dziedzinach mechatroniki, elektroniki i automatyki.

Moduł edukacyjny zbudowany jest na bazie mikroprocesora. Na płytce o wymiarach niewielkich rozmiarach (rzędu 50 x 50 mm) znajdują się m.in. akcelerometr, magnetometr, czujnik temperatury, macierz diod LED, a także łączność Bluetooth i USB. Dzięki specjalnej kompaktowej strukturze tego typu systemy wbudowane są odporny na wszelkie uszkodzenia. Układ jest gotowy do pracy, po rozpakowaniu, nad implementacją rozwiązań można pracować w języku graficznym, (podobnym do Scratcha) lub w języku Python. Układy mogą być programowane przy pomocy edytora webowego, dedykowanego edytora microbit lub edytora Mu. Kod zaimplementowanego algorytmu może zostać przesyłany do urządzenia komunikując się przez port USB lub Bluetooth, również uwzględniając transmisję z użyciem urządzeń mobilnych.

Należy podkreślić, że przy okazji zabawy, młodzi entuzjaści nowych technologii uczą się programowania w niemalże każdym obszarze zainteresowania młodego człowieka od implementacji (np. zadanie automatycznego pomiaru wilgotności gleby i podlewania kwiatków) do programowania robotów.

Planowany zestaw zawiera,np. Układy do projektowania i programowania robotów w kilku odmianach, pozwalających na budowę i programowanie układów pod kątem różnych ich zastosowań.


Uczniowie klas VII-VIII szkół podstawowych

Szkolenia w ramach grantów projektowych dla grupy starszych uczniów szkoły podstawowej, będą realizowane w oparciu
o systemy pozwalające na programowanie znajdujących się w układach mikrokontrolerów. Tego typu zestawy są zaprojektowane tak, aby umożliwić w jak najprostszy sposób ich programowanie i rozwijanie myślenia algorytmicznego.

Uczniowie na bazie przygotowanych zestawów, w skład których wchodzić będą elementy mechatroniki, automatyki oraz robotyki, pogłębiać będą praktyczną znajomość zagadnień algorytmicznych na podstawie rzeczywistych układów programowalnych. Opracowane w kołach informatycznych algorytmy przetwarzania danych, zebranych z czujników będą rozwiązywać problemy postawione przed zespołem uczniów, uwzględniając kontekst otoczenia środowiska pracy. Zdecydowanie podniesie to świadomość znaczenia algorytmiki oraz pozwoli przetestować zaimplementowane algorytmy
 w praktycznym środowisku. Uczniowie posiądą umiejętności i kompetencje związane ze zbieraniem danych i przetwarzanie informacji w aspekcie zagadnień pracy informatycznej.

Nauczyciele wyposażeni w przygotowany zestaw narzędzi będą mogli realizować liczne projekty z zastosowaniem elementów programistycznych i sprzętowych, rozwijając abstrakcyjne myślenie u uczniów. Ponieważ opisywane narzędzia są rozwijane na bazie licencji OpenSource, istnieje wiele sposobów ich programowania. W zależności od możliwości uczniów może to być programowanie wizualne, bądź używając języków skryptowych (Python) czy języka strukturalnego wysokiego poziomu (język C). Tak szeroki wachlarz możliwości zdecydowanie ułatwi pracę ze sprzętem, a zyskany czas umożliwi bardziej efektywną pracę nad rozwiązaniami algorytmicznymi. Planowany zestaw zawiera oprócz wspomnianych systemów wbudowanych, również m.in. różnego rodzaju czujniki oraz roboty.


Uczniowie szkół średnich

Szkolenia w ramach grantów praktycznych będą realizowane w oparciu zarówno o systemy wbudowane o rozszerzonych możliwościach, względem układów przewidzianych dla szkoły podstawowej, jak i minikomputery . Dodatkowymi elementami, pozwalającymi zwiększyć stopień zaawansowania pracw porównaniu do szkoły podstawowej, będzie uwzględnianie algorytmów przetwarzania obrazu oraz komunikacji z siecią Internet. Minikomputery z możliwościami mikrokontrolera, stanowią bardzo szeroką bazę do uruchamiania bardziej złożonych operacji algorytmicznych. Wyposażone w systemy operacyjne z rodziny Linuks, traktowane jako komputery, pozwalają na pełne implementacje czasochłonnych algorytmów przetwarzania danych. Dodatkowo istnieje możliwość użycia zasobów sieciowych, w przypadku braku możliwości realizacji algorytmicznych obliczeń w systemie, a umieszczone na płycie złącza można użyć do podłączenia czujników lub sterować w odpowiedni sposób silnikami robota.

Możliwość połączenie układów sensorowych oraz systemów minikomputerowych daje niepodważalne możliwości konstrukcji inteligentnych systemów informatycznych, uwzględniających m.in. elementy sztucznej inteligencji oraz nauki programowania w języku Python czy C. Dla uczniów pozostaje „tylko” opracowanie właściwych algorytmów przetwarzania danych i ich implementacji. Koncepcja zestawów programowalnych systemów wbudowanych jest zgodna z zasadami oprogramowania O penSource i wspierana przez społeczność internetową, dzięki czemu pozwoli na samokształcenie, a tym samym rozwój uczniów.

Podobnie jak w poprzedniej kategorii wiekowej przygotowany zestaw będzie zawierał m.in. oprócz wspomnianych programowalnych systemów, zbiór czujników oraz roboty.