Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование?

в 9:39, , рубрики: meccanoid, Блог компании Medgadgets, конструкторы, робот-конструктор, робототехника, роботы, метки:

Добрый день, уважаемые читатели. На этот раз мы решили попробовать не совсем типичный жанр в нашем блоге, даже, наверное, совсем не типичный для Geektimes и хотим предложить вам размышление о том, зачем нужны детские роботы-конструкторы, справедливо ли относить их к робототехнике, пусть и детской, и можно ли называть конструктором роботов, которых просто нужно собрать из деталей.

Сама по себе идея думающих механизмов сильно не нова, и теоретические основы ее следует искать в египетской культуре, хотя это и упиралось в верования и базировалось на религиозных основах. В частности некоторые статуи Каирского музея, изображающие богов и датированные 2500 г. до н. э., имели большие отверстия с тыльной стороны, и как полагают ученые, в них и укрывался материальный оракул. Для простого же человека — это было воплощение искусственного, больше — божественного разума.

В «Илиаде» Гомера (пер. Гнедича) у Гермеса были «девы-роботы», служанки из золота, подобные живым девушкам:

<...>Вышел хромая; прислужницы, под руки взявши владыку,
Шли золотые, живым подобные девам прекрасным <...>

Сюда же следует зачислить миф о Пигмалионе, влюбившегося в созданную им же статую. Но, пожалуй, самый яркий пример робототехники древности — голубь Архита Тарентского.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 1

От самого Архита дошло не так уж много письменных фрагментов, поэтому описания голубя следует искать в иных источниках. Об этом, в том числе, пишет Авл Геллий в "Аттических ночах":

«Но то, что, как передают, изобрел и сделал пифагореец Архит, не менее удивительно и все же не должно казаться равно вздорным. Ведь и многие из прославленных греков, и философ Фаворин, с величайшим усердием изучавший древние сообщения, с полной уверенностью написали, что фигурка голубя, сделанная Архитом из дерева с помощью некоего расчета и механической науки, летала; поднималась она, надо думать, с помощью разновесов и приводилась в движение дуновением запертого и скрытого [внутри] воздуха. Клянусь Геркулесом, следует привести слова самого Фаворина о столь неправдоподобном деле: „Тарентинец Архит, будучи вообще изобретателен, сделал деревянного летающего голубя; когда он садился, то более уже не поднимался“.

Вот в этой книге, в главе 1. 1 приводятся слова Аристотеля о том, что было бы неплохо, если бы существовали механизмы, которые могли бы выполнять определенные действия, что решало бы вопрос с рабами, которые попросту стали бы не нужны.

Исламский мир тоже внес существенный вклад в развитие робототехники, и одним из самых известных трактатов с описанием роботов принято считать „Книгу знаний об остроумных механических устройствах“ Аль-Джазари, который датирован 1206 годом.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 2
Роботы-музыканты

Далее, чтобы не углубляться, стоит назвать всем известного робота-рыцаря Леонардо да Винчи, который был заготовлен для выставки, что-то вроде CES-1495, однако реконструированного уже в наше время.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 3

В это же время к механике роботов подключаются часовщики, которые применяют свои умения и шестеренки для создания механических потешных животных и насекомых. В качестве первого создателя робота с „человеческим лицом“ называют Ганса Баллманна. В это же время работают и Джованни Торриани, создавший девушку-лютнистку; в Англии Джон Ди показывает механического жука в середние 16 века:

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 4

А французский хирург и анатом Пьер Амбруаз создает модель искусственных мышц.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 5

В 17-18 создание механических роботов становится настолько распространенным, что вряд ли стоит искать первых, вторых, третьих… В это время создаются целые театры, механические, где в качестве актеров используются самодвижущиеся куклы, людей удивляют механическими животными, для которых полностью воссоздан биологический цикл: они едят, испражняются, болеют… Упомянуть можно и симпатичные фигурки Анри-Луи Жаке-Дро.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 6

Чапек и Азимов

Один из них вместе с братом в 1920 году ввел в обиход этот „термин“, а второй сформулировал своеобразное определение тому, что робот должен делать, а чего — нет.

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.
2. Робот должен выполнять приказы людей, если они не противоречат пункту 1.
3. Робот должен заботиться о своем существовании, пока это не противоречит законам 1 и 2.

Проще говоря, начиная с 20 века роботов наделили возможностью мыслить, и под робототехникой стали понимать не столько механические или электронные устройства, запрограммированные на выполнение определенных функций, но машины с искусственным интеллектом.

Впрочем, чем дальше, тем лучше, и от подражания человеку чисто формальному до полного копирования, как говорится — один шаг.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 7

Робот-игрушка

Одна из разновидностей, впрочем, наверное, единственно и существовавшая до нашего времени. Большинство роботов прошлого, конечно, создавались на потеху, и масштабная классификация, которая есть сегодня — заслуга последних лет пятидесяти. Так появились многочисленные промышленные роботы, медицинские, транспортные, военные и т. п., проще говоря охватившие все сферы человеческой жизни, а затем снова по кругу пришедшие в детские игрушки.

Их тоже можно разбить на группы, например, „образовательные / игровые“, „сборные / цельные“, „управляемые / не управляемые“ и как угодно еще. В этом же ряду стоят и роботы-конструкторы, у которых получается сразу несколько явных педагогических задач, одни из которых выполняет функционал конструктора, другие — возможности робототехники в той или иной степени.

При этом логично, что не каждый конструктор является роботом, и не каждый робот — это конструктор. Хотя многие детские игрушки, даже самые простые, как, например, вот этот экземпляр, сначала нужно собрать. С другой стороны из тех же кубиков Lego легко сделать нечто роботоподобное, воспроизводящее стереотипное понимание этого создания.

Тогда — что такое конструктор

Классически историю конструктора принято связывать с именем Фрэнка Хорнби, создателя Meccano, изобретения обогатившего его самого и осчастливившего тысячи посторонних. Все прекрасно знают его изобретение, металлические детали которого позволяли создавать самые разные штуковины.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 8

Традиционно под конструктором надо понимать набор типичных элементов, позволяющих воспроизводить разнообразные объекты, стилизовано напоминающие объекты живой или неживой природы. Так, например, это можно проиллюстрировать сборной моделью, которая считается самой маленькой: муха Meccano.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 9

Такой „метафорический подход“, когда одна из характеристик, будь то визуальная в конструкторах Meccano или Lego, или функциональная, как например, светофор в „Микронике“, и определяет конструктор как игрушку. При этом, ключевыми также будет универсальность деталей, когда какая-либо деталь или комплект деталей может быть ногой, может быть стеной, может быть столбом и т. п. В связи с чем, упомянутый робот-акробат, конструктором быть не может, так как голова у него — только голова, нога — только нога и т. п., несмотря на то, что модель сборная.

В педагогическом плане достаточно будет различать несколько видов конструкторов по типу:

  • По образцу — конструирование происходит по строго заданной инструкции, и в финале ребенок получает то, что видит перед собою на картинке.
  • По условиям — инструкции нет, но создаются определенные ограничения: нужно построить дом.
  • По замыслу — ребенок сам выбирает, что строить и какие детали использовать для этого.

Последний — самый творческий вариант, но, к сожалению, современные конструкторы, изготовленные по принципу Meccano такими возможностями уже не обладают. В наборы чаще всего кладут строго определенное количество деталей, чтобы хватило на модель из инструкции, и требуется очень много воображения, чтобы создать что-то индивидуальное. При этом создатели рассуждают такими метриками, как моторика, усидчивость, внимание, концентрация и т. п.

О том, что руки это „видимая часть полушарий мозга“ говорили многие ученые, среди которых Кант, педагог Сухомлинский, так что конструкторы пока в тренде.

В общем, так все и развивалось, пока конструкторы были отдельно, а роботы — отдельно, но современные возможности позволили все успешно совмещать. Так появился и Meccanoid, робот-андроид на базе конструктора Meccano:

И многое другое с помощью Raspberry или Arduino стало программироваться, в том числе и с деталями известного конструктора. Все это стало попадать в категорию робототехники, хотя и стереотипного робота, с двумя ногами, руками и головой, напоминало не всегда.

В итоге вышло так, что конструкторы „бесполезные“, которые выполняли только какие-то педагогические функции, в том числе и разъяснительные, остались в категории конструкторов-игрушек, роботов-игрушек, а детали конструкторов, запрограммированные с помощью различных языков на выполнение каких-либо действий значимых — ушли в „робототехнику“.

Робот-конструктор

Из последних моделей роботов-конструкторов вам наверняка известна модель 14 в 1, которая сохраняет лучшие традиции конструирования. Во-первых, несмотря на то, что это работа „по образцу“, все-таки создавать можно достаточно большое количество моделей.

Во-вторых, понимание робота как конструкции, которая способна самостоятельно выполнять какие-то алгоритмичные движения, действия, также сохраняется. Игрушка на солнечных батареях способна перемещаться.

В-третьих, соблюдаются периферийный требования: набор типовых деталей, которые в зависимости от собираемой модели могут выполнять разные функции.

Роботы-конструкторы для детей: робототехника или конструирование? - 10

В итоге, наверное, следует признать, что игрушки, которые маркируются как „роботы-конструкторы“ находятся больше в категории конструирования, и должны выполнять задачи по развитию моторных функций, творческих способностей, способностей образно мыслить, а не обучению основам робототехники. Так как форма робота — это скорее дань моде, современной культуре, и функции робота в полной мере таким конструкторам недоступны.

Автор: Medgadgets

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля