3. Линия "Интеллектуальные робототехнические комплексы и системы"

ОПИСАНИЕ ЛИНИИ

Модуль предназначен для детального изучения принципов разработки и проектирования интеллектуальных робототехнических комплексов, функционирующих как в полностью автономном режиме, так и в составе робототехнических систем, включающих несколько различных комплексов, выполняющих общую задачу. В состав данного модуля входит оборудование, позволяющее познакомить учащихся с наиболее востребованными современными технологиями, применяемыми в сфере робототехники и инженерной деятельности, такими как – современные аппаратно-программные комплексы роботов, системы сбора и обработки информации, системы технического зрения, системы коммуникации и управления группой роботов. В частности, наибольшее внимание в рамках образовательного процесса уделяется изучению принципов функционирования и применения элементной базы, представляющей собой технические решения, применяемые в профессиональной деятельности в сфере робототехники, но в свою очередь адаптированные для использования совместно с элементной базой образовательных робототехнических платформ. Применение подобной элементной базы дает возможность учащимся познакомиться с широким спектром технических решений, используемых в профессиональной деятельности, а также со множеством направлений подготовки специалистов в сфере робототехники и промышленной автоматизации.
Отличительная особенность данного модуля заключается в возможности организации непрерывного образовательного процесса, начиная с изучения самых базовых основ, рассматриваемых в первом образовательном модуле, вплоть до изучения профессиональных аспектов проектирования и разработки робототехнических комплексов и систем, используемых в промышленности.

ВОЗМОЖНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Ниже приведено описание оборудования, опыт работы с которым есть у наставников квантума "Промышленная робототехника" и по их мнению является подходящим для освоения содержания учебной линии. Приведенное описание отображает частное мнение наставников и не является мнением и/или рекомендацией Федерального оператора сети детских технопарков "Кванториум".

Образовательное решение на базе VEX EDR

Образовательное решение на базе платформы VEX EDR представляет собой металлический конструктор для разработки моделей мобильных и манипуляционных роботов. В состав комплекта входит различная мехатронная элементная база для разработки групногабаритных и грузоподъемных конструкций роботов, привода и сервопривода, различная электроника, а также комплект для разработки пневматических систем. В рамках данного модуля образовательное решение представлено модулем Технолаб, разработанным на основе элементной базы VEX EDR с добавлением специализированного программируемого контроллера, представляющего собой двухуровневую систему управления, включающую в себе периферийный контроллер для управления исполнительными механизмами робототехнического комплекса и мощный вычислительный контроллер для реализации интеллектуальных функций системы управления. Благодаря этому на базе платформы VEX и Технолаб становится возможным разрабатывать сложные мехатронные модели роботов, оснащенных интеллектуальной системой управления с элементами технического зрения , автономной навигации и дистанционного управления роботами.
Применение данного комплекта в образовательном процессе позволяет осуществлять углубленную подготовку учащихся в сфере проектирования и конструирования роботов, знакомство учащихся с элементной базой и технологиями применяемыми в профессиональной деятельности.
Отличительная особенность образовательного решения на базе платформы VEX EDR и Технолаб заключается в многообразии конструктивных элементов мехатронной платформы VEX EDR, совместимостью с решениями для разработки пневматических систем, а так же возможностью интеграции мощного вычислительного контроллера для реализации интеллектуальных функций системы управления.

Решения со схожими функциональными возможностями: Tetrix, Actobotics, Studica
Образовательные материалы по VEX EDR: http://vex.examen-technolab.ru/lessons/

Образовательное решение на базе ROBOTIS

Образовательное решение на базе платформы ROBOTIS представлено двумя комплектами «СТЕМ Лаборатория» и «СТЕМ Академия» (производства компании «Прикладная робототехника») предназначенных для углубленного изучения робототехники учащимися от 12 лет и старше. Данные наборы позволяют разрабатывать модели мобильных и манипуляционных роботов, обладающих большим числом степеней подвижности за счет применения интеллектуальных сервомодулей, представляющих собой образовательную модель промышленного автоматизированного сервопривода, обладающего тремя контурами управления (нагрузка, скорость и положения) и коммуникационной шиной для управления. Применение полупрофессиональной элементной базы сервоприводов позволяет учащимся осуществлять блочно-модульную сборку робототехнических комплексов с различной кинематикой , а также многокомпонентные робототехнические системы состоящие из различного числа синхронизированных механизмов.
В состав отечественных образовательных решений «СТЕМ Лаборатория» и «СТЕМ Академия» входит библиотека трехмерных моделей различных конструктивных элементов, что дает возможность применять данные модели в рамках DIY проектирования и прототипирования с применением современных аддитивных технологий производства.
В состав образовательного решения входит интеллектуальный модуль технического зрения TrackingCAM, совместимый с образовательными платформами предыдущих модулей, и предназначенный для обучения учащихся начального уровня подготовки основам технического зрения.
В состав образовательного решения входит три типа программируемых модулей производства компании «Прикладная робототехника» – программируемый «Arduino-совместимый» контроллер для управления сервомодулями, исполнительными механизмами роботов , а также сбора и обработки сенсорной информации; одноплатный микрокомпьютер для реализации интеллектуальных функций системы управления (техническое зрение и автономная навигация); коммуникационный контроллер для согласованного управления группой роботов (групповое управления и приложения IoT). Благодаря этому учащиеся получают возможность изучать возможность разработки робототехнических систем с системами управления на базе ОС реального времени или типа Linux, изучать методы сбора и анализа визуальной информации, изучать принципы дистанционного управления и интеграции робототехнических комплексов в системы типа Индустрия 4.0 и Интернет Вещей. Программирования образовательного решения на базе платформы ROBOTIS может осуществляться в средах Arduino IDE, на языках С и Python, в средах Matlab, LabView, ROS.

Решения со схожими функциональными возможностями: Robobuilder, Dongbu Robot Hovis, Ubtech
Образовательные материалы по наборам "СТЕМ Академия" и "СТЕМ Лаборатория": http://appliedrobotics.ru/?page_id=670

ССЫЛКИ

Облако

VEX Методические материалы
СТЕМ Методические материалы

Внешние сайты

APPLIED ROBOTICS - ROBOTIS
Экзамен Технолаб - VEX
RoboticsShop - STUDICA
Стандарт 21 - TETRIX