Чему вы научитесь
- Первая часть курса представляет из себя введение в предметную область, в которой
- рассказывается о том, что такое автономные гуманоидные роботы, из каких основных
- модулей они состоят, и какие есть робототехнические соревнования.
- За этим следуют несколько разделов, посвященных уже более предметному знакомству с конкретными подсистемами автономного робота. Первый из них - это классическое компьютерное зрение. В следующих нескольких главах рассказывается о нейронных сетях, от истории их развития и самых простых моделей до обучения современных детекторов. После этого изложены локализация и стратегия. Следующие после них две главы посвящены важным для робототехника фреймворкам - ROS и git. Наконец, последняя глава пособия - это собрание разных подходов, методов, и просто важных вещей из робототехники и смежных областей, в частности визуализации и простейших физических симуляторов
О курсе
Темы, предлагаемые к изучению, покрывают необходимый минимум знаний для участия в соревнованиях по робототехнике. Соревнованием, в котором ученики разных кружков будут соперничать друг с другом, будет гуманоидный робофутбол. За соревнованиями следите в нашей группе: https://vk.com/phystechfund. Логичный вопрос, который должен возникнуть - а почему это вообще нужно ученикам? Где им пригодится робофутбол? Не лучше ли им заняться ”настоящей” учебой вместо каких-то игрушек? Краткий ответ таков, что нет, не лучше, поскольку робофутбол - это как раз один из лучших способов познакомиться с робототехникой.
Курс был сделан Фондом развития Физтех-школ в рамках программы "Робофутбол" при поддержке негосударственного института развития «Иннопрактика»
Актуальность
Робототехника - не наука, а скорее совокупность задач из разных областей программирования, искусственного интеллекта, физики и математики. Это та самая настоящая практика, о которой мечтают и преподаватели, и ученики, и родители. Часто бывает, что в курсе информатики многие важные темы затрагиваются, но остаются без конкретного применения и не закрепляются. Если один ученик решил задачу с квадратичным временем работы, а другой с линейным, это может остаться незамеченным, и положительной обратной связи не возникнет. В случае же немедленного внедрения в робота код первого ученика просто будет работать быстрее, и из подобных вещей в итоге сложится место его команды в турнирной таблице. Примеры можно привести в рамках всех перечисленных дисциплин. Здорово, когда школьники знакомы с производными и интегрированием. Но при этом гораздо более ценно, когда они понимают, как именно ходьба гуманоидного робота связана с задачей стабилизации обратного маятника, как это просимулировать, и как должны быть устроены ноги робота, чтобы их момент инерции был невелик. Задача робофутбола была выбрана лигой RoboCup как один из тех видов соревнований, в которых могут быть применены очень многие наработки из области робототехники. В их числе командная игра, ходьба по неровной поверхности, компьютерное зрение в меняющихся условиях, нахождение собственных координат. Команда Старкит МФТИ выиграла чемпионат мира в 2021 году и после этого приступила к созданию курса, который и предлагается к изучению.
Цель
Курс предназначен для того, чтобы познакомить слушателей со всеми основными составными частями робототехнической системы. Этот уровень должен быть достаточен для участия в соревнованиях по робофутболу школьного уровня, поэтому число занятий и глубина погружения в материал потребуют и от учеников, и от преподавателей большой отдачи. После успешного прохождения курса ученики овладеют теоретическими, математическими и программными методами, а также инструментами разработки и проектирования, достаточными для дальнейшего изучения робототехники на серьезном уровне.
Задачи
• Развитие навыков в области программирования, робототехники и искусственного интеллекта. Работа со сложными системами естественным образом потребует от учеников овладения теоретической и практической базой в предметной области
• Получение опыта командной работы на примере соревнований с другими командами близкого уровня
• Стимулирование самостоятельной работы для достижения поставленной задачи. В рамках разработки сложного робототехнического комплекса ученики будут многие сотни раз обращаться к документации, тематическим форумам, лекциям, видеоурокам
Для кого этот курс
Курс предназначен в первую очередь для изучения в кружках по робототехнике в 8-11 классах, но подходит и для самостоятельного изучения.
Начальные требования
Для быстрого старта в робототехнике и преподаватель, и ученики должны быть
знакомы с языком программирования Python. В случае необходимости стоит начать
именно с этого, изучив условные операторы, циклы, функции и
основные структуры данных, такие как массивы и словари.
Жестких требований к возрасту слушателей нет, но разумно начинать изучать
робототехнику, уже когда сформированы представления о программировании в целом.
Поэтому имеет смысл отталкиваться от программы в конкретной школе, а также от
уровня ученика. Погружение в предметную область предполагается постепенным: в начале слушатели в обзорном формате познакомятся с основными составными частями программного обеспечения робота, а за этом последует более детальное и формализованное изложение материала.
Наши преподаватели
Как проходит обучение
Видео подразделяются на теоретические занятия, которые можно просто смотреть, и практические занятия. Практические занятия - это как правило или работа с кодом, или работа с программным обеспечением, и их рекомендуется выполнять параллельно с докладчиком.
Программа курса
Что вы получаете
- • Развитие навыков в области программирования, робототехники и искусственного
- интеллекта.
- • Получение опыта командной работы на примере соревнований с другими
- командами близкого уровня
- • Стимулирование самостоятельной работы для достижения поставленной задачи.