Академия робототехники RoboNest

Курсы по направлению
РОБОТОТЕХНИКА

Начинающие
Курсы рассчитаны на начинающих учеников, у которых не было достаточного опыта занятий по робототехнике.

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 ZMROBO Defender WiseKit. Элементы набора.
3. Изучение основ конструирования - соединение деталей, прочность, надежность, устойчивость.
4. Изучение простых механизмов: маятниковый, храповой, рычажный, кулачковый, кривошипно-шатунный
5. Изучение механических передач
  • Зубчатые передачи (зубчатые колеса, червяк).
  • Ременные передачи (шкивы и ремни)
6. Изучение и применение моторов и датчиков (света, касания, расстояния)
7. Программирование в графической среде ZMROBO 3.0
8. Конструирование и программирование моделей по поставленным задачам (или по предложенным схемам)
9. Индивидуальная проектная деятельность: разработка, сборка и программирование собственных моделей

На занятиях каждый ребенок обеспечен персональным набором и ноутбуком

Аппаратная платформа: ZMROBO Defender WiseKit

Программная среда: ZMROBO 3.0 (на базе Scratch 3.0)

Продолжительность 1 занятия: 1 час 20 минут
ПРОДОЛЖАЮЩИЕ

Курс является продолжением "Начинающего" уровня.

Примерная программа курса:
  • Введение в робототехнику. Знакомство с набором ZMROBO Intelligence Storm.
  • Механические конструкции. Устойчивость. Прочность.
  • Простейшие модели тележек (ботов)
  • Датчики: Принципы работы. Режимы. Применимость в реальности.
    Датчики касания, расстояния (ультразвуковой), датчик цвета, энкодеры.
  • Механические передачи. Расчет передаточного числа.
  • Шагающие роботы.
  • Знакомство с ПО ZMROBO 3.0 (на базе Scratch 3.0)
  • Алгоритмы. Команды. Блоки.
  • Алгоритмы движения: по линии, по перекресткам, вдоль стены.
  • Переменные, массивы.
  • 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, Робофинист, WRO и других соревнованиях различного уровня

Аппаратная платформа: ZMROBO, Трик

Программная среда: ZMROBO 3.0, TRIK-Studio

Продолжительность 1 занятия: 1 час 20 минут
ПРОДВИНУТЫЕ

Курс является продолжением "Продолжающего" уровня.

Примерная программа курса:
  • Введение в робототехнику. Знакомство с набором ZMROBO Intelligence Storm.
  • Инженерный подход к решению задач с помощью робототехники различного уровня сложности
  • Применение искусственного интеллекта (видео и аудио) для выполнения задач
  • Обучение модуля с искусственным интеллектом новым образам
  • Использование дополнительных модулей (матричный дисплей, сканер штрих-кодов и QR-кодов) для комплексных задач
  • Управление работой двух роботов
  • Использование голосовых команд для управления робототехническими системами
  • Создание простых манипуляторов (2х звенных с 2 степенями свободы)
  • Программирование управления роботами в Python (текстовый язык программирования)

"Внутренние" соревнования для закрепления пройденного материала.

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

Аппаратная платформа: ZMROBO

Программная среда: Python в ZMROBO 3.0

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 основная категория, Робофинист и других.

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
ФИНАЛ ОЛИМПИАДЫ НТИ СЕЗОНА 2020-2021

Наша команда заняла 3 место в общекомандном зачете в профиле "Интеллектуальные робототехнические системы".

Двое наших участников (Евсей А. и Арсений В.) стали призерами финала!

Финальный этап проходил в онлайн-формате в симуляторе Gazebo на ROS. Организаторы - Университет Иннополис.

PS.
Евсей поступил в Университет Иннополис (БВИ),
Арсений поступил в ИТМО (БВИ)

Полигон финального задания в ROS/Gazebo
ФИНАЛ ОЛИМПИАДЫ НТИ СЕЗОНА 2019-2020

В этом сезоне у нас в финал вышли 2 команды:
  • Команда 10-11 кл (Григорий К., Евсей А., Арсений К.) заняла 3 место в общекомандном зачете и все участники команды стали призерами финала!
  • Команда 9-кл заняла 9 место из 16 команд!
Финальный этап проходил с 18 марта по 21 марта 2020 года в Университете Иннополис

PS. Григорий поступил в МИФИ (БВИ)

Награждение на финале Олимпиады НТИ: Арсений К., Григорий К., Евсей А.
ФИНАЛ ОЛИМПИАДЫ НТИ СЕЗОНА 2017-2018

Наши ученики (Роман В. и Иван С.) 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

PS.
Роман поступил в СПбГУ (БВИ)
Иван поступил в МФТИ (БВИ)

Награждение на финале Олимпиады НТИ: Роман В. (слева) и Иван C. (справа)

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

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 колесных 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)
  • анализ облака данных с камеры глубины (RGB-D)
Манипуляторы
  • кинематика коллаборативных манипуляторов (2..6 DoF)
  • выполнение заданий с применением 3D-компьютерного зрения (с камерами RGB-D)

Аппаратная платформа:
TRIK, Universal Robotics, ZMROBO

Программная среда: TRIK Studio, Python, JavaScript, Gazebo

Продолжительность 1 занятия: 3 часа