Летающая робототехника

Уже сейчас дроны помогают людям изучать труднодоступные уголки планеты, следить за ходом строительства и сельским хозяйством, помогают проводить спасательные операции. Также беспилотные летательные аппараты (БПЛА) широко используются в Специальной военной операции, в которой участвует Россия. Военные события наглядно показали высокую востребованность в подготовке специалистов, умеющих грамотно управлять БПЛА и разбираться в принципах их работы. Чтобы обеспечить все направления квалифицированными кадрами, необходимо их обучить. И лучше, если начать обучать школьников основам БПЛА в образовательных учреждениях. Поэтому проект “Летающая робототехника” будет реализован в рамках клуба “DroneRacing”.

Комплекс теоретических занятий включает в себя 8 часов.

Кейс 1. «Go Tello» - 8 часов

В данном кейсе обучающиеся получат основные теоретические сведения об истории и развитии БПЛА. Познакомятся с терминологией пилотирования  и элементами коптера. А также научатся устанавливать и настраивать мобильные приложения по управлению дронами. Получат базовые навыки по программированию полета.

Комплекс практических занятий включает в себя 60 часов.

Кейс 2. «Tello EDU» - 4 часа.

Знакомство с этим кейсом основано в программировании на языке Scratch. Составление программ из блоков и решение занимательных головоломок в прохождении игровых уровней позволит в увлекательной форме получить первые навыки в программировании.

Кейс 3. «Drone Blocks» - 6 часов.

Работа с этим приложением перенесет виртуальное программирование пилотирования в реальность. Отработка навыков программного пилотирования.

Кейс 4. «Scratch 2» - 10 часов.

Данный кейс позволяет перенести работу с блоками в Scratch с мобильного устройства в операционную систему Windows. Новые возможности при подключение к Scratch 2.0 модулей управления Tello и Lego WeDo 2.0 расширят знания по программированию и подготовят обучающегося к освоению программирования на языке Python.

Кейс 5. Программирование автономных квадрокоптеров - 20 часа.

Роевое взаимодействие роботов является актуальной задачей в современной робототехнике. Квадрокоптеры можно считать летающей робототехникой. Шоу квадрокоптеров, выполнение задания боевыми беспилотными летательными аппаратами - такие задачи решаются с помощью применения алгоритмов роевого взаимодействия.

Данный кейс посвящен созданию шоу коптеров из 3х БПЛА выполняющих полет в автономном режиме. Обучающиеся получат первые навыки программирования технической системы на языке Python Тестирование написанного программного кода в различных режимах и позиционирование по ArUco-маркерам

Кейс 6. Проведение полётов в ручном режиме – 20 часов.

Осуществление визуального пилотирование БПЛА. Аэродинамика полета. Планирование и прописывание полетных заданий и миссий. Соревнования и групповые полеты на Tello. Аэрофотосъемка при помощи Mavic PRO Platinum для последующего видеомонтажа на курсе IT, или создания 3д моделей местности на курсе Хайтек. 

Занятия будут проходить по принципу дифференцированного подхода с учетом возрастных особенностей, способностей и уровня подготовки : 

Первая группа: 10-12 лет;

Вторая группа: 13-15 лет;

Третья группа: 16-18 лет.

Проект “Летающая робототехника” предполагает не только обучить детей технике управления БПЛА, но и поможет освоить начальный уровень программирования на языке python, разобраться в принципе работы и устройстве БПЛА, научит работать в команде, программировать дроны для решения разных задач. По окончании курса «DroneRacing» планируется участие в соревнованиях, таких как Хакатон, по беспилотным авиационным системам для школьников, Робофинист «Автономные воздушные аппараты» и др. Занятия ориентированы на школьников 10-18 лет. На занятиях ребята встретятся с реальными задачами по управлению и программированию беспилотников. Занятия будут состоять из обучающих и соревновательных этапов. 

Финальным мероприятием станет соревнование на базе НРМАУ ДО “Центр компьютерных технологий” с включением не менее 10 команд. 

Мероприятие будет проведено с целью проверки полученных знаний, умений и навыков обучающихся и подготовки к соревнованиям различного уровня.

Высокотехнологичные отрасли нуждаются в квалифицированных специалистах. Мы начинаем готовить их уже со школьной скамьи, помогаем ребятам определиться с будущей профессией. Наша целевая аудитория – школьники и молодежь от 10-18 лет, для которых в нашем поселке не предусмотрено инновационное техническое образование. “Летающая робототехника” позволит привлечь большое количество незанятых подростков, даст возможность проявить себя в новом популярном виде деятельности. Новые учебно-методические комплексы обеспечат углубленную подготовку школьников, а также станут частью интересных практических занятий. К тому же, рынок услуг с использованием беспилотных летательных аппаратов имеет большой потенциал развития, широкие способы использования и сферы применения. Вместе с тем, БПЛА – это источник повышенной опасности и требует ответственного подхода в управлении. Для получения навыков грамотного управления и поможет данное направление, а также привлечет внимание молодежи к перспективам малой авиации, в частности, к беспилотным летательным аппаратам, и к обширной области их применения. Теоретические занятия помогут подросткам понять принципы полета и способы усовершенствования своих летательных аппаратов. Небольшое по весу и габаритам оборудование обеспечит мобильность, поэтому помимо теоретической подготовки будет организовано соревнование на летном полигоне. К концу проекта не менее 30 участников научатся управлять беспилотником и программировать его полет, создавать траектории движения и облетать препятствия.

Для успешной реализации проекта был проведен опрос среди обучающихся образовательных организаций г.п. Пойковский, в котором приняли участие 45 респондентов 10-18 лет в период с 10 по 23 сентября 2023г. Социологический опрос показал, что техническое направление (в частности, робототехника) пользуется большим спросом среди опрошенных. Из видов робототехники большая часть респондентов (80%) самым актуальным считает “летающую” - квадрокоптеры - и хотела бы научиться управлять дронами уже сегодня.

Создание условий для освоения  обучающимися hard и soft-компетенций в области программирования беспилотных летательных аппаратов посредством использования кейс-технологий на занятиях клуба «DroneRacing» 

1. Вовлечь в реализацию проекта детей и молодежь из образовательных организаций г.п. Пойковский;

2. Организовать работу клуба на базе НРМАУ ДО “Центр компьютерных технологий”;

3. Разработать методическое обеспечение для успешной реализации проекта; 

4. Создать материально-техническую базу для качественного проведения занятий клуба “DroneRacing”;

5. Провести поселковые соревнования;

6. Организовать информационное продвижение проекта "Летающая робототехника" посредством использования социальных сетей, СМИ, информационных писем.