УДК 62

Разработка манипулятора для обучения детей в школе

Зуева Мария Дмитриевна – магистрант кафедры Электротехники, электроники и автоматики Астраханского государственного университета.

Аров Илья Михайлович – магистрант кафедры Электротехники, электроники и автоматики Астраханского государственного университета.

Аннотация: Данная статья посвящена разработке обучающего манипулятора для детей школьного возраста. Приведены проведенные исследования в данной области, актуальность и перспективы разработки. Описана структура данного манипулятора, а также его применение в области обучения детей.

Ключевые слова: Робототехника, манипулятор, школа, сервоприводы, обучение, дети.

По многочисленным опросам выявилось, что на сегодняшний день у 35% детей возникают проблемы с обучением и подготовкой к школе. Дети не хотят учиться. Некоторым детям тяжело дается обучение. Многие из них не понимают школьную программу, потому что постоянно отвлекаются на более интересные мелочи. Родители не могут заставить детей делать уроки, либо им не хватает времени, чтобы сидеть с ребенком и исправлять каждую ошибку.

Обучающий манипулятор сможет заинтересовать детей процессом обучения. Дети больше не будут отвлекаться на посторонние предметы, всё их внимание будет обращено на «крутого» робота, который преподает им азы знаний. Таким образом знания будут откладываться в памяти лучше. У детей появиться интерес к учебе.

Целью данной работы является создание обучающего манипулятора, повторяющего движения руки человека. На манипуляторе имеется захват, способный фиксировать обычные предметы, вроде ручки или карандаша.

Манипулятор разработан на основе человеческой руки, что помогает ему полностью повторять движения человека, тем самым имитируя способность рисовать и писать. Основа манипулятора закрепляется на твердом теле (стол, передвижная подставка, доска). Сам манипулятор состоит из 3-х подвижных звеньев [1, 2]. Как рука человека, манипулятор включает в себя плечо, локоть и кисть-захват. В качестве двигателей используются сервоприводы, которые обеспечивают наибольший угол поворота для звеньев манипулятора.

На манипуляторе имеется датчик касания для обеспечения контакта с рукой ребенка, пульсометр для считывания пульса ребенка и датчик болевых ощущений. В случае возникновения сильного дискомфорта, трения или высокого давления в мышцах ребенка, манипулятор прекращает работу.

Манипулятор запрограммирован на правильное написание букв, слов и цифр, а также на рисование правильных фигур [3]. В программе манипулятора имеется несколько уровней сложности. На первом уровне манипулятор обучает написанию первоначальных элементов письма. На следующем уровне ребенка обучают написанию букв. Далее – слова и предложения.

При работе с ребенком манипулятор корректирует движение его руки, делая при этом траекторию настолько близкой к правильной, насколько это возможно.

Данный манипулятор также можно применять в школе. С его помощью можно писать буквы и цифры на доске, помогая работе учителя.

Обучение детей будет согласованно с репетитором детей дошкольного и школьного возраста, а также с учителями начальных классов.

Список литературы

1. Зенкевич С.Л., Ющенко А.С. Основы управления манипуляционными роботами. – М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2004. – 480 с.
2. Бурдаков С.Ф., Дьяченко В. А., Тимофеев А. Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1986. – 264 с.
3. Юрчишина В.Д. Вижу-Читаю-Пишу. Демонстрационный материал к конспектам занятий по обучению грамоте дошкольников. СПБ.: «Гном», 2012. – 80 стр.
4. Зуева М.Д., Аров И.М. Разработка манипулятора для автоматизации процесса обучения детей дошкольного и школьного возраста // «Исследования молодых ученых – вклад в инновационное развитие России»: материалы научно-практической конференции, 13-15 мая 2015г. / Нижневолжский экоцентр. Астрахань, 2015. – с. 168-169.
5. Аров И.М., Зуева М.Д. Разработка механизированной руки для развития моторики у детей // «Исследования молодых ученых – вклад в инновационное развитие России»: материалы научно-практической конференции, 13-15 мая 2015г. / Нижневолжский экоцентр. Астрахань, 2015. – с. 151.