Учебные классы роботов и средств автоматизации

В семействе современных средств автоматизации особое место занимают учебные роботы. Они отличаются повышенной надежностью и безопасностью в эксплуатации, а также малыми габаритами и низкой стоимостью. При этом учебные роботы конструктивно подобны своим промышленным собратьям. Это позволяет имитировать в классе многие технологические операции. Системы управления учебных роботов обычно строятся на базе персональных компьютеров. На их основе можно программно реализовать весьма сложные алгоритмы обработки сенсорной информации, программирования движений исполнительных механизмов и адаптивного управления двигателями. Это особенно важно для углубленной подготовки учащихся, специализирующихся в области робототехники.

В настоящее время в промышленно развитых странах мира выпускается несколько десятков разновидностей учебных роботов. Среди них наиболее совершенными являются мини-роботы, выпускаемые рядом фирм Японии, США, Англии и Италии. В СССР также разработан ряд моделей учебных роботов. В Болгарии разработана серия учебных роботов и станков, управляемых персональным компьютером ПРАВЕЦ. На их основе созданы комплексные учебные кабинеты.

Учебные роботы могут использоваться и для профессиональной подготовки. Так, итальянская фирма Электроника ВЕНЕТА, специализирующаяся на учебном оборудовании, разработала широкую номенклатуру станков и роботов для учебных целей. Примером может служить учебный робототехнический комплекс этой формы, включающий в себя робот, токарный и сверлильный станок, управляемые микрокомпьютерами.

В СССР обучение робототехнике ведется в основном в профессионально-технических училищах (ПТУ), готовящих операторов и наладчиков промышленных роботов, и в технических вузах, выпускающих инженеров-разработчиков робототехнических систем. В ряде ведущих университетов также предусмотрена подготовка специалистов в области математического обеспечения и информатики роботов. Что же касается школ, то в них знакомство с робототехникой осуществляется обычно в рамках мероприятий по профессиональной ориентации учащихся (кружки, лекции, практические занятия и т. п.). Эту работу организуют и ведут преподаватели вузов, заинтересованных в наборе наиболее увлеченных и подготовленных школьников.

Масштабы профессиональной ориентации в области информатики и робототехники расширяются. Так, в Ленинграде разворачивается работа по созданию политехнических классов и школ по типу хорошо себя зарекомендовавших физико-математических школ. Они ориентированы на специальности, связанные с разработкой новой техники и технологии. Аналогичная работа ведется в ПТУ и техникумах с целью отбора одаренной молодежи для углубленной специализации в области информатики и робототехники в вузах.

В советских вузах разработаны экспериментальные образцы адаптивных роботов с элементами искусственного интеллекта, которые находят применение в учебном процессе. Однако учебный процесс и лабораторный практикум в ПТУ и вузах базируются главным образом на серийно выпускаемом автоматизированном оборудовании. Так, в ленинградском ПТУ № 83 создан учебный комплекс, где процесс обучения совмещен с выпуском продукции. Здесь готовят рабочих нового типа - операторов и наладчиков станков и манипуляторов с программным управлением. Эта новая профессия введена в 1982 г. в "Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих". Она ориентирована прежде всего на эксплуатацию и наладку промышленных роботов и робототехнических комплексов.

Важное значение при подготовке инженерных кадров по робототехнике имеют системы автоматизированного проектирования (САПР). Одна из таких САПР, ориентированная в основном на автоматизированные расчеты рациональных кинематических схем, синтеза и анализа систем программного управления роботов, разработана в отделе робототехники Института автоматизации им. М. Пупина в СФРЮ. В Ленинградском институте авиационного приборостроения создана учебно-исследовательская САПР систем программного и адаптивного управления роботов. Итак, в связи с начавшимся в нашей стране переходом ко всеобщему профессиональному образованию основы информатики и робототехники становятся одним из обязательных предметов в учебно-производственных комбинатах при средних школах.

Подготовка специалистов в области автоматизации.

Ведущее место в системе кадрового обеспечения средств автоматизации принадлежит вузам. Именно здесь должна завершаться сквозная подготовка рабочей молодежи и научной смены для решения сложных задач комплексной автоматизации.

Подготовка специалистов по автоматизации в вузах тесно связана с научно-исследовательской работой. В ней активное участие принимают и студенты. Это позволяет им приобщиться к сложным задачам автоматизации и внести свой вклад в их решение.

В последние годы в порядке эксперимента апробируется новая форма обучения студентов - целевая интенсивная подготовка инженеров-исследователей. Она охватывает ряд наиболее дефицитных и наукоемких специальностей.

Подготовка студентов осуществляется по прямым договорам с заинтересованными предприятиями с целью сокращения сроков адаптации молодых специалистов к будущим местам их работы. В рамках этих договоров предприятия предоставляют вузам современное технологическое оборудование и новейшие компьютеры, обеспечивают условия для проведения сквозной производственной практики, направляют своих ведущих специалистов для чтения лекций.

Наиболее квалифицированные преподаватели работают с небольшими группами (4-6 человек). Это стимулирует научно-изобретательскую деятельность студентов.

Компьютерная информатика используется на всех этапах обучения, начиная с I курса.

Гибкий учебный план может частично корректироваться по согласованию с предприятиями-заказчиками. Это позволяет быстро учитывать новейшие достижения в области автоматизации в учебном процессе. Курсы лекций по информатике и искусственному интеллекту включены в учебные планы и программы ряда высших учебных заведений в нашей стране и за рубежом.

Широкое внедрение современных средств информатики, автоматизации и робототехники в учебный процесс ведет к поистине революционным изменениям в системе среднего и высшего образования. Интенсификация и индивидуализация обучения с помощью персональных компьютеров, учебных роботов, САПР и систем искусственного интеллекта - характерные черты этого процесса. Только на этом пути можно удовлетворить всевозрастающий спрос на новые специальности и создать гармонию между человеком и автоматизированным трудом.