교육용 로봇 공학

Educational robotics

교육용 로봇 공학은 로봇의 설계, 분석, 응용 및 작동을 가르친다.로봇에는 관절형 로봇, 이동식 로봇 또는 자율 주행 차량이 포함됩니다.교육용 로봇 공학은 초등학교부터 대학원 과정까지 가르칠 수 있다.로봇 공학은 또한 컴퓨터 프로그래밍, 인공지능 또는 엔지니어링 [1]설계와 같은 다른 기초적인 주제에 동기를 부여하고 교육을 촉진하기 위해 사용될 수 있다.

교육 및 훈련

SCORBOT-ER 4u – 교육용 로봇.

로봇 공학자는 로봇을 설계하고, 유지하며, 로봇을 위한 새로운 응용 프로그램을 개발하고,[2] 로봇의 잠재력을 확장하기 위한 연구를 수행합니다.로봇은 몇몇 중고등학교와 수많은 청소년 여름 캠프에서 인기 있는 교육 도구가 되어 학생들 사이에서 프로그래밍, 인공지능, 로봇 공학에 대한 관심을 높이고 있다.현재 몇몇 대학의 1학년 컴퓨터 과학 과정에는 기존의 소프트웨어 공학 기반 과정 [3]외에 로봇의 프로그래밍이 포함되어 있습니다.

물리적으로 코드화된 로봇

LEGO Mindstorms EV3 image
물리적으로 코드화된 로봇

신체적으로 코드화된 로봇은 신체적으로 사용되는 로봇이다.좋은 예로는 장난감이 있는데, 아주 어린 학생들에게는 놀이에 기초한 학습입니다.

교육용 로봇 분야

교육용 로봇의 카테고리는, 복수의 카테고리를 가지는 것으로 간주됩니다.4가지로 나눌 수 있으며, 물리적인 디자인, 코딩 방법, 교육적인 방법 등이 소외되어 있습니다.이러한 범주는 또한 사용해야 하는 로봇의 유형을 결정하는 데 사용할 수 있으며 강의실에 필요한 출력을 제공합니다.쉽게 말해, 코드화된 로봇은 화면 [4]부호화 대신 물리적인 부호화 수단을 사용한다.

학교에서의 대처

조립과 프로그래밍이 용이하도록 설계된 재구성 가능한 로봇

리아힘은 수업 커리큘럼과 [5]40명의 학생들을 가르치도록 프로그램된 특정 전기 정보로 프로그램된 로봇 교사였다.Leachim은 Diphone [6]합성을 이용하여 인간의 말을 합성할 수 있었다.그것은 1974년 마이클 J. 프리먼에 의해 발명되었고 뉴욕 [7]브롱크스의 4학년 교실에서 시험되었다.

2014년부터 Cytron Technologies와 같은 기업은 재구성 가능한 로봇을 사용하여 학교와 학습 센터에 진출하고 있습니다.조립과 프로그래밍이 쉽고 안전하도록 설계된 로보틱스는 프로그래밍 기술이 없는 어린 아이들뿐만 아니라 상급 사용자까지 쉽게 접근할 수 있게 되었습니다.로봇 교육은 로드쇼, 과학 박람회, 전시회, 워크숍, 캠프 및 공동 주최 수업을 통해 대대적으로 홍보되어 대중들에게 로봇 교육을 제공했습니다.

중등 후 학위 프로그램

약 1960년부터 2005년까지, 기계 공학, 전기 공학, 산업 공학 또는 컴퓨터 과학과 같은 전통적인 학문 분야의 학위 프로그램의 일부로 제공되는 선택 과정, 논문 경험 및 설계 프로젝트를 통해 중등 후 교육기관에서 로봇 교육이 이루어졌다.

2005년 이후, 더 많은 대학들이 로봇공학 학위를 그 [8]자체로 부여하기 시작했고, 종종 "로봇 공학"이라는 이름으로도 지정되었다.2015년 로보틱스 [9]교육자를 대상으로 한 웹 기반 설문조사에 따르면 학위 프로그램과 연간 졸업생 추정치가 알파벳 순으로 나열되어 있습니다.이 목록에는 "로봇"이라는 단어가 성적증명서 또는 졸업장에 나타나는 공식 학위 프로그램만 기재되어 있습니다. 반면, 로봇학과 관련된 과목 집중이나 논문 주제가 있는 전통적인 분야의 학위 프로그램은 의도적으로 생략됩니다.

매년 수여되는 예상 로봇 학위 수
기관. 나라 A.S. 작은 B.S. M.S. 박사학위
애리조나 주립 대학교 미국 - 20 40 10 4
카네기 멜론 대학교 미국 - - - 79 17
조지아 공대 미국 - 160 - - 16
아이다호 주립 대학교 미국 12 - - - -
존스 홉킨스 대학교 미국 - 10 - 10 -
레이크 슈피리어 주립 대학교 미국 - 20 - - -
로렌스 공과대학교 미국 - - 10 - -
밀러스빌 대학교 미국 - - 10 - -
노스웨스턴 대학교 미국 - - - 14 -
외레브로 대학교 스웨덴 - - - 5 3
오리건 주립 대학교 미국 - - - 10 5
로저 윌리엄스 대학교 미국 - 10 - - -
로즈헐먼 공과대학 미국 - 20 - - -
사우스다코타 광산 기술 학교 미국 - 5 - 3 -
마드리드 대학교 스페인 - - - 30 10
캘리포니아 대학교 - 산타 크루즈 미국 - - 10 - -
센트럴 플로리다 대학교 미국 - 5 - - -
디트로이트 머시 대학교 미국 - - 10 - -
제노바 대학교 이탈리아 - - - 30 35
리에주 대학교 벨기에 - - - 10 1
매사추세츠 로웰 대학교 미국 - 20 - - -
메릴랜드 대학교 미국 - - - 10 -
미시간 대학교 미국 - - - 10 5
미시간 대학교 디어본 미국 - - 10 - -
몽펠리에 대학교 프랑스. - - - 20 20
네브래스카 대학교 링컨 미국 - ? - - -
올덴부르크 대학교 독일. - - - 5 1
펜실베이니아 대학교 미국 - - - 40 -
서던캘리포니아 대학교 미국 - - - 10 -
우스터 공과대학 미국 - 10 95 60 5
프로그램의 총수 1 10 7 15 11
연간 학위 총수 12 265 140 268 83

인정.

RCSA(Robotics Certification Standards Alliance)는 다양한 산업 및 교육 관련 로봇 인증을 제공하는 국제 로봇 인증 기관입니다.2021년 6월, Advanced Robotics for Manufacturing Institute는 제조 분야의 [10]로봇 및 자동화 직업에 종사하는 근로자들을 준비시키기 위한 미국 내 기관 및 학술 기관의 프로그램을 승인하기 시작했습니다.

하계 로봇 캠프

몇몇 여름 캠프 프로그램들은 그들의 핵심 커리큘럼의 일부로 로봇공학을 포함한다.게다가, 청소년 여름 로봇 프로그램은 몇 가지[11] 예를 들면, 미국 자연사 박물관이나 캘리포니아 실리콘 밸리의 기술 혁신 박물관 같은 유명한 박물관에서 자주 제공된다.로봇 캠프에 참가함으로써 얻을 수 있는 이점들이 있다.그것은 학생들에게 팀워크, 탄력성과 동기 부여, 그리고 의사결정을 사용하는 방법을 가르친다.대부분의 캠프가 [12]팀워크를 필요로 하는 흥미로운 활동을 포함하기 때문에 학생들은 팀워크를 배운다.도전적인 프로그램을 완료함으로써 학생들은 프로그램을 [12]마친 후에 재능과 성취감을 느끼기 때문에 회복력과 동기부여가 요구됩니다.또한 학생들에게는 [12]그들의 상황을 발전시키기 위한 결정을 내리도록 하는 독특한 상황이 주어진다.

특수교육에서의 교육용 로봇공학

교육용 로봇 공학은 조기 [13]및 특수 교육에 유용한 도구가 될 수 있습니다.과학 교육의 새로운 관점에 대한 저널에 따르면, 교육용 로봇 공학은 자율성을 증진하고 사회로의 통합을 돕는 능력을 개발하는데 도움을 줄 수 있다.소셜 스킬과 개인 스킬은, 교육용 [14]로봇 공학에 의해서도 개발될 수 있습니다.레고 마인드스톰 NXT를 사용하여, 학교 교사들은 프로그램을 개발하고 아이들의 사회성과 개인기를 향상시키기 위해 중학생 아이들과 함께 일할 수 있었다.또한, 로봇을 수용하기 위한 예술작품과 풍경을 창조함으로써 문제 해결 능력과 창의력을 활용하였다.다른 연구들은 특수교육에서의 교육용 로보틱스의 이점을 행정기능을 포함한 뛰어난 인지기능을 촉진하는 것으로 보여준다.이로 인해 "일반적으로 발달하는 미취학 [15]아동의 문제 해결, 추론 및 계획" 능력이 향상될 수 있다.Bee-Bot을 사용하여 매주 45분씩 진행되는 그룹 세션을 통해 학교와 다운증후군을 앓고 있는 취학 전 아동들에게서 또래와 어른들 사이의 관심, 관심, 상호작용의 증가가 발견되었습니다.본 연구는 또한 교실에서의 교육용 로봇 공학이 시각 공간 기억력과 정신 계획의 향상으로 이어질 수 있음을 시사한다.또한,[16] 이 연구 기간 동안 한 명의 아이에게서 실행 기능이 가능한 것으로 보였다.

레퍼런스

  1. ^ De Cristoforis, Pablo; Pedre, Sol; Nitsche, Matías; Fischer, Thomas; Pessacg, Facundo; Di Pietro, Carlos. "A Behavior-Based Approach for Educational Robotics Activities". IEEE Transactions on Education. 56 (1): 61–66. doi:10.1109/te.2012.2220359. ISSN 0018-9359.
  2. ^ "Career: Robotics Engineer". Princeton Review. 2012. Retrieved 2012-01-27.
  3. ^ Major, L; Kyriacou, T; Brereton, O.P. (16 November 2012). "Systematic Literature Review: Teaching Novices Programming using Robots" (PDF). IET Software. IEEE. 6 (6): 502–513. doi:10.1049/iet-sen.2011.0125. Retrieved April 8, 2017.
  4. ^ Anwar, Saira; Bascou, Nicholas Alexander; Menekse, Muhsin; Kardgar, Asefeh (2019-07-08). "A Systematic Review of Studies on Educational Robotics". Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER). 9 (2). doi:10.7771/2157-9288.1223. ISSN 2157-9288.
  5. ^ "1960 - Rudy the Robot - Michael Freeman (American)". cyberneticzoo.com. 2010-09-13. Retrieved 2019-05-23.
  6. ^ The Futurist. World Future Society. 1978. pp. 152, 357, 359.
  7. ^ LLC, New York Media (1979-07-30). New York Magazine. New York Media, LLC.
  8. ^ Hannaford, Blake; Rosen, Jacob; Friedman, Diana W.; King, Hawkeye; Roan, Phillip; Cheng, Lei; Glozman, Daniel; Ma, Ji; Kosari, Sina Nia; White, Lee (April 2013). "Raven-II: An Open Platform for Surgical Robotics Research". IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 60 (4): 954–959. doi:10.1109/TBME.2012.2228858. ISSN 1558-2531.
  9. ^ Esposito, Joel M. (September 2017). "The State of Robotics Education: Proposed Goals for Positively Transforming Robotics Education at Postsecondary Institutions". IEEE Robotics & Automation Magazine. IEEE. 24 (3): 157–164. doi:10.1109/MRA.2016.2636375. S2CID 31886273.
  10. ^ "ARM Institute Announces First Recipients of New Endorsement Program". RoboticsCareer.org. Retrieved 2021-11-01.
  11. ^ 미국 자연사 박물관 교육 2011-01-02 웨이백 머신에 보관
  12. ^ a b c "Camps After School Activities".
  13. ^ Di Battista, Silvia; Pivetti, Monica; Moro, Michele; Menegatti, Emanuele (September 2020). "Teachers' Opinions towards Educational Robotics for Special Needs Students: An Exploratory Italian Study". Robotics. 9 (3): 72. doi:10.3390/robotics9030072. ISSN 2218-6581.
  14. ^ Pixel (2018-03-19). Conference proceedings. New perspectives in science education 7th edition. libreriauniversitaria.it Edizioni. ISBN 9788862929769.
  15. ^ Bargagna, S.; Castro, E.; Cecchi, F.; Cioni, G.; Dario, P.; Dell’Omo, M.; Di Lieto, M. C.; Inguaggiato, E.; Martinelli, A. (2018-06-16). "Educational Robotics in Down Syndrome: A Feasibility Study". Technology, Knowledge and Learning. 24 (2): 315–323. doi:10.1007/s10758-018-9366-z. ISSN 2211-1670. S2CID 150049028.
  16. ^ Miller, David P.; Nourbakhsh, Illah (2016), Siciliano, Bruno; Khatib, Oussama (eds.), "Robotics for Education", Springer Handbook of Robotics, Springer Handbooks, Springer International Publishing, pp. 2115–2134, doi:10.1007/978-3-319-32552-1_79, ISBN 9783319325521

외부 링크