מאמרים

רובוטיקה לילדים – מה זה בכלל ואיך מתחילים?

רובוטיקה לילדים, מה זה אומר?
רובוטיקה זו מילה גדולה שמייצגת תחומים שונים בעלי רמות עומק שונות מאוד.
ועוד החיבור של זה לילדים… האם זה משחק? האם זו ערכת לימוד
כמה זה טכני? והאם זה מתאים לכל ילד? גם לבנים וגם לבנות?

יש פה שאלות רבות, שעליהן אתן מענה בפוסט הבא

רק קודם אתחיל ואומר, שכן, רובוטיקה לילדים זה קודם כל משחק.
למה? כי ילדים בטבע שלהם מתחברים למשחקים ואין דרך טובה יותר מלהנגיש להם נושא מאשר דרך משחק.
ומכיוון שרובוטיקה זה נושא קצת מורכב ועם מיומנויות חדשות ולמידה של כישורים, אנחנו חייבים להפוך את זה למשחק כדי שילדים יגלו בזה עניין וימצאו מוטיבציה להעמיק בזה.

אז בתור התחלה, מה זה בכלל רובוט?

רובוט זוהי מערכת אלקטרו-מכנית ממוחשבת, כלומר שילוב של אלקטרוניקה, מכלולים מכניים ומחשב, שמסוגלת לבצע פעולות מוגדרות מראש לגמרי בעצמה.
וכשאנחנו אומרים בעצמה, אנחנו כמובן מתכוונים לפעולות שאנחנו לימדנו אותה לעשות. גם אם זה נראה שהמערכת מגיבה לסביבה ומקבלת החלטות בהתאם לנסיבות, זה רק בגלל שאנחנו חשבנו מראש ל המצבים האלו והכנו להם מראש תשובות.
המצבים והתגובות להם נקראים יחד אלגוריתם.
אלגוריתם הוא קטע קוד בתוכנה שבעזרתו אנחנו צופים את המציאות ומכינים לכל תרחיש פעולה תואמת ורצויה.
למשל, אנחנו נשתמש בחיישן קירבה שיש לרובוט ונכתוב אלגוריתם שאומר שכאשר הרובוט נוסע קדימה ומזהה מכשול מלפניו, הוא עוצר ופונה ימינה.
ואם גם מימין יש מכשול, אז הוא שוב עוצר ופונה שוב ימינה. וכן הלאה.
זאת היתה דוגמא לאלגוריתם ממש פשוט, אבל אלגוריתמים יכולים להיות גם מאוד מורכבים ומסובכים.

את התוכנה שמשלבת בתוכה אלגורתמים, אנחנו נשמור בתוך המחשב שמשולב ברובוט ומפעיל אותו.

מה ילדים עושים עם זה וכמה זה כיף?

הרכב הרובוטי שאתם רואים פה בסרטון נראה ממש מדליק נכון?
וזה נראה שהוא מופעל משלט רחוק בקלות ממש כמו רכב על שלט שקונים בחנות צעצועים.
אז זהו שלא, כלומר זה כן כיף לשחק בו, אבל זה לא מתחיל ולא נגמר רק בזה…

את הרכב הרובוטי מבוסס בקר הארדואינו שאתם רואים בסרטון, צריך לתכנת כדי שהוא ידע לעשות את כל הדברים המגניבים שהוא עושה וגם כדי שיגיב לפקודות השלט הרחוק שלנו.
זה לא שאתם תוציאו אותו מהקופסא, תדליקו אותו ותתחילו להסיע אותו בבית…
אם זה היה כך, לא היינו קוראים לו רכב רובוטי אלא פשוט רכב צעצוע בשלט רחוק.

רובוטיקה לילדים זה כיף מסוג אחר

אז כיף זה כן.
ממש כיף, זה ממש משחק אמיתי לכל דבר. רק עם תוספת ממש מגניבה וממש גדולה שהופכת את את המשחק הזה למשהו הרבה יותר מכך.
זהו בעצם כלי טכנולוגי אדיר ללימוד כישורים חדשים ומסעירים, כאלו שפותחים בפני ילדים ונוער (ותכלס גם למבוגרים שזה מעניין אותם) צוהר לעולם המופלא של הטכנולוגיה השימושית.
באמצעות כישורים ויכולות אלו שהם לומדים ממשחק עם עולם הרובוטיקה הם לומדים גם לבנות ולתכנן אינסוף צורות של מערכות וללמוד את צורת החשיבה הנדרשת לכך וגם לתכנת אותן… כן ממש ככה. ילדים לומדים לתכנת באמצעות המערכות שהם בונים.
כלומר תכנות הוא חלק בלתי נפרד מהמשחק הזה, רק שפה, במקום לעשות את זה בכיתה ומול מחשב ומורה, הם עושים את זה מול המשחק שהם בנו.
זה מעניק להם מוטיבציה מסוג אחר לגמרי.
הם ממש רואים מולם איך מה שהם מתכנתים, מתעורר לחיים ומגיב ישירות לקוד שהם כתבו.
נוצרת להם הזדמנות להבין לעומק ועם המחשה אמיתית וחיה, איך מתכנתים את המרכיבים האלקטרוניים השונים ואת המרכיבים המכניים שבאמצעותם הרובוט נע.
לדוגמא, רכב רובוטי מצויד במנועים שונים לכל צד של גלגלים, בדומה למערכת ההנעה של טנק.
כדי לבצע פניה עם מערכת הנעה כזו יש לפקוד על הגלגלים שינועו במהירות שונה למשך פרק זמן מדוד. כלומר כדי לפנות ימינה, עלינו לפקוד על הגלגלים השמאליים להסתובב מהר יותר מהגלגלים הימניים למשך פרק זמן שיקבע את רדיוס הסיבוב.
וכך גם שאר הפעולות שהרובוט יבצע, כל פעולה שנראית על פניו פשוטה, מאחוריה יעמוד קוד שיפעיל את המרכיבים השונים לעבוד יחד בצורה מאוד מסוימת כדי שאותה פעולה תבוצע בשלמות וכמו שרצינו.
זה מציב בפני הילדים עולם שלם של אתגרים מרתקים דרכם הם ילמדו את הקרביים של עולם האלקטרוניקה והמכניקה הנלווית אליו ועולם התוכנה שמתקשר איתם.
תשמעו, זו החוויה הלימודית הכי אפקטיבית שיש!

אז איך מתחילים עם רובוטיקה לילדים ומה מתאים למי

לילדים בגילאי 7-13 מומלץ חד משמעית להתחיל עם רובוטיקה מבוססת מיקרוביט.
מיקרוביט הוא בקר ניתן לתכנות, מעין מחשב זעיר וממזרי שפותח כשיתוף פעולה של כמה ענקי טכנולוגיה בעולם כמו מיקרוסופט, סמסונג ARM ועוד ובדחיפה וחזון של ה BBC הבריטית מתוך כוונה ליצור את הפלטפורמה הכי יעילה ללמד ילדים תכנות.
אז מה עם עשו בעצם בדבר הזה שנקרא מיקרוביט?
הם יצרו כרטיס חכם שהוא מחשב קטן אותו אנחנו יכולים לתכנת בקלות ובמהירות וציידו אותו גם בכל מה ילד צריך כדי ליצור איתו אינסוף דברים מגניבים ומעניינים.
יש לו סט מכובד של חיישנים והתקנים שמקנים לו יכולות ממש אדירות.
אפשר לתכנת אותו בשתי דרכים, אחת למתחילים – שפת בלוקים ויזואלית, שזה אומר לגרור על המסך בלוקים צבעוניים שכל אחד מהם הוא פקודה מסוימת ולמקמם בקשר מסויים זה לצד או מתחת לזה וכך ליצור היררכיית פקודות.
או שפה עלית רגילה ופופולרית כמו פייתון או ג'אווה סקריפט. שזה כבר למתקדמים יותר.

זהו כרטיס המיקרוביט

bitbagz microbit programmble robot for kids - רובוט לתכנות לילדים עם מיקרוביט

עם כרטיס המיקרוביט ניתן לעבוד בשתי דרכים, או לחבר אותו לכל מיני התקנים אלקטרוניים ולבנות יחד איתו מערכת שעושה משהו כשכל החיישנים וההתקנים השונים מפוזרים על המערכת בהתאם לתפקוד שלהם. כמו למשל מערכת השקייה ממוחשבת או מערכת אזעקה וכדו'.
או למקם את את המיקרוביט בליבה של מערכת ייעודית במיקום שמיועד בדיוק אליו.
תסתכלו על הרובוט מצד ימין, כרטיס המיקרוביט תקוע בתוכו בתוך תושבת מיוחדת ומהווה את המחשב שמפעיל את הרובוט בהתאם לקוד שנכתוב לו.

אתם לא תאמינו אלו פרויקטים יצירתיים ילדים בונים עם מיקרוביט.
זה לא מתחיל ונגמר רק ברובוטיקה.
נכון שרובוט זה משהו שמאוד מגרה לילדים את הדמיון וזה משהו מצויין להתחיל איתו.
אבל יש עוד עולמות רבים שאיתם המיקרוביט מתממשק ומפיח בהם חיים ועניין.
אפשר לבנות איתו למשל גיטרה חשמלית, או פסנתר או מערכת ניטור מזג אויר או מערכת השקיה ועוד ועוד, כל ילד והדמיון שלו ותחומי העניין שלו.
אבל אנחנו כרגע בענייני רובוטים…
אז נתמקד בזה.

מה עם ילדים יותר גדולים ויותר מתקדמים?

תכירו את ארדואינו, האח הבוגר והותיק יותר של המיקרוביט שמוכר היטב בקהילת המייקרים כבר שנים לא מעטות (מייקרים זה כינוי לאנשים שבונים מערכות טכנלוגיות בעידן החדש)
ארדואינו הוא גם בקר ניתן לתכנות והוא גם מהווה את ליבה של המערכת שנבנה.
מה ההבדל בינו לבין המיקרוביט?
ארדואינו – Arduino יותר מוכוון חומרה. אפשר לחבר ולממשק אותו ליותר התקנים אלקטרוניים ולבנות באמצעותו מערכות יותר מורכבות ומסובכות.
עם ארדואינו אנחנו נזדקק ליותר ידע באלקטרוניקה, אותו כמובן ניתן לרכוש תוך כדי תנועה וגם מרמת בסיס לגמרי (אל תחששו להתעסק איתו, אפשר להגיע אליו גם בלי ידע בכלל, הרשת מפוצצת במדריכים ברורים וקלים ובכל השפות)

לארדואינו יש קהילה ענקית ברחבי העולם שמשתפת את שלל הפרויקטים שנבנים ולא תתקשו בלקבל עזרה, השראה או דוגמאות מאינסוף המשוגעים לדבר

ככה נראה בקר ארדואינו טיפוסי

bitbagz arduino electronic and programming for kids תכנות ואלקטרוניקה לילדים עם ארדואינו

איך עובדים עם ארדואינו?

די בדומה למיקרוביט, גם את הארדואינו אנחנו יכולים לשלב בתוך כרטיסים מוכנים לכך או פשוט לחבר דרך היציאות והכניסות של הבקר לכל מיני הרחבות שנקראות שילדים או ישירות לרכיבי אלקטרוניקה ממש.
עם ארדואינו השמיים הם ממש הגבול.
צפו בסרטון הזה ותראו איזה רובוט משוגע אפשר לבנות איתו.
רובוט שעושה דברים שאתם רואים בסרטים.
וכן, אתם תוכלו לבנות את זה לבד.
כדי לבנות פרויקט רובוטי כזה ילדים ידרשו לבנות את בסיס הידע שלהם, שלב אחר שלב ולרכוש כישורים עמוקים ועל הדרך הם יאספו טונות של ידע שייערם להם מאחורי הקלעים בלי שהם בכלל מרגישים שהם רוכשים אותו.
הם יהפכו למומחים טכנולוגיים ויקבלו ביטחון עצום במסוגלות שלהם לגשת לפרויקט ולבנות משהו מורכב ממש מאפס.

לסיום, עוד תשובות לשאלות שמטרידות אותנו בנושא:

זה מתאים גם לבנים וגם לבנות?

בוודאי שכן
עולם הטכנולוגיה היום הוא ממש לא נחלתם הבלעדית של בנים בלבד, והדור החדש שצומח לנו פה מטשטש לגמרי את הגבולות המוכרים לנו מהעולם הישן.
בנות מגלות עניין עצום בטכנולוגיה וכמובן ואין צורך לומר לכם… שאין שום סיבה שהכישורים שלהן יהיו פחותים מאלו של הבנים ואם כבר אז יש להן גם יתרונות ברורים בדמות סבלנות ויכולת מיקוד, שבנים בואו נאמר… קצת פחות חזקים שם.

מה עם מחיר? האם זה תחביב יקר?

זה כמובן תלוי למה משווים את זה. זה עולה יותר ממשחק קופסא ממוצע אבל בסופו של דבר פחות ממשחקי xbox או פלייסטיישן וההשקעה בזה מן הסתם תשתלם הרבה יותר.
בואו נאמר שזה יהיה נכון להמר שילדכם לגמרי יחזירו את ההשקעה בזה בעתיד…

מאיפה מתחילים שאלתם?

מיקרוביט (12)

ארדואינו (9)