Методическая разработка урока для 6 класса Модуль: «Робототехника», тема урока: «Мобильная робототехника»

Класс: 6
Тема урока: Мобильная робототехника.
Тип урока: Урок изучения новых знаний.
Форма урока: Лекция с элементами беседы и демонстрации.
Цель урока: Сформировать у учащихся представление о мобильной робототехнике, видах транспортных роботов и их роли в современном мире.

Планируемые результаты (в соответствии с ФГОС 2025):

Предметные:

• Знать определение мобильной робототехники и транспортных роботов.

• Понимать принципы работы и основные компоненты транспортных роботов.

• Уметь приводить примеры использования мобильных роботов в различных сферах жизни.

Метапредметные:

• Познавательные: Развитие умения анализировать, сравнивать, делать выводы.

• Коммуникативные: Формирование навыков участия в учебном диалоге.

• Регулятивные: Умение воспринимать и структурировать новую информацию.

Личностные:

• Формирование интереса к современным технологиям.

• Осознание влияния робототехники на развитие общества.

Оборудование и материалы:

• Презентация с иллюстрациями и схемами.

• Видеоролики о работе транспортных роботов (2-3 минуты).

• Раздаточный материал (опорный конспект или таблица для заполнения).

Ход урока:

1. Организационный момент (Слайд № 2. 2 мин)

• Приветствие, проверка готовности класса.

• Постановка цели урока:

Сегодня мы узнаем, что такое мобильные роботы, как они помогают людям в транспорте и логистике.

2. Актуализация знаний (Слайд № 3. 3 мин)

• Вопросы для обсуждения:

  • Какие автоматические устройства вы знаете?

  • Где вы встречали роботов в повседневной жизни?

• Подведение к теме: Как вы думаете, могут ли роботы заменить водителей, курьеров или грузчиков?

3. Изучение нового материала (Слайд № 4. 25 мин)

Ребята, сегодня на уроке мы с вами познакомимся с некоторыми видами транспортных роботов.

Запишем тему: «Мобильная робототехника. Транспортные роботы». Вклеим таблицы в тетради. Ваша задача заполнить её самостоятельное в течение урока.

См. Приложение 1.

а) Понятие мобильной робототехники (Слайд № 5.)

• Определение: 

Мобильные роботы – это машины, способные самостоятельно перемещаться в пространстве и выполнять задачи без постоянного контроля человека.

• Основные признаки:

  • Автономность (программное управление).

  • Наличие датчиков и систем навигации.

  • Способность адаптироваться к изменяющимся условиям.

б) Виды транспортных роботов

б-1 Беспилотные автомобили (Слайд № 6):

Принцип работы:

Беспилотные автомобили (например, Tesla, Waymo, Яндекс.Авто) используют три ключевых технологии для безопасного движения:

1. Камеры (как глаза человека):

   • Фиксируют дорожные знаки, светофоры, пешеходов.

   • Распознают объекты с помощью искусственного интеллекта (например, отличают велосипедиста от столба).

   • Пример: у Tesla 8 камер с обзором 360°.

2. Радары и лидары (как "рентген" для дороги):

   • Радары измеряют расстояние до объектов даже в темноте или дождь.

   • Лидары (Laser Imaging Detection and Ranging) создают 3D-карту окружения с помощью лазерных лучей.

   • Пример: Waymo использует лидары для точного определения препятствий.

3. HD-карты (внутренний "навигатор"):

   • Машина заранее знает все повороты, разметку и светофоры на маршруте.

   • Карты обновляются в реальном времени (например, если дорога перекрыта).

Как это работает вместе?

• Данные с камер, радаров и карт поступают в бортовой компьютер.

• ИИ анализирует информацию и принимает решения:

• "Снизить скорость — впереди пешеход".

• "Перестроиться — дорога заблокирована".

Применение: такси, грузоперевозки.

б-2). Дроны-курьеры (Слайд № 7):

Как работают дроны-курьеры? Дроны-курьеры (например, Amazon Prime Air, Яндекс.Доставка) используют несколько технологий для точной навигации:

• GPS/ГЛОНАСС – определяют местоположение с точностью до 1-2 метров.

• Инерциальные датчики (гироскопы, акселерометры) – помогают сохранять баланс и корректировать курс при ветре.

• Компьютерное зрение – камеры анализируют окружающую обстановку, распознают препятствия (деревья, здания, провода).

Датчики и системы избегания препятствий:

• Ультразвуковые сенсоры – работают на близких расстояниях (до 5-10 м), помогают при посадке.

• Стереокамеры – создают 3D-карту пространства, чтобы дрон мог облететь препятствия.

• Инфракрасные датчики – полезны в условиях плохой видимости (туман, сумерки).

Автоматическая маршрутизация:

• Перед вылетом дрон загружает цифровую карту местности с указанием:

  • Зон запрета полетов (аэропорты, военные объекты).

  • Оптимальных маршрутов (минуя высокие здания, ЛЭП).

• В полете система постоянно корректирует путь, учитывая погоду и препятствия.

Вопрос для обсуждения: Давайте обсудим преимущества дронов-курьеров. (скорость, доставка в труднодоступные места).

б-3). Роботы-погрузчики (Слайд № 8) :

Как работают роботы-погрузчики?

1. Как они ориентируются в пространстве?
Роботы-погрузчики используют несколько технологий навигации:

• QR-коды и метки на полу

  • Сканируют маркеры, закрепленные на полу, для точного позиционирования.

  • Пример: система QuickMark в складах Wildberries.

• Лазерные сенсоры (LiDAR)

  • Создают 3D-карту помещения в реальном времени.

  • Обнаруживают препятствия (люди, поддоны, другие роботы).

• Камеры и компьютерное зрение

  • Распознают товары, поддоны, стеллажи.

  • Анализируют маркировку на коробках.

• Радары и ультразвуковые датчики

  • Помогают избегать столкновений на высокой скорости.

2. Как работает система управления?

• Централизованный контроль

• Все роботы подключены к единой системе управления складом

• Алгоритмы распределяют задачи: какому роботу куда ехать, что грузить.

• Автономное принятие решений: если робот обнаруживает препятствие, он может:

• Объехать его.

• Остановиться и запросить помощь у оператора.

3. Примеры российских роботов-погрузчиков

• Роботы "Сберроботехники" – работают на складах СберЛогистики.

• Продуктовая розничная компания Х5 Group, управляющая торговыми сетями «Пятёрочка», «Перекрёсток», «Чижик», в 2024 г. запустила первую партию мобильных роботов-погрузчиков (FMR) в распределительном центре «Пятёрочки» на Новорижском шоссе в Подмосковье.

б-4). Промышленные транспортные роботы (Слайд № 9):

Промышленные транспортные роботы — это автономные машины, которые перемещают грузы на заводах, складах и в логистических центрах без участия человека. Они работают 24/7, не устают и не ошибаются, если система настроена правильно.

1. «Глаза» и «уши» робота: датчики и камеры. Чтобы ориентироваться в пространстве, роботы используют:

• Лидары (LIDAR) – лазерные сканеры, которые создают 3D-карту помещения. Робот «видит» стены, стеллажи и других роботов.

• Стереокамеры – как человеческие глаза, но с искусственным интеллектом. Они распознают объекты (например, коробки или людей).

• Ультразвуковые датчики – помогают избегать столкновений на близком расстоянии.

• Гироскопы и акселерометры – следят за наклоном и скоростью, чтобы робот не перевернулся.

1. «Мозг» робота: как он принимает решения?

• Робот загружает цифровую карту склада или завода (как в навигаторе, но в 3D).

• Алгоритмы SLAM (Simultaneous Localization and Mapping - Одновременное определение своего местоположения и составление карты: это сложная технология, которая позволяет машинам "видеть" и "понимать" окружающий мир почти как люди ) помогают ему постоянно обновлять карту, если что-то изменилось (например, поставили новую стойку).

• Если на пути препятствие (человек, упавший груз или что-то иное), робот либо объезжает его, либо останавливается и ждет.

1. «Ноги» робота: как он двигается?

• Одни роботы ездят по магнитным лентам, наклеенным на пол.

• Другие используют QR-коды на полу для точного позиционирования.

• Самые продвинутые полностью автономны и двигаются без разметки, только по карте.

Где они используются в России?

• Автозаводы (КАМАЗ, АвтоВАЗ, УАЗ): перевозят детали между цехами; работают в тяжелых условиях (пыль, вибрация, перепады температуры).

• Склады Wildberries, Ozon, СберЛогистики: развозят коробки по складу; могут поднимать грузы до 1,5 тонн.

• Аэропорты (Шереметьево, Пулково): перевозят багаж между терминалами; работают ночью, когда людей меньше.

• Пищевые производства (Мираторг, Черкизово): перемещают мясо, молоко, готовую продукцию в холодильных зонах; не боятся влаги и низких температур.

в) Перспективы и проблемы (Слайд № 10. 5 мин)

Ребята, мы уже узнали, как работают транспортные роботы. Но у любой технологии есть свои сильные и слабые стороны. Давайте разберёмся, какие возможности открывает робототехника и с какими трудностями сталкиваются инженеры.

Скорость и эффективность:

• Роботы работают без перерывов и усталости.

• Беспилотные грузовики могут ехать нон-стоп, доставляя грузы быстрее людей.

• Дроны доставляют посылки за минуты, а не часы.

 Точность и надежность:

• Роботы не отвлекаются и не ошибаются из-за усталости.

• Автопилот в Tesla снижает аварийность на 40% (по исследованиям).

• На складах роботы находят товары с точностью до 1 см.

Снижение затрат для бизнеса:

• Компании экономят на зарплатах водителей и грузчиков.

• Роботы не болеют, не уходят в отпуск.

• Электрические роботы дешевле в обслуживании, чем дизельные машины.

Высокая стоимость

• Один промышленный робот-погрузчик стоит от 2 млн рублей.

• Беспилотный автомобиль требует дорогих датчиков (лидар — 500 тыс. руб.).

• Внедрение требует переоборудования складов и дорог.

 Вопросы безопасности

• Хакеры могут взломать систему управления.

• Если ИИ ошибется — возможны аварии (например, Tesla на автопилоте).

• В экстренной ситуации робот не всегда принимает правильное решение.

 Зависимость от программ и электричества

• Без интернета и обновлений некоторые роботы перестают работать.

• Если отключат свет — вся система встанет.

• Роботы не могут чинить себя сами (пока что).

4. Закрепление материала (5 мин)

• Вопросы для проверки понимания:

  1. Назовите три вида транспортных роботов.

  2. Как беспилотный автомобиль "видит" дорогу?

  3. Где используются роботы-погрузчики?

5. Подведение итогов. Домашнее задание (3 мин)

• Итоги: Краткое повторение ключевых моментов.

• Д/З: записать плюсы и минусы использования роботов в транспорте и логистике (по 3 пункта).

Если осталось время, то можно обратиться к Приложению 2, где представлены вопросы для обсуждения по пройденному материалу.

_________________________________________________________________

Критерии оценки:

• Активность в обсуждении.

• Правильность ответов на вопросы.

• Заполнение таблицы (если используется).

Примечание: Урок построен на визуализации (презентация, видео) и интерактивном обсуждении для поддержания внимания учащихся.

Учитель: Губарева Елена Владимировна

Дата: 1 апреля 2026 год

Этот урок соответствует требованиям ФГОС 2025, делая акцент на теоретическое освоение темы через диалог и наглядные материалы.

Приложение 1

Приложение 2

1. Как вы думаете, почему люди создают транспортных роботов? Что они могут делать лучше человека?

• Быстрее считают и принимают решения (ИИ).

• Не устают и могут работать ночью.

• Точно следуют инструкциям (без ошибок).

1. А где роботы пока не могут заменить людей? В чём их слабые стороны?

• Не понимают юмор и эмоции.

• Ломаются при нестандартных ситуациях (например, если груз упал).

• Зависят от программ и электричества.

• Будут управлять роботами (операторы, программисты).

• Заняты творчеством (дизайн, музыка).

• Разрабатывать новые технологии.
  
  

• Производитель (если сломался датчик).

• Программист (ошибка в коде).

• Владелец (не проверил систему).
  
  

1. Хотели бы вы жить в мире, где весь транспорт управляется роботами? Почему «да» или «нет»?

Ответы/Направления:

• Да: меньше пробок, безопаснее.

• Нет: страшно доверять машинам.

• Компромисс: только в отдельных сферах (метро, склады).