Актуальные проблемы развития математического образования связанные с инженерно-технической направленностью (робототехника)

Автор: Разнотовская Маргарита Андреевна

Организация: МБОУ Гимназия №3

Населенный пункт: Алтайский край, г. Рубцовск

В статье рассмотрены понятия «робототехника», «математика», «искусственный интеллект», а так же отражена зависимость робототехники от математике. В статье отмечаются основные моменты, где для решения некоторой проблемы, необходимы знания из области математике.

Ключевые слова: робототехника, математика, искусственный интеллект, база данных.

The article deals with the concepts of "robotics", "mathematics", "artificial intelligence", as well as the dependence of robotics on mathematics. The article highlights the main points where to solve some problems, you need knowledge of mathematics.

Key words: robotics, mathematics, artificial intelligence, database.

21 век – это век информационных технологий. На сегодняшний день человек должен быть информационно грамотным, как в повседневной жизни, так и в профессиональной деятельности. Но, не смотря на развитие информационных технологий, существует нехватка людей инженерно-технической направленности. Для увеличения количества таких людей, необходимо со школьного возраста прививать навыки инженерно-технической направленности. В этом хорошо помогает образовательная робототехника. В последнее время Робототехника является одной из самых быстроразвивающихся и перспективных отраслей производства.

Актуальность данной темы заключается в концепции развития математического образования в Российской Федерации.

В данной статье мы докажем, что Робототехника не сможет существовать без математики. И чтобы это сделать нужно найти и доказать связь между математикой и робототехникой. Но для начала давайте дадим определение этим двум понятиям.

Робототе́хника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства [1].

Матема́тика — наука о структурах, порядке и отношениях, исторически сложившаяся на основе операций подсчёта, измерения и описания формы объектов [5].

Робототехника непосредственно связана с созданием роботов, в свою очередь, чтобы создать функционирующего робота нужно знать точные науки, такие как физика, информатика и математика. Взаимосвязь робототехники с физикой и информатикой ясна: без знания физических законов и понимания механики и инженерии сложно работать в этой сфере. Без знания языков программирования, устройств систем и знания алгоритмов, работы с фазами данных, и искусственным интеллектом, будет сложно заставить двигаться груду пластика и металла так, как оно требует, ни говоря уже о самостоятельной работе устройства в рамках поставленной задачи [4].

Математика является основой всех точных наук. И, следовательно, чтобы знать все эти науки, нужно знать математику в первую очередь. Так что каждый человек занимающийся робототехникой, должен знать математику. Кроме того, математика является неотъемлемой частью в разработки и создании искусственного интеллекта.

Иску́сственный интелле́кт (ИИ; англ. artificial intelligence, AI) — свойство интеллектуальных систем выполнять творческие функции, которые традиционно считаются прерогативой человека. Наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ.

Область робототехники тесно связана с искусственным интеллектом. Свойства искусственного интеллекта также необходимы роботам для выполнения множества различных задач. Например, для навигации и определения своего местоположения, изучения предметов и планирование своего перемещения.

Принцип работы искусственного интеллекта может иметь совершенно разные характеры. Единого подхода к разработке нет. На основе этих подходов выделяются несколько основных принципов разработки искусственного интеллекта: символьное моделирование, работа с языками, представление и использование знаний, машинное обучение. Большая часть искусственного интеллекта используемых в современности работает с базами данных, или же придерживаться только заранее созданных алгоритмов, а также активно применяется самообучения [3].

Современные продвинутые искусственные интеллекты способны придерживаться всего и сразу. Уже сейчас искусственный интеллект может поддерживать разговор, распознавать речь, отвечать и задавать вопросы. Принцип работы заключается в следующем алгоритме: получение и обработка данных и поиск ответа или действия в зависимости от заданных задачей параметров (поиск происходит по базам данных) Следовательно, с точки зрения математики происходит перебор данных. И можно сказать, что чем сложнее система, и чем больше входных параметров (условий) тем больше идет нагрузка на искусственный интеллект, и тем более сложным он должен быть, и эффективней должна быть база данных искусственного интеллекта, и ее обработка. Тут также включается математика, ведь для более быстрого и точного нахождения ответа на задачу и анализа условий, требуется более эффективная система алгоритмов и формул расчета [2].

На основе выше изложенного, можно сделать вывод, что познания в физике и прикладной математике важны в робототехнике, потому что реальный мир никогда не бывает таким точным, как математика. Возможность понять, когда результат расчета достаточно хорош, чтобы на самом деле работать – это ключевой навык для инженера-робототехника.

Библиографический список:

  1. Сборник учебно-методических материалов по образовательной робототехнике / сост. О.С. Нетесова ; редкол. : М.А. Червонный, Е.Г. Пьяных. - Томск : Издательство Томского государственного педагогического университета, 2015. - 108 с;
  2. Крейг, Джон Введение в робототехнику. Механика и управление: моногр. / Джон Крейг. - М.: Институт компьютерных исследований, 2015. - 564 c;
  3. Краснова, С. А. Блочный синтез систем управления роботами-манипуляторами в условиях неопределенности / С.А. Краснова, В.А. Уткин, А.В. Уткин. - М.: Ленанд, 2014. - 208 c;
  4. Корягин, А. В. Образовательная робототехника Lego WeDo. Сборник методических рекомендаций и практикумов / А.В. Корягин. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 254 c;

Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 2014.

Опубликовано: 24.09.2020