الوحدة الثانية: الروبوت صديقي (الأجهزة الكية و الروبوت)

اذكر بعض الأجهزة المدمجة التي تستخدمها في حياتنا اليومية.

الثلاجة، الغسالة، المايكروويف، التكييف.

ما الفرق بين الأجهزة المدمجة و الأجهزة الذكية؟

اذكر مراحل التطور التي مر بها الهاتف حتى عصرنا الحالي.

1. ابتكر جراهام بيل هاتف عام 1876 م، و قام بإجراء أول مكالمة هاتفية مع مساعته، فطلب منها الحضور إلى مكتبه، و كانت تلك أول جملة تنقل عبر الهاتف في التاريخ.
2. الهاتف الشمعدان أطلق على الهاتف الشمعدان هذا الاسم نسبة إلى الشمعدان الذي تثبت عليه الشموع، فهو يشبهه في الشكل، و كان هاتف الشمعدان أول نموذج في سلسلة تطور الهواتف، و هو ينقسم إلى جزأين متصلين بسلك أحدهما يستقبل الصوت، و الآخر يرسله، و كان انتشار استخدام هذا النوع من الهواتف في الفترة ما بين 1980 - 1930 م.
3. الهاتف الدائري هو نسخة مطورة عن هاتف الشمعدان، حيث يشتمل على جسم الهاتف الرئيسي مثبت به قرص دائري يستخدم لطلب رقم الاتصال، إضافة إلى سماعة متصلة بالجسم الرئيسي عن طريق سلك تستعمل للتحدث، و سماع الطرف الآخر في الوقت ذاته، و قد حقق استخدام هذا الهاتف شعبية كبيرة، و قد كانت الهواتف في الفترة الواقعة ما بين عام 1930، 1970 م مقتصرة في البداية على المكاتب الكبرى، و الهيئات الحكومية، و الخاصة، و بعد ذلك بدأ بالانتشار بالتدريج فأصبح في كل مدينة في العالم مركز واحد يستقبل الراغبين بالتحدث في الهاتف مقابل الدفع على كل دقيقة.
4. الهاتف بأزرار تمكن العلماء عام 1963 م من اختراع ناقلات اللمس الكهربية، حيث تحول هذه الناقلات اللمس إلى شحنة كهربائية الأمر الذي أدى إلى تطور الهاتف، فظهر الهاتف ذو الأزرار لتسهيل عملية طلب الرقم، فبدلاً من إدارة القرص غلى النهاية لكل رقم يقوم المتصل بالضغط على الرقم المطلوب، و أصبح هذا النوع من الهواتف مستخدماً في معظم البيوت.
5. هاتف الرد الآلي في هذا الجهاز يستطيع المتصل ترك رسالة صوتية للطرف الآخر عند عدم إجابته على الاتصال، و كان يجب على المستخدم وضع شريط تسجيل بالجهاز كي يستطيع تسجيل الرسائل و عرضها، و بالتالي تغيير الشريط في كل مرة يمتلئ بها، أو مسح الرسائل المسجل عليه، ثم تطور بعد ذلك، فأصبح هناك ذاكرة خاصة بالهاتف تتحكم في عدد الرسائل الموجودة عليها بأزرار خاصة. التطورات الأخيرة في صناعة.
6. الهواتف الهاتف النقال: و يطلق عليه أيضاً الهاتف اللاسلكي، و هو لا يتصل بسلك، و في الوقت ذاته لا يمكن حمله لمكان بعيد عن الجهاز كثيراً. هاتف كاشف المتصل: في هذا الهاتف يتم الكشف عن المتصل قبل الرد عليه، فيمنح صاحب الهاتف هنا حرية الرد، أو عدم الرد على المكالمة.
7. الهاتف المحمول: و هو من أكثر أنواع الهواتف انتشاراً و تطوراً، فابتكرت الهواتف المزودة بكاميرات تصوير، و إضافة مميزات للهاتف في كل إصدار جديد.

هل الإشارة الضوئية تعتبر روبوت؟ و لماذا؟

نعم تعتبر روبوت بسيط حيث أنها آلة ذكية مسيطر عليها برمجياً و تتخذ قرارات بسيطة للقيام بمهام محددة.

أولمبياد الروبوت العالمي في الإمارات العربية المتحدة هي النسخة الوطنية من الأولمبياد، حيث يتم عقد مسابقة وطنية سنوياً لاختيار الفريق الممثل للإمارات في نهائيات أولمبياد الروبوت العالمي، و يعد مجلس ابو ظبي للتعليم هو المنظم الوطني للمسابقات الوطنية.

أولمبياد الروبوت العالمي هو حدث يجمع الشباب من جميع أنحاء العالم. و هو عبارة عن مزيج من العلوم و التكنولوجيا و التعليم. تقوم هذه الأولمبياد بتوفير فرصة للشباب للتطور من خلال مجموعة من التحديات و مسابقات الروبوت المتعددة.

تقوم هذه الأولمبياد بتوفير فرصة للشباب للتطور من خلال مجموعة من التحديات و مسابقات الروبوت المتعددة.

يعد الروبوت منصة مميزة لتعلم مهارات القرن الحادي و العشرين، حيث تنمي تحديات حلول الروبوت و الإبداع و الابتكار و مهارات حل المشكلات لدى الطلاب.

و بما أن حلول الروبوت تحاكي عدداً من المواد الدراسية، يجب على الطلاب تعلم و تطبيق معرفتهم في مجالات العلوم و الهندسة و الرياضيات و برمجة الكمبيوتر. ومن أفضل ميزات مسابقات تصميم الروبوت هو أن الطلاب يستمتعون بوقتهم و يعملون معاً كفريق واحد و يتبادلون المعرفة.

مسابقات أولمبياد الروبوت العالمي الوطنية تطورت بشكل سريع. في عام 2008، شارك 29 فريقاً في المسابقات الوطنية. و في عام 2011، و شارك 602 فريق في جميع أنحاء الإمارات العربية المتحدة. و تنافس أكثر من 300 فريق خلال عام 2012 في المسابقة الوطنية، بينما في عام 2015 تنافس أكثر من 450 فريق. نتطلع في عام 2017 إلى استمرار هذا النمو و زيادة نسبة استيعاب الطلاب للمشاركة بفاعلية في مسابقات الروبوت.

الجهة الوطنية المنظمة:

يتحمس الطلبة لفكرة بناء و برمجة الروبوت، في عام 2008 تم اختيار مجلس أبو ظبي للتعليم ليكون الجهة المنظمة لمنافسات أولمبياد الروبوت العالمي بدولة الإمارات العربية المتحدة، و شهد عام 2009 توسعاً في تطبيق البرنامج الهادف إلى تزويد المدارس بأنظمة الروبوت ليشمل كافة المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصف الثالث و ما فوق بمختلف أنحاء إمارة أبو ظبي، و بحلول نهاية 2010 تم توزيع أنظمة الروبوت الخاصة بالطلبة الصغار على المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصفوف من الأول حتى الثالث، و من جهة أخرى تمت دعوة المدارس الخاصة بالإمارة و المؤسسات التعليمية الهامة الأخرى للمشاركة في الرنامج خلال عام 2011.

يتم الاستفادة من أنظمة الروبوت حول العالم في تشجيع الطلبة على حب العلوم و الرياضيات و الهندسة و التكنولوجيا، حيث يتحمس الطلبة لفكرة بناء و برمجة الروبوت.

و في حين أن البعض قد يعتبر التعامل مع الروبوت من قبيل اللعب، فإن تكنولوجيا الروبوت تتيح أمام الطلبة الفرصة لمواجهة تحديات حقيقة و التغلب عليها، و بذلك فهي تساعدهم على الاستعداد للمستقبل الذي يتطلب منهم المشاركة بفعالية في العملية التعليمية.

لقد أطلق مجلس أبو ظبي للتعليم برنامج استخدام أنظمة الروبوت في التعليم في بداية عام 2007 بعدما أدرك أهمية مشاركة الطلبة في مسابقات الروبوت، حيث تعتبر أهداف و نتائج تلك المسابقات مكملة للأهداف التي يسعى المجلس لتحقيقها، و يستهدف برنامج الروبوت تحسين مهارات الطلبة فيما يخص العلوم و التكنولوجيا و الهندسة و الرياضيات و كذلك الارتقاء بمعارفهم مع التركيز على تنمية قدرات و مهارات حل المشكلات و الابتكار و الإبداع و العمل الجماعي.

قام المجلس بإطلاق مشروع تجريبي في عام 2008 لتزويد المدارس الحكومية في الإمارة بأنظمة روبوت تستهدف طلبة الصفوف من الثالث حتى الثاني عشر، و تم تدريب المعلمين الأساسيين على أساليب استخدام تلك الأنظمة، و لاقت هذه الخطوة نجاحاً و حماساً كبيرين في تلك المدارس.

wro- 2.jpg في عام 2008 أيضاً وقع الاختيار على مجلس أبو ظبي للتعليم ليكون الجهة المنظمة لمنافسات أولمبياد الروبوت العالمي في دولة الإمارات العربية المتحدة، في عام 2008 أيضاً وقع الاختيار على مجلس أبو ظبي للتعليم ليكون الجهة المنظمة لمنافسات أولمبياد الروبوت العالمي في دولة الإمارات العربية المتحدة، و شهد عام 2009 توسعاً في تطبيق البرنامج الهادف إلى تزويد المدارس بانظمة الروبوت ليشمل كافة المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصف الثالث و ما فوق بمختلف أنحاء إمارة أبو ظبي، و بحلول نهاية عام 2010، تم توزيع أنظمة الروبوت الخاصة بالطلبة الصغار على المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصف الثالث، و ما فوق بمختلف أنحاء إمارة أبو ظبي، و بحلول نهاية عام 2010، تم توزيع أنظمة الروبوت الخاصة بالطلبة الصغار على المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصفوف من الأول حتى الثالث، و من جهة أخرى تمت دعوة المدارس الخاصة بالإمارة و المؤسسات التعليمية الهامة الأخرى للمشاركة في البرنامج خلال عام 2011.

بحلول شهر يونيو 2011 كان قد تم توزيع حوالي 4000 من أنظمة الروبوت و 4000 من مصادر أنظمة الروبوت و 1300 من أنظمة الروبوت التي تستهدف الطلبة الصغار على كافة المدارس الحكومية بإمارة أبو ظبي بالإضافة إلى حوالي 100 مدرسة خاصة.

و بالتوازي مع عملية توزيع تلك الأنظمة على المدارس أطلق المجلس إستراتيجية لضمان الاكتفاء الذاتي و الاستدامة الذاتية للإمارة من حيث الخبرة و التدريب من خلال تشجيع المعلمين الذين شاركوا في البرامج التدريبية على تدريب المعلمين الآخرين و الطلبة في مدارسهم.

لا شك في أن تشجيع الطلبة منذ مرحلة عمرية مبكرة على الاهتمام بمجالات مثل الروبوت من شأنه تحفيزهم على تنمية المهارات الهامة التي سوف يحتاجونها في المستقبل بالإضافة إلى تشجيعهم على الالتحاق بالتخصصات العلمية و التكنولوجية و الهندسية عند اتخاذ القرارات المتعلقة بمواصلة تعليمهم العالي.

تشمل مسابقة أولمبياد الروبوت العالمي أنشطة تتوزع على الفئات الثلاث الرئيسة و هي فئة المسابقة المفتوحة و فئة المسابقة العادية (بناء على المرحلة العمرية للطلبة) و المسابقات العامة الثانية لكرة قدم الروبوت، و يمكن للدولة التي تستضيف المنافسات النهائية العالمية للأولمبياد الإضافة إلى هذه المسابقات عن طريق فعاليات خاصة يتم من خلالها استحداث فئات جديدة يمكن قبول إضافتها رسمياً إلى الأولمبياد، و جدير بالذكر أن مجلس أبو ظبي للتعليم قد نظم المنافسات النهائية لأولمبياد الروبوت العالمي لعام 2011 في مدينة أبو ظبي.

يستهدف الأولمبياد مشاركة طلبة المدارس الابتدائية و الإعداية و الثانوية و يسمح بصفة عامة بمشاركة الطلبة الذين تجاوزوا المرحلة الثانوية في فعاليات خاصة ضمن المنافسات.

تجدر الإشارة إلى أن أول مشاركة لدولة الإمارات في منافسات أولمبياد الروبوت العالمي كانت في عام 2006 عندما شارك فريق يمثل الدولة في المنافسات النهائية لأولمبياد الروبوت العالمي لعام 2006 بمدينة نانينج الصينية.

و في عام 2006 شارك 12 فريقاً طلابياً في المسابقة الوطنية لأولمبياد الروبوت العالمي بدولة الإمارات، و شهد عام 2007 زياة كبيرة في عدد الفرق المشاركة ليصل العدد إلى 30 فريقاً، علما بأن كل فريق يتألف من طالبين أو ثلاثة طلبة بالإضافة إلى مدرب واحد.

في عام 2008 شارك 30 فريقاً برعاية مجلس أبو ظبي للتعليم في المسابقة الوطنية لأولمبياد الروبوت العالمي بدولة الإمارات، و أتاحت هذه المسابقة أيضاً الفرصة أمام 40 مجموعة طلابية من المدارس الحكومية بأبو ظبي لاستخدام تكنولوجيا الروبوت للمرة الأولى.

شهد عام 2009 مشاركة 30 فريقاً طلابياً بالمسابقة الوطنية لأولمبياد التي جرت في مدينة بوهانج بكوريا الجنوبية.

في عام 2009 قدم مجلس أبو ظبي للتعليم طلباً لاستضافة المنافسات النهائية العالمية لأولمبياد الروبوت العالمي لعام 2011.

في عام 2010 ارتفع عدد الفرق المشاركة في المسابقة التي تجري على مستوى الدولة إلى 126 فريقاً بفضل النجاح الذي حققه برنامج المجلس الهادف إلى استخدام تكنولوجيا الروبوت في التعليم.

مع التوسع في تطبيق البرنامج خلال عام 2011 حصلت المدارس الخاصة بالإمارة على أنظمة الروبوت و استفادت من برامج التدريب ذات الصلة، وواصل المجلس تقديم البرامج التدريبية المكثفة و بناء القدرات بغرض الإرتقاء بمستوى الأداء و زيادة حجم المشاركة.

قام المجلس بتنظيم منافسات أولمبياد الروبوت العالمي التي أقيمت على مستوى المنطقة العربية للمرة الأولى في مايو 2011، و شهد هذا الحدث الرائد ارتفاع عدد الفرق المشاركة من دول الإمارات العربية المتحدة إلى 260 فريقاً جاء معظمهم من إمارة أبو ظبي، في حين ارتفع عدد الفرق المشاركة في البطولة الوطنية المؤهلة للمنافسات النهائية لأولمبياد الروبوت العالمي في أكتوبر 2011 إلى حوالي 600 فريقاً.

مع زيادة الاهتمام و الحماس للمشاركة في مسابقة الروبوت التي تقام على مستوى الدولة ثم تغيير شكل المسابقة في عام 2011 لتصبح البطولة الوطنية للروبوت المؤهلة لأولمبياد الروبوت العالمي.

و تتألف البطولة من العديد من الفعاليات التي تقام على مستوى دولة الإمارات، حيث يتم تنظيم المنافسات بالقرب من المدارس لتشجيع أكبر عدد ممكن من الطلبة على المشاركة و نشر الاهتمام في مجتمعاتهم المحلية.

في عام 2011 تم تنظيم منافسات الروبوت في أبو ظبي و العين و المنطقة الغربية و دبي و رأس الخيمة.

استضاف مجلس أبو ظبي للتعليم المنافسات النهائية لأولمبياد الروبوت العالمي لعام 2011، و ذلك للمرة الأولى لتنظيم هذا الحدث الهام خارج منطقة شرق آسيا، و شهدت تلك المنافسات التي أقيمت في مركز أبو ظبي الوطني للمعارض أكبر حجم للمشاركة في تاريخ المنافسات حيث شارك بها حوالي 1500 طالباً من 38 دولة حول العالم.

و لا شك في أن تلك المنافسات العالمية شجعت و ألهمت الطلبة المشاركين على تقديم أفضل ما لديهم من مواهب و مهارات و قدرات من خلال المشاركة و التنافس مع أقرانهم في مختلف الفعاليات.

و خلال المنافسات نظم المجلس عروضاً لأنظمة الروبوت المتقدمة من شركة LEGO و هي نفس التكنولوجيا التي يستخدمها الطلبة في المدارس، و نظراً للنجاح الكبير لتلك الفكرة فقد تقرر تنفيذها في المنافسات القادمة و غيرها من المسابقات ذات الصلة.

تجربة أولمبياد الروبوت العالمي:

تعد أولمبياد الروبوت العالمي حدثاً يجمع الشباب مع بعضهم بعضاً من جميع أنحاء العالم، و يجمع بين العلوم و التكنولوجيا و التعليم. هذا الحدث يمكن هؤلاء الشباب من الحصول على فرصة لتطوير مهارتهم و إبداعاتهم في حل المشاكل من خلال مجموعة من تحديات و مسابقات الروبوت.

WRO - 3.jpg يتم دعوة فرق مكونة من ثلاثة طلاب للمشاركة في المسابقات. يجب على الفرق المشاركة تصميم و بناء نموذج روبوت للتنافس في إحدى الفئات الثلاث.

يتم دعوة الطلاب المهتمين بتوجيه من معلميهم للمشاركة و تطوير أفكار الروبوت الخاصة بهم وفق قوانين و إرشادات المسابقة.

بناء على التنظيم المحلي للمسابقة، يمكن لفرق الطلبة المشاركين المشاركة في نشاطات محلية قبل التأهل للمشاركة في المسابقات الوطنية و الإقليمية.

في النهاية يتم دعوة الفرق المتأهلة من خلال المسابقات الوطنية المنظمة من قبل المنظم الوطني لأولمبياد الروبوت العالمي في الدول الأعضاء للمشاركة في النهائي الدولي العالمي، اولمبياد الروبوت العالمي. تتنافس الفرق في هذه المرحلة مع أفضل الفرق من دول الأعضاء في أولمبياد الروبوت العالمي.

أهداف أولمبياد الروبوت العالمي:

• توفير الفرصة لطلاب المدارس الواعدين لتوسيع آفاقهم من خلال اكتشاف الروبوت و نظام الروبوت في المدرسة.
• تقديم مفهوم العلوم الحديثة في نشاطات المدارس التعليمية في مجالي العلوم و التكنولوجيا.
• توفير فرصة لتحسين التفكير الإبداعي و مهارات التواصل و التعاون و تقوية القدرة على اكتساب معرفة جديدة ذات علاقة كبيرة بالتقدم العلمي.
• جمع الشباب من جميع أنحاء العالم لتطوير الإبداع و مهارات حل المشاكل من خلال تحديات و مسابقات الروبوت العلمي.
• توسيع نظرة الشباب في تطبيق العلوم و التكنولوجيا و تحسين كفاءة التعلم و تشجيع شبابنا ليكونوا علماء و مهندسي و مخترعي المستقبل.

حلول الروبوت:

يستخدم خلال مسابقات أولمبياد الروبوت العالمي LEGO ®

MINDSTORMS ® EDUCATION المصنعة من قبل LEGO Education

يتم اختيار المنصة من قبل المجلس الاستشاري لأولمبياد الروبوت العالمي، و تعد سياسة المنصة الواحدة المفضلة، حيث أنها توفر للطلاب فرصاً متساوية و مسابقة عادلة و منتجات متوفرة عالمياً.

يمكن الحصول على المزيد من المعلومات عن LEGO ®MINDSTORMS®

Education طريق الاتصال بالموزعين المعتمدين في الإمارات:

(http;//www.atlabme.com).

أكمل خارطة الوحدة أدناه باستخدام العبارات أو المصطلحات التي تعلمتها في الوحدة:

س1) ضع علامة (✓) أمام العبارة الصحيحة، و علامة (×) أمام العبارة غير الصحيحة فيما يأتي:

1) الحساسات هي المسؤولة عن التحكم بجميع أجزاء الروبوت. (×)

2) من أمثلة الأجهزة المدمجة أجهزة التكييف. (✓)

س2) اذكر أمثلة لبعض المجالات التي نستخدم فيها الروبوتات في الحياة من حولنا:

• الروبوتات الصناعية.
• روبوت يقوم بأعمال تنظيف منازل.
• روبوت يعمل في مجال الطب.
• الروبوت الأمني للحفاظ على البشر.
• روبوتات ترفيهية يمكنها التفاعل مع الطفل.
• روبوتات تقوم بمهمة استقبال الموظفين.
• روبوتات تغادر إلى الفضاء لصعوبة الوصول إليه.
• روبوتات تغوص تحت أعماق المياه.

اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يأتي:

س1) هي أجهزة إلكترونية أضيف لها نظام حوسبي مصمم خصيصاً لها بهدف إدارتها و جعلها قادرة على القيام بمهمة واحدة أو عدة مهام محددة مسبقاً:

أ - الأجهزة الذكية.

ب - الأجهزة المدمجة.

ج - الروبوت.

د - المعالجات.

س2) تسمى أجهزة إلكترونية متعددة المهام لها أنظمة تشغيل قادرة على الاتصال و المشاركة و التفاعل مع مستخدميها و بقية الأجهزة الأخرى:

أ - الأجهزة الذكية.

ب - الأجهزة المدمجة.

ج - الروبوت.

د - المعالجات.

س3) المسؤولة عن التحكم بجميع أجزاء الروبوت:

أ - الحساسات.

ب - المحركات.

ج - المعالج.

د - البلوتوث.

س4) من أمثلة مسابقات الروبوت المحلية:

أ - الأولمبياد الوطني للروبوت.

ب - أولمبياد الروبوت العالمي.

ج - أولمبياد الروبوت الدولية (IRO).

د - الأولمبياد الوطني للإبداع.

س5) مسابقة السومو (المصارعة): يقوم فيها الروبوت:

أ - بالسير على الخط الأسود.

ب - بتنفيذ مهمة واحدة فقط.

ج - بتنفيذ عدة مهام محددة.

د - بدفع الروبوت الآخر حتى يخرج من منصة المسابقة.

س6) من أمثلة الأجهزة الذكية:

أ - التكييف.

ب - الأجهزة المرئية.

ج - الغسالات.

د - السيارات الذكية.

س7) تقوم بالمهام الشاقة و التي يصعب على الإنسان القيام بها:

أ - شبكات الاتصال.

ب - الأجهزة المدمجة.

ج - الروبوت.

د - السيارات الذكية.