الوحدة الثانية: الروبوت صديقي (الأجهزة الكية والروبوت)

اذكر بعض الأجهزة المدمجة التي تستخدمها في حياتنا اليومية.

الثلاجة، الغسالة، المايكروويف، التكييف.

ما الفرق بين الأجهزة المدمجة والأجهزة الذكية؟

اذكر مراحل التطور التي مر بها الهاتف حتى عصرنا الحالي.

1. ابتكر جراهام بيل هاتف عام 1876 م، وقام بإجراء أول مكالمة هاتفية مع مساعدته، فطلب منها الحضور إلى مكتبه، وكانت 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، وكان هاتف الشمعدان أول نموذج في سلسلة تطور الهواتف، وهو ينقسم إلى جزأين متصلين بسلك أحدهما يستقبل الصوت، والآخر يرسله، وكان 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، وقد حقق استخدام هذا الهاتف شعبية كبيرة، وقد كانت الهواتف في الفترة الواقعة ما بين عام 1930، 1970 م مقتصرة في البداية على المكاتب الكبرى، والهيئات الحكومية، والخاصة، وبعد 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، وأصبح 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، وكان يجب على المستخدم وضع شريط تسجيل بالجهاز كي يستطيع تسجيل الرسائل وعرضها، وبالتالي 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: ويطلق عليه أيضاً الهاتف اللاسلكي، وهو لا يتصل بسلك، وفي 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: وهو من أكثر أنواع الهواتف انتشاراً وتطوراً، فابتكرت الهواتف المزودة بكاميرات تصوير، وإضافة مميزات للهاتف في كل إصدار جديد.

هل الإشارة الضوئية تعتبر روبوت؟ ولماذا؟

نعم تعتبر روبوت بسيط حيث أنها آلة ذكية مسيطر عليها برمجياً وتتخذ 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، ويعد مجلس أبو ظبي للتعليم هو المنظم الوطني للمسابقات الوطنية.
• أولمبياد الروبوت العالمي هو حدث يجمع الشباب من جميع أنحاء العالم. وهو عبارة عن مزيج من العلوم والتكنولوجيا والتعليم، تقوم هذه الأولمبياد بتوفير فرصة للشباب للتطور من خلال مجموعة من التحديات ومسابقات الروبوت المتعددة.
• تقوم هذه الأولمبياد بتوفير فرصة للشباب للتطور من خلال مجموعة من التحديات ومسابقات الروبوت المتعددة.
• يعد الروبوت منصة مميزة لتعلم مهارات القرن الحادي والعشرين، حيث تنمي تحديات حلول الروبوت والإبداع والابتكار ومهارات حل المشكلات لدى الطلاب.
• وبما أن حلول الروبوت تحاكي عدداً من المواد الدراسية، يجب على الطلاب تعلم وتطبيق معرفتهم في مجالات العلوم والهندسة والرياضيات وبرمجة الكمبيوتر، ومن أفضل ميزات مسابقات تصميم الروبوت هو أن الطلاب يستمتعون بوقتهم ويعملون معاً كفريق واحد ويتبادلون المعرفة.
• مسابقات أولمبياد الروبوت العالمي الوطنية تطورت بشكل سريع في عام 2008، شارك 29 فريقاً في المسابقات الوطنية. وفي عام 2011، وشارك 602 فريق في جميع أنحاء الإمارات العربية المتحدة. وتنافس 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 وزيادة نسبة استيعاب الطلاب للمشاركة بفاعلية في مسابقات الروبوت.

الجهة الوطنية المنظمة:

• يتحمس الطلبة لفكرة بناء وبرمجة الروبوت، في عام 2008 تم اختيار مجلس أبو ظبي للتعليم ليكون الجهة المنظمة لمنافسات أولمبياد الروبوت العالمي بدولة الإمارات العربية المتحدة، وشهد عام 2009 توسعاً في تطبيق البرنامج الهادف إلى تزويد المدارس بأنظمة الروبوت ليشمل كافة المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصف الثالث وما فوق بمختلف أنحاء إمارة أبو ظبي، وبحلول نهاية 2010 تم توزيع أنظمة الروبوت الخاصة بالطلبة الصغار على المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصفوف من الأول حتى الثالث، ومن جهة أخرى تمت دعوة المدارس الخاصة بالإمارة والمؤسسات التعليمية الهامة الأخرى للمشاركة في البرنامج خلال عام 2011.
• يتم الاستفادة من أنظمة الروبوت حول العالم في تشجيع الطلبة على حب العلوم والرياضيات والهندسة والتكنولوجيا، حيث يتحمس الطلبة لفكرة بناء وبرمجة الروبوت.
• وفي حين أن البعض قد يعتبر التعامل مع الروبوت من قبيل اللعب، فإن تكنولوجيا الروبوت تتيح أمام الطلبة الفرصة لمواجهة تحديات حقيقة والتغلب عليها، وبذلك 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 ونتائج تلك المسابقات مكملة للأهداف التي يسعى المجلس لتحقيقها، ويستهدف برنامج الروبوت تحسين مهارات الطلبة فيما يخص العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات وكذلك الارتقاء بمعارفهم مع التركيز على تنمية قدرات ومهارات حل المشكلات والابتكار والإبداع والعمل الجماعي.
• قام المجلس بإطلاق مشروع تجريبي في عام 2008 لتزويد المدارس الحكومية في الإمارة بأنظمة روبوت تستهدف طلبة الصفوف من الثالث حتى الثاني عشر، وتم تدريب المعلمين الأساسيين على أساليب استخدام تلك الأنظمة، ولاقت هذه الخطوة نجاحاً وحماساً 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، وشهد عام 2009 توسعاً في تطبيق البرنامج الهادف إلى تزويد المدارس بأنظمة الروبوت ليشمل كافة المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصف الثالث وما فوق بمختلف أنحاء إمارة أبو ظبي، وبحلول نهاية عام 2010، تم توزيع أنظمة الروبوت الخاصة بالطلبة الصغار على المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصف الثالث، وما فوق بمختلف أنحاء إمارة أبو ظبي، وبحلول نهاية عام 2010، تم توزيع أنظمة الروبوت الخاصة بالطلبة الصغار على المدارس الحكومية التي تضم طلبة الصفوف من الأول حتى الثالث، ومن جهة أخرى تمت دعوة المدارس الخاصة بالإمارة والمؤسسات التعليمية الهامة الأخرى للمشاركة في البرنامج خلال عام 2011.
• بحلول شهر يونيو 2011 كان قد تم توزيع حوالي 4000 من أنظمة الروبوت و4000 من مصادر أنظمة الروبوت و1300 من أنظمة الروبوت التي تستهدف الطلبة الصغار على كافة المدارس الحكومية بإمارة أبو ظبي بالإضافة إلى حوالي 100 مدرسة خاصة.
• وبالتوازي مع عملية توزيع تلك الأنظمة على المدارس أطلق المجلس إستراتيجية لضمان الاكتفاء الذاتي والاستدامة الذاتية للإمارة من حيث الخبرة والتدريب من خلال تشجيع المعلمين الذين شاركوا في البرامج التدريبية على تدريب المعلمين الآخرين والطلبة 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 والتكنولوجية والهندسية عند اتخاذ القرارات المتعلقة بمواصلة تعليمهم العالي.
• تشمل مسابقة أولمبياد الروبوت العالمي أنشطة تتوزع على الفئات الثلاث الرئيسة وهي فئة المسابقة المفتوحة وفئة المسابقة العادية (بناء على المرحلة العمرية للطلبة) والمسابقات العامة الثانية لكرة قدم الروبوت، ويمكن 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، وجدير 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 والإعدادية والثانوية ويسمح 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.
• وفي عام 2006 شارك 12 فريقاً طلابياً في المسابقة الوطنية لأولمبياد الروبوت العالمي بدولة الإمارات، وشهد عام 2007 زيادة كبيرة في عدد الفرق المشاركة ليصل العدد إلى 30 فريقاً، علماً بأن كل فريق يتألف من طالبين أو ثلاثة طلاب بالإضافة إلى مدرب واحد.
• في عام 2008 شارك 30 فريقاً برعاية مجلس أبو ظبي للتعليم في المسابقة الوطنية لأولمبياد الروبوت العالمي بدولة الإمارات، وأتاحت 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 واستفادت من برامج التدريب ذات الصلة، وواصل المجلس تقديم البرامج التدريبية المكثفة وبناء القدرات بغرض الارتقاء بمستوى الأداء وزيادة حجم المشاركة.
• قام المجلس بتنظيم منافسات أولمبياد الروبوت العالمي التي أقيمت على مستوى المنطقة العربية للمرة الأولى في مايو 2011، وشهد 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 والحماس للمشاركة في مسابقة الروبوت التي تقام على مستوى الدولة ثم تغيير شكل المسابقة في عام 2011 لتصبح البطولة الوطنية للروبوت المؤهلة لأولمبياد الروبوت العالمي.
• وتتألف 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 ونشر الاهتمام في مجتمعاتهم المحلية.
• في عام 2011 تم تنظيم منافسات الروبوت في أبو ظبي والعين والمنطقة الغربية ودبي ورأس الخيمة.
• استضاف مجلس أبو ظبي للتعليم المنافسات النهائية لأولمبياد الروبوت العالمي لعام 2011، وذلك للمرة الأولى لتنظيم هذا الحدث الهام خارج منطقة شرق آسيا، وشهدت 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.
• ولا شك في أن تلك المنافسات العالمية شجعت وألهمت الطلبة المشاركين على تقديم أفضل ما لديهم من مواهب ومهارات وقدرات من خلال المشاركة والتنافس مع أقرانهم في مختلف الفعاليات.
• وخلال المنافسات نظم المجلس عروضاً لأنظمة الروبوت المتقدمة من شركة LEGO وهي نفس التكنولوجيا التي يستخدمها الطلبة في المدارس، ونظراً للنجاح الكبير لتلك الفكرة فقد تقرر تنفيذها في المنافسات القادمة وغيرها من المسابقات ذات الصلة.

تجربة أولمبياد الروبوت العالمي:

• تعد أولمبياد الروبوت العالمي حدثاً يجمع الشباب مع بعضهم بعضاً من جميع أنحاء العالم، ويجمع بين العلوم والتكنولوجيا والتعليم. هذا الحدث يمكن هؤلاء الشباب من الحصول على فرصة لتطوير مهارتهم وإبداعاتهم في حل المشاكل من خلال مجموعة من تحديات ومسابقات الروبوت.
• WRO - 3.jpg يتم دعوة فرق مكونة من ثلاثة طلاب للمشاركة في المسابقات. يجب على الفرق المشاركة تصميم وبناء نموذج روبوت للتنافس في إحدى الفئات الثلاث.
• يتم دعوة الطلاب المهتمين بتوجيه من معلميهم للمشاركة وتطوير أفكار الروبوت الخاصة بهم وفق قوانين وإرشادات المسابقة.
• بناءً على التنظيم المحلي للمسابقة، يمكن لفرق الطلبة المشاركين المشاركة في نشاطات محلية قبل التأهل للمشاركة في المسابقات الوطنية والإقليمية.
• 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 ونظام الروبوت في المدرسة.
• تقديم مفهوم العلوم الحديثة في نشاطات المدارس التعليمية في مجالي العلوم والتكنولوجيا.
• توفير فرصة لتحسين التفكير الإبداعي ومهارات التواصل والتعاون وتقوية القدرة على اكتساب معرفة جديدة ذات علاقة كبيرة بالتقدم العلمي.
• جمع الشباب من جميع أنحاء العالم لتطوير الإبداع ومهارات حل المشاكل من خلال تحديات ومسابقات الروبوت العلمي.
• توسيع نظرة الشباب في تطبيق العلوم والتكنولوجيا وتحسين كفاءة التعلم وتشجيع شبابنا ليكونوا علماء ومهندسي ومخترعي 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، وتعد سياسة المنصة الواحدة المفضلة، حيث أنها توفر للطلاب فرصاً متساوية ومسابقة عادلة ومنتجات 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 (صح) أمام العبارة الصحيحة، وعلامة (خطأ) أمام العبارة غير الصحيحة فيما يأتي:

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

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

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 وجعلها 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 والمشاركة والتفاعل مع مستخدميها وبقية 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 والتي يصعب على الإنسان القيام بها:

أ- شبكات الاتصال.

ب- الأجهزة المدمجة.

ج- الروبوت.

د- السيارات الذكية.