XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Робот-проводник в музее

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Попова А.С. 1Назарова А.А. 1

---

1АНОО "Президентский Лицей "Сириус"

Попова Е.Е. 1Клочко Н.В. 1

---

1АНОО "Президентский Лицей "Сириус"

Работа в формате PDF

2.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Посещение музеев в возрасте 6-10 лет является важным инструментом для приобщения детей к культуре и ценностям государства. Это не просто развлечение, а инвестиция в будущее поколение, формирование культурно образованных, нравственных и ответственных граждан. Важно, чтобы посещения были регулярными, хорошо организованными и соответствовали возрастным особенностям детей.

Ключевые аспекты актуальности:

1. Формирование культурной идентичности и чувства принадлежности: знакомство с историей, развитие чувства гордости за страну, понимание культурного разнообразия, формирование представлений о ценностях

2. Развитие познавательных способностей и критического мышления: визуальное восприятие, стимулирование любознательности, расширение словарного запаса и кругозора, развитие критического мышления

3. Эстетическое воспитание и развитие творческих способностей: знакомство с искусством, вдохновение для творчества, развитие воображения

4. Социализация и коммуникация: совместное посещение с семьей или классом, участие в экскурсиях и интерактивных программах, развитие навыков общения

5. Формирование гражданской позиции: знакомство с правами и обязанностями, воспитание патриотизма

Одна из главных проблем, с которой сталкиваются музеи – это привлечение и удержание внимания современных школьников. Музеи часто воспринимаются ими как скучное, статичное пространство, оторванное от реальной жизни.

Цель проекта:

Разработать модель робота для музея, который будет возить детей по длинным залам музея и знакомить с экспозициями и интерактивными залами.

Задачи:

• Изучить проблему низкой заинтересованности детей 6-10 лет

• Провести опрос школьников на понимание актуальности проблемы и причины низкого интереса к посещению музеев

• Изучить современные технологии по привлечению школьников к изучению пространства музеев

• Рассмотреть наиболее яркий пример современного популярного музея

• Узнать о роботах в музеях, их функциях, формах, эффективности работы.

• Разработать идею робота-проводника в пространство музея для детей 6-10 лет

• Реализовать идею с помощью робота или роботизированного устройства

• Создать макет для презентации идеи

• Определить возможные доработки проекта

Глава 1 Исследование проблемы и существующих способов решения.

1.1 Почему школьникам не интересно в музее?

Причин низкого интереса:

1. Оторванность от жизни и интересов: Классические музейные экспозиции могут казаться школьникам далекими от их повседневной жизни, их интересов и увлечений. Представление информации часто статично и пассивно, что не соответствует потребностям современного ребенка в интерактивности и вовлеченности.

2. Пассивность: Традиционные музеи часто предполагают пассивное созерцание экспонатов и прослушивание лекций экскурсовода. Это противоречит активной природе детей, которым нужно действовать, исследовать и экспериментировать.

3. Сложный язык и абстрактные понятия: Язык, используемый в музеях (в описаниях экспонатов, на экскурсиях), часто сложен для понимания школьниками, особенно младшего возраста. Абстрактные исторические и культурные понятия могут казаться им непонятными и скучными.

4. Недостаток интерактивности и геймификации: Современные дети привыкли к интерактивным технологиям, играм и визуальным эффектам. Отсутствие этих элементов в музеях может восприниматься как устарелость и неинтересность.

5. Несоответствие ожиданиям: Школьники, привыкшие к быстрому потоку информации в интернете и социальных сетях, могут ожидать от музея аналогичной динамики и развлечения. Отсутствие этого может привести к разочарованию.

6. Некачественная экскурсия: Скучный, монотонный рассказ экскурсовода, не адаптированный к возрасту и интересам детей, может убить всякий интерес к экспозиции.

1.2 Опрос учащихся АНОО «Президентский Лицей Сириус» «Тебе интересно быть в музее?»

Мы провели опрос учащихся 1-5 классов Лицея. Всего в опросе поучаствовал 131 человек. Мы узнали, что большинство ребят не любят ходить в музей – 84 ответа, а есть ребята, кому нравится ходить – 17 человек (Рисунок 1.2.1 Приложения). Из 84 человек, кому не нравится ходить в музей, причинами назвали скучно и устают. А вот робот бы привлек внимание 123.

На вопрос «Если в музее появится друг робот, тебе будет интересно?» почти все ребята ответиди «Да» - 123 человека.

1.3 Способы мотивации и повышения интересов школьников к изучению пространства музеев.

1. Интерактивность и вовлеченность:

•Интерактивные экспозиции

•Квесты и игры

•Мастер-классы и творческие занятия

2. Геймификация:

•Начисление баллов и наград

•Рейтинги и соревнования

•Виртуальные экскурсии и игры

3. Адаптация контента:

•Простой и понятный язык

•Примеры из жизни

•Истории и рассказы

4. Современные технологии:

•Приложения с дополненной реальностью

•QR-коды

•Онлайн-экскурсии и виртуальные музеи

5. Подготовка экскурсоводов:

•Обучение современным методикам

•Адаптация экскурсий к возрасту

•Вовлечение детей в процесс

6. Сотрудничество со школами:

•Разработка совместных программ

•Подготовка к посещению музея

•Обсуждение после посещения

7. Маркетинг и продвижение:

•Реклама в социальных сетях

•Привлечение лидеров мнений

•Специальные предложения и скидки

Внедрение этих мер поможет музеям преодолеть проблему скуки и превратить посещение в увлекательное и познавательное приключение для современных школьников. Важно понимать, что музей – это не просто хранилище артефактов, а живое, динамичное пространство, которое должно адаптироваться к меняющимся потребностям и интересам аудитории.

1.4 Пример музея, активно использующего новые идея, технологии для привлечения школьников

Центр "Космонавтика и авиация" на ВДНХ в Москве. Он является одним из наиболее ярких примеров успешного внедрения интерактивных технологий и вовлекающих подходов в российском музее.

1. Масштаб и иммерсивность: Огромная площадь музея, позволяющая разместить крупногабаритные экспонаты (например, макеты космических кораблей, самолетов). Это создает сильный эффект погружения.

2. Интерактивные экспонаты:

Тренажеры. Интерактивные панели. Симуляторы. "Космическая еда"

3. Мультимедийные технологии:

Панорамные проекции. 5D-кинотеатр. Аудиогиды

4. Образовательные программы: Экскурсии, Мастер-классы, Лекции

5. Вовлечение и геймификация: Квесты, Интерактивные викторины, Фотозоны

6. Актуализация контента: Музей постоянно обновляет экспозицию. Проводятся временные выставки, посвященные актуальным темам в области космонавтики и авиации.

Примеры конкретных интерактивных элементов:

•Интерактивный макет МКС. Позволяет изучить устройство Международной космической станции, узнать о работе космонавтов на орбите и посмотреть видеоролики о жизни на МКС.

•"Буран". Внутри полноразмерного макета орбитального корабля "Буран" можно увидеть кабину пилотов, узнать о системе управления кораблем и посмотреть видео о программе "Буран".

•Сфера "Планетарий": Внутри сферы "Планетарий" демонстрируются фильмы о звездах, планетах и галактиках.

Благодаря такому разнообразию интерактивных элементов и вовлекающих подходов, Центр "Космонавтика и авиация" является одним из самых популярных музеев в Москве. Он привлекает большое количество посетителей, особенно детей и молодежи, и способствует популяризации науки и техники.

Что делает его успешным:

•Комплексный подход. Использование различных типов интерактивных элементов, адаптированных для разных возрастов и интересов.

•Качественный контент. Предоставление достоверной и интересной информации о космосе и авиации.

•Профессионализм персонала. Доброжелательные и квалифицированные экскурсоводы и консультанты, готовые ответить на любые вопросы.

•Современный дизайн. Привлекательный и современный дизайн экспозиции.

Таким образом, Центр "Космонавтика и авиация" служит хорошим примером того, как музеи могут использовать интерактивные технологии и вовлекающие подходы для создания увлекательного и познавательного опыта для посетителей.

1.5 Роботы в музее

Использование роботов в музеях становится все более распространенной практикой. Они могут выполнять широкий спектр задач, от информационных до развлекательных, и значительно улучшить опыт посетителей. Основные цели и функции роботов в музеях:

1. Информирование и консультирование:

•Роботы-гиды. Роботы могут проводить экскурсии по музею, предоставляя информацию об экспонатах, истории и культуре. Они могут двигаться по заданному маршруту, останавливаться у экспонатов и рассказывать о них. Преимущество в том, что они могут работать круглосуточно, без выходных и отпусков, и не устают.

•Роботы-информаторы. Размещенные в холле или у входа, они могут отвечать на вопросы посетителей о расположении экспонатов, времени работы музея, ценах на билеты, правилах посещения и других организационных вопросах.

•Роботы-консультанты. Более продвинутые модели могут анализировать интересы посетителя и предлагать ему оптимальный маршрут по музею или рекомендовать экспонаты, которые могут ему понравиться.

2. Развлечение и вовлечение:

•Роботы-аниматоры. Могут развлекать посетителей танцами, играми, шутками или песнями. Они могут взаимодействовать с детьми, вовлекая их в интерактивные игры и викторины.

•Роботы-актёры. Могут участвовать в театрализованных представлениях, воссоздавая исторические сцены или рассказывая истории. Они могут взаимодействовать с живыми актерами или выступать самостоятельно.

•Роботы-художники/музыканты. Некоторые роботы умеют рисовать, создавать музыку или писать стихи. Они могут демонстрировать свои навыки посетителям и даже создавать произведения искусства по их заказу.

3. Образование и обучение:

•Роботы-помощники в обучении. Роботы могут помогать детям изучать сложные темы, используя интерактивные игры, викторины и симуляции. Они могут адаптировать уровень сложности задач к индивидуальным потребностям каждого ученика.

•Роботы-демонстраторы. Могут демонстрировать научные эксперименты, физические законы или исторические процессы. Они могут проводить демонстрации, которые были бы опасны или сложны для людей.

•Роботы-репетиторы. Могут помогать посетителям изучать иностранные языки, историю, математику и другие предметы.

4. Безопасность и охрана:

•Роботы-охранники. Могут патрулировать территорию музея, обнаруживать подозрительные предметы или лица, а также реагировать на чрезвычайные ситуации.

•Роботы-пожарные. Могут обнаруживать возгорания и тушить пожары, минимизируя ущерб для экспонатов и посетителей.

5. Доступность:

•Помощь людям с ограниченными возможностями. Роботы могут помогать людям с ограниченными возможностями ориентироваться в музее, предоставлять информацию на языке жестов или адаптировать контент для людей с нарушениями зрения.

Преимущества использования роботов в музеях:

•Повышение привлекательности музея. Роботы привлекают внимание посетителей, особенно детей и молодежи, и делают посещение музея более интересным и запоминающимся.

•Улучшение качества обслуживания. Роботы могут предоставлять информацию более оперативно и эффективно, чем люди, и освобождать персонал музея для выполнения других задач.

•Инновационный имидж. Использование роботов демонстрирует инновационный подход музея и его стремление к использованию современных технологий.

•Возможность персонализации. Роботы могут адаптировать свои ответы и действия к индивидуальным потребностям и интересам каждого посетителя.

•Объективность и беспристрастность. Роботы не подвержены человеческим эмоциям и предрассудкам, что может быть важно при предоставлении информации о спорных или деликатных темах.

Примеры использования роботов в музеях [1]:

•Музей науки и промышленности в Чикаго. Использует роботов для демонстрации научных экспериментов и обучения детей.

•Музей науки в Лондоне. Использует роботов для проведения экскурсий и развлечения посетителей (Рисунок 1.5.1 Приложения).

•Музей Тойота в Японии. Использует роботов-аниматоров для воссоздания ис торических сцен и демонстрации технологических достижений компании (Рисунок 1.5.2 Приложения).

Недостатки и ограничения:

•Высокая стоимость. Приобретение, обслуживание и программирование роботов требует значительных финансовых вложений.

•Технические проблемы. Роботы могут ломаться, давать сбои или требовать регулярного обновления программного обеспечения.

•Ограниченные возможности. Роботы пока не могут заменить людей во всех задачах, требующих эмпатии, креативности и критического мышления.

•Безопасность. Необходимо обеспечить безопасность посетителей при взаимодействии с роботами, особенно с крупными и подвижными моделями.

Роботы могут стать ценным инструментом для музеев, помогая им привлекать посетителей, улучшать качество обслуживания и предоставлять новые образовательные возможности. Однако, важно тщательно планировать использование роботов и учитывать все потенциальные риски и ограничения. Роботы должны дополнять, а не заменять человеческий персонал музея

Часть 2 Разработка проекта

2.1 Задачи проекта

Наш проект будет включать в себя робота для перемещения детей по залам музея и интерактивную зону с роботизированным устройством для привлечения внимания детей.

Задачи робота:

Встречать детей

Приглашать в увлекательное путешествие по залам музея

Предоставлять выбор зала

Провозить по залу и останавливаться в конце зала в зоне интерактивности

Ожидать детей до окончания интерактивности

Возвращать детей в исходный зал

Предлагать сделать выбор нового зала

Задачи интерактивной зоны, как роботизированного устройства:

Встречать детей, подсвечивая экспонаты

Привлекать внимание детей движением некоторых экспонатов выставки

2.2 Эрмитаж – место применения проектного решения

Мы решили показать применение нашего проектного решения на примере залов Эрмитажа (Рисунок 2.2.1 Приложения).

Фельдмаршальский зал

Расположен в Восточной анфиладе дворца его создали первым. На стенах зала висят портреты российских фельдмаршалов: Потёмкина, Суворова, Кутузова и других военачальников (Рисунок 2.2.2 Приложения). По традиции, принятой в XIX веке, последняя ниша под картину осталась свободной.

Интерактив: детям предлагается примерить костюм фельдмаршала и почувствовать себя великим и решительным военачальником. Зеркало рядом!

Граф, светлейший князь Михаи́л Илларио́нович Голени́щев-Куту́зов — русский полководец, государственный деятель и дипломат, генерал-фельдмаршал из рода Голенищевых-Кутузовых.

В костюм входит камзол, жилет, брюки, манишка, банты на обувь, лента, пояс, парик, фуражка, повязка на глаз.

Гербовый зал представлен на рисунке 2.2.3 Приложения.

Одно из самых больших парадных помещений Эрмитажа занимает площадь в 1000 квадратных метров. Зал украшают массивные позолоченные колонны и люстры с гербами российских губерний. Вход охраняют скульптуры древнерусских воинов со знамёнами.

Интерактив: детям предлагается нарисовать/раскрасить символ государства – герб или другие символы России.

2.3 Робот-проводник в музее

Мы сконструировали робота-проводника из конструктора Lego Mindstorms EV3 (Рисунок 2.3.1 Приложения).

Мы установили:

• Один мотор и 2 колеса для движения по прямой из одного зала музея в другой

• 2 датчика касания для выбора зала

• 2 ультразвуковых датчика для ориентации по залам музея: остановки в случае обнаружения человека на пути и остановка у стены интерактивной зоны зала музея.

• Блок EV3

Наша программа представлена на Рисунке 2.3.2 Приложения.

Программа состоит из 3 подпрограмм: 2 подпрограммы – следование робота по выбранному маршруту в один из двух залов, третья подпрограмма для приветствия и общего регулирования движения.

2.4 Интерактивная зона

Мы создали интерактивную зону с помощью контроллера Arduino. (Рисунок 2.4.1 Приложения)

Мы использовали следующие элементы для интерактивной зоны:

• Ультразвуковой датчик для обнаружения приблизившегося робота

• 3 светодиода для яркой подсветки интерактивной зоны

• Сервомотор для активации интерактивной зоны и привлечения внимания

Наша программа представлена на Рисунке 2.4.2 Приложения.

В программе проверяется условия обнаружения ультразвуковым датчиком предмета на расстоянии 20 см и ближе. В этот момент включаются светодиоды и мотор на поворот на 180 градусов и обратно.

Для демонстрации нашей идеи мы оформили макет. Итоговый вид макета представлен на Рисунке 2.4.3 Приложения.

2.5 Планируемые доработки

Добавить ещё залы музея, робота сделать на 2 колесах и движение запрограммировать по черной линии

Добавить второго робота-проводника

Запрограммировать обмен данными между двумя роботами с помощью блютуз связи

Заключение

Наша модель робота для музея привлечет внимание детей к музеям, он будет возить детей по длинным залам музея и знакомить с экспозициями и интерактивными залами.

Мы изучили проблему низкой заинтересованности детей 6-10 лет, провели опрос школьников, увидели основные причины низкого интереса к посещению музеев: усталость и скучные экскурсии.

Мы посмотрели современные технологии по привлечению школьников к изучению пространства музеев и рассмотрели наиболее яркий пример современного популярного музея. Узнали о роботах в музеях, их функциях, формах, эффективности работы.

Разработали идею робота-проводника в пространство музея для детей 6-10 лет. Реализовать идею с помощью робота на базе конструктора LEGO Mindstorms EV3 и роботизированного устройства на базе микроконтроллера Arduino. Оформили макет 2 залов музейного комплекса «Эрмитаж» и презентовали проект.

Наш проект успешно демонстрирует возможность включения роботов и интерактивных роботизированных интерактивных зон в музейные комплексы с целью привлечения детей в возрасте 6-10 лет к посещению экскурсий.

Список литературы и интернет-источников:

Список литературы:

1. Исогава, Й. Большая книга идей LEGO Technic. Техника и изобретения: Йошихито Исогава. / Й. Исогава // Эксмо. – 2021.

2. Филиппов, С.А. Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление. / С.А. Филиппов // Лаборатория знаний. – 2017.

Интернет источники:

3. http://yugovalib.ru/uploads/docs/03755d941986f654e5c1e87f548344f1.pdf

4. https://go-japan.ru/sights/muzei/muzey-toyota-kaykan/

5. https://experience.tripster.ru/articles/zaly-ermitazha/

Приложение