313
Open access:
http://www.aesa.kz:8080/conference_proceedings/2017/
Перспективы рынка робототехнических конструкторов и его значимость для
развития инноваций в России
Мельникова Е.В., Гавриков Л.Н.
Сибирский государственный аэрокосмический университет
им.акад. М.Ф. Решетнева,
Красноярский институт железнодорожного транспорта
Иркутского государственного университета путей сообщения,
Красноярск, Российская Федерация
E-mail:
melena6921@mail.ru
Сегодня рынок робототехники развивается стремительно. С каждым днем все
больше роботов входят в повседневную жизнь человека. Причиной бурного роста стало
падение стоимости компонентов для производства роботов и развитие программного
обеспечения, что позволило значительно снизить себестоимость выпуска
робототехнической продукции. Развитие научно-технического прогресса в области
коммерциализации робототехнических изделий вплотную приблизилось к моменту, когда
снижение стоимости готовых изделий дает возможность организации массового
производства. Объем мирового рынка робототехники, согласно статистике
Международной федерации робототехники (International Federation of Robotics, IFR),
которая учитывает исключительно продажу роботизированных устройств, объем рынка
оценивается в интервале от 14,5 до 29 миллиардов долларов [1].
Уже сегодня на данном рынке можно выделить два направления – это
промышленная и сервисная робототехника. По подсчетам экспертов объем мирового
рынка робототехники уже к 20-му году приблизиться к 100 млрд. долларов США. У
России есть шанс в течение ближайших 10 лет занять от 10 до 15% мирового рынка
сервисной робототехники. Для этого необходимо на федеральном уровне принять
программу развития данной отрасли, а так же разработать и внедрить комплекс мер
способствующих созданию предприятий в этой отрасли.
Огромный потенциал имеет профессиональная сервисная робототехника: в течение
последних 10 лет объем соответствующего глобального рынка рос со средней скоростью
30,5% в год, и новые ниши продолжают появляться одна за другой. По данным [2],
прирост рынка профессиональных сервисных роботов в натуральном выражении в 2015 г.
составил 25 %, объем продаж достиг 41тыс. единиц.
Подготовка молодых специалистов является одним из главных факторов развития
робототехники. Уже сегодня многие зарубежные партнеры России задумались о
подготовке в своих странах квалифицированных инженерно- технических кадров для
этой инновационной отрасли. Специальные программы, финансируемые на
государственном уровне, и направленные на развитие уроков робототехники в школах и
ВУЗах существуют в Китае, США, Евросоюзе, Аргентине, Индии и так далее. В США
уже более чем в 10% всех школ преподается робототехника, а в Китае данный предмет
является частью обязательной программы и преподается с начальных классов.
Робототехника как учебная дисциплина носит межпредметный характер,
устанавливая учебные связи, она позволяет развивать практическое понимание
теоретических основ предметов: математика, физика, информатика, проектирование и
черчение. Одним из важнейших элементов процесса обучения робототехнике в учебных
заведениях является наглядная демонстрация принципов работы робототехнических
устройств на примере самостоятельной сборки робота. Для этих целей сейчас используют
различные робототехнические конструкторы. Принцип работы основан на
программировании электронной части конструктора и выполнении заданной программы.
Зарубежные производители робототехнических конструкторов активно приникают
на Российский рынок образовательной робототехники и беспрепятственно со стороны
отечественных производителей занимают свободные ниши. В основном производители
314
Open access:
http://www.aesa.kz:8080/conference_proceedings/2017/
зарубежных конструкторов ставят своей целью подготовку школьников и студентов к
участию в соревнованиях по робототехнике, проводимых на основе ими же
разработанных регламентов этих соревнований, что сказывается на качестве процесса
обучения и на его результатах. Уроки, проведенные на базе таких конструкторов, не в
полной мере раскрывают сущность и задачи предмета робототехника и не формируют
должным образом необходимые навыки профессии у будущих специалистов в этой
области.
В связи с вышесказанным и тем, что Россия взяла курс на импортозамещение и
переход от экономики сырьевого типа к инновационному типу развития, необходимо
разработать и выпустить на рынок отечественный конструктор, отвечающий требованиям
процесса обучения робототехнике и формирующий в полной мере навыки будущей
профессии. Появление на рынке отечественного образовательного конструктора позволит
России самостоятельно, не завися от зарубежных производителей конструкторов,
формировать процесс обучение робототехники в школе и ВУЗе.
Помимо огромного социального значения, которое несет развитие образовательной
робототехники в стране, она еще имеет большее экономическое значение. Сегодня
мировой рынок робототехнических конструкторов растет в среднем на 30% в год.
По оценкам экспертов [3], емкость мирового рынка образовательных роботов в
2014 году выросла до 1,7 млрд. с 27 млн. долл. США в 2007 году. Если в 2007 году в мире
было 541 000 образовательных робототехнических конструкторов, то в 2014 году их число
достигло 35,8 млн. единиц. В среднем динамика роста в мире составляет 50 процентных
пунктов в год, и тренд свидетельствует об увеличении скорости роста.
Рынок робототехнических конструкторов по назначению можно разделить на два
больших сегмента: развлекательной робототехники и образовательной робототехники.
Это разделение рынка робототехнических конструкторов условно. Несмотря на четкие
границы по сфере применения, в данных сегментах используются одни и те же элементы и
конструктора роботов. Так, продукт «LEGO MINDSTORMS.NXT» — конструктор для
создания программируемого робота, - от компании «LEGO» получил широкое
распространение и на рынке развлекательной, и на рынке образовательной робототехники.
Но, несмотря на схожесть, рынки имеют существенные различия, выражающиеся в
необходимости учитывать интересы групп пользователей. Так, специфика процесса
обучения основам робототехнике в школе и в ВУЗе в корне отличается от познавательной
робототехники дома. При разработке конструкторов роботов для продажи наборов
частным лицам нет необходимости в разработке методики процесса обучения
робототехники: достаточно лишь снабдить набор необходимыми инструкциями для
сборки конструктора робота. А для процесса обучения робототехнике необходимо
учитывать следующие аспекты.
Уровень вхождения — учебное заведение впервые внедряет образовательную
робототехнику для этого приобретается первичный набор образовательного
робототехнического конструктора, понятного без специальных знаний учителю, который
самостоятельно проявил инициативу и выразил желание организовать кружок
робототехники при школе. В основном это учителя физики, информатики, технологии.
Начальный уровень — учебные заведения на систематической основе проводят
уроки робототехники, и помимо имеющихся робототехнических конструкторов
предыдущего уровня организации процесса обучения, возникает необходимость
организации специальных зон (полей) на которых ученики могут отрабатывать
ориентацию в пространстве с помощью собранных моделей роботов и применяя
различные датчики и сенсоры.
Средний уровень — ученики начинают принимать участие в различных
соревнованиях, и возникает необходимость приобретение дополнительного учебного
робототехнического оборудования.
Высокий уровень — помимо преподавания робототехники на основе механики и
программирования возникает виденье необходимости соединения робототехники с