رباتیک و هوش مصنوعی

چهارمین دوره جشنواره علمی-پژوهشی پژوهش‌سراهای دانش‌آموزی

دومین دوره مسابقات رباتیک و هوش مصنوعی، سال تحصیلی 1402-1401

مقدمه‌ای بر رباتیک و هوش مصنوعی

رباتیک و هوش مصنوعی به عنوان یک علم پیشرو، در اغلب شاخه های علوم نقش تعیین کننده در به ثمر رساندن اهدافی دارد که محدودیت های انسانی مانع از به سرانجام رسیدن آنها شده است. ربات ها و سیستم های هوشمند به دلیل انعطاف پذیری در برنامه ریزی می توانند باعث افزایش بهره وری، انجام ماموریت هایی که برای انسان مخاطره آمیز است و یا لحاظ کردن دقتی که انسان قادر به محاسبه آن نیست، شوند. آشنایی دانش آموزان با رباتیک و مبانی هوش مصنوعی و توانایی ساخت و طراحی ربات و یا طرح ریزی پروژه هایی مبتنی بر هوش مصنوعی، باعث ایجاد روحیه خودباوری و ارتقای توانمندی آنها می شود.

اهداف کلی چهارمین جشنواره علمی پژوهشی در حوزه رباتیک و هوش مصنوعی

• تلفیق دانش نظری و فعالیت های عملی و کاربردی
• شناسایی استعدادها و خلاقیت های دانش آموزان در زمینه مهارت های فنی
• آشنایی دانش آموزان با رباتیک و هوش مصنوعی، جهت ارتقای فناوری های روز و حل چالش های صنعت

گرایش های چهارمین دوره جشنواره علمی پژوهشی در حوزه رباتیک و هوش مصنوعی

ارائه محتوا (عکس،کتابچه مصور،فیلم و انیمیشن، طراحی پوستر)

ویژه دانش آموزان دوره های دوّم ابتدائی (به صورت انفرادی یا تیم 2 تا 3 نفره)

محیط زیست به همه محیط هایی که در آنها زندگی جریان دارد، گفته می شود. مجموع های از عوامل طبیعی کره زمین، هوا، آب، گیاهان، جانوران و ...  که انسان را احاطه می کنند و با هم در ارتباط متقابل هستند. با توجه به اینکه کلیه عوامل تشکیل دهنده محیط زیست تحت تأثیر فعالیت های انسان قرار می گیرد در راستا ی حفظ گونه های در حال انقراض گیاهی و جانوری و حفظ زیست بوم مناسب زندگی برای این گونه ها، مناطق حفاظت شده با نظارت کارشناسان و حضور محیط بانان و حمایت همه افراد جامعه در نظر گرفته شده است. استفاده از رباتها و پیداکردن راه مناسب برای ایجاد شرایط مناسب زندگی و رشد موجودات وظیفه ما است.

ربات آتشنشان با آردوینو

ویژه دانش آموزان دوره های اوّل و دوّم متوسطه (به صورت انفرادی یا تیم 2 نفره)

خودشکوفایی از نگاه روان شناسان، یکی از والاترین نیاز انسان ی است. دانش آموزان با کسب مهارت های فنی از قبیل طراحی و ساخت مبتنی بر فناوری های روز دنیا، به این مهم دست پیدا خواهند کرد. استفاده از زبان های برنامه نویسی ساده و انعطاف پذیر و همین طور سخت افزار در دسترس، مراحل رشد و مهارت آموزی دانش آموز را تسریع خواهد کرد.

طراحی و ساخت اسباب بازی

ویژه دانش آموزان دوره اوّل و دوّم متوسطه (به صورت انفرادی یا تیم 2 نفره)

اسباب بازی به کالایی گفته می شود که مخصوصاً برای بازی طراحی شده است. این کالا عمدتاً برای استفاده کودکان در نظر گرفته شده است، اگرچه ممکن است تحت شرایط خاص برای بزرگسالان نیز به بازار عرضه شود. امروزه در دوران طلایی اسباب بازیهای مبتنی بر اصول علمی، ریاضی و هستیم و اشکال جدیدتر از اسباب بازی شامل سرگرمی های دیجیتالی تعاملی که به هدف سرگرمی آموزشی یا فقط سرگرمی با(STEAM)  مهندسی تفکیک اسباب بازی خانگی یا اسباب بازی کاربردی در محل های بازی (شهربازی و مراکز عمومی سرگرمی) یا صرفا نمایشی طراحی و تولید می گردد. اسباب بازی طراحی شده برای این گرایش؛ باید حتماً از بین الکترونیک، مکانیک و برنامه نویسی حداقل دو مورد را داشته باشد. در پایان اسباب بازی ساخته شده باید در قالب یک محصول، به مرحله استانی عرضه شود.

برنامه نویسی پایتون با رویکرد حل مسئله

ویژه دانش آموزان دوره اوّل متوسطه (به صورت انفرادی یا تیم 2 تا 3 نفره)

امروزه در دوره پیشرفت سریع تکنولوژی، قدرت محاسبات به طور تصاعدی افزایش یافته و می توانیم از این امکان برای فعالیت های پیچیده تر استفاده کنیم. سه زمینه ای که در کنار این رشد سریع ظاهر شده اند: تجزیه و تحلیل داده، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی هستند. این سه شاخه، با وجود داشتن زیرمجموعه های منحصر به فرد و متمایز در اکثر موارد با هم همپوشانی و تداخل دارند، از جمله: زمینه های داده محور، الگویابی، پیشبینی مدل، آمار، ریاضی، علوم کامپیوتر، علوم اطلاعات، رباتیک، داده کاوی و تجزیه و تحلیل آماری، رایانه ابری، داده ها ی بزرگ و ... برای پیشرفت در هر یک از این زمینه ها، نیاز ضروری به برنامه نویسی است. زبان برنامه نویسی پایتون به دلیل خصوصیات منحصر به فردی که در اجرا و سهولت آموزش دارد، به عنوان یک زبان برنامه نویسی منبع باز با رابط گرافیکی مناسب و رویکرد شی گرا یکی از زبان های سطح بالای بسیار پویا با تعداد زیاد کتابخانه در رسیدن به مهارت های تحلیل داده و هوش مصنوعی است؛ لذا هدف از این مسابقه آشنایی دانش آموزان با مباحث برنامه نویسی و به کارگیری توابع در این زبان و همچنین نحوه انجام یک کار پژوهشی ساده با موضوعات مرتبط با مباحث درسی مدرسه است.

برنامه نویسی مبتنی بر هوش مصنوعی

ویژه دانش آموزان دوره دوّم متوسطه (به صورت انفرادی یا تیم 2 تا 3 نفره)

امروزه با پیشرفت مفاهیم مختلف در حوزه هوش مصنوعی و پیاده سازی اغلب الگوریتم های این حوزه در زبانهای مختلف برنامه نویسی به صورت ساختار یافته و یا ماژول پایه، امکان آموزش و ورود دانش آموزان به حوزه های کاربردی هوش مصنوعی نسبت به گذشته بیشتر فراهم شده است بطوری که بدون نیاز به دانش پایه دانشگاهی، می توان تنها با استفاده از توابع موجود و اندک دانش پایه موضوعی، از ابزارهای هوش مصنوعی (و حتی به روز این حوزه) در ساخت اپلیکیش نهای مختلف کاربردی استفاده نمود. لذا هدف از این مسابقه آشنایی دانش آموزان با مباحث روز هوش مصنوعی و نحوه بکارگیری توابع این حوزه در برنامه نویسی و همچنین نحوه انجام یک کار پژوهشی ساده در این زمینه می باشد.

گرایش استانی

انتخاب مقطع تحصیلی، بر عهده کمیته فنّی قطب استانی (به صورت انفرادی یا تیم 2 تا 3 نفره)

با توجه به اهداف شیوه نامه اجرایی، برنامه و رویدادهای کیفیت بخشی و ارتقای فرایند یاددهی و یادگیری مدارس (طرح شهید کاظمی آشتیانی) به 1401 و با توجه به نیازهای بومی و منطقه ای هر استان در کاربرد رباتیک و هوش مصنوعی در کسب و کارها، قطب های استانی رباتیک و هوش مصنوعی شیوه نامه یک گرایش ویژه استان خود را تحت نظارت کارشناس محترم نظارت و پیگیری امور پژوهش سراهای دانش آموزی استان و با هماهنگی قطب کشوری رباتیک و هوش مصنوعی، به صورت حضوری یا غیر حضوری مصوّب می نمایند.

رباتیک هنرجویی

ویژه دوره دوم متوسطه فنی حرفهای و کاردانش (به صورت تیم 3 تا 5 نفره)

راهبری و سیاست گذاری مسابقات رباتیک هنرجویی توسط قطب رباتیک و هوش مصنوعی و دبیرخانه راهبری کشوری الکترونیک، با رویکرد تقویت آموزش های فنی و مهارتی هنرجویان هنرستان های فنی حرفه ای و کاردانش و به منظور کیفیت بخشی به آموزش های رشته های گروه الکترونیک و تقویت روحیه کار تیمی در بین هنرجویان برنامه ریزی شده است. رویکرد مسابقات به گونه ای است که ساخت ربات تنها با برگزاری رقابت بین هنرجویان در روز مسابقه ارزش گذاری نمی شود بلکه، فرایند ساخت و مهارت های هنرجویان در طراحی و ساخت ربات نیز به عنوان یکی از اهداف اصلی در نظر گرفته شده و در تعیین رتبه تیم ها موثر واقع خواهد شد و این یکی از مهم ترین تفاوت های مسابقات رباتیک هنرجویی با سایر مسابقات رباتیک می باشد. این مسابقه، صرفا بر اساس سرفصل درسی هنرستان (شامل نرم افزار آلتیوم دیزاینر، نرم افزار پروتئوس، اسیدکاری و طراحی برد یک لایه مدار چاپی، برنامه نویسی به زبان C، پروگرام کردن و نرم افزار Code Vision AVR، طراحی و مونتاژ سنسور مادون قرمز با استفاده از آپ امپ ها و سایر سنسورها) می با شد.