Как начать свой путь в робототехнике

Вы можете начать свой путь в робототехнике, проявив любопытство и желание учиться. Многие отрасли нуждаются в специалистах, разбирающихся в робототехнике. Мировой рынок робототехники в 2023 году оценивался в 67.9 млрд долларов.

• Ожидается, что в 2024 году этот показатель достигнет 78.4 млрд долларов.

• По прогнозам экспертов, к 2029 году он вырастет до 165.2 млрд долларов.

Вы развиваете навыки, приобретаете опыт и исследуете новые пути по мере своего профессионального роста в области инжиниринга.

Обзор робототехники

Что такое робототехника

Выбирайте робототехнику, если хотите усовершенствовать роботов. Многие ведущие колледжи предлагают четырёхгодичный курс по этой специальности. Этот курс поможет вам подготовиться к работе в сфере робототехники и автоматизации. Вы приобретёте навыки в области компьютерной, машиностроительной и электротехнической инженерии. В WPI робототехника означает применение интеллектуальных идей в реальных машинах. Вы изучаете как искусственный, так и настоящий интеллект, чтобы создавать хороших роботов. В Purdue вас научат программировать, управлять роботами и использовать автоматику. Вы будете готовы к проектированию и использованию современных роботов в реальной жизни.

Междисциплинарная область

Робототехника использует множество видов знаний. Машиностроение используется для создания корпуса робота и обеспечения его движения. Электротехника помогает снабжать роботов энергией и управлять ими. Программная инженерия позволяет писать код и заставлять роботов думать. Искусственный интеллект помогает роботам учиться и действовать самостоятельно. В таблице ниже показано, как каждый навык помогает робототехнике:

Дисциплина	Роль в робототехнике
Машиностроение	Строит корпус робота и помогает ему двигаться. Разрабатывает конструкцию и принцип её работы.
Электротехника	Дает роботам силу, помогает им разговаривать и управляет ими.
Программная инженерия	Пишет код и контролирует работу роботов и принятие ими решений.
Искусственный интеллект	Делает роботов умнее и помогает им выполнять действия самостоятельно.

Вы также увидите команды, специализирующиеся на информатике, биологии и нейробиологии. Эти команды используют свои навыки для решения проблем и создания новых роботов и инструментов.

Роли и задачи

В сфере робототехники существует множество профессий. Вы можете участвовать в проектировании и сборке роботов. Вы можете писать программное обеспечение для управления роботами или тестировать новые идеи. Вы можете управлять проектами и работать с другими инженерами. Некоторые люди занимаются исследованиями и изобретают новое. Другие настраивают и ремонтируют роботов на заводах или в лабораториях. Вот некоторые распространённые работы и задачи:

Роль/Задача	Описание
Дизайн и развитие	Работайте с другими над созданием деталей и систем роботов.
Программирование и управление	Напишите код для роботов и помогите им двигаться и использовать датчики.
Тестирование и проверка	Создавайте и тестируйте роботов, чтобы убедиться в их эффективной работе.
Сотрудничество и управление проектами	Управляйте временем и ресурсами и работайте с разными инженерами.
Исследования и инновации	Узнайте о новых идеях в области робототехники и помогите с исследованиями.
Внедрение и развертывание	Установите роботов в реальных местах и ​​убедитесь, что они работают.
Соответствие и стандарты	Соблюдайте правила и ведите учет проектов и испытаний.

Вы можете начать карьеру инженера-робототехника, инженера по автоматизации или техника по робототехнике. Вы также можете стать научным сотрудником или инженером систем управления. Каждая работа поможет вам узнать больше о робототехнике и инженерном деле.

Навыки для робототехники

Технические Навыки

Пример рассчета хорошие технические навыки Чтобы преуспеть в робототехнике, вам практически каждый день пригодятся математика и естественные науки. Вы пишете код, чтобы роботы работали и решали проблемы. Вы работаете в команде с другими людьми. Вы быстро учитесь новому. Вы также придумываете новые способы проектирования роботов. Вот несколько навыков, которые вам пригодятся часто:

• Математика и наука

• Программирование

• Командная работа

• Решение сложных проблем

• Креативное мышление

• Изучение новых вещей

Вы используете эти навыки для создания и тестирования роботов. Вы учитесь использовать датчики и двигатели. Вы используете компьютерные программы и инженерные инструменты. Это помогает вам обеспечить правильную работу роботов.

Решение Проблем

В робототехнике вы сталкиваетесь со множеством проблем. Вам нужно находить разумные решения, когда роботы не работают. Вы рассказываете о проблемах, которые видите, и о том, как их решаете. Вы используете метод STAR, чтобы продемонстрировать свои навыки. Например, вы можете рассказать о случае, когда робот не прошёл тест. Вы изменили конструкцию, чтобы решить проблему. Рассказывая эти истории, вы помогаете другим увидеть ваши навыки решения проблем.

• Обсуждение проблем и ответов

• Приведите примеры гибких навыков

• Используйте метод STAR для демонстрации своей работы

Вы каждый день решаете проблемы в инженерии. Вы проверяете идеи и учитесь на ошибках. Вы совершенствуете своих роботов.

Станьте инженером-робототехником

Образовательные пути

Вы можете стать инженером-робототехником, выполнив несколько шагов. Большинство людей начинают с хорошего образования. Для этой работы необходимо соответствовать определённым требованиям к образованию. Вот основные требования, которые вам следует соблюдать:

1. Получите соответствующую степень. Большинство студентов выбирают степень бакалавра в области машиностроения, электротехники, программного обеспечения или компьютерных наук. В некоторых колледжах есть специальная степень по робототехнике.

2. Подумайте о получении высшего образования. Многие вакансии требуют специалистов со степенью магистра, например, магистра наук по робототехнике. Это может помочь вам найти более престижную работу.

3. Сосредоточиться на практическое обучениеНайдите программы со стажировками или совместным обучением. Это даст вам практические навыки.

БАКАЛАВРИАТ

Степень бакалавра — самый распространённый способ начать карьеру в области робототехники. Вы можете выбрать одну из различных специальностей, которые помогут вам подготовиться к этой карьере. Каждая специальность развивает различные навыки в области робототехники. Вот несколько популярных вариантов:

• Машиностроение

• Электротехника

• Компьютерные Науки

• Мехатроника

• Аэрокосмическая техника

• Промышленное проектирование

• Биомедицинская инженерия

• Робототехника и автоматизация

В большинстве программ предусмотрены курсы по математике, физике, программированию и электронике. Вы также узнаете о датчиках, двигателях и системах управления. Некоторые колледжи позволяют вам работать над… реальные проекты робототехники в классе.

Основной	Чему вы учитесь на робототехнике
Машиностроение	Конструкция, движение и структура робота
Электротехника	Системы питания, схемы и датчики
Компьютерные Науки	Программирование, алгоритмы и искусственный интеллект
Мехатроника	Сочетание механики, электроники и вычислительной техники
Робототехника и Автоматизация	Полные робототехнические системы и процессы автоматизации

Практический опыт

Чтобы работать в сфере робототехники, вам нужно больше, чем просто диплом. Практические занятия очень важны. Вы можете вступить в клубы, участвовать в конкурсах или работать над собственными проектами. Эти занятия помогут вам развить реальные навыки и показать работодателям, на что вы способны.

• Запишитесь в школьный кружок робототехники. Вы сможете работать над групповыми проектами и учиться у других.

• Примите участие в соревнованиях по робототехнике. Эти мероприятия позволят вам решать реальные задачи и проверять свои идеи.

• Найдите стажировки или программы сотрудничества. Вы сможете работать с настоящими инженерами и учиться на практике.

• Создавайте собственных роботов дома. Делитесь своими проектами онлайн или в классе.

• Станьте волонтёром на мероприятиях и семинарах по робототехнике. Вы познакомитесь с новыми людьми и приобретёте новые навыки.

Многие студенты получают свою первую работу, показывая свои работы. Вы можете создать портфолио с фотографиями и видео своих проектов. Работодатели ценят не только ваши знания, но и то, что вы усвоили на занятиях.

Networking

Нетворкинг поможет вам стать инженером-робототехником. Вы познакомитесь с людьми, которые могут дать совет, поделиться предложениями о работе или помочь вам узнать что-то новое. Вот несколько способов развить свою сеть:

• Присоединяйтесь к интернет-форумам и общайтесь с другими любителями робототехники.

• Посещайте конференции и семинары. Там вы сможете познакомиться с экспертами и другими студентами.

• Используйте социальные сети, такие как LinkedIn или Twitter, для связи с профессионалами.

• Станьте волонтёром на мероприятиях, посвящённых робототехнике. Вы встретите людей, разделяющих ваши интересы.

• Работайте над групповыми проектами онлайн. Вы научитесь работать в команде и заведёте новых друзей.

• Поделитесь своими проектами в блогах или на видеоканалах. Возможно, люди заметят вашу работу и обратятся к вам.

Вы сможете стать инженером-робототехником, следуя этим шагам. Начните с получения подходящего образования, пройдите практическое обучение и расширяйте круг общения. Каждый шаг приближает вас к карьере в области робототехники.

Продвинутое обучение

Высшее образование

Получение степени магистра может помочь вашей карьере в области робототехники. Во многих колледжах есть магистерские программы по робототехнике. Эти программы дают более глубокое понимание проектирования, программирования и автоматизации. Вы учитесь решать сложные задачи и работать над реальными проектами. Вы также можете работать в исследовательских лабораториях и сотрудничать с компаниями.

Вы найдёте больше работы в сфере здравоохранения, развлечений, сельского хозяйства и на производстве. Вы также получите более высокую оплату и более высокий уровень безопасности труда. Хорошие связи в компаниях помогут вам попробовать себя в разных сферах. Вы можете заниматься исследованиями, производством продукции или руководить командами. Дипломы о высшем образовании помогут вам добиться успеха на инженерных должностях.

• Вы получаете практическую практику работы с новыми технологиями.

• Вы встречаетесь с экспертами и заводите связи.

• Вы можете возглавлять инженерные группы.

Технические характеристики

Сертификаты демонстрируют вашу заинтересованность в робототехнике. Вы подтверждаете свои навыки и знания руководству. Многие компании ищут сертифицированных специалистов для выполнения специальных задач. Вы можете получить сертификаты по автоматизации, проектированию и программированию. Эти сертификаты помогут вам быть в курсе новых технологий.

Сертификаты могут показать, что вы разбираетесь в чём-то важном и цените свою работу, особенно если вы новичок или у вас мало опыта. Руководители ценят людей с практическими навыками, но сертификат может показать, что у вас есть множество навыков.

Название сертификации	Разработчик	Best For	Описание
Сертификаты инженеров-робототехников	Различный	Инженеры разрабатывают интеллектуальные роботизированные системы	Практический опыт работы с алгоритмами ИИ в робототехнике.
Сертифицированный специалист SolidWorks	Dassault Systèmes	Механическое проектирование и прототипирование	Демонстрирует хорошие навыки работы с SolidWorks для создания деталей роботов.
Сертифицированный специалист по автоматизации	Международное общество автоматизации	Системы автоматизации и управления технологическими процессами	Доказывает, что вы разбираетесь в автоматизации, что важно в робототехнике.
Сертификация ROS	Промышленный консорциум Construct/ROS	Исследования и промышленные применения	Показывает, как вы умеете пользоваться операционной системой робота (ROS).

• Больше возможностей для карьерного роста: сертификаты помогут вам выделиться при поиске работы.

• Уважение и доверие: они показывают, что вы опытны и серьезны.

• Новейшие навыки: программы сертификации знакомят вас с новыми технологиями робототехники.

• Лучшая оплата труда: сертифицированные инженеры часто зарабатывают больше.

• Специальные задания: сертификация поможет вам получить специальные задания и работать над интересными проектами.

Вы можете выбрать сертификацию, которая соответствует вашим целям в инженерии. Вы продемонстрируете руководству, что обладаете необходимыми ему навыками.

Подходит ли вам робототехника?

Черты успеха

Вам нужны определенные черты характера, которые помогут вам преуспеть в робототехнике. Многие успешные инженеры-робототехники обладают этими качествами. Вы используете системное мышление, чтобы понять, как детали работают вместе. Вы развиваете программистское мышление, чтобы решать задачи с помощью кода. Вы быстро учитесь новому и ежедневно используете математику. Вы принимаете правильные решения и хорошо взаимодействуете с командой. Вы разрабатываете новые технологии и решаете сложные задачи. Вы продолжаете работать, даже когда ситуация становится сложной.

Вот основные черты, которыми обладают инженеры-робототехники:

1. Системное мышление

2. Программное мышление

3. Активное изучение

4. Математика

5. Суд и принятие решений

6. Хорошая связь

7. Технологический дизайн

8. Комплексное решение проблем

9. Настойчивость

Вы используете эти качества для решения реальных проблем. Вы работаете с другими и делитесь идеями. Вы постоянно учитесь и совершенствуете свои навыки.

Самооценка

Вы можете проверить, подходит ли вам робототехника, воспользовавшись инструменты самооценкиЭти инструменты помогут вам увидеть свои сильные стороны и области для развития. Вы ответите на вопросы о своих интересах и навыках. Вы получите профиль, который покажет, соответствует ли робототехника вашим целям.

• Тест Gyfted для инженеров-робототехников поможет вам узнать о своих навыках, интересах и предпочтениях. Тест использует психометрические методы, чтобы дать вам представление о кандидате и составить полный профиль для планирования карьеры.

• Тест на получение квалификации инженера-робототехника проверяет ваши знания основ робототехники, программирования и систем управления. Вы можете сдать его как новичку, так и эксперту. Тестирование занимает около 30 минут.

Вы используете эти инструменты, чтобы сделать осознанный выбор относительно своего будущего. Вы узнаете, что вам нравится, а над чем нужно поработать. Вы решите, подходит ли вам робототехника.

Первые шаги

Онлайн курсы

Вы можете изучить робототехнику Проходя онлайн-занятия. На этих занятиях вы получите базовые знания. Вы будете развивать свои навыки шаг за шагом. Многие ведущие колледжи предлагают бесплатные или недорогие курсы. Вы узнаете о моделировании роботов, программировании и искусственном интеллекте. Вот несколько хороших курсов для начинающих:

• Введение в робототехнику (CS223A) от Стэнфордского университета изучает математические модели и принципы работы роботов.

• Курс «Основы робототехники I – Моделирование роботов» от Неаполитанского университета познакомит вас с основами моделирования роботов.

• Онлайн-курсы Michigan Robotics включают ROB 102: Введение в ИИ и программирование, ROB 311: Как построить роботов и заставить их двигаться и ROB 502: Программирование для робототехники.

Клубы и соревнования

Вы можете присоединиться к кружкам робототехники и участвовать в соревнованиях для получения практического опыта. Вы работаете с другими учениками и решаете реальные задачи. Вы вместе строите роботов и учитесь работать в команде. Многие кружки рады новичкам и помогают освоить новые навыки. Вот несколько популярных вариантов:

• Конкурс робототехники BEST помогает учащимся средних и старших классов решать отраслевые проблемы.

• Robomission Всемирной олимпиады роботов использует LEGO для решения реальных задач.

• Botball Robotics от NASA поможет вам улучшить навыки программирования.

• First Robotics проводит мероприятия и предоставляет стипендии ученикам старших классов.

• Zero Robotics Массачусетского технологического института позволяет программировать роботов для космических миссий.

• Соревнование MATE ROV посвящено строительство подводных роботов.

• Робофест поддерживает обучение STEAM с помощью робототехники.

• Conrad Challenge вдохновляет вас создавать роботов, которые решают мировые проблемы.

Конференции

Посещая конференции по робототехнике, вы сможете познакомиться с экспертами и другими студентами. Вы увидите новые технологии и послушайте доклады. Вы сможете принять участие в семинарах и узнать что-то новое. Многие конференции открыты для студентов и новичков. В таблице ниже перечислены некоторые крупные мероприятия:

Название конференции	Описание	Целевая аудитория
IEEE ICRA	Крупнейшее мероприятие по исследованию робототехники, охватывающее ИИ и автоматизацию.	Инженеры, исследователи ИИ, специалисты отрасли, студенты
Робототехника: Наука и Системы (RSS)	Демонстрирует новые исследования в области робототехники.	Исследователи, аспиранты, специалисты отрасли
Саммит и выставка робототехники	Делится новейшими технологиями робототехники.	Разработчики, руководители бизнеса, студенты, ученые
Конференция по искусственному интеллекту роботов	Основное внимание уделяется роботам на базе искусственного интеллекта и машинному обучению.	Исследователи ИИ, специалисты отрасли, студенты

Вы можете начать изучать робототехнику, выполняя простые шаги.

1. Для начала получите степень бакалавра по робототехнике или другой специальности STEM.

2. Далее изучите программирование и использование фреймворков робототехники.

3. Вступайте в клубы, принимайте участие в проектах и ​​проходите стажировки для получения реального опыта.

4. Получите сертификаты, подтверждающие ваши знания.

Продолжайте узнавать новое, чтобы совершенствоваться и оставаться впереди. Это поможет вам развиваться вместе с новыми технологиями. Вы можете начать уже сегодня, записавшись на занятия или вступив в клуб. Любой, кто любознателен и хочет учиться, может добиться успеха в робототехнике и инженерии.