Рецензенти: О. Ф. Тарасов

УДК 004.896(075)
ББК 32.816 я73
M 79
Рецензенти:
О.Ф. Тарасов
, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри 
комп’ютерних інформаційних технологій Донбаської державної 
машинобудівної академії;
Г.В. Табунщик
, кандидат технічних наук, доцент, професор кафедри 
програмних засобів Запорізького національного технічного університету
Рекомендовано до друку Вченою радою
Київського університету імені Бориса Грінченка
(протокол № 8 від 29.08.2016 р.)
Навчальний посібник видано за підтримки проекту 
Tempus 544091-TEMPUS- 1-2013-1-BE- TEMPUS-JPCR 
«Розробка курсів з вбудованих систем з використанням інноваційних 
віртуальних підходів для інтеграції науки, освіти та промисловості 
в Україні, Грузії, Вірменії»
Проект фінансується за підтримки Європейської комісії
Морзе Н.В. 
M 79 
Основи робототехніки:
навчальний посібник / Н.В. Морзе, Л.О. Варченко-
Троценко, М.А. Гладун. – Кам’янець-Подільський : ПП Буйницький О.А., 
2016. – 184 с.
ISBN 978-617-608-063-3
Мета посібника – ознайомлення студентів та вчителів з технологією констру-
ювання роботів та створення програм для керування ними; набуття ними навичок 
проектування, конструювання та програмування роботизованої техніки.
Зміст матеріалу відображає думку авторів.
Європейська комісія не несе відповідальності за використання інформації, що 
міститься в навчальному посібнику.
УДК 004.896(075)
ББК 32.816 я73
ISBN 978-617-608-063-3
© Морзе Н.В., Варченко-Троценко Л.О., Гладун М.А.
© Київський університет імені Бориса Грінченка, 2016
© Tempus «DesIRE», 2013-2016
© Дизайн-студія «Рута», художнє оформлення, макет

3
ЗМІСТ
ВСТУП .....................................................................................................5
1
STEM-ОСВІТА ТА ШЛЯХИ ЇЇ РОЗВИТКУ .................................6
2
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ РОБОТОТЕХНІКИ .................................18
2.1. Історія розвитку робототехніки ...................................18
2.2. Поняття «робота» та його складові .............................30
2.3. Класифікація роботів та галузі їх застосування .....34
3
КОНСТРУКТОР LEGO MINDSTORMS EV3 .............................48
3.1. Конструктор Lego Mindstorms EV3 ..............................48
3.2. Програмне середовище Mindstorms EV3 .................53
3.3. Датчик та сенсори ...............................................................74
Датчик дотику........................................................................74
Сенсор кольору ....................................................................76
Ультразвуковий сенсор .....................................................79
Інші сенсори ...........................................................................82
4
МІНІ-КОМП’ЮТЕР RASPBERY PI ...............................................86
4.1. Знайомство з Raspberry Pi ...............................................86
4.2. Запуск Raspberry Pi .............................................................97
4.3. Scratch для Raspberry Pi ....................................................103
5
КОМПЛЕКТ FORMULA FLOWCODE BUGGY ........................121

4
5.1. Особливості комплекту
Formula Flowcode Buggy ...................................................121
5.2. Елементи вікна програмного
середовища Flowcode .......................................................123
5.3. Початок роботи у Flowcode ............................................128
5.4. Проекти у Formula Flowcode Buggy ............................135
ЛІТЕРАТУРА ............................................................................................147
СЛОВНИК ТЕРМІНІВ І ПОНЯТЬ .......................................................151
ДОДАТКОВІ РЕСУРСИ ........................................................................157

5
ВСТУП
В багатьох країнах система інженерної, технічної та природни-
чої освіти стоїть перед гострими викликами. Ефективність та вчас-
ність вирішення проблем в галузі технологізації освіти є фактора-
ми, які визначають успішність розвитку національної економіки. У 
відповідь на ці виклики освіта повинна здійснювати реформування 
галузі. Враховуючи розвиток інформаційно-комунікаційних техно-
логій, робототехніки, нанотехнологій виникає потреба у досвідче-
них фахівцях технічних та природничо-математичних дисциплін. 
STEM-освіта (Science Technology Engineering Math) є пріоритетною 
з причин затребуваності IT-фахівців, програмістів, інженерів, фа-
хівців технологічних виробництв. Професії майбутнього пов’язані 
з технологічним виробництвом на стику з природничими науками. 
Існує необхідність навчання студентів та вчителів навичкам ХХІ сто-
ліття шляхом використання STEM. Проте, більшість програм підго-
товки педагогічної освіти не націлені на STEM-освіту, а вчителі не 
мають чіткого розуміння з цього питання.
Одним з прикладів ефективного впровадження STEM-освіти 
є використання науково-дослідних проектів з використанням 
робототехніки. Швидко зростаюча потреба створення роботизо-
ваних систем, що використовуються в різних сферах суспільної 
діяльності, на виробництві та в побуті, припускає, що навіть зви-
чайні користувачі повинні володіти знаннями в галузі робототех-
ніки. Навчальний процес повинен бути практико-орієнтованим, 
мотивувати студентів до створення власних проектів та розробок, 
з метою розвитку критичного мислення, креативності, поширен-
ня проблемного підходу у навчанні та відходу від кліпового мис-
лення. Це дозволить студентам та вчителям отримати досвід піз-
навальної і творчої діяльності, зрозуміти сенс основних наукових 
понять, засвоїти взаємозв’язки між ними. Особлива роль при цьо-
му відводиться шкільній робототехніці. Тому актуальними залиша-
ються питання навчання основам робототехніки: які комп’ютерні 
плати використовувати, яке програмне забезпечення обрати?

6
1
STEM-ОСВІТА
ТА ШЛЯХИ ЇЇ РОЗВИТКУ
В останні роки в США, Кореї та інших країнах починається 
процес переходу до нової моделі освіти в галузі науки і техно-
логії – STEM. За абревіатурою STEM стоять чотири слова: science 
(наука), technology (технологія), engineering (інжиніринг) і 
mathematics (математика).
Потреба в новій моделі обумовлена тим, що в багатьох краї-
нах спостерігається, з одного боку, нестача кваліфікованих фахівців 
для STEM-галузей, а з іншого – зниження частки молоді, яка оби-
рає STEM для своєї кар’єри. Намагаючись розібратися в причинах 
зниження інтересу до вивчення предметів зі STEM-галузей і знайти 
способи вирішення проблеми, Міністерство підприємництва, інно-
вацій та ремесел Великобританії виконало дослідження [30]. Авто-
ри описали ставлення молодих людей до вивчення природничих 
наук, математики та технології в школі і до майбутньої кар’єри в 
галузі STEM. Якщо спробувати описати результати трьома коротки-
ми фразами, то це буде: «STEM не для мене, занадто важко», «Це не 
модно», «STEM-освіта не пов’язана з реальним життям».
Автори міжнародного огляду [19] відзначають, що STEM-
освіту розробники програм бачать по-різному. Важливим є те, що 
за будь-якої моделі інтеграції STEM у шкільний процес перева-
жає системний підхід вивчення цих дисциплін. Міждисциплінарні 
зв’язки і акцент на прикладний характер підкреслюються у визна-
ченні STEM-освіти даними Elaine J. Hom [8]: «STEM – це навчальна 
програма, заснована на ідеї навчання дітей чотирьом предмета-
ми (наука, технологія, інженерія та математика) як прикладним і 
пов’язаним між собою». STEM відрізняється від традиційного на-
вчання природничих наук і математики впровадженням змішано-
го середовища навчання і демонстрацією того, як наукові методи 
можуть використовуватися в повсякденному житті.

1. STEM-Освіта та шляхи її розвитку
7
Наука.
В цій галузі людської діяльності в рамках концепції 
STEM охоплюються питання лише природничих наук, які можна