Роботы

Администрация МО «Заиграевский район»

Управление образования   администрации МО «Заиграевский район»

МБОУ  Заиграевская средняя общеобразовательная школа

Робототехника.

Роботы – помощники людей.

                                                      Работу выполнил: Ефимов Николай,  7 класс

                                                     Руководитель: Буянтуева Лариса Ивановна

2015г

п. Заиграево

Оглавление

1.        Приложения………………………………………………….    10 стр.

1. Введение

Изобретение роботов сильно изменило всю промышленную отрасль. Это значимое событие в истории техники.

Цель исследования  –  смогут ли роботы полностью заменить деятельность человека в будущем?

Задачи исследования:                                                                                                                                                  - изучить литературу по теме  «Роботы»;                                                                                                                     - познакомиться с  историей  изобретения роботов;                                                                                              - виды и классификация роботов;                                                                                                                               -  изучить устройство простого робота и условия, при которых он работает;                                                              - преимущества и недостатки изобретения роботов;                                                                                         - провести опыты по изучению работы  роботов. 

Гипотеза исследования: возможно,  в скором будущем,  роботы полностью заменят  человека, с помощью Lego - конструкторов возможно сделать демонстрации по физике более современными и интересными.

Методы исследования:   теоретический анализ различных источников информации; обобщение, обработка данных, наблюдение; эксперимент,  анализ.

2. Теоретическая часть

2.1 Что такое робототехника

Разберемся, что такое робототехника. «Робототехника  — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем» - такое определение дает  Википедия.  В общем виде это достаточно сложная дисциплина, которая вбирает в себя научные знания из электроники, механики и программирования.

          В наиболее полном смысле робототехника применяется на предприятиях различной сферы для автоматизации процессов. Нельзя забыть и о применение робототехники в космических аппаратах. Здесь без робототехники обойтись просто невозможно.

2.2 Типы робототехнических комплексов, применяемых в образовании

В образовании применяют различные робототехнические комплексы, например MechatronicsControlKit, FestoDidactic, LEGO Mindstorms и другие. В нашей стране наиболее распространен последний из перечисленных роботехнических комплексов.

     LEGO Mindstorms встречается двух разновидностей: RCXи NXT. Комплект NXT позволяет создавать более сложные конструкции и предоставляет больше возможностей для программирования робота и исследования окружающей среду. Например, комплекс NXT может различать не только белый и черный цвет, как это делает RCX, но и другие цвета. Кроме того больше возможностей предоставляет наличие датчика звука и расстояние, которые отсутствуют в наборе RCX.          

     Также стоит отметить, что существуют различные варианты наборов комплекса RCX и NXT: «Индустрия развлечений. ПервоРобот», «ПервоРоботNXT», «Энергия, работа, мощность», «Технология и физика», «Возобновляемые источники энергии». В продаже можно найти расширенные ресурсные наборы для конструкторов RCX и NXT.

Основные компоненты роботов.

Двигатели: В настоящий момент большинство роботов используют электродвигатели, которые бывают нескольких видов. Двигатели постоянного тока, знакомые многим людям, быстро вращаются, когда через них проходит электрический ток. Если ток пустить в другом направлении, двигатели будут вращаться в обратную сторону.

Шаговые электродвигатели: шаговые электродвигатели не вращаются свободно, подобно двигателям постоянного тока. Они поворачиваются пошагово на определенный градус под управлением контроллера. Это позволяет проще ими управлять, так как контроллеру точно известно, на сколько был сделан поворот, без применения датчиков. По этой причине они используются на многих роботах. В моем роботе применяется именно этот тип двигателя.

Робототе́хника (от слова робот и техника; англ. robotics) — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем (роботов). Термин введён писателем - фантастом Айзеком Азимовым в 1942 году.

Робототехника требует большого запаса знаний в области электроники, механики, программного обеспечения  и многих других дисциплин.

Виды робототехники:

строительная; промышленная; авиационная; военная; бытовая.

Типы робототехнических комплексов: MechatronicsControlKit FestoDidactic LEGO Mindstorms:  RCX    и  NXT.

Комплекс NXT позволяет создавать более сложные конструкции и предоставляет больше возможностей для программирования робота и исследования окружающей среды. Например, комплекс NXT может различать не только белый и черный цвет, как это делает RCX, но и другие цвета. Кроме того больше возможностей предоставляет наличие датчика звука и расстояния, которые отсутствуют в наборе RCX.          

Также стоит отметить, что существуют различные варианты наборов комплекса RCX и NXT: «Индустрия развлечений. ПервоРобот», «ПервоРоботNXT», «Энергия, работа, мощность», «Технология и физика», «Возобновляемые источники энергии». В продаже можно найти расширенные ресурсные наборы для конструкторов RCX и NXT.

Преимущества и недостатки роботов.

Преимущества:

1.  теоретическая бессмертность;
2.  потенциальная приспособляемость к любым условиям обитания;
3.  легкость получения новых особей — можно собирать промышленным способом;
4.  легкость обучения — достаточно скопировать программу другого робота в нового робота;
5.  робота можно отключить, если он не нужен, и хранить в таком виде.

Недостатки:

1. изготовление более-менее универсального и надёжного робота обходится слишком дорого;
2. настоящий искусственный интеллект не создан.

2.4 Возможности использования Lego - конструкторов на уроках физики

В рамках школьного урока робототехнические комплексы Lego могут применяться по следующим направления:

• Демонстрация;
• Фронтальные лабораторные работы и опыты;
• Исследовательская проектная деятельность.

     Наиболее удачное применение конструкторы Lego могли бы найти на уроках физики, информатики, технологии, в начальной школе на уроках окружающего мира.

     Каждому из нас конструктор Lego помогает получить лично значимые результаты:

• формирует познавательный интерес,
• развивает интеллектуальные и творческие способности;
• подталкивает к самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;
• заставляет с уважением относиться друг к другу, учителю, авторам открытий и изобретений, результатам своего и чужого труда.

На уроках физики конструкторы Lego позволяют изучать простые механизмы, различные силы, физические явления. Можно наглядно рассмотреть рычаги, блоки, ременные и зубчатые передачи. При встрече с новым физическим понятием можно прочувствовать его, сформировать достоверное представление о его физической сущности. Конструктор позволяет даже поставить свой собственный эксперимент.

3. Практическая часть

В MINDSTORM мною составлена программа для робота, который реагирует на прикосновение, может перемещаться по прямой, разворачиваться и танцевать (смотреть в приложении). При конструировании роботов нужно соблюдать законы робототехники:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам.

4. Выводы

Проведя исследование,  я сделал вывод, что роботы  не  способны заменить человека. Но они могут избавить людей от тяжелой и скучной работы.

Я считаю, что применение Lego - конструкторов поможет в следующем:  

• навыки самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности;
•  умение предвидеть возможные результаты своих действий;
• приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием новых информационных технологий для решения познавательных задач;
• освоение приемов действий в нестандартных ситуациях, овладение разными методами решения проблем.

Кроме того, я удовлетворен полученным результатом.

5. Литература

1.   Космонавтика. Малая энциклопедия. Гл. редактор В. П. Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1970. 527c.

2.  Энциклопедия Космонавтика. Гл. ред. В. П. Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985. 526c.

3.  Дитрих А.К. Почемучка. – М.:АСТ, 2004, 335с.

4.  Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов.- М.:Эксмо, 2002,512с.                

5.  Я познаю мир: Детская энциклопедия.: Изобретения._ М.: АСТ, 1999, 512с.

6.  Я познаю мир: Детская энциклопедия: История вещей. – М.:АСТ,  1998, 512с.

7.  Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика\Сост. А.А. Леонович. – М.:АСТ, 1996, 480

8.  www.membrana.ru/lenta/?8393 

9.  http://soft.mail.ru/pressrl_page.php?id=30417 

Приложения.

                           1. Программа для робота.

                                   2.  Мой робот.