РОБОТЫ: НА ЧТО СПОСОБЕН ЧЕЛОВЕК?

II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

РОБОТЫ: НА ЧТО СПОСОБЕН ЧЕЛОВЕК?

Садыков Д.А. 1
1
Хисматуллина Е.В. 1
1
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

 Введение

В современном мире идёт активное внедрение роботов в нашу жизнь. В настоящее время функционирует около 2 млн. самых различных роботов: промышленных, исследовательских, транспортных, военных, медицинских, домашних, роботов-игрушек. Роботы – автоматические системы, предназначенные для воспроизведения интеллектуальных и двигательных функций человека и других живых существ. От традиционных автоматов отличаются большей универсальностью и способностью адаптации на выполнение различных задач, в том числе в изменяющейся обстановке.

Каждый год на планете проводится испытание нескольких тысяч моделей различных роботов, около половины из которых впоследствии успешно проходят испытания и приступают к выполнению своих обязанностей практически во всех областях человеческой жизни.

Робототехнические системы продолжают развиваться и постепенно проникают во все сферы человеческой жизни, такие как производство, строительство, медицина, сельское хозяйство, а также сферы развлечений, безопасности и личной помощи. Актуальность данной темы связана с активным процессом роботизации, то есть внедрением роботов в жизнь современного человека.

Цель работы – создать робота.

Задачи:

  1. Изучить процессы роботизации в историческом аспекте.

  2. Изучить процессы применения и изготовления роботов.

  3. Исследовать мнение двух поколений о степени готовности использования роботов в личной жизни.

  4. Собрать модель робота-сборщика игрушек из конструктора Lego Mindstorms EV3 и написать программу, «оживить» робота-сборщика игрушек.

  5. Испытать робота и продемонстрировать движение робота по программе через дистанционное управление

Объект – роботы.

Предмет – робот-сборщик игрушек ДамАс.

В качестве гипотезы мы выдвигаем предположение, что можно самостоятельно собрать робота, который принесёт пользу, например, при сборе игрушек.

Теоретическая значимость данного научного исследования заключается в изучении истории возникновения роботов, современных возможностей применения роботов и прогнозирования развития робототехники.

Практическая значимость состоит в том, что работа может быть использована в системе дополнительного образования, на уроках технологии и в повседневной жизни.

Методы исследования:

- изучение и анализ специальной литературы и специализированных Интернет-ресурсов;

- сбор эмпирических данных с помощью опроса (анкетирование);

- систематизация, качественный анализ полученных данных;

- эвристический метод;

- метод проектирования;

- моделирование и программирование;

- метод конструирования

- метод тестирования

- эксперимент.

База исследования – ученики 3В класса и их родители; набор конструктора Lego Mindstorms EV3.

Глава I. Роботизация

Слово «робот» было придумано Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использовано в пьесе Чапека «Р.У.Р.» («Россумские универсальные роботы»,1920г.). А вот отрывок из статьи Карела Чапека, в которой вся эта история рассказывается в деталях самим Чапеком. «… это было так: идея пьесы пришла писателю в один неподходящий момент. Но, пока она была еще теплой, он поспешил к своему старшему брату Йозефу, художнику, который стоял перед мольбертом и рисовал так, что холст потрескивал.

- Слушай Йозеф, - сказал писатель, - у меня есть идея для пьесы.

- Какая? – пробормотал художник (он действительно пробормотал, потому, что в тот момент держал кисточку во рту). Автор рассказал ему идею так быстро, как только мог.

- Так напиши это, - заметил художник, вынув кисточку изо рта и остановив работу над холстом.

- Но, - сказал автор, - я не знаю, как назвать этих искусственных рабочих. Я хочу назвать Лабори (Labori), но это кажется мне слишком педантичным.

- Ну, назови их Роботы (Robots), - пробормотал художник с кисточкой во рту и подошел к холсту.

Вот так это было. Так родилось слово Робот...»

Таким образом, слово робот пришло к нам из чешского языка и означает "принудительная работа, тяжелый труд".1

I.1. Роботы: взгляд в прошлое

История робототехники уходит в глубокую древность. Уже в те времена появились идеи создания технических средств, похожих на человека, и были предприняты первые попытки по их конструированию. Статуи богов с подвижными частями тела появились еще в Древнем Египте, Вавилоне и Китае. В 3 веке до н. э. римский поэт Клавдий упоминал об автомате, изготовленном Архимедом. Он имел форму стеклянного шара с изображением небесного свода, на котором воспроизводилось движение всех известных в то время небесных светил. Шар приводился в движение водой. До нас дошли книги Герона Александрийского (I век н.э.), где описаны водяные часы и многие другие автоматы древности. В качестве источника энергии в них использовались вода, пар, гравитация (гири). В «Театре автоматов» описано даже устройство целого театра, представление в котором разыгрывали фигурки-куклы, приводимые в движение с помощью системы зубчатых колес, блоков и рычагов.

В средние века большой популярностью пользовались различного рода автоматы, основанные на использовании часовых механизмов. Были созданы всевозможные часы с движущимися фигурами людей, ангелов. К этому периоду относятся сведения о создании первых подвижных человекоподобных механических фигур – андроидов. Так, андроид алхимика Альберта Великого (1193 – 1280) представлял собой куклу в рост человека, которая, когда стучали в дверь, открывала и закрывала ее, кланяясь при этом входящему. В 13 веке Альберт Великий создал автомат, ставший впоследствии известным как «говорящая голова», способный воспроизводить человеческий голос. В 1495 году Леонардо да Винчи разработал детальный проект механического человека, способного двигать руками и поворачивать голову. А в 1500 году он построил механического льва, который при въезде короля Франции в Милан выдвигался, раздирал когтями грудь и показывал герб Франции. Работы по созданию андроидов достигли наибольшего развития в XVIII в. одновременно с расцветом часового мастерства. Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон (1709-1789) создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство, которое играло на флейте. «Флейтист» был ростом с человека. Подвижными пальцами он мог исполнять 11 мелодий по заложенной в него программе. Вокансон также создал механическую утку, покрытую настоящими перьями, которая могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно и, перемалывая его маленькой внутренней мельницей, отправлять нужду на пол. Утка состояла из более чем 400 движущихся деталей и была однозначно признана венцом творения мастера. Созданием автоматов также занимались швейцарские часовщики Пьер-Жак Дро (1721-1790) и его сын Анри Дро (1752-1791). От имени последнего позднее было образовано и понятие «андроид». Пьер-Жак Дро создал несколько автоматов, из которых наибольшую известность получили писец и художник. Писец представлял собой сидящую за столом девочку, которая выписывала аккуратным почерком буквы, слова и даже могла нарисовать собаку. При этом она плавно покачивала головой и опускала веки в такт движения руки. Вместе с сыном они создали девушку, играющую на клавесине. Сохранилось восторженное описание этой фигуры современником: «Девушка играет, шевелит губами, грудь ее поднимается и опускается при «дыхании», она смотрит на клавиши, в ноты, а иногда бросает взгляд на публику, по окончании «номера» встает и кланяется». Эти человекоподобные игрушки представляли собой многопрограммные автоматы с оперативно сменяемыми программами.2

I.2. Роботы на службе человека

Возникновение современных роботов следует отнести к 1959 г. В этом году в США были созданы первые промышленные манипуляторы с программным управлением, которые получили общепринятое название промышленных роботов и положили начало коммерческому производству. Во всем мире началось стремительное развитие робототехники. Технический прогресс в развитии роботов был направлен, прежде всего, на совершенствование систем управления. Промышленные роботы первого поколения имели программное управление, в основном заимствованное у станков с числовым управлением. Второе поколение роботов – это очувствленные роботы, т. е. снабженные сенсорными системами, главными из которых являются системы технического зрения.

Третье поколение роботов – это интеллектуальные роботы, т.е. с интеллектуальным управлением. Интеллектуальный робот – это робот конкретного назначения, в основных функциональных системах которого используются методы искусственного интеллекта. Возникновение интеллекта у роботов связано с развитием электронных вычислительных машин. В 1967 г. в США был создан лабораторный макет робота, снабженного техническим зрением и предназначенного для исследования и отработки системы «глаз – рука», способной распознавать объекты внешней среды и оперировать ими в соответствии с заданием. Ученые создают первые интегральные роботы, включающие манипуляторы, управляющие ЭВМ, различные средства очувствления и общения с человеком-оператором, которые предназначены для проведения исследований в области создания роботов следующих поколений, а также искусственного интеллекта.

Начало XXI века характеризуется постоянным совершенствованием робототехники, которая применяется в области освоения космоса, обороны, здравоохранения, науки, общественной безопасности, развлечений, а также других сферах жизни. Роботы значительно расширяют наши возможности и заменяют людей не только на опасных, тяжелых и монотонных работах, но и в качестве работников квалифицированного труда. В зависимости от функционального назначения, выделяют следующие типы роботов: андроид (человекообразный робот), биоробот, промышленный робот, транспортный робот, подводный робот, бытовой робот, боевой робот, зооробот, звероробот, летающий робот, медицинский робот, микроробот, наноробот, персональный робот, робот-игрушка, робот-программа.3 Этот перечень далеко не полный в связи с постоянным развитием робототехники.

Итак, робот - механическое устройство, наделенное разумом (искусственный интеллект), органами чувств (сенсорные системы) и имеющее внешнее и функциональное сходство с человеком или каким-либо другим живым существом. В процессе выполнения порученной работы разум робота воспринимает информацию об окружающей среде от органов чувств, анализирует ее с учетом полученного задания и вырабатывает команды, исполнение которых обеспечивает успешное завершение работы. Понятие "органы чувств" включает в себя: систему технического зрения, систему восприятия речи, систему различения запахов, датчики информации о касании и о величине давления руки робота на поверхность предмета. Сюда относятся также датчики для измерения усилий, возникающих в звеньях робота, подобно напряжениям в локтевых или коленных суставах человека при выполнении им какой-либо работы.4 (Приложение 1). Функциональные возможности робота во многом определяются "силой" его разума и наличием тех или иных органов чувств. Конечная цель робототехники - создание теоретических основ построения роботов, функциональные возможности которых максимально приближают их к человеку.

Бостонская исследовательская компания (BSG) в рамках глобального исследования рынка робототехники прогнозирует его неоспоримый рост. До 2025г. произойдёт увеличение объёмов производства, прежде всего персональных роботов – для обучения и образования, развлечений, безопасности, уборки помещений и других бытовых целей. Также увеличатся продажи роботов в сельском хозяйстве и строительстве, для медицинских, промышленных и военных целей. Все это будет происходить на фоне падения цен роботов и комплектующих с повышением их производительности и сложности, выполняемых ими работ, что в свою очередь будет вести к расширению спектра их использования.5

Выводы по главе I

Роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных, эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. В ближайшие десятилетия всё более совершенные роботы станут незаменимыми помощниками людей и смогут взять на себя обеспечение большей части потребностей цивилизации. Робототехника превратилась в развитую отрасль промышленности. Процессы роботизации современного мира закономерны. Роботы станут таким же привычным девайсом, как планшеты, смартфоны, ноутбуки.

Глава II. ДамАс: от идеи к воплощению

II.1. Человек и робот (соцопрос двух поколений)

Итак, спектр использования роботов неуклонно будет расширяться. Но готовы ли к этому люди? Мы решили изучить мнение людей, которых видим практически ежедневно. Причем, нас интересует срез поколений. Поколением принято называть группу людей, близких по возрасту. Первую группу опрашиваемых будут составлять одноклассники (24 человека), вторую - их родители (28 человек). Цель исследования – выяснить степень готовности использования роботов в личной жизни двух поколений людей. Метод сбора информации – анкетирование (Приложение 2). В качестве гипотезы мы выдвигаем предположение, что младшее поколение с полной готовностью ожидает процесса роботизации нашей жизни в отличие от своих родителей.

Самым показательным прямым вопросом относительно взаимоотношений «человек – робот» является вопрос о возможности дружбы между ними. 95,8% детей ответили утвердительно. Напротив, подавляющее большинство родителей (78,6%) сочли это невозможным (Приложение 3, Диаграмма 1). 71,4% опрошенных взрослых людей предпочли бы остановить свой выбор на модели робота с кнопкой-выключателем. Видимо, это связано с желанием непосредственно контролировать деятельность робота. Младшее поколение в большинстве своём (75%) желают иметь дело с программируемым роботом без кнопки, который больше похож на живого. Анализ результатов вопроса о количестве совместного времяпрепровождения со своим будущим роботом наглядно демонстрирует желание детей общаться ежедневно (62,5%) (Приложение 3, Диаграмма 2). Причем, в реальности ежедневное общение с друзьями имеют всего 12,5% опрошенных ребят. В основном, общение с друзьями приходится на выходной день – воскресенье (70,8%). Можно сделать вывод, что младшее поколение готово заменить недостающее живое общение с друзьями на механического друга с искусственным интеллектом. Распределение ответов на этот вопрос старшего поколения выглядит так: не склонны к общению с роботами - 21,4% респондентов, половина опрошенных желают общаться редко, каждый пятый родитель отметил вариант ответа - «на выходных» и всего 2 взрослых человека готовы взаимодействовать с роботом ежедневно (Приложение 3, Диаграмма 3).

Мы отважились поэкспериментировать с вопросом о роботах-домашних питомцах. К нашему удивлению, более половины опрошенных ребят (54,2%) предпочли иметь дома механическую кошку или собаку. Отдельно отметим, что выбор следовало сделать между настоящими живыми питомцами и роботами. Родители не разделяют взглядов своих детей - 92,9% выбрали животных (Приложение 3, Диаграмма 4).

Веру в развитие новых технологий, а в целом – в силу человеческой мысли, мы вложили в суть вопроса о том, смогут ли роботы когда-нибудь заменить человека. Каждый второй взрослый настроен скептически, а другая половина респондентов допускает этот факт лишь в некоторых профессиях. Такой же вариант ответа чаще всего отмечали представители младшего поколения - 75% выборки. Роботы смогут заменить человека – в это верят 16,7% детей (Приложение 3, Диаграмма 5). Достаточно показательным является распределение ответов по сферам жизнедеятельности человека, в которых необходимо применение роботов, по мнению респондентов. Промышленная, бытовая, развлекательная и научная сферы лидируют в анкетах родителей. 14,3% опрошенных отметили, что процесс роботизации охватил все области нашей жизни. 37,5% ребят считают, что роботы необходимы во всех сферах жизнедеятельности, такое же количество опрошенных за роботизацию производства. В открытый вариант ответа одноклассники вписали робота-почтальона и роботов, применяемых в строительстве и на «опасных миссиях» (Приложение 3, Диаграмма 6).

Гипотеза исследования подтвердилась - дети настроены в эмоциональном аспекте положительно, чего нельзя сказать о взрослых. Предполагаем, что через 10 лет в обществе появится поколение молодёжи, готовых и желающих внедрения роботов во все сферы жизнедеятельности, включая личное пространство.

II.2 Создание робота-сборщика игрушек

Во втором классе родители отвели меня в кружок робототехники. В настоящее время обучаюсь на 2-м курсе (Приложение 4). За этот период постиг основы робототехники, узнал о трехмерном моделировании и проектировании, научился проводить самостоятельно схемотехнические работы и паять. Самостоятельно своего первого робота с рабочим названием «светофор» собрал летом. Основная его особенность – наличие датчика цвета, который распознаёт цвета и их яркость. В случае распознавания жёлтого цвета робот начинает движение с 10%-ной мощностью большого мотора, повышая её автоматически до 100% при появлении зеленого цвета в «поле зрения» датчика. При нажатии датчика касания цикл завершается.

Совсем недавно сконструировал модель TRACK3R – это робот высокой проходимости на гусеничном ходу с захватной клешнёй. Движение осуществляется по заранее заданной программе: прямолинейно, захват предмета, поворот направо, разжим клешни, возврат задним ходом, прямолинейно, захват второго предмета, поворот направо, разжим клешни, возврат задним ходом на исходную позицию, звуковые аплодисменты удачному маневру. Этот робот настолько позабавил сестренку и принес ей столько положительных эмоций, что в его пользе не пришлось сомневаться ни минуты.

Было решено создать еще одного полезного робота. Дело в том, что моя сестренка Асель – очень активная девочка. За вечер она успевает поиграть со всеми своими игрушками и даже частично - с моими. Уборка территории перед сном – всегда для нас утомительное и скучное занятие. Первым делом мы придумали имя роботу, образованное из букв имен Дамир и Асель. Знакомьтесь, наш помощник – робот-сборщик игрушек ДамАс.

Для создания робота и управления им нами выбран конструктор LEGO MINDSTORMS EV3. При соответствующей его настройке при помощи планшета или компьютера, он способен ходить и даже разговаривать! Для этого нужно собрать его в задуманной версии и «оживить» при помощи построенного на значках интерфейса программирования.

Общий вид конструктора:

Для робота-сборщика игрушек используем следующие основные части конструктора:

 

«Модуль EV3» служит центром управления и энергетической станцией для робота.

  • порты для подключения датчиков к модулю EV3

  • мини USB PC порт для подключения «модуля EV3» к компьютеру

  • USB порт для подключения Wi-Fi-адаптера и «организации последовательного опроса»

  • встроенный динамик

 

 

 

Датчик касания. Позволяет роботу реагировать на нажатие. Датчик можно программировать на 3 действия: нажатие, щелчок и освобождение.

 

 

Инфракрасный маяк. Дистанционно управляет роботом, а также может быть использован в качестве отслеживающего устройства

 

Чтобы приводить робота в движение используются 3 электромотора:

2 больших: 1 средний:

В качестве приводной платформы на них устанавливаются гусеницы для лучшей маневренности

В механизме захватывающего устройства используются коническая передача, зубчатая передача и кулачковый механизм

Итак, конструирование завершено – модель робота-сборщика игрушек ДамАс готова (Приложение 5). Но мало собрать робота. Надо научить его двигаться, «жить». Для этого он должен быть «обучен», запрограммирован. С этой целью в конструкторе существует возможность программирования с помощью следующих Блоков (схем).

 

Это Блоки действий. Они управляют действиями в рамках программы, контролируют вращение моторов, а также изображения, звук и подсветку модуля EV3. Из блоков действий будем использовать программные блоки, большой мотор и средний мотор

 

 

Программные блоки - операторы. Они управляют процессом выполнения программ. Все создаваемые нами программы будут начинаться со стартового блока. Нам понадобятся цикл, начало программы и переключатель

 

 

Это Блоки датчиков. Они позволяют программе считывать входящие данные с датчика света, ИК-датчика, датчика касания и многое другое. Нам понадобится датчик касания, инфракрасный датчик

 

Таким образом, осознавая и полностью вникнув в задачу, которую ставим перед собой при конструировании робота, получаем необходимый результат.

Как же программируется робот? Для этого необходимо скачать специальную программу EV3 PROGRAMMER на планшет или компьютер. С помощью подключения «Модуля EV3» к компьютеру через порт мини USB и используя необходимый набор Блоков, задаем алгоритм действий нашего робота. Такое программирование называется графическим или визуальным. Пример программирования Блока среднего мотора. С помощью переключателя задается режим зажатия или разжима.

Мощность привода программируется с помощью ползунка. К примеру, в блоке большого мотора нашей программы установлена мощность привода 75% от максимальной.

Каждый программный Блок заставляет робота реагировать определённым образом. Используя различные сочетания Блоков, я научил своего робота ходить и захватывать предметы. В итоге получилась довольно сложная программа (Приложение 6). Внутри цикла расположены переключатели, которые привязаны к инфракрасному датчику. Каждый переключатель привязан к определенной кнопке или комбинации кнопок инфракрасного пульта управления. Их нажатие приводит к определенным действиям: вращению мотора, включению приводной платформы, включению захватывающего механизма и его разжиму. Учитывая то, что цикл неограниченный, робот будет работать до тех пор, пока его не отключат или не сядут элементы питания. Таким образом, мы создали робота, который управляется дистанционно с помощью пульта управления, а не действует по заранее заложенной программе.

II.3. Испытание и демонстрация робота

Испытание нашего робота будет состоять из двух этапов:

1 этап. Индивидуальные испытания каждого элемента, проверка срабатывания приводных систем робота.

В ходе испытаний возникли 2 проблемы.

1 проблема. При включении робот не реагировал на наши манипуляции. Было проверено, выявлено и устранено несоответствие выходного канала пульта дистанционного управления и входного канала приемника Модуля EV3.

2 проблема. Определено, что все элементы работают в соответствии с заложенными нами в них функциями, за исключением механизма захвата. При выяснении неисправности установлено, что на команды не реагирует, не включается средний мотор. В ходе отладки были проверены правильность и плотность соединения проводов. Причиной явился неплотный контакт в гнезде электромотора.

Выяснение неисправностей и их устранение – цель 1-го этапа. Повторное испытание подтвердило, что все узлы нашего робота индивидуально работают исправно. Цель достигнута.

2 этап. Комплексное опробование всех систем в сборе.

Для комплексного опробования используем 2 различных по форме игрушки, расположив их в шахматном порядке, не прямолинейно. Это сделано для того, чтобы проверить разнонаправленное движение робота, с поворотами, а также определить способность захватывающего механизма поднимать предметы вне зависимости от их конфигурации.

В ходе комплексного опробования возникло 2 проблемы.

1 проблема. Робот не может захватить игрушку из-за избыточного расстояния между ней и датчиком касания. Проблема решена перемещением датчика к зажимному механизму.

2 проблема. Робот не может удержать игрушку из-за слишком низко расположенных элементов механизма захвата («клешней»). Проблема решена конструктивным перемещением исполнительного механизма.

В дальнейшем никаких замечаний к роботу не выявилось. И вот, мой робот готов и полностью подчиняется моим командам!

Анализ возникших неисправностей позволяет предположить, что правильное, корректное, эргономично сбалансированное построение механической части является важным элементом в роботостроении. В то же время без успешной и грамотно построенной программы любой робот является просто набором бесполезных деталей.

Демонстрация робота-сборщика игрушек в классе перед ребятами – самая приятная часть всего проекта (Приложение 7). То и дело слышались восторженные возгласы одноклассниц, а друзья просили по очереди пульт дистанционного управления. Робот ДамАс был послушен и выполнил все команды. Всем захотелось иметь такого помощника дома. Демонстрация прошла успешно.

Выводы по главе II

Согласно результатам проведенного исследования, можно сказать, что нынешнее поколение младших школьников вполне готово к использованию роботов в личной жизни. Более того, робота можно собрать самостоятельно в домашних условиях. Чтобы одолеть путь от деталей конструктора до управляемого робота, необходимо пройти 4 важных этапа: конструирование модели, программирование, испытание и демонстрацию. Робот-сборщик игрушек ДамАс выполняет команды, которые он получает через пульт дистанционного управления. Это функциональный механизм, т.е. он заменяет определенные функции человека и приносит реальную пользу, а именно собирает игрушки после детских игр. Робот полностью подчиняется дистанционному управлению, он не устаёт и не выражает недовольство от монотонного, однообразного занятия. Утомительный и скучный процесс по сбору игрушек после игр превратился в увлекательное и захватывающее занятие! Все довольны!

Заключение

Современные роботы третьего поколения относятся к роботам с искусственным интеллектом. Они создают условия для полной замены человека в области квалифицированного труда, обладают способностью к обучению и адаптации в процессе решения производственных задач. Эти роботы способны понимать язык и вести диалог с человеком, формировать в себе модель внешней среды с той или иной степенью детализации, распознавать и анализировать сложные ситуации, планировать поведение и осуществлять необходимые действия в зависимости от ситуации.

Сегодня я сделал первый шаг в робототехнике. Хочу стать инженером или нанотехнологом. Через несколько лет я создам оригинальных роботов, которые станут помощниками человека во всех сферах жизнедеятельности. Во имя благих целей: для нашего развития, чтобы наконец-то люди научились жить дружно, без войн, как цивилизованные граждане планеты. Тысячелетиями длятся войны на нашей планете. Возможно, человечеству нужна помощь? Могут ли нам помочь роботы? Как бы ни было, но разум должен победить. И спасти себя можем только мы сами - самые разумные существа на планете.

Список литературы

  1. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей». – СПб.: Наука, 2013 - 319.

  2. Шеска Дж. «Франк Эйнштейн и живые роботы» (пер.с англ. А. Блейз). – М.:АСТ, 2015 – 192с.

  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0

  4. http://pixanews.com/hi-tech/roboty-na-sluzhbe-cheloveka.html

  5. http://www.blogbaster.org/post107134305/

  6. http://androbots.ru/istoriya_robototehniki/proishozdenie_slova_robot/slovo_robot.php

  7. http://utmagazine.ru/posts/7550-robototehnika-globalnye-perspektivy-samye-perspektivnye-kompanii-i-proekty

  8. http://utmagazine.ru/posts/7550-robototehnika-globalnye-perspektivy-samye-perspektivnye-kompanii-i-proekty

  9. http://roboreview.ru/nauka-o-robotah/istoriya-razvitiya-robototehniki.html

  10. http://roboticslib.ru/books/item/f00/s00/z0000016/st010.shtml

Понятийный аппарат

Роботы – автоматические системы, предназначенные для воспроизведения интеллектуальных и двигательных функций человека и других живых существ.

Манипулятор – механизм для управления положением предметов.

Искусственный интеллект – наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. Решаются задачи аппаратного или программного моделирования тех видов человеческой деятельности, которые традиционно считаются интеллектуальными.

Робототехника – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Сенсорная система – совокупность периферических и центральных структур нервной системы, ответственных за восприятие сигналов различных модальностей из окружающей или внутренней среды. Сенсорная система состоит из рецепторов, нейронных проводящих путей и отделов головного мозга, ответственных за обработку полученных сигналов. Наиболее известными сенсорными системами являются зрение, слух, осязание, вкус и обоняние. С помощью сенсорной системы можно почувствовать такие физические свойства, как температура, вкус, звук или давление.

Респондент – лицо, принимающее участие в социологическом или другом опросе, анкетировании.

Зубчатая передача – это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.

Коническая зубчатая передача называется так из-за конструктивных особенностей пар шестерен. Они имеют форму срезанного конуса и сопрягаются своими боковыми плоскостями, на которых нарезаются зубья.

Кулачковым механизмом называется механизм, в состав которого входит кулачок (звено, рабочая поверхность которого имеет переменную кривизну).

Эргономичный – приспособленный для наиболее удобной и безопасной работы

Приложение

Приложение 1

Основные функции робота

Рис. 2.1. Функциональные возможности робота, соответствующие аналогичным возможностям человека. 1 - искусственное обоняние; 2 - синтезатор речи; 3 - искусственный интеллект; 4 - техническое зрение, распознавание образов; 5 - анализатор речи; 6 - механические руки (манипуляторы); 7 - искусственная кисть (захватное устройство); 8 - манипуляционные устройства роботов; 9 - корпус; 10 - искусственные конечности, мобильные роботы-тележки, шагающие аппараты (педипуляторы)

Приложение 2

Бланки анкет и раздача анкет в классе (фото).

Анкета для детей

Дорогой друг! Просим принять участие в опросе «Человек и робот». Выбери и поставь галочку или обведи в кружок вариант ответа или несколько вариантов, как указано в вопросе. Анкета анонимная. Фамилию указывать не нужно.

  1. Как часто ты играешь с друзьями во дворе или дома?

  1. Каждый день

  2. На выходных

  3. Только на каникулах

  4. Не играю

  1. Если бы у тебя был свой робот, как часто ты играл бы с ним?

  1. Каждый день

  2. На выходных

  3. На каникулах

  4. Не играл бы

  1. Какого робота ты выбрал бы для себя?

  1. С кнопкой-выключателем

  2. Программируемого робота без кнопки выключателя

  1. Как ты считаешь, робот может стать твоим другом?

  1. Да

  2. Нет

  1. Кого бы ты выбрал в качестве домашнего питомца?

  1. Робота-собаку или робота-кошку

  2. Собаку или кошку

  1. Выбери, в каких сферах жизнедеятельности человека необходимы роботы

  1. Игровая, развлекательная

  2. Интеллектуальная, научная

  3. Промышленная (роботы на производстве)

  4. Медицинская (роботы на операциях, при уходе за больными)

  5. Бытовая (роботы-помощники в домашнем хозяйстве)

  6. Военная

  7. Другие, напишите какие__________________________

  8. Во всех сферах жизнедеятельности

  1. Как ты думаешь, смогут ли роботы заменить человека?

  1. Да

  2. Нет

  3. В некоторых профессиях

Благодарим за участие!

Анкета для родителей

Уважаемый родитель, просим принять участие в опросе «Человек и робот». Выберите вариант ответа или несколько вариантов, как указано в вопросе. Анкета анонимная. Фамилию указывать не нужно.

  1. Как часто Вы проводите время с друзьями?

  1. Каждый день

  2. На выходных

  3. Редко

  4. Никогда

  1. Если бы у Вас был свой робот, как часто Вы общались бы с ним?

  1. Каждый день

  2. На выходных

  3. Редко

  4. Не общался бы

  1. Какого робота Вы выбрали бы для себя?

  1. С кнопкой-выключателем

  2. Программируемого робота без кнопки выключателя

  1. Как Вы считаете, робот может стать Вашим другом?

  1. Да

  2. Нет

  1. Кого бы Вы выбрали в качестве домашнего питомца?

  1. Робота-собаку или робота-кошку

  2. Собаку или кошку

  1. Выберите, в каких сферах жизнедеятельности человека необходимы роботы

  1. Игровая, развлекательная

  2. Интеллектуальная, научная

  3. Промышленная (роботы на производстве)

  4. Медицинская (роботы на операциях, при уходе за больными)

  5. Бытовая (роботы-помощники в домашнем хозяйстве)

  6. Военная

  7. Другие, напишите какие__________________________

  8. Во всех сферах жизнедеятельности

  1. Как Вы думаете, смогут ли роботы заменить человека?

  1. Да

  2. Нет

  3. В некоторых профессиях

Благодарим за участие!

Приложение 3

Приложение 4

На занятиях робототехники

Приложение 5

Модель робота ДамАс

Приложение 6

Программа робота ДамАс

Приложение 7

Демонстрация робота в классе

1 http://androbots.ru/istoriya_robototehniki/proishozdenie_slova_robot/slovo_robot.php

2 http://roboreview.ru/nauka-o-robotah/istoriya-razvitiya-robototehniki.html

3 https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82

4 http://roboticslib.ru/books/item/f00/s00/z0000016/st010.shtml

5 http://utmagazine.ru/posts/7550-robototehnika-globalnye-perspektivy-samye-perspektivnye-kompanii-i-proekty

Просмотров работы: 1711