XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Робот-уборщик городских улиц, парков и скверов – «РОБО-ЖУК»

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Идрисова Э.М. 1

---

1Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа – детский сад № 17 города Евпатории Республика Крым»

Краснощек Н.Б. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждения «Средняя общеобразовательная школа – детский сад № 17 города Евпатории Республика Крым»

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

У России богатая история и огромные перспективы. Прямо сейчас наши учёные совершают открытия, наше образование обеспечивает передовое развитие страны в будущем. Международная выставка-форум «Россия» — это важнейшие достижения страны, собранные на одной площадке.

В январе я с семьей посетила выставку, особое внимание привлек павильон Международной выставки-форум «Россия»: экспозиция «Города для жизни сбываются».

Экспонент Международной выставки-форума «Россия»: ВЭБ.РФ

Экспозиция посвящена трансформации жизни в городах России. Все экспонаты в павильоне интерактивные. С ними можно взаимодействовать и получать новый опыт. С помощью 3D-игры на гигантском экране наша семья создала свой город мечты. Искусственный интеллект помог сгенерировать образ будущего и увидеть себя в нём.

Сегодня технологии занимают очень важную часть нашей жизни. Одна из крупнейших IT-компаний – Яндекс помогает людям решать задачи и достигать своих целей в жизни. В основе продуктов и сервисов Яндекса лежат нейросети. На экспозиции мы увидели примеры того, как нейросети помогают делать удивительные вещи. Беспилотный автомобиль и роботы-доставщики передвигаются по городу сами, без помощи человека. Нейросеть YandexGPT отвечает на вопросы, придумывает идеи и пишет тексты. Особенно меня привлекло приложение «Шедеврум»,которое помогает создавать изображения, даже если вы совсем не умеете рисовать. С помощь приложения «Шедеврум» я визуализировала картинку будущей модели робота-уборщика и создала свою модель «РОБО-ЖУКА».

• Робот уборщик предназначен для уборки улиц, парков и скверов от мусора;

• должен быть оснащен системой навигации и управления;

• оснащен колесной системой;

• иметь камеру для обнаружения препятствий и систему распознавания объектов;

• автоматически определять наличие мусора;

• после окончания уборки возвращаться на начальную точку;

• робот должен соответствовать всем требованиям безопасности.

Технологии развиваются очень быстро. Уже сегодня роботы могут выполнять задачи, которые раньше были доступны только людям. Возможно модель «РОБО-ЖУКА» (робот-уборщик городских улиц, тротуаров) в будущем поможет сделать солнечную Евпаторию лучше. «Города для жизни сбываются: и мы строим это будущее вместе».

Цель моей работы: разработка модели робота-уборщика городских улиц, парков и скверов «РОБО-ЖУК»

Задачи:

• изучить литературу, собрать информацию по данной теме;

• обобщить и проанализировать полученную информацию;

• сконструировать модель робота;

• создать программу для робота;

• представить результат своей работы – презентация модели.

Для решения поставленных задач использовался комплекс методов:

• изучение литературы, сбор информационного материала, его анализ; моделирование, конструирование модели «РОБО-ЖУКА», программирование;

• обобщение, сравнение, эксперимент;

• формулирование выводов по результатам исследования.

Проектный продукт - модель робота-уборщика городских улиц, тротуаров и скверов «РОБО-ЖУК»с использованием конструктора Lego WeDo 2.0.

Практическая значимость заключается в том, что робот-уборщик городских улиц, парков и скверов «РОБО-ЖУК» может следить за порядком на улицах и убирать, будет автоматически отслеживать уровень загрязнения, поможет обеспечить комфортную жизнь людей и гостей нашего города.

1. История появления робототехники

Развитие робототехники началось еще до нашей эры. Архит Тарентский в IV веке до н.э. задумал создание первого в истории человечества робота – механической птицы из дерева, которую предполагалось приводить в движение паровой тягой для подъема до 200 метров ввысь.

Первый человекоподобный робот был сконструирован Леонардо да Винчи в 1495 году. Это был рыцарь, способный шевелить руками и вращать головой.

Своим названием роботы обязаны писателю. Это Карел Чапек – известный чешский писатель и драматург впервые придумал это слово. Еще в 1500 году Леонардо да Винчи строит механического льва, который при въезде короля Франции в Милан выдвигался, раздирал когтями грудь и показывал герб Франции. А в 1543 году Джон Ди в Англии создает деревянного жука, способного летать.

Первые заводные механизмы, подражавшие живымсуществам появились в XXVIII веке. Французский математик Жак де Вокансон в 1727 году открыл мастерскую и начал конструировать различные механизмы. Самые известные - это медные утки, которые порхали, били крыльями, клевали рассыпанный корм; фигура в рост человека, который играл на флейте.

А в 1898 году Никола Тесла испытал радиоуправляемое судно, после чего, шествие роботов по миру было уже не остановить.

В 1960 году были созданы первые многофункциональные самоходные платформы для сбора радиоактивных материалов.

2. Виды роботов

В мире много разных умных устройств, но роботами являются далеко не все из них. Роботом можно назвать любое устройство или механизм, которое выполняет предназначенные ему действия и одновременно отвечает трём условиям:

SENSE: воспринимает окружающий мир с помощью сенсоров. Такими сенсорами могут быть микрофоны, камеры (всех областей электромагнитного спектра), различные электромеханические сенсоры, датчики и прочее.

THINK: понимает окружающий мир и строит модель поведения, чтобы выполнять предназначенные ему задачи.

ACT: воздействует на физический мир.

Например:

Если хотя бы одно из условий не выполняется, то такое устройство нельзя назвать роботом.

2.1 Типы роботов

Промышленные роботы. Выполняют задачи по автоматизации на производстве. Новосибирские ученые разработали робота, который сортирует бытовые отходы.

Сервисные роботы. Призваны дополнять или заменять человека в решении задач в сфере обслуживания.

В соответствии с классификацией Международной федерацией робототехники сервисная робототехника делится на два типа:

Персональные. Используются в нашей повседневной жизни:

• Роботы-пылесосы.

• Кухонные роботы.

• Роботы-сиделки.

• Роботы-питомцы.

Профессиональные. Используются при оказании различных услуг:

• Роботы-консультанты.

• Роботы-гиды.

• Роботы-администраторы.

• Роботы-курьеры.

• Роботы-диагносты.

2.2 Современные роботы

В настоящее время современные роботы, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Российские ученые и инженеры разрабатывают новых роботов для опыления растений, сбора урожая и др.

Сборщик урожая

Агроробот может собирать урожай, оснащен искусственным интеллектом и может решать разноплановые задачи: сбор урожая, перевозка сельскохозяйственных грузов, выдача корма животным.

Агроробот автономно следуют за человеком, узнает оператора и выполняет команды, распознавая жесты. Управляется устройство при помощи мобильного приложения.

«Умные» опылители

Модели роботизированных пчел разрабатывают ученые во всем мире. Одна из задач – помощь обычным пчелам в опылении, многие из которых гибнут по причине обработки полей химическими препаратами.

Робособака Арти

На службе Москвы — робособака по имени Арти, которая является сотрудником одного из столичных ведомств.

Собака весом около 30 килограммов легко взбирается по лестницам и перешагивает бордюры, способна развивать скорость до 11 километров в час. У нее есть GPS модуль, лидар и камера для онлайн-трансляции.

3. Уборочная техника

3.1 Коммунальная уборочная техника

Коммунальная техника — это транспорт, главная цель которого санитарная очистка и уборка городских территорий. К коммунальным машинам относятся мотоблоки, тракторы, грузовики и другая техника.

Уборочные или подметально-уборочные агрегаты очищают тротуары, парковки, автомобильные дороги, территории вокзалов и заводов.

Первая механическая модель изобретена Чарльзом Бруксом в конце XIX века в Лондоне. В нашей стране уборочные машины массово запущены в производство в 30-е годы.

Самым популярным вариантом машин остаются цистерны с водой и навесным оборудованием (поливомоечными насадками, водяным соплом и рампами).

Помимо поливомоечного оборудования машины могут распределять сыпучие смеси по поверхности автомобильных дорог, т.е. могут быть установлены:

• пескосолераспределитель;

• щеточное оборудование;

• снегоочиститель плужный.

3.2 Робот- пылесос

Техника в нашей жизни уже не заменимая вещь. Не всегда есть время и желание на уборку дома, но современные технологии позволяют создавать роботов помощников. Роботы уже давно вошли в нашу жизнь и помогают делать ее проще.

Роботы-пылесосы – устройства, которые автоматически делают уборку в помещении без участия пользователя.

Прототип первого робота-пылесоса был показан телезрителям в 1996 году.

Немногим позже, был выпущен первый в мире робот-пылесос марки Electrolux.

В 2016 году технологии роботов-пылесосов сильно шагнули вперед. Появилась навигация, управление через приложение, высокая мощность всасывания, центральная щетка. Роботы могут быть оснащены вращающимися салфетками, которые качественно трут пол, выполняя влажную уборку.

Современные роботы пылесосы ориентируются в квартире двумя способами: сканируя пространство специальным лазером – лидаром или с помощью видеокамеры, направленной вверх.

Современный робот пылесос запоминает пространство вокруг себя, создавая карту жилища.

4. Исследование и его результаты

Было проведено анкетирование среди своих одноклассников и людей других возрастных категорий. В исследовании принимали участие 39 человек. Это жители Евпатории и Симферополя. (приложение)

Возраст	7 -14 лет	15-20 лет	20 лет и более
	22 чел.	12 чел.	5чел.

Целью исследования было выяснить может ли робот-уборщик следить за порядком на улицах и убирать парки, скверы.

Сначала я узнала: «Есть ли у вас дома робот-пылесос»

Выяснилось, что не у каждого на данный момент есть дома робот-пылесос, больше половины ответили – нет (69%). Да ответили - 31%

Второй вопрос: «Может ли робот следить за порядком на улицах и убирать их?»

72% ответили, что за порядком на улицах, за чистотой в общественных местах могут следить Робо-помощники, что еще раз доказывает, что на улицах городов можно будет увидеть Робо-помощника.

На вопрос: «Какое из устройств можно назвать роботом: стиральная машина, кофемашина, беспилотный автомобиль», - респонденты ответили следующим образом:

Стиральная машина-автомат – 20% (8 чел)

Кофемашина -17% (7чел)

Беспилотный автомобиль- 90% (37чел)

Следующий вопрос анкеты: «Знаешь ли ты книги, фильмы, мультфильмы про роботов? Перечисли их.» показал, что о роботах узнают, в основном, через фильмы и мультипликационные фильмы.