робототехника. Робототехника вчера, сегодня, завтра
 Скачать 1.7 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан КГУ «Гимназия города Балхаш» Направление: техническое Исследовательский проект по теме: «Робототехника: вчера, сегодня, завтра» Автор: Карстен Владислав, ученик 4 «В» класса гимназии г. Балхаш, Карагандинской области Руководитель: Ким Е.О., учитель начальных классов Балхаш – 2015 г. С О Д Е Р Ж А Н И Е Аннотация 3 Введение 4 Глава 1. Роботы в современном мире 4 Глава 2. Конструирование роботов 5 Глава 3. Робот-разведчик 6 Заключение 7 Список использованной литературы 8 Приложение 9 Аннотация Проблема: расширение знаний о роботах и робототехнике, их расширяющемся влиянии в жизнедеятельности человека. Техническое самообразование. Тема: «Робототехника: вчера, сегодня, завтра» Цель: поиск информации о роботах и робототехнике, их роли в жизни человека и современной науке. Гипотеза: сбор информации о роботах и робототехнике позволит расширить кругозор, приобрести навыки работы с научно – популярной литературой, практические умения по сборке роботов различных модификаций, предоставит возможность для технического самообразования. Задачи: 1. сбор информации о роботах и робототехнике; 2. расширение кругозора в области технического познания; Объект: роботы различной модификации и робототехника. База исследования: собранный документальный и фотоматериал, научно – познавательная литература. Методы: поисковый, анализ, экскурсия, наблюдение, обобщение. Продукт: исследовательская работа, модели роботов различных модификаций, фотографии. Введение Роботы - сравнительно новый и весьма необычный тип машин. Термин - Робот происходит от чешского robota, означающего тяжелую, трудную работу. Большинство Роботов сконструированы таким образом, чтобы выполнять сложные виды работ самостоятельно. За свой недолгий век Роботы побывали в таких местах, куда не может попасть ни один человек, выполнили сложнейшие задания и изменили жизни множества людей. И это только начало! Обратившись к истории робототехники я удивился узнав, что идея создания Роботов появилась очень давно, ещё во времена античности. Среди мифов и легенд можно найти упоминание о Таласе - возможно первом Роботе в истории человека. На протяжении всего человечества создавались какие-то механизмы для выполнения работы или просто из научного интереса. Известный гениальный учёный Леонардо да Винчи начертил и возможно построил механического рыцаря. Он должен был двигаться, жестикулировать, поворачивать голову. А такие талантливые изобретатели, как французский инженер Жак де Вакансон создавали сложные механические игрушки. Некоторые автоматоны умели рисовать, играть на музыкальных инструментах. Однако они ещё не были настоящими Роботами, так как не могли реагировать на окружающую обстановку. Роботы, хотя бы отдалённо напоминающие современные конструкции, появились лишь после изобретения компьютера. А во время бурного развития электроники впервые стало возможным создание настоящих Роботов. Роботы в современном мире В настоящее время существует огромное количество различных Роботов. Роботы всё больше занимают место в жизни человека. Мы даже не замечаем, как и где нам помогают Роботы. Они управляют самолётами, поездами, помогают в сборке различной техники, охраняют здания и обеспечивают безопасность людей. Есть Роботы, исследующие интересные уголки нашей планеты, до которой не может добраться человек. Роботам не нужно дышать, поэтому им легче исследовать глубоководные впадины и ущелья. Большинство этих умных машин трудится на производстве не покладая своих железных «рук». И лишь немногие Роботы создаются для развлечений или лабораторных исследований. Существует два основных типа рабочих Роботов: промышленные и обслуживающие. Первые трудятся на заводах и фабриках, вторые - в конторах, домах, больницах. В будущем, несомненно, появятся ещё больше обслуживающих Роботов. Уже существуют и действуют Роботы - регистраторы и музейные гиды. Думается, недалеко то время, когда Роботы начнут работать даже помощниками учителей, где они смогут присматривать за учениками и консультировать их во время занятий. Первый Робот - официант уже начал работать в гонконгском ресторане « Робокухня». Роботы-сиделки обслуживают пациентов больниц. В медицине нанороботы применяются в микрохирургии, помогая врачам. Они проводят сложнейшие операции, не раз спасая жизнь человеку. Роботы нередко участвуют в операциях по спасению людей из зон катастроф или обезвреживают взрывные устройства, или отыскивают места утечки опасных газов. Сегодня разрабатываются Роботы, способные помочь в работе пожарным. Но не все Роботы используются для помощи человеку. Есть Роботы - комедианты, а среди Роботов - спортсменов проводят Олимпийские игры. Японский человекоподобный Робот Асимо умеет ходить, бегать, танцевать, реагировать на голосовые команды, распознавать человеческие лица. Конструирование роботов Так Роботы всё больше входят в жизнь человека. И уже нет такой области, в которой человек не пытался бы создать себе компьютерного помощника. Некоторым людям настолько нравятся Роботы, что они готовы строить их сами. Вот и мне очень нравятся Роботы. Я люблю конструировать из разных конструкторов - это LEGO - конструкторы, 3D - конструкторы, электронные - конструкторы. У меня большая коллекция Роботов, которых я сконструировал из LEGO - конструкторов. При помощи электронного конструктора я придумываю интересные схемы своих изобретений. В моей библиотеке много книг о Роботах, робототехники, изобретениях, есть Большая энциклопедия Знаний, журналы «Галилео - Наука опытным путём», откуда я пополняю свои знания не только, как проводить разные опыты, но и знания об учёных, изобретателях. У меня есть своя научная лаборатория, где я провожу опыты и эксперименты, используя не только химические вещества, но и электричество, с помощью которого можно проводить разные опыты. При помощи телескопа я рассматриваю звёздное небо, изучаю звёздную карту, карту Луны, Солнечной системы. Всё это меня занимает и интересует. Но сейчас я больше всего хочу узнать о Роботах. Робот-разведчик Чтобы понять, как действуют Роботы, я начал собирать Робота-разведчика по инструкциям журналов «Робот». Это удивительный робот, он не просто умён, он эффектно выглядит. Он, двигаясь, объезжает препятствия, реагирует на свет и тепло, отвечает на голосовые команды и перебрасывает снимки того, что его окружает на персональный компьютер. Над созданием такого робота работал один из лучших специалистов в области робототехники Джим Уайатт и его команда инженеров кибернетиков. Робот - разведчик - действительно умное уникальное устройство для ведения наблюдения. Он ощущает окружающий мир и сам принимает решения - делает то, что и положено настоящему Роботу. Он специально сконструирован так, чтобы можно было его самостоятельно собрать. Робот в процессе сборки совершенствуется и развивается, как живое существо. Начал я его собирать с ходовой части и вот уже полтора года он постепенно совершенствуется. Мой Робот на данный момент выполняет уже многие свои функции: объезжает препятствия на своём пути, следует за движущимися предметами, реагирует на тепло. Я установил светодиоды и его «микромозг» начал реагировать на свет, двигаясь согласно программе. У него есть полное дистанционное управление с пультом, и я его уже могу программировать со своего компьютера. Робот - разведчик будет собран полностью через пять месяцев. Собирая Робота, я узнаю, как он функционирует, как работают его ключевые компоненты: от датчиков ЛИДАР, которые позволяют Роботу «видеть» до плат, управляющих всеми его движениями. В будущем я мечтаю создавать программированных Роботов, используя конструктор «LEGO Mindstorms» - это набор для конструирования Роботов, детали - кирпичики которого позволяют создавать программированных Роботов причудливого внешнего вида. Для этого необходимы не только инструменты, детали, воображение и изобретательность, но и глубокие знания электроники. Заключение К 2020 году появится большое количество практически полностью роботизированных производств. К 2015-2020 году роботы будут активно применяться в сельском хозяйстве. К тому же времени появятся роботы на улицах городов. Это будут роботы-погрузчики, роботы-уборщики. Большую часть наземного транспорта автоматизируют к 2020-2030 году. Автомобили «поумнеют» и со временем возьмут под свой контроль весь процесс вождения. Найдут свое применение роботы и в медицине. В некоторых ее областях они будут способны работать эффективней человека. К 2020-2025 году большую часть проводимых медицинских операций будут выполнять роботы. В это время должны появиться первые микророботы, которые будут следить за здоровьем человека внутри его тела. В будущем роботы смогут перемещаться всеми мыслимыми способами, причём не только по земле. Роботы будут способны плавать в реках, морях и в глубинах океана, парить в воздухе. Многие роботы смогут, благодаря эволюционным алгоритмам их создания, менять свою форму, а также структуру в зависимости от сложившейся ситуации. Будет также создано большое количество похожих на человека двуногих и двуруких андроидов, которые станут универсальными помощниками в повседневной жизни и на работе. По мнению Билла Гейтса, в ближайшем будущем робототехнику ожидают революционные изменения, которые в свое время ознаменовали прорыв в вычислительной технике более 30 лет назад. С каждым годом Роботы совершенствуются и умнеют, но всё же их искусственный интеллект не сравниться с человеческим. Но возможно ли создать Робота, который умел бы мыслить и поступать, как человек? Пока этого никто не знает! Список литературы: С чегo начинаются роботы. О проекте Arduino для школьников (и не только) В. Н. Гололобов Москва 2011. Создание роботов в домашних условиях / Брага Ньютон ; пер. с англ. Е. А. Добролежина. - М. : НТ Пресс, 2007. - 368 с, ил. Введение в робототехнику: Накано Э. Пер. с япон. — М.; Мир, 1988. — 334 с., ил. Основы робототехники. Юревич Е. И. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 416 с: ил. Приложение Промышленные роботы:     Н   анороботы в медицине:Роботы – официанты:    Роботы - гиды и музыканты:   Роботы – футболисты:  Робототехника в космическом пространстве:  Ч  еловекоподобные роботы: Домашняя мини-лаборатория: первые шаги в науку      Л  его – роботы:  Р  обот-шпион: |