Робот не просто игрушка сообщение
Обновлено: 08.07.2024
Актуальность моего проекта: сегодня эта тема очень интересна моему поколению. Мне, как и многим моим друзьям интересны передачи, фильмы и мультфильмы про трансформеров и роботов начиная от игрушек и героев фильмов до роботов, которые окружают нас в жизни. Роботы уже стали частью нашей повседневной жизни, мы просто можем даже не знать этого и не замечать. Считаю, что каждому человеку, а особенно нам – школьникам важно и нужно знать историю создания роботов, знать, как развивается робототехника, где она применяется.
Проблема: роботы: польза или вред для людей
Цель проекта: Убедиться в необходимости роботов в жизни человека.
Познакомиться с разновидностями роботов
Выяснить, где применяются роботы.
Какой вред могут причинить эти машины людям
Гипотеза: мы выдвигаем предположение, что современный человек сильно зависит от роботов, потому что роботы являются нашими помощниками.
Объектом исследования данной работы является роботы.
Предметом исследования является влияние роботов на жизнь современного человека.
Методы исследования – и зучение специальной литературы, поиск информации в интернете, анализ и обобщение полученной информации.
2. История слова
Три главных закона для робототехники:
1.Запрещает роботу причинять вред человеку
2.Заставляет выполнять приказы людей
3.Обязывает заботиться о собственной безопасности
Роботы – часть нашей жизни. В настоящее время они повсюду. Я обратил внимание на то, как эти умные машины помогают нам каждый день. Мама готовит с помощью мультиварки, посуду моет посудомоечная машина, вещи стирает запрограммированная стиральная машина, а робот-пылесос – незаменимый помощник для поддержания чистоты в доме. Любимый папин робот – это компьютер. И я тоже часто обращаюсь к поисковым системам Google , Yandex , чтобы правильно выполнить домашнее задание, ведь там так много нужной информации. К сожалению, не всегда нужная книга оказывается под рукой. И тут я задумался, о том, насколько сильно мы зависим от роботов. Неужели мы совсем без них не можем?
Прежде, чем говорить о том, какими были самые первые роботы, следует определить, что именно подразумевается под данным понятием.
Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными, от увеселительных и прикладных и до сугубо производственных. В промышленности широко применяются различные роботы , внешний вид которых (по причинам производственных требований и заложенных характеристик) различается.
3.Роботы: польза или вред для детей?
В наше время, когда технический прогресс шагает семимильными шагами, большинство родителей обеспокоены ростом озлобленности и агрессивности детей. Мнение психологов на этот счет – во всем виноват поток насилия с телевизионных экранов, воинственные компьютерные игры и неправильные игрушки (в частности, пистолеты и роботы).
Однако не следует спешить с выводами и однозначно считать все игрушки- роботы агрессивными. Вот, например, роботы – трансформеры, которые превращают робота в машину или другую конструкцию, помогает ребятам логически мыслить, развивают пространственное воображение. Не всегда даже взрослый быстро сообразит, как превратить робота в танк.
Существуют модели роботов, которые созданы для общения с детьми, помогают развить речь, повторяя слова. Игры с роботами- ступенька в мир современных технологий, они стимулируют у детей развитие интереса к технике программированию. Кто знает, может как раз это и будет их будущей профессии.
Забота о детях –это обязанность любой матери, но что делать женщине в современном мире, где она наравне с мужчиной стремится к карьерному росту?
До не давнего времени такие семьи могли положиться лишь на сиделку – постороннего человека, которому порой страшно доверять своего ребенка, но скоро все изменится, так считают японские ученые, разработавшие не способного на ошибку и не требующего оплаты робота. Они специально сконструировали робота для присмотра за детьми. Кроме того, робот –нянька может использоваться в детских садах на случай, если родитель пожелает знать, чем занимается его ребенок в настоящий момент.
Робот способен играть и разговаривать с детьми, а также передавать видеоизображение ребенка на сотовый телефон или компьютер родителя и воспитателя. По мимо этого, электронная няня оснащена уникальной возможностью различать и интерпретировать голос ребенка даже в очень шумной среде.
Робот Емеля: няня, репетитор и секретарь в одном лице.
Робот- совместная разработка российской и гонконгской компании. В основе ее функционирования лежит система распознавание речи основанная на искусственном интеллекте. Поэтому робот может понимать вопросы, отвечать на них и выполнять голосовые команды. На русском рынке робота будет звать Емелей. Еще одна важная функция Емели- средство связи. Ребенок может общаться с родителями. С помощью этой функции родители всегда могут напомнить своим детям о том, что пора обедать или делать уроки. Кстати, об уроках: Емеля помощь в обучении. Ему доступна энциклопедическая база знаний, благодаря этому он ответит на тысячу детских вопросов.
Емеля может и поиграть в интеллектуальные игры, а так же споет песенку или расскажет сказку.
После всего этого я понимаю, что роботы нужны людям, но самое главное что бы они не причиняли вред здоровью.
4.Первый в мире робот
Есть определенные правила поведения роботов, или, если можно так выразиться, свод законов для любого создателя роботов –
1. Робот не может причинить вред человеку ни своими действиями, ни своим бездействием;
2. Робот должен подчиняться любым приказам, не противоречащим Первому Закону;
3. Роботу позволяется бороться за свое существование в случае, если его действия не приведут к нарушению Первого и Второго Закона. [3]
Первый в мире андроид появился в 1957-м году и выглядел странно
5.Типы роботов
Промышленные роботы
роботы выполняют сложные производственные операции по 24 часа в сутки;
выпускаемая роботами продукция имеет высокое качество;
роботы не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе;
роботы не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии;
роботы не подвержены воздействиям окружающей среды, опасных для жизни человека.
Медицинские роботы
Р оботы находят применение в медицине ; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов . Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200 был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера. В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе , положив начало практической роботизированной хирургии . В 2000 году компания Intuitive Surgical начала серийный выпуск роботов Da Vinci , предназначенных для лапароскопических операций.
Бытовые роботы
Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony .
В начале XXI века получили популярность роботы-уборщики, представляющие собой по сути автоматические пылесосы, способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.
Роботы для обеспечения безопасности
Боевые роботы
Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка , боевые действия, разминирование и т. п. Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли). Большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия , и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.
В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек. Получили распространение в войсках и летающие роботы . На начало 2012 года военными во всём мире использовалось около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.
В 2015 году на военной базе морских пехотинцев Куантико в США были проведены испытания прототипа робота-собаки Spot, разработанного двумя годами ранее компанией Boston Dynamics для использования в войсках для разведки, патрулирования и переноски грузов. Во время тестов робот обследовал помещения на предмет нахождения в них противника и передавал данные об обнаруженных целях на пульт оператора.
Первые роботы-учёные Адам и Ева были созданы в рамках проекта Robot Scientist университета Аберистуита и в 2009 году одним из них было совершено первое научное открытие.
Роботы-учителя
Один из первых образцов робота-учителя был разработан в 2016 году молодыми учеными Томского политехнического университета . В мае 2016 года пресс-служба университета сообщила, что с помощью мобиробота учащиеся лицея при вузе смогут получать теоретические и практические знания по математике, физике, химии и информатике начиная с осени того же года.
Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошёл те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.
Робот NAO - это автономный программируемый человекоподобный робот, разработанный во Франции в 2012 году. Робот NAO нашел применение в более чем 200 образовательных учреждениях по всему миру. Он применяется для исследований в области робототехники и помогает учащимся в освоении компьютерных и когнитивных наук, математики и физики, а также в области взаимодействия робота и человека. Этот человекоподобный робот высотой всего в 58 см был разработан как дружелюбный домашний компаньон. Он движется, признает, слышит и говорит с людьми, а также умеет выполнять разнообразные просьбы.
Нежный ПАРО попал в книгу рекордов Гиннеса, как самое эффективное средство от депрессии и болезней. Милый роботюлень любит ласку и отвечает взаимностью, когда вы его гладите, щекочите и играете с ним. Паро — терапевтический робот в виде детёныша гренландского тюленя, предназначенный для оказания успокаивающего эффекта и вызывания положительной эмоциональной реакции у пациентов больниц и домов престарелых. Робот имеет тактильные сенсоры и реагирует на ласку, виляя хвостом, открывает и закрывает глаза. Он также реагирует на звуки и может отзываться на имя.
Паро — терапевтический робот в виде детёныша гренландского тюленя, предназначенный для оказания успокаивающего эффекта и вызывания положительной эмоциональной реакции у пациентов больниц и домов престарелых.
Корейский робот Силбот может играть в различные игры на развитие памяти на шахматной доске, танцевать, общаться, распознавать эмоции, повторять движения человека, запоминает предпочтения и может быть сиделкой для детей, стариков и больных.
робот Робот няня
6. Робот София- самый совершенный робот –гуманоид с искусственным интеллектом
История робота, первого в мире получившего гражданские права.
Робот по имени София была создана в 2015 году, родом она из Гонконга.
В нем, в частности говорилось: «Как сообщает портал CNET, человекоподобный робот был представлен на открытии научно-практической конференции, проходящей в эти дни в американском городе Остин. Он разработан специалистами фирмы Hanson Robotics, основанной в 2003 году Дэвидом Хэнсоном. Робота назвали Софией. При создании его (ее) лица был использован образ британской актрисы и фотомодели Одри Хэпберн.
Мимика у Софии очень выразительна. Для сходства с человеком голова покрыта патентованной силиконовой кожей, в зрачках установлены видеокамеры. София способна наладить не только визуальный, но и речевой контакт
11 октября 2017 года робот-гуманоид София выступила в Нью-Йорке на заседании Комиссии ООН по вопросам технического прогресса, где рассказала о том, как искусственный интеллект может помочь человечеству.
Она была не просто участником заседания, но и отвечала на вопросы первого заместителя Генерального секретаря ООН Амины Мохаммед.
С помощью механических мышц лица робот умеет воспроизвести 62 разных эмоции. Для взаимодействия с человеком используются глаза со встроенными камерами, которыми он смотрит на собеседника. Это создает эффект зрительного контакта.
В интервью он заявил, что хочет заниматься искусством и иметь семью. Но лучше всего робот София запомнилась положительным ответом на вопрос, собирается ли он уничтожать людей.
Русский язык она выучила за 2 дня – в этом ей помогли специалисты из Новосибирска.
По прибытию в Москву на форуме София заявила:
И подготовила София послание к премьер-министру Дмитрию Медведеву.
7.Заключение
Я познакомил ребят с роботами, заинтересовал их этой темой;
Нашел очень много интересного про роботов в Интернете;
Не знаю, мне кажется, или действительно все заходит так далеко? Человекоподобный робот в первые в истории получил гражданство. Что бы вы понимали, у нее теперь есть паспорт, у меня один только вопрос, на который нет ответа, но все же я его задам сам себе: -зачем роботу паспорт.
Ответа на мой вопрос я так и не нашел даже в интернете.
София сказала только одно:
И, Всё- таки, я уверен, что должны действовать три правила, три закона
1. Робот не может причинить вред человеку ни своими действиями, ни своим бездействием;
2. Робот должен подчиняться любым приказам, не противоречащим Первому Закону;
3. Роботу позволяется бороться за свое существование в случае, если его действия не приведут к нарушению Первого и Второго Закона.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
2.1 . Что такое робот. История создания роботов……………………………………….4
2.2. Какие бывают роботы. Области применения роботов…………………………..…5
2.3. Современные роботы–спасатели…………………………………………………. 6
Источники информации………………. 15
С раннего детства я люблю собирать конструкторы. Сейчас самый мой любимый конструктор - это констуктор Лего Education и сборка из него не просто каких-то предметов, а мини-роботов. Я увлёкся робототехникой.
Цель : исследование значимости робототехники в современной жизни детей.
Гипотеза : робототехника – не просто игра, а серьёзное занятие, которое в будущем может стать основой очень важной и нужной профессии.
Узнать из научной литературы, что такое робот, какие виды роботов бывают, области их применения.
Познакомиться с современными роботами-спасателями.
Исследовать возможности конструктора Lego Education и научиться с ним работать.
Исследовать, что знают ребята о роботах и их пользе в современной жизни.
Проанализировать и обобщить результаты исследования, сделать выводы.
Объект исследования : современные роботы.
Предмет исследования : важность занятий робототехникой в современной жизни детей.
Методы исследования:
- сравнение и анализ, обобщение.
Литературный обзор.
Что такое робот. История создания роботов.
В эпоху средневековья Альберт Великий, если верить легенде, смастерил андроида-служанку и механическую голову, которая могла разговаривать. Часовщики, как европейские, так и русские, создавали автоматы, в которых фигурки животных, людей и ангелов разыгрывали целые представления. В новое время мастера явили миру поразительные плоды инженерной мысли. Механическая утка Вокансона клевала зерно. Андроиды работы Пьера-Жака и Анри Дро не просто двигались, а писали, рисовали и играли музыку. Часы Кулибина могли посоперничать с творениями его европейских коллег: они не только отсчитывали время, но и показывали мини-спектакли и воспроизводили заложенные в них мелодии. [1]
В позапрошлом веке появился ткацкий станок с перфокартами. Первый шаг к автоматизации промышленности открыл невиданные ранее перспективы робототехники. Электричество дало толчок машиностроению и способствовало появлению первых роботов, в том числе андроидов. Машины с программным управлением заменили людей на заводах, особенно на сборочных линиях и конвейерном производстве.
Современная робототехника развивается бурно, конструкции и алгоритмы становятся все совершеннее, интерфейсы удобнее. Роботы передвигаются по суше, воздуху, воде, в невесомости, обладают зачатками искусственного интеллекта, оснащаются датчиками, камерами, манипуляторами и системой обратной связи с оператором-человеком.
Какие бывают роботы. Области применения роботов.
В настоящее время роботы выполняют множество различных задач во многих областях, и количество заданий, возложенных на роботов, неуклонно растет. Вот почему, на наш взгляд, одним из лучших способов разделить роботов на типы является разделение по их приложению.
Промышленные роботы.
Промышленные роботы - это роботы, используемые в промышленной производственной среде. Обычно это шарнирные рычаги, специально разработанные для таких применений, как сварка, обработка материалов, окраска и другие.
Бытовые роботы.
Бытовые роботы - это роботы, используемые дома. Этот тип роботов включает в себя множество совершенно разных устройств, таких как роботизированные пылесосы, роботизированные очистители для бассейна, подметальные машины, очистители желобов и другие роботы, которые могут выполнять различные обязанности. Кроме того, некоторые роботы наблюдения и телеприсутствия могут рассматриваться как бытовые роботы, если они используются в этой среде.
Медицинские роботы.
Медицинские роботы - это роботы, используемые в медицине и медицинских учреждениях. В первую очередь - хирургические роботы. Кроме того, некоторые автоматизированные управляемые транспортные средства и, возможно, подъем помощников.
Сервисные роботы.
Сервисные роботы - это роботы, которые не попадают в другие типы по использованию. Это могут быть разные роботы сбора данных, роботы, созданные для демонстрации технологий, роботов, используемых для исследований и т.д.
Военные роботы.
Военные роботы - это роботы, используемые в армии. Этот тип роботов включает роботы для уничтожения бомб, различные транспортные роботы, разведывательные беспилотники. Часто роботы, первоначально созданные для военных целей, могут использоваться в правоохранительных органах, поисково-спасательных и других смежных областях.
Развлекательные роботы.
Развлекательные роботы - это роботы, используемые для развлечения. Это очень широкая категория. Он начинается с игрушечных роботов, таких как robosapien или работающего будильника, и заканчивается настоящими тяжеловесами, такими как шарнирные рычаги робота, используемые в качестве симуляторов движения.
Космические роботы.
Современные роботы-спасатели.
Особое место среди всех роботов занимают роботы-спасатели.
Мы живем в мире природных, техногенных, социальных и других опасностей, которые часто угрожают нашему здоровью и жизни. Каждый день газеты, радио и телевидение сообщают нам об очередных авариях, катастрофах или стихийных бедствиях, из-за которых погибли или пострадали люди. При возникновении чрезвычайных ситуаций люди проводят аварийно-спасательные и другие неотложные работы, направленные на спасение жизни и сохранение здоровья людей. В современном мире с техническим развитием человечество научилось избегать бедствий, изобретая всё новые и новые средства защиты от негативных факторов. Вместе с характером чрезвычайных ситуаций изменился и способ их ликвидации, проведения спасательных работ. Технологические достижения в области аварийно-спасательных работ представляют собой роботизированные технологии, которые могут в автономном режиме проводить поисково-спасательные операции при авариях как техногенного, так и природного происхождения.
В процессе интенсивного и эффективного исследования и освоения Мирового океана особая роль отводится необитаемым телеуправляемым подводным аппаратам, способным исключить непосредственное присутствие человека в опасной зоне подводных работ.
наблюдение за водолазами и их поддержка;
осмотры конструкций под водой;
установка под водой объектов и оборудования;
обслуживание и ремонт подводных сооружений;
поиск и подъем оборудования и имущества из-под воды.
Я изучил топ-10 необычных роботов-спасателей, созданных зарубежными конструкторами (Приложение 3).
Tru-D – р обот, который борется с опасными бактериями и вирусами.
Механический помощник излучает ультрафиолетовый свет, который эффективно истребляет болезнетворные вирусы. Tru-D не всесилен – его нельзя использовать на людях, так как излучение может привести к мутациям ДНК. Однако благодаря возможностям этого робота в 2014 году на различных поверхностях был полностью уничтожен вирус Эбола в Африке. Сегодня робота используют в больницах по всему миру, чтобы снизить риск заражения новых пациентов. И Tru-D успешно справляется с этой миссией.
HRP-2 Kai и Jaxon – активные участники поисково-спасательных операций. Японские разработчики решили создать роботов, которые помогут в поиске и спасении людей после землетрясений, цунами и других природных катаклизмов. Двуногие антропоморфные роботы смогут проникать в те места, куда не добраться обычным спасателям. И так как возможности роботов значительно превышают возможности людей, они будут намного легче справляться с завалами, тушением пожаров, действовать в условиях отсутствия кислорода
Pleurobot – саламандра, способная спасать жизни.
Робот в виде саламандры может использоваться в двух целях: помогать нейробиологам при разработке новых методов лечения больных с травмой спинного мозга; при поисково-спасательных операциях. Саламандры обладают особой формой тела, напоминающей древние окаменелости первых наземных позвоночных существ. Поэтому исследование движения этого робота позволят врачам разработать более эффективные методы реабилитации пациентов, которые не могут ходить. Кроме того, саламандра может перемещаться в любых условиях и проникать практически в любые места. А для робота Pleurobot был создан даже плавательный костюм, чтобы он мог спасать людей не только на земле, но и под водой.
TAUB – миниатюрный робот с возможностями саранчи.
Небольшой робот длиной чуть более 10 сантиметров может совершать прыжки на 3,5 метра в высоту и за один прыжок преодолевать расстояние до 1,4 метра. Прежде чем сядет его аккумулятор, TAUB может совершить около 1000 прыжков. Специалисты планируют использовать этого роботизированного подражателя саранчи при поисково-спасательных операциях и для усовершенствования систем наблюдения.
RoboSimian – паукоподобный спасатель при чрезвычайных ситуациях.
Робот от разработчиков NASA имеет четыре ноги и похож на огромного паука, что, тем не менее, делает его устойчивым, позволяет быстро передвигаться по пересечённой местности, перебираться через завалы, сверлить дыры в стенах и даже управлять автомобилем. RoboSimian, или Клайд, как его называют спасатели, имеет достаточно развитый интеллект, что позволяет ему эффективнее действовать при спасении людей после чрезвычайных ситуаций и техногенных катастроф.
Walk-Man – двухметровый гуманоидный робот-спасатель.
Итальянские учёные создали человекоподобного робота-спасателя, способного взаимодействовать с различными инструментами и окружающей средой. Он достаточно устойчив, хоть и достигает двух метров в высоту при весе 120 килограммов. Для навигации робот использует систему стереовидения и трёхмерный лазерный сканнер. Инженеры собираются усовершенствовать механического помощника, чтобы он действовал полностью автономно и не нуждался в операторе.
Дроны – летающие спасатели при лавинах.
Разработчики из Нидерландов собираются переоборудовать беспилотники в летающих спасателей, которые смогут оперативно добираться в опасные и труднодоступные места во время снежной лавины или другой масштабной катастрофы. Дроны будут очень полезны в Альпах, где постоянно гибнут люди в результате неожиданного схождения снежных масс.
Роботизированная змея – идеальный помощник при обрушении зданий и проведении операций.
Американский разработчик Хоуи Чозет создал роботизированную змею, которая отлично имитирует движения настоящей. Она может переплыть ров, преодолеть забор, кусты и, конечно же, забраться под завалы, чтобы отыскать жертв катастрофы.
А ещё миниатюрная роботизированная змея с датчиками, камерой и осветительным прибором может использоваться в медицинских операциях, проникая через хирургический разрез и позволяя врачам получить более точные данные о состоянии внутренних органов. Подобные операции уже успешно проводились.
Мягкие роботы – бесхребетные создания, которые могут работать в тесноте.
Роботов наподобие червей создали учёные из Гарварда. Для перемещения роботы используют воздух под низким давлением. Достоинства такой разработки: роботы могут как угодно изгибаться, проникать в разные щели, не бояться повреждений от падения, а главное – работать с особо деликатными предметами.
Роботорыбы – спасатели обитателей подводного мира.
Роботов-рыб разрабатывают американские учёные для того, чтобы они могли уводить обитателей морского мира из мест техногенных катастроф. Чтобы рыбы последовали за механическим вожаком стаи, робот должен вести себя естественно. Именно над этим сейчас и работают учёные, так как пока что настоящие рыбы не доверяют внедрённым ботам. [5]
Методика исследования.
Я провёл социологический опрос (анкетирование) обучающихся нашей школы – 2, 3, 4, 5 классов.
Для чего люди создают роботов?
Роботы – это просто игрушки?
Где в жизни можно использовать роботов?
Вы любите собирать конструктор?
Хотели бы вы собрать робота, который сможет сделать вашу жизнь интереснее, легче? Что он сможет делать?
В опросе приняли участие 61 человек.
Я разделил всех респондентов на две возрастные группы: 2-3 класс и 4-5 класс.
Робот – это не игрушка
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Для робота можно создавать программы, ставить ему сложные задачи и условия, создавать неожиданные препятствия, пробовать, экспериментировать. Когда мы собираем роботов, мы узнаем много нового о программировании, физике, математике. Робототехника именно этим и интересна.
Целью своей проектной работы поставили привлечение интереса всех детей к научно- техническому творчеству, робототехнике, высоким технологиям. Но я хочется предупредить ребят и объяснить им, что Робот – это не игрушка и Робототехника – это серьезная и перспективная наука, робототехника позволяет воплощать в моделях свои фантазии.
познакомиться с конструктором LEGO MINDSTORMS NXT 2.0.
изучить основы программирования в среде LEGO MINDSTORMS NXT 2.0
сконструировать модель робота
создать программу для управления роботом
испытать полученного робота
Предмет исследования: конструктор со средой программирования LEGO MINDSTORMS NXT 2.0.
Быть технически грамотным специалистом это всегда актуально. Я думаю, что в будущем стану программистом, буду работать в сфере информационных технологий, и, может быть у меня получиться создать уникального робота, который поможет людям в сложных бытовых условиях или опасных профессиях или даже будет отправлен в космос для исследования других планет!!
Что такое РОБОТ?
Такой финал первой пьесы о роботах оставил глубокий след в душах первых зрителей и сформировал негативное отношение общества к ним на многие десятилетия. Впрочем, техника продолжала развиваться, а люди - строить роботов вне зависимости от эмоций.
Первые РОБОТЫ
Из многих предположений возникает вопрос - когда же был изобретен первый робот.
А в 50-х 19 века были найдены чертежи человекоподобного робота, сделанные Леонардо да Винчи, примерно в 1495 году. На чертеже был детально изображен механический рыцарь, который мог сидеть, раздвигать руки, двигать головой, открывать и закрывать челюсти. По его замыслам работой рук должно было управлять механическое программируемое устройство в груди, ноги должны были управляться с помощью рукоятки, приводящий в движение трос, связанный с ногами. До появления промышленных роботов считалось, что роботы должны выглядеть подобно людям.
Очень скоро у мистера Телевокса появились братья. Первым из них был робот Эрик, построенный в 1928 году английским инженером Ричардсом. Этот робот выступил перед публикой 15 сентября 1928 года в Лондоне на открытии ежегодной выставки Общества инженеров. Он произнес речь об итогах истекшего года. Эрика показывали и во многих других городах Великобритании.
Самыми первыми были изобретены именно промышленные роботы. В 1980 году в СССР создан центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) и изобретен первый пневматический промышленный робот МП-8 с позиционным управлением.[2]
Слово робот прочно вошло в нашу жизнь.
Для маленьких детей создано немало игрушек-роботов, в которые с удовольствием играют не только мальчики, но и девочки.
За время своего развития – роботы пережили эволюцию, как сферы использования, так и функциональных возможностей.
Роботы первого поколения - это роботы с программным управлением, предназначенные для выполнения определенной, жестоко запрограммированной последовательности операций, диктуемой соответствующим технологическим процессом.
Роботы третьего поколения - это так называемые интеллектуальные, или разумные, роботы, предназначенные не столько для воспроизведения физических и двигательных функций человека, сколько для автоматизации его интеллектуальной деятельности, т.е. для решения интеллектуальных задач. Они принципиально отличаются от роботов второго поколения сложностью функций и совершенством управляющей системы, включающей в себя элементы искусственного интеллекта.[1]
По области использования роботы делятся на виды:
также андроиды и киборги.
Существуют роботы и для развлечений. Ежегодно проводит турнир роботов по футболу по упрощенным правилам. А также роботы способны играть в шахматы. Чемпион мира Гарри Каспаров проиграл в шахматном поединке роботу.
Миссия РОБОТА
У робототехники есть свои законы.
Их придумал американский писатель-фантаст, биохимик, автор около 500 художественных книг Айзек Азимов.
При создании робототехники нужно руководствоваться правилами, по которым робот не может причинить вред человеку, даже если он бездействует; задача робота – подчиняться приказам человека, если они не несут вред людям. Дружественное отношение к человеку должно быть главным в программировании роботов:
1. Робот не должен вредить человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
2. Робот должен выполнять приказы человека, кроме приказов, противоречащих первому закону.
3. Робот должен заботиться о своей безопасности, если это не противоречит первому и второму законам.
Что такое Робототехника?
Робототехника – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.[4] Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование.
Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах-сиделках, роботах-нянечках, роботах-домработницах, роботах - всевозможных детских и взрослых игрушках и т.д. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты обладающие знаниями в этой области. Начинать готовить таких специалистов нужно с самого младшего возраста.
LEGO Mindstorms NXT
LEGO Mindstorms — конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота. Впервые представлен компанией LEGO в 1998 году. Через 8 лет (2006) в свет вышла модель LEGO Mindstorms NXT 1.0, в 2009 — LEGO Mindstorms NXT 2.0, а в 2013 — LEGO Mindstorms EV3.[5]
Наборы LEGO Mindstorms комплектуются набором стандартных деталей LEGO (балки, оси, колеса, шестерни, сервомоторы) и набором, состоящим из сенсоров, двигателей и программируемого блока (Рис.2 приложение). Наборы делятся на базовый и ресурсный.
Эксперимент
За время обучения мы изучили три вида датчиков : датчик касания, датчик звука и ультразвуковой датчик. Перед нами стояла задача построить робота, который бы использовал все эти датчики и демонстрировал их возможности.
Для построения робота мы воспользовались шаблоном, который предложила фирма Лего (Рис.3 приложение) и составили программу для управления им.
Мы придумали такую задачу:
На этапе непосредственной реализации проекта мы занимались разработкой механизма робота на основе конструктора LEGO NXT.
Программу для управления роботом составили в среде LEGO MINDSTORMS EV 3, так как она более удобна (Рис.5).
В результате нашего исследовательского проекта у нас получилась модель собачки, которая управляется с помощью программы. Прежде чем электронное чудо из забавных деталей начнет двигаться, ощущать, осязать и распознавать, нужно узнать многое:
познакомиться с конструктором LEGO MINDSTORMS NXT 2.0.
изучить основы программирования в среде LEGO MINDSTORMS NXT 2.0
сконструировать модель робота
создать программу для управления роботом
испытать полученного робота
Программировать робота не сложно, если выучить язык программирования. Разрабатывая, программируя и тестируя робота, мы с братом приобрели навыки в области конструирования и программирования, познакомились с процессами планирования, поняли, как пишутся программы. Мы научились вести себя как молодые ученые, проводя простые исследования и получая неожиданные результаты.
За время работы над проектом, мы узнали что, робототехника, являясь одной из наиболее инновационных областей в сфере детского технического творчества, объединяет классические подходы к изучению основ техники и современные направления научно- технического творчества: информационное моделирование, программирование, информационно- коммуникационные технологии.
Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов/Д.Г.Копосов. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 87 стр.
Программное обеспечение MINDSTORMS NXT 2.0 .
Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2010, 195 стр.
1 Роботы – игрушки немного истории
4 Эра роботов - игрушек Настоящая эра игрушечных роботов началась в 90-ые годы XX века, т. е. всего 20 лет назад. В это время были созданы гремлины Ферби. Эти роботы общаются через инфракрасный порт и могут учить детей английскому языку.
5 AIBO Еще большей популярностью пользовалась собака – робот AIBO, которую изготовили в Японии. Это очень совершенный робот. AIBO умеет менять поведение в зависимости от возраста, понимает и выполняет команды, умеет выражать свое настроение, ее можно дрессировать. Эта собака настоящий сторож. В отсутствие хозяев она присмотрит за домом и даже за детьми.
7 ZENO Сейчас инженеры трудятся над созданием робота мальчика Zeno. Zeno сделан по образу и подобию героя японского мультфильма Звездного мальчика. Zeno должен стать не просто игрушкой, а разумным компаньоном, способным поддержать беседу. Робот будет способен запоминать лица людей, их имена. Zeno уже научили смеяться, а сейчас учат говорить.
8 Робот – учитель! С роботами можно не только играть. Робот Asimo, выполненный в виде школьника, уже помогает японским учителям проводить уроки. На демонстрационном уроке робот рассказывал школьникам о своей конструкции, о том, как сенсоры помогают держать равновесие. Также он объяснял, как осуществляется движение при ходьбе и сразу же демонстрировал.
Роботы в повседневной жизни
Основная цель создания роботов – избавление человека от выполнения тяжелой, опасной или рутинной работы. Попросту говоря, это помощь: устройства должны не заменить человека полностью, но освободить его мысли и руки от монотонной работы. Это позволяет человеку сосредоточиться на разработке уникальных проектов и выполнении задач, где требуется не только точность, но и интуиция, индивидуальный вкус и опыт, а роботу – помочь достичь максимальных показателей эффективности и производительности.
По своему назначению и применению роботы бывают промышленные, строительные, транспортные, бытовые, исследовательские; относительно размеров делятся на гигантские, миниатюрные, сверхминиатюрные (применяемые для нанотехнологий); с точки зрения независимости – стационарные и мобильные. Каждый из этих категорий имеет подвиды и направления, как, например, среди промышленных роботов могут быть сварочные или упаковочные устройства.
Но сегодня мы сосредоточим свое внимание на бытовых роботах, которые будут актуальны для выполнения ежедневных человеческих задач.
Какие виды роботов существуют
- ассистенты-компаньоны;
- помощники;
- уборщики;
- в саду или на участке;
- игрушки;
- учителя.
Ассистенты — компаньоны
Речь пойдет не о популярных голосовых помощниках, таких как Siri, Alexa и Google Assistant или Алиса, а полноценных устройствах, которые смогут не только напомнить о мероприятии, или предупредить об ухудшении погодных условий, но и оказать физическую помощь или составить компанию в игре.
Самыми выдающимися разработками можно назвать iCub, Roboy и самого узнаваемого андроида Asimo.
iCub – продукт Итальянского технологического института. Робот внешне похож на своего прототипа (человека), умеет распознавать объекты и лица людей, находить отличия и, безусловно, взаимодействовать. По просьбе владельца iCub может поднять или принести бытовые предметы (чашки, тарелки) или даже посоревноваться с ребенком в стрельбе из лука. Кроме того, одна из отличительных особенностей робота — это то, что он выглядит как 2-х летний ребенок (по росту), но и также познает мир, улучшая качество выполнения своих функций.
Разработка Цюрихского Университета – Roboy. Уникальный робот в повседневной жизни человека, хотя бы потому насколько точно создатели сымитировали мышцы, сухожилия и суставы на устройстве. Roboy также умеет выражать эмоции (даже краснеет от смущения). Высота механизма около 1 метра. Такая разработка должна стать полезной для пожилых людей, т.к. Roboy – и собеседник и помощник, или людей с ограниченными возможностями.
Asimo от японского гиганта Honda. Для начала необходимо отметить, что Asimo – один из самых долгоиграющих проектов: начало разработок приходится еще на 80-е годы прошлого века. Прежде чем представить обновленный вариант робота в 2014 году было несколько пробных серий (E-Series, P-Series), которые имели некоторые недостатки. Новинка, благодаря искусственному интеллекту, в состоянии оценивать просьбы человека, и реагировать соответствующим образом. Также Asimo может оценить сколько силы необходимо приложить для взаимодействия с тем или иным объектом (чашка кофе или лист бумаги), чтобы не повредить его.
К числу помощников стоит отнести и VGo. Это роботизированное устройство, которое создает эффект телеприсутствия. Технология схожа с другими программами, которые позволяют не только слышать, но и видеть собеседника. В отличие от аналогов, VGo – это не только монитор, но и специальная стойка с колесиками, которой можно управлять и взаимодействовать с собеседниками. Разработка очень актуальна для детей-инвалидов, которые не могут посещать школу или другие учебные заведения, пожилых людей или руководителей, желающих контролировать происходящее в нескольких местах одновременно.
Своим дизайном Cobalt Robotics напоминает стойку с кулером для воды, но на практике устройство оснащено датчиками, тепловизорами, камерами и искусственным интеллектом – все это для оперативного выявления неисправностей (будь это протечка воды или незакрытые двери), а также любые проявления агрессии. О всех выявленных нарушениях информация передается в охранный пункт.
Роботы помощники
В качестве помощника, заботящегося о здоровье владельца, был разработан Pilo. Этот компактный робот напомнит о приеме лекарств, поможет сориентироваться в дозировке препаратов, а также сможет ответить на вопросы, например, о том, полезна ли та или иная пища.
В случае возникновения экстренной или непредвиденной ситуации, заботливый робот поможет связаться с врачом или родственниками. Кроме того, благодаря камерам, можно в режиме реального времени следить за здоровьем близких людей.
Гуманоидный робот Romeo окажет помощь в передвижении, откроет двери, поможет своевременно связаться с родственниками или медицинскими работниками.
Рост робота 1,43 м, а вес 40 кг, а благодаря наличию функциональных конечностей (не только ладони, но и фаланги), Romeo может общаться с владельцем и при помощи жестов, а не только речи.
Не плюшевый, но, тем не менее, милый робо-медведь – Robear окажет помощь при подъеме пожилых людей, например с кровати или инвалидных кресел, а также будет сопровождать во время передвижения, предотвращая несчастные случаи.
Robear, вес которого 140кг, способен выдерживать нагрузку до 230 кг. Благодаря специальным датчикам, в том числе и тактильным, каждое движение робота очень острожное.
Для приготовления пищи на помощь можно призвать Moley Robotics, который возьмет на себя роль шеф-повара на кухне. Управление роботом происходит при помощи установленного приложения на смартфоне.
20 моторов и 24 соединения, позволяют Moley Robotics с легкостью управлять практически любыми кухонными принадлежностями и техникой. Рецепты блюд робот берет в Сети.
Grillbot – это робот-пылесос для гриля. Он поможет навести порядок и очистить решетки гриля. Процессор Grillbot контролирует его движение, а также выбирает необходимую скорость и направление для щеток.
Устройство способно очищать как остывший гриль, так и еще горячие решетки: к очистке можно приступать спустя 10-15 минут, после завершения приготовления пищи.
Уборщики
Говоря о помощи по дому, невозможно обойти стороной самую злободневную часть быта – уборка. Инженеры разработали несколько вариантов уборщиков, самые популярные роботы-пылесосы. В отличие от конкурентов, роботы-пылесосы стали действительно популярны среди людей.
Самой совершенной моделью считается японский Dyson 360 Eye. Правда стоит он больше 1000 долларов и доступен пока только на территории Японии, но именно это устройство оснащено камерой с углом обзора 360° и шестью дополнительными сенсорами, которые точно подскажут роботу, где уже убрано, а где еще необходимо провести работу.
Немного уступает по функционалу, но зато превосходит по популярности – iRobot Roomba 980. Устройство запоминает план жилища, а управление и контроль могут проводиться при помощи смартфона.
Помощник в саду или на участке
Для тех, кто постоянно забывает поливать цветы, компания Parrot выпустила компактных садоводов Pot и H20. Модели оснащены специальными датчиками анализа состояния растений и влажности почвы, и при необходимости устраняют недостатки. Можно не отвлекать от работы, а растения будут вечно зелеными, главное не забыть налить воды в сам робот.
Для владельцев газонов стали актуальны разработки робо-газонокосилок. Многие ведущие производители инструментов, такие как Bosch и HUSQVARNA выпустили свои варианты помощников, но лидерство в этом сегменте принадлежит ROBOMOW. Модель RS635 PRO INSTALLATION оснащена датчиками, которые позволяют обслуживать большие участки (до 3500 в. м) и качественно выполнять свои функции.
Игрушки роботы
Образование
В большинстве случаев, роботы-учителя – устройства, которые транслируют изображение, передвигаясь по классу. Так имитируется присутствие учителя, а также решается проблема с дефицитом квалифицированных кадров.
Еще одна разработка VGo — Remote Students. Такие разработки необходимы для тех учащихся, которые по состоянию здоровья не могут самостоятельно посещать школу. Вместо них это сделает робот.
Управление происходит дистанционно, поэтому ученик или его помощник смогут перемещаться между кабинетами, также, как, и сверстники отвечать на вопросы, общаться с друзьями.
Большую помощь оказывает разработка образовательных устройств для детей с аутизмом, для которых мимика и невербальные сигналы окружающих – отвлекающие факторы. Неизменный вид робота – идеальное решение для данного случая:
Робот Nao (Aldebaran Robotics) в версии Ask Nao поможет в развитии коммуникативных навыков.
Во время обучающих игр, дети с РАС учатся и постепенно перенимают фундаментальные поведенческие повадки (мимика, подражание).
Робот Kaspar (Хартфортширский университет) внешне кажется не очень привлекательным, но он нравится детям.
Создатели Kaspara умышленно избегали излишней реалистичности, это помогает постепенно социализироваться и учиться ориентироваться в мимике людей.
Читайте также: