Проект "Робот-мойщик"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №54»

Исследовательский проект

«Робот-мойщик»

(на базе конструктора LEGO MINDSTORMS EV3)

Выполнил:

_____________________

ученица 3 «А» класса

МАОУ «СОШ №54»

Руководитель работы:

Родионова
Надежда Александровна,

учитель начальных классов.

г.Новоуральск, 2018 г.

Содержание

1.     Введение………………………………………………………………….…..3

2.     История роботов………………………......…………………………….…..4

3.     Виды роботов………..……..………………………………………….……..6

4.     Части роботов…………………………………..............................................7

5.     Практическая часть…………………………..……………………………...8

6.     Заключение…………………………………………………………………..9

7.     Список литературы……………………………………………………….....10

1. Введение.

В наше время, очень много игрушек и конечно же у каждого ребенка есть конструктор. Наука и техника не стоит на месте, а развивается очень быстро. В наши дни существует огромный выбор конструкторов: конструкторы с крупными деталями для малышей, специальные конструкторы для девочек и конструкторы со специальными электронными платами только для взрослых.

В моей жизни конструкторы были с самого детства. Взрослые рассказывают мне, что я строил из чего угодно. В этом году у нас в школе появился новый кружок «Робототехника», мы занимаемся 2 раза в неделю. На занятиях мы учимся собирать различных роботов, а также программировать их. Робототехника - это мое серьезное увлечение, и я решил посвятить свой исследовательский проект именно этой теме.

Мною была выдвинута гипотеза: используя детали конструктора LEGOMINDSTORMS EV3 базового и ресурсного набора, можно сконструировать бытовой прибор, а используя программное обеспечение для конструктора – запрограммировать его.

Цель моей работы: доказать, что робототехника может быть не просто игрой, а серьезным занятием, которое может в дальнейшем стать профессией.

Задачи:

Ø Изучить историю роботов.

Ø Узнать, где может пригодиться робототехника.

Ø Собрать и спрограммировать робота-мойщика из конструктора LegoMindstorms

2. История роботов. 

В одной из моих любимых книг «Роботы будущего» я нашел историю возникновения роботов.

Роботы ассоциируются у большинства людей исключительно с новыми технологиями.  Однако идее создавать машины подобные людям, уже сотни лет. Существа, напоминающие современных роботов, можно найти даже в мифологии и литературе. Например, в поэме «Илиада» Гомер пишет о золотых служанках, созданных покровителем кузнечного мастерства, богом огня Гефестом.

1495 г. – Леонардо да Винчи создает проект механического рыцаря, чтобы показать, что машина может двигаться, как человек. Это изобретение эпохи Возрождения считается первым в истории роботом.

1801 г. – Жозеф Жаккар представляет в Париже ткацкий станок, который сам изготавливает полотно. Для управления узорами на тканях используется перфокарта – бумажный носитель данных, моделирующий работу механизма.

1890-е – Никола Тесла изобретает пульт дистанционного управления. Без этого устройства многих современных роботов невозможно было бы привести в движение. В 1898 г. Тесла испытал радиоуправляемое судно, после чего шествие роботов по миру было уже не остановить.

1927 г. – на  Всемирной выставке в Нью-Йорке инженер Д. Уэксли продемонстрировал простейшего робота, способного выполнять команды человека.

1976 г. – космические зонды «Викинг-1» и «Викинг-2», оснащенные встроенными роботами-манипуляторами, берут на Марсе пробы грунта.

2000 г. – японские компании «Хонда» и «Сони» выпускают роботов-гуманоидов, умеющих повторять движения людей.

2004 г. – Марк Тилден, канадский физик и разработчик робототехники, создает игрушку «Робосапиен» - робота-гуманоида для массовой продажи.

К настоящему времени роботы продолжают развиваться и уже способны не только самостоятельно передвигаться, но и взбираться по лестницам и переносить грузы, играть на музыкальных инструментах, изображать домашних животных, собирать образцы породы на Марсе, обеспечивать работу международной космической станции, а также участвовать в поиске и спасении людей в чрезвычайных ситуациях.

3. Виды роботов.

Конструкция роботов, их внешний вид и их назначения могут быть самыми разными. Одни роботы созданы, чтобы упростить человеку работу или сделать ее безопаснее. Другие – ради развлечения.

Робот-манипулятор – это робот с несколькими подвижными соединениями, которые повторяют строение руки человека. Он выполняет работу быстрее, с большей надежностью и точностью, чем любой человек. Робот-манипулятор работает на многих предприятиях.

Робот-гуманоид – это робот, внешне напоминающий человека. Менее совершенные роботы могут повторять лишь несколько движений. Другие оснащены органами чувств, такими как зрение и слух.

Робот на колесахвыполняют очень опасные и сложные для человека задания, освобождая человека от работы, связанной с риском для жизни.

Роботы-ортезыпомогают людям с травмами позвоночника заново учиться ходить. Человек прикрепляется к роботу и вместе с ним, подчиняясь механизму, идет по беговой дорожке.

Роботы на гусеничном ходу передвигаются по любой поверхности. Этот робот оснащен зажимом, который может поднимать предметы с взрывчатым веществом и перемещать их в безопасное место.

Роботы на рельсах, необходимы при производстве товаров большого размера. Они с легкостью перемещают тяжелые, большие предметы. Этот робот переносит огромные куски стекла.

Некоторые роботы двигаются, следуя командам специальных компьютерных программ, другие – благодаря дистанционному управлению. Человек постоянно контролирует роботов и определяет, чем и как они будут заниматься.

4. Части роботов.

Корпус большинства роботов состоит из отдельных подвижных и неподвижных частей. Вот основные из них:

Внутренний контроллер

Каждый робот оснащен контроллером- компьютерной операционной системой. Контроллер- это мозг любого робота. Он содержит всю необходимую информацию для выполнения задач и указаний.

Источник энергии

Роботам необходим источник энергии. Одни работают от батарей. Другие оснащены фотоэлементами, которые преобразуют солнечный свет в энергию. Механические роботы заводятся с помощью пружинного механизма.

Дистанционное управление

Роботы, которые работают на других планетах, такие как марсоход, оборудованы внутренними контроллерами, но ими также можно управлять с Земли. По снимкам оператор определяет, куда должен двигаться робот и какую задачу ему нужно выполнить.

Сенсоры света и звука

С их помощью робот может распознавать свет, исходящий от объектов, определять звуковые волны. Эта функция помогает либо обходить различные предметы, либо идти к ним навстречу. Также в корпус робота может быть встроено устройство распознавания голоса, с помощью которого человек отдает машине устные приказы.

Датчики давления

Некоторые роботы оборудованы датчиками давления, которые имитируют осязание. У этих сенсоров, как правило, два назначения. Они сообщают роботу о том, что он ударился о какой-нибудь предмет и должен сменить направление движения, а также позволяют правильно захватить и поднять объект.

5. Практическая часть.

Существует много видов конструкторов, но самым популярным и уникальным является Лего. С этим конструктором знакомы, я думаю все. Уникальный он, потому что все его детали подходят друг к другу и можно соединять несколько наборов. 

На занятиях по робототехнике мы работаем с конструктором LegoMindstormsEV3, это самая последняя модель обучающего конструктора фирмы Лего. Мы научились собирать гоночную машину, робота-лунохода и несколько других более простых роботов. Дома у меня тоже есть конструктор Lego, но мои родители мне не позволяют в него долго играть, потому что надо еще выполнять различные домашние дела, такие как вымыть посуду, пропылесосить, протереть пыль.

Я стал думать, как же конструктор Lego мне может помочь?! В сети Интернет я нашел схему сборки робота-мойщика и предложил ребятам попробовать его собрать.

На протяжении нескольких занятий мы собирали робота-мойщика.

Вот долгожданный час наступил – робот собран.

Следующим шагом нам нужно было сделать так, чтобы он стал двигаться. Для этого мы нашли программу и научили робота вращать механизмами. Но наш робот так и не выполнил своей основной функции – мойщика. Тогда мы придумали обмотать гусеницы робота влажными салфетками. Вот теперь наш робот полностью готов.

Теперь я могу запустить своего робота, и он будет вместо меня протирать пыль на столе, а я в это время буду придумывать нового робота из конструктора Lego.

6. Заключение.

В наши дни робототехника применяется абсолютно во всех областях и профессиях: в промышленности, в медицине, на войне и даже в космосе, роботы помогают нам по дому, а возможно в будущем и заменят многие профессии человека вообще.

В ходе моего исследования, я хотел показать, что изготовление робота очень интересный,  увлекательный и познавательный процесс. Над созданием роботов трудятся настоящие ученые и инженеры, но каждый школьник может придумать дизайн одного из них.

Занятие робототехникой развивает навыки информатики, математики, технологии, физики, умение объемно видеть предмет и творческие способности. Во многих школах уже появляется данное направление, как дополнительные занятия, но я считаю такой предмет нужно ввести в каждой школе, он очень полезен, ведь за инженерами, программистами, технологами - будущее нашей страны.

Я очень хочу, чтобы мое увлечение стало моей профессией, но если я не стану конструктором, я знаю, что навыки, приобретенные при занятиях робототехникой, пригодятся мне в дальнейшем и в учебе, и в работе.

Еще у меня есть цель: в следующем учебном году принять участие во Всероссийскомроботехническом фестивале «РобоФест 2019».

         Мне всего десять лет, а я уже управляю роботом, который придумал и сделал сам. Представьте себе, что я смогу успеть, ведь у меня впереди вся жизнь, которую я точно хочу связать с робототехникой.

7. Список литературы.

1.     Роботы будущего- Петр Шадрин ,М.; изд . Махаон, 2014г.

2.     Детская энциклопедия. Техника будущего., М; изд.Литера, 2007 г.

Интернет ресурсы:

1. https://edugalaxy.intel.ru

2. http://itpoznanie.ru/robotics

3. http://www.proghouse.ru/article-box/58-floor-washer

4.https://sites.google.com/site/mirkonferenc/home

Скачано с www.znanio.ru