Напоминание

Что такое робототехника? Виды робототехники. Робототехника в школе


Автор: Халитова Алина Ирековна
Должность: Педагог дополнительного образования
Учебное заведение: МБОУ СОШ 3
Населённый пункт: Город Сургут
Наименование материала: Робототехника в школе
Тема: Что такое робототехника? Виды робототехники. Робототехника в школе
Раздел: среднее образование





Назад




РОБОТОТЕХНИКА В ШКОЛЕ

Робототехника – это область науки и техники, связанная с созданием,

исследованием и применением роботов.

Робот – это машина, которая воспринимает, мыслит и действует. При этом

робот может, как иметь связь с человеком (получать от него команды), так и

действовать автономно.

История робототехники неразрывно связана с большинством изобретений,

сделанных

человечеством.

Практически

невозможно

отделить

ее

от

истории

развития науки, техники и тем более от истории возникновения и становления

компьютерных технологий.

Еще с древних времен человек хотел создать такие механизмы, которые

могли бы выполнять вместо людей тяжелую и вредную работу. Однако первые

успехи в этом направлении появились только в середине 18 века.

Тогда

популярность

набирали

домашние

механические

куклы,

представленные в 1738 году французским ученым из Гренобля (город на юго-

востоке Франции) Жаком де Викансон. Он представил публике искусственного

музыканта, который мог исполнять на флейте 12 различных мелодий. Немного

позже к флейте добавились барабан и бубен, таким образом, был создан целый

механический.

Но

де

Викансон

на

том

не

остановился.

За

оркестром

последовало

действительно

удивительное

по

тем

временам

изобретение

механическая

утка

.Она

могла

самостоятельно

передвигаться,

махать

крыльями,

крякать,

вращать головой, есть и переваривать пищу. Утка не была игрушкой в обычном

понимании этого слова: в каждом ее крыле было около 400 подвижных деталей. К

сожалению, никто не знает, что случилось с оригиналом утки. Однако, в музее в

Гренобле есть копия утки, созданная часовщиком .

Сегодняшняя

робототехника

сформировалась

в

60-х

годах

20

века.

Изобретатели вложили много сил в разработку роботов-манипуляторов, но одним

из

самых

важных

изобретений

стал

робот

Unimate

(Юнимейт), созданный

Джорджом Диро и Джозефом Энжилберг. Это был один из первых промышленных

роботов, и представлял собой огромную конструкцию, похожую на человеческую

руку

.Приспособление

могло

складывать

части

горячего

литого

металла

и

сваривать части кузова. Робот был куплен и установлен на сборочном конвейере

компании

General

Motors,

чтобы

уменьшить

вероятность

получения

травм

и

смертей на производстве. В настоящее время Unimate находится в Зале славы

(Питсбург, США).

В 1966 году был создан робот Shakey (шейки), который, по сути, был

первым роботом, способным рассуждать.

Современные рабочие роботы и функции, которые они выполняют

Современная

робототехника

полностью

основана

на

компьютерных

технологиях: без компьютеров роботы не смогли бы и десятой части того, что они

могут. Сегодня роботов можно условно разделить на две категории: рабочие (т. е.

роботы, сконструированные для служебных задач) и домашние.

Рассмотрим несколько видов рабочих роботов.

Промышленный

робот

устройство

(машина)

с

программным

или

дистанционным (с пульта) управлением, предназначенное для замены человека в

производственных процессах. Промышленные роботы имеют перед человеком

преимущество в скорости и точности реализации однообразных операций, они

способны производить движения, какие человек физически выполнить не может.

Применение

современных

промышленных

роботов

у в е л и ч и в а е т

производительность

оборудования

и

выпуск

продукции,

улучшает

качество

продукции, помогает экономить материалы и энергию.

Роботы-манипуляторы

широко

применяются

в

промышленности

для

автоматизации

многих

технологических

процессов

при

конвейерной

сборке

различных изделий (от автомобилей до микросхем), сварке, окраске, сверлении,

перемещении тяжёлых грузов и т.д. Особое значение имеет применение роботов-

манипуляторов

при

работе

с

вредными

химическими

веществами,

при

обезвреживании

взрывных

устройств,

в

кузнечных

и

литейных

цехах,

на

цементных заводах, в помещениях с повышенным уровнем радиации, в условиях

относительной недоступности (в морских глубинах, на космических аппаратах и

орбитальных станциях) и т.д. .

Медицинские

роботы

призваны

автоматизировать

труд

врача

и

здравоохранения в целом. Работа в этой области помогла создать два уникальных

направления

в

медицине.

Первое

направление

это

телехирургия:

хирург

руководит

роботом

во

время

операции,

непосредственно

не

контактируя

с

пациентом. Второе направление – это хирургия с минимальным вмешательством .

Отдельное

направление

это

медицинские

тренажеры

оборудование

для

профессиональной

подготовки

специалистов,

призванное

облегчить

отработку

практических

навыков

без

риска

для

пациентов.

Медицинские

тренажеры

имитируют

функциональные

или

физические

модели

организма

человека.

С

помощью тренажеров можно создавать подобие экстремальной обстановки. Есть

возможность

остановить

процесс

в

любой

момент,

обсудить

ситуацию,

проанализировать

действия.

При

многократной

работе

с

тренажерами

формируются необходимые навыки .

Использование медицинских роботов повышает уровень автоматизации и

облегчает

труд

врачей,

уменьшает

вероятности

врачебных

ошибок,

ускоряет

процессов возвращения пациентов к нормальному существованию после травм и

заболеваний.

Виды робототехнических конструкторов

Можно

ли

создать

робота

самостоятельно?

Что

представляют

из

себя

конструкторы для самостоятельной сборки и программирования роботов? Что это,

очередные игрушки или все-таки средства, с помощью которых можно создать

робота? Попробуем разобраться.

Моделирование

это

построение

и

изучение

моделей

реально

существующих объектов, предназначенных для изучения процессов или явлений с

целью получения объяснений этих процессов или явлений. Цель моделирования –

проверка гипотезы и тестирование программного обеспечения

Мы живём в век стремительного развития робототехники и уже сегодня

можно найти в магазинах множество наборов для самостоятельной сборки и

программирования роботов.

Рассмотрим несколько вариантов конструкторов, которые существуют на

данный момент.

TETRIX – из конструктора этой серии можно строить прочных металлических

роботов на радиоуправлении и создавать программируемых роботов, используя

оборудование и программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 .

MATRIX – очень похож на конструктор TETRIX. Здесь тоже используются

металлические детали и программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 .

Robotis Bioloid – содержит множество серий, самая распространенная из них

STEM Standard: можно сделать 16 различных роботов по схемам .

Arduino

популярная

платформа

любительской

и

образовательной

робототехники.

Это

серия

плат

ввода-вывода.

Плата

имеет

аналоговые

и

цифровые

порты,

к

которым

можно

подключать

различные

устройства:

светодиоды, датчики, кнопки, моторы, сервоприводы и т.д. Оригинальные Arduino

производятся в Италии, большинство аналогов — в Китае. Есть и российские

разработки .

На

уроках

работаем

на

конструкторе

Lego

Mindstorms,

т.к.

сегодня

платформа Lego является безусловным лидером образовательной робототехники.

Наборами Lego Mindstorms оснащены кружки во многих странах мира. Конструктор

очень прочный, редко удается что-то сломать, и главное достоинство – это

простота и скорость сборки. На мой взгляд, Lego Mindstorms – один из наиболее

удобных и приятных способов начать свое знакомство с робототехникой.



В раздел образования