Робот – не просто игрушка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы ГБОУ Школа № 1080

Научная работа

Робот - не просто игрушка

Выполнил:

Рудых Илья Денисович

Москва, 2017 г

Содержание

Введение

1. История роботов

2. Виды роботов

3. Части роботов

4. Результаты анкетирования

5. Практическая часть

Заключение

Приложение

Введение

Игрушка - это предмет, предназначенный для игры. С глубокой древности и до наших дней дети играют в игрушки, познавая таким образом мир и развиваясь умственно, нравственно, эстетически и физически. Технический прогресс повлиял на современные детские игрушки. Сегодня они изготовляются из пластмассы, снабжаются встроенными механизмами, используют батарейки и даже микропроцессоры. То есть многие из них представляют собой роботов - автоматические устройства, предназначенные для осуществления производственных и других операций по заранее заложенной в них программе, и которые получают информацию о внешнем мире от датчиков. Что же такое робот: кукла, которая может распознавать голос своего владельца и выбирать фразы для диалога из сотен запрограммированных вариантов, а, может быть, игрушка, внешне напоминающая человека и выполняющая по команде простейшие движения, или это помощники людей, которые могут вытачивать детали, переносить тяжёлые контейнеры, собирать автомобили, раздавать на ферме коровам корм и делать много другое? Я занимаюсь уже несколько лет робототехникой, участвую в соревнованиях, одерживаю победы, и я знаю правильный ответ на этот вопрос. Моя цель - практически доказать, что роботы - это не игрушки, созданные для развлечения, а полезные устройства, применяемые в различных областях человеческой деятельности.

Мои задачи:

· Изучить историю роботов;

· Узнать, где уже используются роботы;

· Выбрать сферу человеческой деятельности, в которой требуется применение робота, и провести анкетирование о необходимости его использования в ней;

1. История роботов

Впервые слово «робот» было использовано чешским писателем Карелом Чапеком в 1920 году в написанной им пьесе.

Но задолго до этого, ещё в мифах Древней Греции рассказывалось о несокрушимом механическом великане Таласе, созданном богом огня Гефестом, а также о его золотых служанках, «у которых разум в груди заключён, и голос, и сила».

В эпоху эллинов на острове Фарос на Александрийском маяке были установлены четыре позолоченных женских статуи, которые через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки, а в ночное время издавали трубные звуки.

Позже другие механические фигуры, четырёх играющих в лодке музыкантов, создал арабский учёный-изобретатель Аль Джазари.

А знаменитый Леонардо да Винчи в 1495 году изготовил проект механического рыцаря способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Это изобретение эпохи Возрождения считается первым в истории роботом, хотя и неизвестно, пытался ли Леонардо построить такого рыцаря.

Потом в Европе широкое распространение получили заводные механизмы автоматоны, внешне похожие на живых существ и способные иногда выполнять достаточно сложные движения.

В 1801 году Жозеф Жаккар представил в Париже ткацкий станок, который сам изготавливал полотно; тканевый узор получался на этом станке с помощью перфокарт. С их помощью можно было «запрограммировать» любой рисунок на ткани.

В 1890-е Никола Тесла изобрёл пульт дистанционного управления, а в 1898 году он испытал миниатюрное радиоуправляемое судно.

А вот в 1927 году инженером Ройем Уэнсли для Всемирной выставки в Нью-Йорке был создан внешне похожий на человека робот Televox, способный выполнять простейшие движения и воспроизводить фразы по команде человека.

В 1950-е стали разрабатывать механические манипуляторы для работы с различными материалами (в т.ч. радиоактивными), которые копировали движения рук человека.

В 1970-м году на поверхность Луны доставлен первый в мире дистанционно-управляемый самоходный аппарат «Луноход-1».

В 1980-х началось коммерческое производство роботов в Японии, что стало началом развития рынка роботов.

В 2013-м году создан и доставлен на МКС японский робот-астронавт.

2. Виды роботов

Сегодня роботы продолжают развиваться и появляются всё более сложные и умелые образцы. Для того, чтобы разобраться во всём их многообразии я посетил выставку «Робостанция» на ВДНХ и провёл анализ увиденных там роботов. Также я воспользовался литературой по робототехнике.

Я выделил следующие виды роботов:

· Промышленные - автоматические устройства, состоящие из манипулятора и перепрограммируемого устройства управления, входящие в состав автоматических линий или комплексов;

· Бытовые - роботы, предназначенные для помощи человека в повседневной жизни.

· Андроиды - человекоподобные роботы;

· Медицинские роботы - роботы, связанные с автоматизацией медицины (диагностические роботы, хирургические роботы, робопациенты, робопротезы, экзоскелеты, роботы-сиделки, социороботы и пр.);

· Боевые роботы и ликвидаторы аварий и катаклизмов - автоматические устройства, заменяющие человека в боевых ситуациях или в условиях, несовместимых с возможностями человека;

· Космические - роботы, приспособленные работать в космическом пространстве.

3. Части роботов

Несмотря на функциональные и конструктивные различия разные роботы обладают определённым набором основных элементов, из которых они состоят. заводной автоматон робот контроллер

Это прежде всего внутренний контроллер (мозг робота) - компьютерный процессор и операционная система, позволяющие выполнять указания и поставленные задачи. Ещё источник энергии, без которого они вообще не могут работать. Это может быть пружинный механизм, фотоэлементы, автономные батареи, внешнее электропитание. Также у робота должна быть двигатели и система передвижения. Обязательным для робота является наличие системы управления и датчиков, позволяющих ориентироваться в пространстве, выполнять заданные задачи.

4. Результаты анкетирования

Цель моего научно-исследовательского проекта - практически доказать, что роботы не просто игрушки, а полезные устройства, которые могут использоваться в качестве помощников для людей.

Для этого я решил создать робота для наиболее нуждающихся категорий граждан: пожилых людей, инвалидов и людей, проходящих лечебные курсы. Из-за пожилого возраста и малоподвижного образа жизни, проблем с экологией или из-за приобретённых заболеваний все они обладают плохим здоровьем, имеют те или иные хронические заболевания, нуждаются в медицинской помощи.

Я провёл анкетирование (Приложение 1) среди знакомых пожилых людей, а также в Центре социальной реабилитации инвалидов района Преображенское, чтобы узнать, употребляют ли люди с ограниченными возможностями лекарственные препараты для лечения, как часто они их употребляют, используют ли эти средства курсами или постоянно, не забывают ли их вовремя принимать, и сказывается ли негативно на самочувствии пропуск приёма лекарств.

Были опрошены 27 человек в возрасте от 35 до 82 лет (Приложение 2). У 70% человек оказалось наличие постоянных заболеваний, преимущественно у людей старшего возраста. Мужчины и женщины среднего возраста, как правило, стараются следить за собственным здоровьем, а если и болеют, то в основном простудными заболеваниями. Исключение составляют инвалиды, их заболевания не связаны с возрастом.

100% человек для лечения используют лекарственные препараты, причём 67% из этого числа принимают их постоянно.

29% человек иногда забывают принимать лекарства, и у них от этого ухудшается самочувствие.

Преимущественное большинство опрошенных высказались, что «было бы хорошо, если кто-то или что-то напоминало им о приёме лекарств». Статистические данные также подтвердили это.

Таким образом, опрос показал, что какое-то автоматическое устройство с функцией напоминания было бы необходимо для людей в возрасте, страдающих хроническими заболеваниями.

5. Практическая часть

Поставленная задача собрать робота для конкретной области применения потребовала уникального конструктивного решения, осуществленного мною с помощью конструктора Lego Mindstorms.

Робот автоматически выдаёт по программе (Приложение 3) три раза в день (утром, в обед и вечером) в строго определённое время таблетки. При этом он издаёт громкий звуковой сигнал оповещения о приёме лекарства, обращающий на себя внимание человека. Звук выключается только после того, как человек нажмёт кнопку на роботе в подтверждение, что он отреагировал на действия робота. Таблетки могут быть заложены на целый курс лечения, что избавляет человека от необходимости постоянной заправки робота лекарствами. Благодаря компактным размерам, устройство может поместиться на прикроватной тумбочке, что актуально в случае применения его в больничных палатах или рядом с лежащими больными.

Таким образом этот робот осуществляет конкретную полезную деятельность, может применяться в реальной жизни, а не быть просто игрушкой для развлечения.

Заключение

В ходе моих исследований я хотел показать, что роботы-игрушки - всего лишь примитивные модели самых первых роботов, а настоящие роботы - это сложные устройства, создаваемые для помощи людям.

Главное доказательство этого - большое разнообразие создаваемых роботов, которые уже применяются в абсолютно всех областях и профессиях: в промышленности и в быту, в медицине, на войне, в космосе.

Сегодня робототехника уже внедрена в систему дополнительного образования, а в недалёком будущем, я думаю, она будет частью школьной программы. Поэтому важно понимать цели, ради которых создаются роботы, ведь от поставленных целей зависит будущее человеческого общества!

Приложение

Анкета для научно-исследовательской работы

«Робот - не просто игрушка» ученика 4 класса «В» ГБОУ Школа №1080 Рудых Ильи

Пример программы управления роботом.

Размещено на Allbest.ru