Главная Коллекция "Revolution" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Пайдалуу машина

Пайдалуу машина

Области исследований и использования мобильных роботов, базирующихся на последних достижениях механики, микропроцессорной техники, информатики и теории управления. Определение необходимости создания более совершенных систем управления колесных роботов.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	научная работа
Язык	русский
Дата добавления	13.06.2021
Размер файла	7,6 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Республика Кыргызстан, г. Бишкек

Учебно-воспитательный комплекс школы-гимназии № 67

Изобретательский проект

Пайдалуу машина

Ф.И.О. участника:

Кадырбаев Адиль Абазбекович

Класс: 9 «Б».

Ф.И.О. руководителя, должность:

Мамаева Алтынкыз ?м?рбековна

учитель физики

Аннотация к изобретательскому проекту на тему «Пайдалуу машина»

Данная работа посвящена улучшению качества жизни людей и решению экологических проблем. Работа состоит из введения, двух глав и заключения.

В первой главе (теоретическая часть работы) дана информация о робототехнике.

Вторая глава является практической частью работы, здесь подробно описан алгоритм создания машины.

В конце работы имеются приложения и список использованной литературы.

В дальнейшем планируется расширение функциональных возможностей машины.

Объем работы: 31 страница.

Количество рисунков: 7.

Использованная литература: 3.

Введение

микропроцессорный техника колесный робот

Робототехника является одним из ключевых направлений научно-технического прогресса, а область применения робототехнических систем постоянно расширяется. В первую очередь это связано с появлением высокоинтегрированных электронных схем, массовостью их выпуска и доступной ценой. То, что раньше требовало больших усилий в разработке, отладке и сопровождении, сейчас доступно в виде функционально законченных устройств - микропроцессоров, микроконтроллеров, датчиков. Аналогичная ситуация складывается и с программным обеспечением - существует множество коммерческого и свободного программного обеспечения, на базе которого может быть создано программное обеспечение систем управления движением и моделирования поведения роботов.

Во-вторых, это обусловлено появлением доступных персональных компьютеров, обладающих большой вычислительной мощностью. Для моделирования электронных и механических систем уже не требуется использовать громоздкие вычислительные центры. Наличие общедоступного средства связи в виде глобальной компьютерной сети Интернет позволяет стереть границы при общении ученых из разных научно-исследовательских коллективов друг с другом.

В-третьих, существует мощный стимул для развития данного направления науки и техники, связанный с острой необходимостью в наличии дешевой, надежной и неприхотливой рабочей силы, способной заменить человека при выполнении тяжелой, ответственной или опасной работы. Такое направление можно назвать классическим, однако, следует заметить, что в последнее время большое внимание стало уделяться не только специализированным роботам, но и автономным многофункциональным аппаратам для бытовой сферы и сферы обслуживания. Так, роботы уже используются в качестве интеллектуальных систем для наблюдения за домом в отсутствии хозяина и управления бытовыми приборами или, например, в качестве больничного персонала, способного развозить лекарства больным и выступать в качестве мобильного диагностического центра.

Актуальность темы. В настоящее время в мире интенсивно расширяются области исследований и использования мобильных роботов, базирующихся на последних достижениях механики, микропроцессорной техники, информатики и теории управления.

Для успешного выполнения обширного круга задач роботы должны обладать как мобильностью, так и способностью интерпретировать, планировать и автоматически выполнять полученное задание, используя бортовую вычислительную систему. Их особенность - возможность достижения заданной цели в неопределенной внешней среде, избегая столкновений со стационарными препятствиями и подвижными объектами.

Таким образом, актуальность темы исследования определяется необходимостью создания более совершенных систем управления колесных роботов, удовлетворяющих современным требованиям к качественным и количественным характеристикам движения и учитывающих свойства управляемых объектов.

Цель работы и основные задачи исследования. Целью работы является разработка робота - полезной машины. Полезная машина умеет собирать мусор, поднимать груз, сдвинуть с места предметы, полезной машиной можно управлять дистанционно, ее можно отправить на работу в опасную зону.

Достижение указанных целей предполагает решение следующих основных задач:

изучить основы робототехники;

изучить Arduino, Arduino -- это электронный конструктор и удобная платформа быстрой разработки электронных устройств для новичков и профессионалов;

разработать модель полезной машины.

Работа состоит из введения, 2-х глав и заключения. В первой главе (теоретическая часть работы) дана информация о роботах.

Вторая глава является практической частью работы, здесь подробно описан алгоритм создания робота - полезной машины.

В конце работы имеются приложения и список использованной литературы.

1. Роботы в современном мире

Каждый год на рынке робототехники «прокручивается» 5 - 6 миллиардов долларов, и эта цифра постоянно растет. Видимо, век накопления знаний и теоретической науки сменяется новой эпохой - когда всевозможные роботы и механизмы заполняют мир.

По последним данным, сегодня в мире работают 1,8 млн. самых различных роботов - промышленных, домашних, роботов-игрушек.

Что же такое робот?

Робот - это электромеханическое, пневматическое, гидравлическое устройство, программа, либо их комбинация, работающая без участия человека и выполняющие действия, обычно осуществляемые человеком.

Другими словами робот - это автоматическое устройство, имитирующее движения и действия человека.

Робот построен по компьютерной технологии, сознание робота - это вычислительная машина, с которой информация может быть считана и перенесена на отдельный носитель. Робот не лечится, а ремонтируется путем ввода соответствующих диагностических программ.

У робота отсутствует ассоциативное мышление. У него отсутствует любопытство - есть лишь программа по накоплению информации, которая ему необходима. Робот все понимает умом, душевные качества ему не присущи - все-таки он не имеет души.

Существует 3 правила робототехники, которые сформулировал в 1942 году автор научно-фантастических произведений Айзек Азимов в своем рассказе Хоровод:

Робот не может повредить человеку или, бездействуя, допустить, чтобы человеку был нанесен вред.

Робот должен подчиняться приказам, которые дает ему человек за исключением случаев, когда такие приказы противоречат первому правилу.

Робот должен защищать свое существование до тех пор эта защита не противоречит первому или второму правилу.

Что уже умеют человекоподобные механизмы:

ходить, бегать, подниматься по лестницам, перепрыгивать препятствия высотой до полуметра;

танцевать, ходить на лыжах, играть в футбол, кидать дротики;

играть в шахматы, на музыкальных инструментах, дирижировать оркестром;

делать уколы и хирургические операции;

распознавать и синтезировать человеческую речь, вести беседу, пожимать руки, улыбаться;

убираться по дому, выполнять функции секретаря, следить за детьми и животными, смешивать коктейли, подавать на стол;

охранять дом, драться с другими механизмами.

С каждым годом роботы совершенствуются и умнеют, но все же их искусственный интеллект не сравнится с человеческим.

На данный момент еще не выработан удовлетворительный критерий «разумности».

В 1950 году Аланом Тьюрингом был предложен тест. Критерий этого теста говорит, что «система может считаться разумной, если наблюдатель, общаясь с ней достаточное время, не отличит ее от человека». То есть, он заключается в переписке судьи (человека) с машиной и с другим человеком. Если судья при этом не может достоверно отличить машину от человека, то машина признается разумной.

В очередной раз компьютеры не прошли проверку на наличие разума.

21 октября 2007 года в Нью-Йорке состоялся очередной конкурс Хью Лебнера. Конкурс был учрежден в 1990 году и является первым соревнованием систем искусственного интеллекта на прохождение теста Тьюринга. Главный приз состязания - $100 тыс. и золотая медаль - должны достаться создателю первой искусственной системы, которая сможет пройти тест Тьюринга на наличие разума.

В конкурсе Хью Лебнера компьютер должен пройти тест у не менее половины независимых судей. При этом переписка осуществляется путем обмена мгновенными сообщениями.

До настоящего времени и в конкурсе 2007 года пройти тест и получить главный приз не удалось никому. Премия в $2 тыс. и бронзовая медаль ежегодно присуждается авторам наиболее «человекоподобной» системы искусственного интеллекта. В этом году таковой признана компьютерная программа Ultra Hal от американской компании Zabaware.

В Ultra Hal реализованы технологии искусственного интеллекта, распознавания речи и анимации в режиме реального времени. С программой можно разговаривать или вести переписку в чате. Она может выполнять функции личного помощника - напоминать о встречах, запускать приложения на компьютере, набирать телефонный номер и т.д.

Планируется, что в следующем году конкурс Хью Лебнера пройдет в Великобритании.

К проблемам будущих отношений человека и роботов обратились и в разных странах.

Так, исследование, проведенное в прошлом году по заказу правительства Великобритании, предсказывает, что в ближайшие 50 лет роботы могут потребовать для себя тех же прав, что и люди.

Европейская сеть исследований робототехники (ERRN) также занялась разработкой норм использования роботов. И в черновике европейских правил говорится, что в 21 веке человечество впервые столкнется с проявлением чужого разума - с роботами. И это событие повлечет разнообразные проблемы этического, социального и экономического свойства. Организация планирует установить этические нормы, описывающие роли и функции роботов, т.к. ожидается, что их интеллект сильно разовьется в ближайшее время. Также в начале 2007 г. в СМИ мелькало сообщение о том, что экспертная группа, в которую входят футурологи и писатель-фантаст Айзек Азимов, занялась созданием кодекса, определяющего этику и мораль общения с роботами, их роль и функции в обществе. Кодекс будет содержать правила управления и обращения с роботами, предотвращения их нелегального использования и защиты данных, принадлежащих роботам.

Многие государства считают роботов ключевым элементом экономического развития страны и вкладывает в соответствующие исследования миллионы долларов и производство роботов в XXI веке может стать крупнейшей отраслью промышленности.

1.1 Промышленные роботы

Какую пользу могут принести роботы в экономической сфере?

Мы полагаем, что при комплексном использовании польза будет колоссальна.

Роботов можно широко использовать для добычи сырья и ресурсов. Такие роботы могут работать в суровых и опасных климатических условиях, им нипочем ни мороз, ни радиация.

Разработка месторождений полезных ископаемых актуальна ближайшие 30-40 лет. Потом в связи с приходом нано-технологий появится возможность получить сырьё из рассеянного состояния в окружающей среде. Кадровый кризис будет препятствовать освоению месторождений. Применение технологий андроидных роботов позволит в кратчайшие сроки выполнить эту работу и создать фундамент для экономического процветания страны в будущем.

Большинство населения концентрируется в больших городах. Сейчас трудно найти людей готовых работать в удаленных районах страны. Андроидные роботы смогут сыграть существенную роль в отдаленных районах. Там они потребуют значительно меньших затрат на использование, чем работа человека. Впрочем, работа человека тоже понадобится. Ведь роботами кто-то должен управлять. Нужны люди, которые будут заниматься обслуживанием и дополнительным обучением роботов.

Есть крупные компании, которые сталкиваются с проблемой грядущего кадрового дефицита в производстве различной продукции - андроидные роботы смогут заменить человека у станка. Роботы будут выполнять основную работу по производству, в то время как люди смогут потратить больше сил и ресурсов на разработку более конкурентоспособной продукции, и продвижению этой продукции на международные рынки, налаживанию сбыта и инфраструктуры, разработкой рекламы и высокого имиджа продукции на мировых рынках.

Да и сами по себе роботы являются продуктом высоких технологий. Их разработка и внедрение в производство требует разработку целой отрасли науки и промышленности. Знания, полученные при разработке андроидных роботов, смогут быть применены в самых различных сферах. Андроидные роботы, узлы и детали к ним, программное обеспечение, все это является качественным высокотехнологичным товаром, который обязательно найдет своего покупателя в самом ближайшем будущем.

Просто внедрение роботов, от микроскопических капсул, вживляемых в организм человека, до высокотехнологичных пылесосов позволит людям сосредоточиться на решении более важных проблем и задач. Механические помощники могут также присматривать за детьми, пенсионерами и выполнять работу по дому.

Роботы к 2025 году смогут выполнять работу, для которой Японии потребовалось бы занять 3,5 миллиона человек.

Эксперты Международной федерации робототехники отмечают, что в промышленности используется больше всего роботов - примерно 770 тысяч. Причем половина из них - 350 тысяч работают в Японии.

В Европе же используется 233 тысячи, а в Северной Америке - 104 тысячи промышленных роботов и используются они, главным образом, на сборочных конвейерах.

Также электронные помощники заняты и при уборке мусора или погрузке. Среди европейских государств больше всего промышленных роботов используется в Германии - 105,2 тысячи, второе место занимает Италия - 46,8 тысячи, на третьем - Франция - 24,2 тысячи. В России уже работает 5 тысяч роботов, Швейцария и Австрия используют по 3,5 тысячи роботов, Финляндия - 3 тысячи, Дания - 1,8 тысячи, Польша - 644 робота и Венгрия - 176.

Мало кто знает, но, к примеру, строительная индустрия США находится на пороге самой настоящей революции.

Дело в том, что уже в апреле-мае там пройдут первые испытания робота-строителя. Этот "трудяга" способен возвести двухэтажный жилой дом площадью 186 кв. м с рекордной скоростью, всего за сутки. Это в 200 раз быстрее того, если бы дом строили люди и, что немаловажно, в пять раз дешевле. Разработчики заявляют, что новая машина, способная работать без технических перерывов, сможет построить в доме все, включая арки и камины, и даже самостоятельно установить водопроводные и канализационные трубы.

Принцип работы устройств такой же как у обычных струйных принтеров. Быстро твердеющий раствор по программе наносится слой за слоем на поверхность в соответствии с чертежом. Робот легко и быстро может создавать сооружения любой заданной формы.

Просчитав экономический эффект от внедрения инновации, американцы планируют наладить промышленный выпуск строителей-киборгов. Экономический эффект уже подсчитан: машина стоимостью $1,5 млн, позволит пятикратно сократить затраты на строительство жилых домов.

1.2 Робот Chico будет отслеживать утечки газа

Бразильская государственная энергетическая компания Petrobras разработала уникальную модель робота, способного отслеживать утечки газа в трубах.

Робот, получивший название Chico, способен автономно перемещаться по земле, под водой, в грязи, горной местности и даже обладает специальным буром, чтобы всверливаться в горные породы для проверки труб.

Новый робот был разработан в сотрудничестве Государственным фондом поддержки исследований Fapesp. На первом этапе эксплуатации робот будет использован для обслуживания 420-километровой газовой трубы, протянувшейся от региона Каори до города Манаос. Большая часть трубы проходит в тропических лесах Амазонки.

Уникальный робот может быть использован и для различных экологических исследований, так как он разрабатывался с той точки зрения, чтобы во время своего функционирования нанести как можно меньший вред окружающей среде, утверждают разработчики.

1.3 Разработанные технологии и системы безопасности

1)лазерный радар

Система обеспечивает постоянный контроль за впереди идущим транспортом и помогает водителю удерживать автомобиль на безопасной от него дистанции. Действует система в диапазонах скоростей от 45 до 100 км/ч. При снижении скорости впереди идущего автомобиля система круиз-контроля включает плавное автоматическое торможение автомобиля. В случае, если этого не достаточно для соблюдения безопасной дистанции, система предупреждает водителя о возможном риске столкновения.

2) Blind Corner Monitor (наблюдение за "мертвыми зонами" спереди)

Система использует камеру, установленную спереди автомобиля, для наблюдения за "мертвыми зонами" с целью быстрого обнаружения автомобилей, приближающихся слева и справа.

3) Система безопасности «Pre-Crash» (предавария)

По статистике наиболее частым ДТП является удар в заднюю часть кузова движущегося спереди автомобиля. Вызвано это невнимательностью водителей или засыпанием на дороге. Система безопасности Pre-Crash эффективно защищает от этого типа аварии.

При сокращении безопасной дистанции между автомобилями, система предупреждает водителя о возможном риске столкновения.

Если водитель среагировал и начал торможение, системой обеспечивается дополнительное торможение в помощь водителю.

Если по некоторой причине водитель не в состоянии нажать педаль тормоза, система начинает торможение автоматически, дополнительно происходит натягивание ремней безопасности автомобиля для уменьшения травматизма водителя и пассажиров.

4) Система предупреждения о выходе за пределы полосы движения (LDW)

Эта система регистрирует результат перемещений автомобиля на дороге и выдаёт предупреждающий сигнал водителю, когда автомобиль начинает отклоняться от соответствующей полосы движения. Это помогает водителю вовремя среагировать и подкорректировать направление движения автомобиля.

Дополнительно к системе предупреждения о выходе за пределы полосы движения Daihatsu разработала технологию по фиксированию полосы, исходя из анализа рулевых манипуляций.

1.4 Разрабатываемые технологии и системы безопасности

1) Система взаимодействия автомобиля с транспортной инфраструктурой.

По инициативам соответствующих министерств и правительственных организаций в ряде развитых стран уже не менее десяти лет разрабатывается национальная ITS -- Intelligent transportation system. Это интегрированная система, призванная объединить человека, транспортное средство и дорогу посредством передовой информационной технологии (IT).

Ситуация на дороге (угроза ДТП и факт ДТП), состояние дорожного полотна (поверхность, влажность) отслеживаются с помощью наземных лазерных и видеосистем. Вся информация обрабатывается и, в случае необходимости, автомобиль будет вовремя проинформирован об опасностях на дороге.

Главной целью встроенной в автомобиль системы взаимодействия с транспортной инфраструктурой является предотвращение ДТП. Пока система в разработке, но практическое её применение ожидается в скором будущем.

2) Системы обмена информацией между автомобилями.

Система должна позволить автомобилям обмениваться информацией между собой. Бортовые компьютеры автомобилей, объединенные сетью, должны постоянно обмениваться информацией и, в случае риска ДТП, брать управление на себя. Заметив с помощью радара столкновение прямо по курсу, автомобиль должен связаться с оставшимися позади автомобилями, чтобы они также сбросили скорость. Эта система будет наиболее эффективна на перекрёстках и дорогах с ограниченным обзором.

1.5 Интеллектуальные дороги

Если вы когда-либо ездили по большому городу в час пик, вам прекрасно известны проблемы дорожных пробок. Они являются причиной задержек, нарушения планов и связанных с этим убытков, а также основным источником загрязнения воздуха. И, естественно эти проблемы нужно решать, причем в самом скором времени.

Интеллектуальные дороги могут помочь уменьшить пробки, но мы пока не знаем обо всех маршрутах, по которым люди, автомобили, грузы и товары действительно перемещаются в пределах городской территории. Получение этих данных - это первоочередная задача. Затем понадобятся инновационные способы применения этих данных, если мы хотим разрешить существующие трудности в области дорожного движения.

Возможности микротехнологии позволяют разместить датчики практически в любом месте. Например, встроенные микросхемы в шинах могут передавать информацию датчикам, установленным на дорогах. Это поможет отслеживать транспортные потоки и управлять ими. Люди могли бы получать информацию о дорожном движении в режиме реального времени и изменять маршруты, чтобы избежать пробок.

Некоторые эксперты полагают, что в будущем нас ждут автоматизированные магистрали, где автомобили будут подключены к системе для автоматического изменения их направления и оптимизации транспортных потоков.

1.6 Интеллектуальный общественный транспорт

Представьте себе транспортную систему, которая позволила бы с помощью мобильного телефона узнать о количестве свободных мест в ближайшем пригородном электропоезде или поезде метро, не говоря уже об изменениях в расписаниях.

Интеграция услуг и информации необходима и для развития общественного транспорта в будущем. Например, чтобы обеспечить соответствие спроса и предложения, системы общественного транспорта смогут использовать информацию о местонахождении пассажиров и направить транспорт туда, где он требуется.

Но многие чувствовали бы себя не уютно, зная, что государство может отслеживать маршруты их перемещения. В первую очередь пассажиры должны доверять транспортной системе, зная, что их информация надежно защищена. Они также должны знать, что именно получат взамен, например простоту и удобство использования.

К сожалению, цикл внедрения подобных инноваций в крупных автоконцернах составляет не один год, поэтому не смотря на наличие теоретических разработок в этой области, существенно новых интеллектуальных опций придется подождать несколько лет или даже десятилетий.

1.7 Мир находится на пороге третьей научно-технической революции

Нанотехнологии -- новый и пока не слишком понятный широкой публике термин. Но скоро в мир нанотехнологий войдет каждая домохозяйка, а сами нанотехнологии принесут новую научно-техническую революцию.

Понятие «нанотехнологии» в 1974 году придумал японец Норё Танигути для описания процесса построения новых объектов и материалов при помощи манипуляций с отдельными атомами. Нанотехнологии имеют дело с объектами в одну миллиардную часть метра, то есть размером с атом. Первые технические средства в этой области были изобретены в швейцарских лабораториях IBM.

Одним из самых многообещающих и вполне реальных применений нанотехнологий могут оказаться нанороботы (или наноботы) -- устройства размером в десятки нанометров, которые самостоятельно манипулируют атомами. Нанороботы будут обладать способностью самовоспроизводиться, создавать из произвольного органического и неорганического подручного материала любые предметы. В итоге нанороботы, манипулируя молекулами, смогут создать любой предмет или существо.

Нанороботов разделяют на два вида:

ассемблеры, способные конструировать и самовоспроизводиться,

дизассемблеры, способные разбирать.

Исследователи ведущих лабораторий мира сообщают, что значительно продвинулись в создании нанороботов. Не исключено, что первой областью, где найдут применения таланты нанороботов, станет медицина. Наноробот, введенный в организм человека, сможет самостоятельно передвигаться по кровеносной системе. На этом пути наноробот сможет исправить характеристики тканей и клеток, очистить организм от микробов и молодых раковых клеток, от отложений, к примеру, холестерина. Вооружившись нанотехнологиями, ученые уже подступаются к гемофилии, болезни Альцгеймера, врожденным патологиям.

Среди самых распространенных наноустройств на сегодняшний день - нанотрубки. Они играют различные роли: от молекулярных фильтров, действующих как обычные сита, и до трехмерных шестеренок, без которых трудно представить себе какой-либо механизм. Нанотрубки на рисунке почти целиком состоят из углерода, а точнее из замкнутых графитовых слоев. Обратите внимание на выступы по бокам трубок: именно они выполняют функции зубьев, превращающих нанотрубки в шестерни.

В нанобиотехнологическом центре университета Корнела, например, создали гитару длиной в 10 микрон, то есть размером с красную кровяную частицу. На ней даже можно играть, возбуждая колебания в струнах лазерным лучом.

Ученые из Дании смогли построить на основе нанотрубок нанотранзистор, переключающийся всего лишь одним электроном. А это серьезный шаг к созданию первого молекулярного компьютера. На 2005 год назначены первые опыты, и уже весной мы сможем узнать об их результатах.

1.8 Нанороботы играют в шахматы

Недавно был создан первый наноробот, умеющий играть в шахматы. Робот различает белые "фигуры" от черных за счет их магнитных свойств. При приложении внешнего поля робот случайно "выбирает" одну из фигур своего цвета (белого) и передвигает ее на несколько клеток. Пока робот не умеет различать разные виды фигур и выбирать траекторию движения в зависимости от этого, однако это сейчас уже является предметом исследования ученых. За черные пока приходится играть человеку. Он же решает и исход поединка - момент, когда один из королей попадает в матовую ситуацию.

На данный момент этот робот имеет реальные шансы стать прототипом первого думающего наноустройства.

А немецким учёным удалось заставить молекулы самостоятельно собираться в заранее заданные структуры. «Инструкцию» по сборке они зашифровали в форме молекул.

Примерно так нанороботы будут собирать себе подобных в будущем.

Ученые из института имени Макса Планка и Технологического института Карлсруэ Клаус Керн и Марио Рубен впервые смогли воочию наблюдать процесс самоорганизации и упорядочения молекулярных объектов на поверхности. Как говорят сами исследователи, им удалось реализовать «инструкции по сборке», заложенные в конфигурации используемых молекул.

Самосборка молекулярных структур и их упорядочение, наблюдавшееся в ходе опыта, может пролить свет на процесс возникновения и эволюции жизни на нашей планете. Кроме того, процесс самостоятельной сборки наноструктур открывает большие перспективы для применения в катализе, микро- и наномеханике, химии и физике поверхности.

Доктор Анирбан Бандиопадьхях из Национального института материаловедения в Японии создал химический «мозг», способный управлять нанороботами.

Данный химический «мозг» имеет размеры всего в 2 нанометра, и состоит он из 17 молекул дюроквинона, DRQ (2,3,5,6-tetramethyl-1-4-benzoquinone), каждая из которых может функционировать как отдельное «логическое устройство», а вся система может работать как процессор, выполняющий за один такт 16 инструкций и способна кодировать свыше 4 миллиардов комбинаций.

Одна такая молекула похожа по форме на кольцо с четырьмя спицами, которые могут по отдельности занимать несколько различных положений (можно интерпретировать как двоичные нули и единицы).

16 молекул DRQ также составляют кольцо, с 17-й молекулой в центре, и вместе формируют молекулярную машину.

Переключая центральную молекулу с помощью сканирующего туннельного микроскопа, остальные 16 будут работать как ведомые логические механизмы.

Но зачем это нужно? Учёные и медики связывают большие надежды с исцелением больных при помощи гипотетических наноботов, способных доставлять лекарства к строго заданной цели или выполнять некие "осмысленные" действия в потоке крови. И здесь один из ключевых вопросов -- контроль над столь крошечными молекулярными машинами.

Будем надеяться, что данная разработка не будет использоваться учеными в разрушительных целях.

Так же ученые полагают, что искусственный интеллект достигнет уровня развития человеческого мозга к 2029 г.

По их мнению, человечество стоит на таком уровне развития, что в скором будущем в мозг и другие органы человеческого тела будут установлены "нанороботы", которые будут улучшать его интеллектуальные и физические способности, действуя в непосредственном контакте с нейронами и другими клетками организма. Таким образом, люди и роботы "станут единым целым".

По мере того как разумный Искусственный Интеллект воплощается в реальности, будут вырабатываться более убедительные и чёткие критерии его определения. И в какой-то момент человечество просто придёт к консенсусу о том, что созданный нами машинный разум уже разумен, хотя мы и не сможем точно указать, в какой момент это произошло.

Исследователи высказывали мнение, что в течение 20-50 лет роботы смогут получить гражданские права. В таком случае, помимо прав у роботов будут и определенные обязанности, такие как участие в выборах, уплата налогов и, возможно, обязательная служба в армии. Общество, со своей стороны, будет обязано заботиться о своих новых "цифровых гражданах".

Если робот разовьется и станет самостоятельным, он легко обеспечит своим родителям сытую и беззаботную старость. Сможет ли робот сделать это? Сможет. Потому что, в отличие от человека, будет иметь возможность не только познавать, но и совершенствовать себя.

2. Практическая часть

2.1 Этапы и материальное оснащение

Этапы:

Сбор материала

Обработка собранной информации в Microsoft Office Word

Сканирование и обработка фотоматериалов в Microsoft Office Picture Manager, и Adobe Photoshop CS3.

Разработка модели, выбор дизайна.

Создание робота - полезной машины.

Оборудование:

ПК

Сканер Epson RX 590.

Мотор-редуктор с колесом (2 колесо + 2 редуктора)

Соединительные провода (Мама-Папа)

Соединительные провода (Папа-Папа)

4-х канальная система дистанционного управления на 315 МГц

Батарейки АА и ААА

Батарейные блоки АА (с крышкой и без)

Драйвер двигателей L293D Arduino UNO (Mega)

Программное обеспечение:

ОС Microsoft Windows

Аппаратная платформа Arduino

Microsoft Office Word

Adobe Photoshop

Microsoft Office Picture Manager

После сбора материала, его обработки, разработки модели, приступаем непосредственно к созданию полезной машины.

Что такое Arduino: платформа для DIY-электроники

Arduino -- это небольшая плата с собственным процессором и памятью. На плате также есть пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и вообще всё, что работает от электричества.

В процессор Arduino можно загрузить программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. Таким образом можно создать бесконечное количество уникальных классных гаджетов, сделанных своими руками и по собственной задумке. Чтобы понять общую идею, взгляните на иллюстрацию. Она не отражает и миллионной доли всех возможностей, но всё же даёт первичное представление.

Свою популярность Arduino приобрела благодаря простоте и дружелюбности. Даже полный ноль в программировании и схемотехнике может освоить основы работы с Arduino за пару часов. Этому поспособствуют тысячи публикаций, учебников, заметок в интернете и отличная серия видеоуроков по Arduino на русском языке.

Программы для Arduino пишутся на обычном C++, дополненным простыми и понятными функциями для управления вводом-выводом на контактах. Если вы уже знаете C++ -- Arduino станет дверью в новый мир, где программы не ограничены рамками компьютера, а взаимодействуют с окружающим миром и влияют на него. Если же вы новичок в программировании -- не проблема, вы с лёгкостью научитесь, это просто.

Для удобства работы с Arduino существует бесплатная официальная среда программирования Arduino IDE, работающая под Windows, Mac OS и Linux. С помощью неё загрузка новой программы в Arduino становится делом одного клика, только лишь подключите плату к компьютеру через USB. Хотя для более пытливых умов возможна работа и через Visual Studio, Eclipse, другие IDE или командную строку, а новичкам подойдёт визуальная среда программирования XOD IDE.

Вам не понадобится паяльник. Полноценные устройства можно собирать, используя специальную макетную доску, перемычки и провода абсолютно без пайки. Конструирование ещё не было таким быстрым и простым.

Принцип бутерброда

Ещё одной отличительной особенностью Arduino является наличие плат расширения, так называемых shields или просто «шилдов». Это дополнительные платы, которые ставятся подобно слоям бутерброда поверх ардуинки, чтобы дать ей новые возможности. Так, например, существуют платы расширения для подключения к локальной сети и интернету (Ethernet Shield), для управления мощными моторами (Motor Shield), для получения координат и времени со спутников GPS (приёмник GPS/ГЛОНАСС) и многие другие.

Arduino -- это сердце конструктора, в котором нет конечного, определённого набора деталей, и нет ограничений в разнообразии того, что можно собрать. Всё ограничено лишь вашей фантазией. Это новый мир, убойное хобби и отличный подарок. Десятки тысяч людей в мире уже поняли это.

Заключение

Данная работа посвящена улучшению качества жизни людей и решению экологических проблем. Целью работы являлась разработка робота - полезной машины. Полезная машина умеет собирать мусор, поднимать груз, сдвинуть с места предметы, полезной машиной можно управлять дистанционно, ее можно отправить на работу в опасную зону.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

изучение основы робототехники;

изучение платформы Arduino, Arduino -- это электронный конструктор и удобная платформа быстрой разработки электронных устройств для новичков и профессионалов;

разработка модели полезной машины.

Список литературы

1. Юрий Ревич. Электроника шаг за шагом. Практикум. Издательство: ДМК-пресс. 2021.

2. Виталий Петров. ArduBlock Мобильные Роботы. Издательство: ArduBlock. 2019.

3. Мэтт Тиммонс-Браун. Робототехника на Raspberry Pi для юных конструкторов. Издательство: BHV. 2020.

Приложение

Размещено на Allbest.ru

...

научная работа "Пайдалуу машина" скачать

Подобные документы

Исследование систем управления манипулятором MR-999Е
Исследование методов обработки информации в системах технического зрения роботов. Описания искусственных нейронных сетей и их использования при идентификации изображений. Определение порогового уровня изображений, техники обработки визуальной информации.

магистерская работа [2,2 M], добавлен 08.03.2012
Система управления ТВШД
Требования к микропроцессорной системе управления. Построение систем управления 6-фазным ТВШД на микропроцессорной логике. Алгоритм работы микропроцессорной СУ ТВШД. Режим форсировки (стабилизация тока) с помощью ШИМ, которая реализована программно.

реферат [3,3 M], добавлен 07.04.2017
Технология промышленных роботов для обслуживания металлорежущих станков
Классификация, типы, модели и конструкция промышленных роботов (ПР). Мостовые и портальные электромеханические агрегатно-модульные промышленные роботы. Предназначение ПР с числовым программным управлением. Координаты перемещения захвата робота М10П62.

реферат [940,1 K], добавлен 04.06.2010
Инерциальная навигация мобильных роботов
Анализ проектирования системы инерциальной навигации. Обзор аналогичных конструкций. Гонка "Крепкий орешек". Принцип построения навигационных систем. Анализ ошибок датчиковой системы. Расчет статических и динамических параметров гироскопа, демпферов.

дипломная работа [1,5 M], добавлен 21.04.2015
Разработка нижнего контура управления змееподобного робота
Существующие разработки змеевидных роботов и их природные прототипы: движение змей в природе, его механизация. Змеевидный робот Кевина Доулинга и Дору Михалачи, принципы управления ими. Разработка системы управления для змеевидного робота – "Змеелок".

дипломная работа [4,3 M], добавлен 03.02.2012
Разработка микропроцессорной системы управления объектом
Проект структурной схемы микропроцессорной системы управления. Блок-схема алгоритма работы МПС; создание программы, обеспечивающей его выполнение. Распределение области памяти под оперативное и постоянное запоминающие устройства. Оценка ёмкости ПЗУ и ОЗУ.

курсовая работа [467,9 K], добавлен 21.05.2015
Разработка микропроцессорной системы
Аппаратные принципы построения устройств микропроцессорной техники и приобретение практических навыков по разработке микропроцессорных систем. Техническая характеристика микропроцессора ATmega и анализ микросхемы памяти. Схема микропроцессорной системы.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 19.11.2011
Основные принципы конструирования микропроцессорных систем управления
Последовательность этапов разработки микропроцессорных систем управления и стадий выпуска конструкторской документации. Анализ алгоритмов, определяющих логическую структуру микропроцессорной системы управления, последовательность выполнения операций.

реферат [224,5 K], добавлен 09.08.2011
Разработка программного обеспечения для голосового управления трехмерными моделями функционирования промышленных роботов
Цифровая обработка сигналов и ее использование в системах распознавания речи, дискретные сигналы и методы их преобразования, основы цифровой фильтрации. Реализация систем распознавания речи, гомоморфная обработка речи, интерфейс записи и воспроизведения.

дипломная работа [1,1 M], добавлен 10.06.2010
Проектирования микропроцессорной системы управления объектом
Структурная и принципиальная электрические схемы микропроцессорной системы (МПС) для управления объектом. Программные модули, обеспечивающие выполнение алгоритма управления объектом, оценка параметров МПС. Расчет аппаратных затрат, потребляемой мощности.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.12.2012
Автоматизация и моделирование технологического процесса
Автоматизация – направление развития производства, характеризуемое освобождением человека как от мускульных усилий, так и от оперативного управления механизмом. Предпосылки расширения применения промышленных роботов. Конструирование захватного устройства.

курсовая работа [217,4 K], добавлен 25.08.2010
Робототехнические комплексы (РТК) предназначенные для технологического процесса сборки
Характеристика, структура, особенности и технологическое устройство роботизированных комплексов (РТК) сборки. Основные сборочные операции промышленных роботов (ПР). Размеры рабочей зоны и система управления ПР. Типовые варианты компоновок сборочных РТК.

реферат [1,2 M], добавлен 04.06.2010
Проектирование цифрового устройства
Внедрение микропроцессорной и цифровой техники в устройства управления промышленными объектами. Проектирование схемы детектора фронтов, генератора тактовых импульсов, счетного устройства, блока вывода в устройство обработки, блока индикации и управления.

курсовая работа [247,5 K], добавлен 15.05.2012
Изучение и анализ критериев компактности промышленной робототехники
Эффективность применения средств комплексной автоматизации производственных процессов. Принципы построения робототехнических систем. Степени подвижности манипулятора робота. Критерии компактности и классификационные признаки промышленных роботов.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 28.09.2015
Решение задач синтеза и анализа систем автоматического управления (САУ) конкретными техническими объектами на базе современных методов и с использованием вычислительной техники
Проектирование систем автоматического управления (САУ), методы их расчетов. Коэффициенты усиления в прямом канале управления, передачи обратных модальных связей, обеспечивающих показатели качества замкнутой САУ. Переходные процессы синтезированной САУ.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.04.2013
Анализ систем диспетчерской централизации
Использование компьютерной техники для создания систем диспетчерской централизации и автоматизации управления станционными и перегонными объектами. Применение микроконтроллеров и модемов для отображения телемеханической информации о поездной ситуации.

статья [102,8 K], добавлен 14.02.2012
Проектирование микропроцессорной системы управления (МКС)
Описание алгоритма работы и разработка структурной схемы микропроцессорной системы управления. Разработка принципиальной схемы. Подключение микроконтроллера, ввод цифровых и аналоговых сигналов. Разработка блок-схемы алгоритма главной программы.

курсовая работа [3,3 M], добавлен 26.06.2016
Проектирование микропроцессорной системы управления объектом
Разработка микропроцессорной системы управления объектом, который задан видом и количеством данных поступающих с объекта, потребным ресурсом для обработки данных, видом и количеством управляющих сигналов. Алгоритм передачи через последовательный порт.

курсовая работа [978,9 K], добавлен 31.05.2019
Синтез систем автоматизированного управления
Методы исследования динамических характеристик систем автоматизированного управления. Оценка качества переходных процессов в САУ. Определение передаточной функции замкнутой системы, области ее устойчивости. Построение переходных характеристик системы.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 29.06.2012
Разработка микропроцессорной системы контроля и управления доступом
Анализ существующих систем контроля и управления доступом (СКУД). Разработка структурной схемы и описание работы устройства. Выбор и обоснование эмулятора для отладки программы работы СКУД. Отладка программы системы управления охранной сигнализацией.

курсовая работа [2,1 M], добавлен 23.03.2015

Другие документы, подобные "Пайдалуу машина"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.