Научно исследовательские проекты по робототехнике nxt. Роботы образование творчество

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 24 р.п. Юрты

Мастер-класс

Формирование метапредметных результатов через метод проектов с использованием конструктора LEGO

Учитель: Щербелева Полина Владимировна

учитель информатики

р.п. Юрты – 2016 г.

Цель

• продемонстрировать

практические навыки учащихся

школы в робототехническом

направлении;

• развить информационную культуру.

Задачи

1. Привлечение внимания молодого поколения к инженерным профессиям.

2. Развитие интереса детей к научно-техническому творчеству, технике, высоким технологиям, развитие алгоритмического и логического мышления.

3. Выявление талантливой молодежи и дальнейшая их поддержка в области исследовательской работы и технического творчества.

4. Создание условий для мотивации школьников к научной и творческой деятельности по пространственному конструированию, моделированию, автоматическому управлению роботами.

5. Популяризация и развитие робототехники как одного из направлений современных технологий в образовании детей.

6. Развитие способности учащихся творчески подходить к проблемным ситуациям, самостоятельно находить решения.

7. Разработка и внедрение в образовательно-воспитательную среду инновационного содержания в исследовательской, научно-технической, проектно-конструкторской направленности.

Группа младшее звено (первый год обучения)

Проект «Движение робота

по черной линии»

Этапы проекта:

• Изучить блоки движение, звук, экран, цикл, переключатель, ожидание и их настройки;
• Осуществить движение робота по линии в программе MINDSTORMS NXT 2.0 с помощью блоков движение, звук, цикл, переключатель, ожидание;
• Объединить раннее составленные программы в одну и осуществить поиск и движение робота по линии в программе MINDSTORMS NXT 2.0 с помощью блоков движение, звук, цикл, переключатель, ожидание;
• Создание поля для проекта;
• Отладка программы.

Группа среднее звено (первый год обучения)

Проект «Робот - математик»

Этапы проекта

• Сконструировать робота, добавив в него датчик освещённости;
• Научиться осуществлять калибровку датчика освещенности;
• Осуществить обнаружение черты роботом в программе MINDSTORMS NXT 2.0 с помощью блоков движение, звук, цикл, переключатель, ожидание;
• Осуществить движение робота по линии в программе MINDSTORMS NXT 2.0 с помощью блоков движение, цикл, переключатель, ожидание;
• Осуществлять подсчет черных полос и вывод на дисплей ответа в программе MINDSTORMS NXT 2.0;
• Объединить раннее составленные программы в одну и осуществить поиск, движение робота по черной полосе и подсчет результатов в программе MINDSTORMS NXT 2.0 с помощью блоков движение, счет, цикл, переключатель, ожидание;
• Создание поля для проекта;
• Отладка программы.

Группа среднее звено (второй год обучения)

Проект «Робот – Чертежник»

Этапы проекта

• Изучить блоки движение, экран, цикл, переключатель, ожидание и их настройки;
• Сконструировать робота;
• Создание поля для демонстрации проекта;
• Разметить при помощи линейки направление движение робота;
• Осуществить движение робота на поле от точки до точки в программе MINDSTORMS NXT 2.0 с помощью блоков движение, цикл, переключатель, ожидание;
• Объединить программы в одну и осуществить движение робота по полю в программе MINDSTORMS NXT 2.0 с помощью блоков движение, цикл, переключатель, ожидание;
• Отладка программы.

Проект «Робот на лабораторной работе по физики»

Этапы проекта

• Сконструировали наклонную плоскость;
• Закрепляем динамометр;
• Устанавливаем двигатель для движения динамометра по наклонной плоскости;
• Привешиваем груз на динамометр;
• Изучить блоки движение, цикл, переключатель, ожидание и их настройки;
• Программируем робота;
• Запускаем программу на тестирование;
• Вводим полученные данные в главный компьютер NXT;
• Осуществляем проверку программы вывода данных.

Группа старшее звено (второй год обучения)

Проект «Умное отопление на платформе Arduino»

Этапы проекта

• Изучить набор Arduino старт;
• Сформулировать план проекта
• Схематичное изображение проекта;
• Подготовить детали к сборке;
• Сборка модулей и программирование в среде Arduino на языке java;
• Проверка программы и устранение неисправностей;
• Размещение освещения в кабинете;
• Отладка программы.

Результаты мастер – класса

Регулятивные:

− систематизировали и обобщили знания для успешной реализации алгоритма работы собранного робота;

− научились программировать роботов.

Познавательные:

− создали собственного робота, и сумели его запрограммировать

Коммуникативные :

Развили коммуникативные умения при работе в группе или команде.

Личностные :

Развили память и мышление, получили возможность изучения робототехники на старших курсах.

Вид работы (учебный проект, исследовательский проект, социальный проект, научно-исследовательская работа);	Исследовательский проект
Наименование направления (секции)	Социально-гуманитарное
Наименование темы работы	«Что такое робототехника?»
	Мельников Константин Александрович, 04.10.2004
Место учебы:	ТМК ОУ «Дудинская средняя школа №7»
Научный руководитель	Кучер Лариса Петровна, ТМК ОУ «Дудинская средняя школа №7», учитель начальных классов

Что такое робототехника?

Аннотация

Цель проекта:

Методы исследования: наблюдение, анкетирование, эксперимент, сравнение, описание.

Материально-техническое и информационное обеспечение: компьютер и программное обеспечение, конструктор LEGO Mindstorms (набор деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота.

Время работы над проектом: сентябрь-декабрь 2014 года.

Полученные данные (результаты анкетирования): среди учащихся 4 «Б» класса было проведено анкетирование и получены следующие результаты: мало кто из моих ровесников знает о робототехнике, но большинство имеет представление о домашних роботах и хотели бы их иметь дома.

Выводы:

1. Введение …………………………………………………………… 4

2. Основная часть ……………………………………………………. 5-7

2.1. Анкетирование ………………………………………………… 5

2.2. Что такое робот и робототехника …………………………….. 5

2.3. Значение робототехники ………………………………………. 6

2.4. Всё для изучения основ робототехники ……………………… 6

2.5. Развитие робототехники в России …………………………….. 7

3. Заключение ………………………………………………………... 8

4. Список литературных источников ……………………………… 9

5. Приложение ………………………………………………………. 10

1.Введение

Актуальность темы: робототехника вошла в мир в 60-е годы XX века как одно из направлений машиностроения. Её фундаментом были:

механика и вычислительная техника,

электроника и энергетика,

измерительная техника,

теория управления.

1975 год - 8 000 роботов,

1991 год - 300 000,

2000 год - 800 000.

Объект исследования: робототехника.

Предмет исследования: робот.

Цель проекта: создать робота из конструктора LEGO Mindstorms и познакомить с ним ребят.

Задачи проекта:

Узнать, что такое робот.

Создание роботов.

Методы исследования: наблюдение, анкетирование, эксперимент, сравнение, описание.

Практическая значимость работы: определение значение роботов в жизни человека.

План исследования:

1. Сбор и изучение информации о робототехнике.

2. Анкетирование.

3. Практическая работа (создание роботов в кружке).

4. Оформление полученных результатов в виде презентации.

5. Защита проекта.

2. Основная часть

2.1. Анкетирование

Среди учащихся 4 «Б» класса было проведено анкетирование по таким вопросам:

встречали ли вы в своей жизни роботов;

знаете, где используются роботы в повседневной жизни;

хотели бы вы себе в помощь домашнего робота.

Были получены следующие результаты: мало кто из моих ровесников знает о робототехнике, но большинство имеет представление о домашних роботах и хотели бы их иметь дома.

2.2. Что такое робот и робототехника?

Робототехника – это естественное логическое продолжение техники как явления.

Робот – это техническая система, способная замещать человека или помогать ему в выполнении различных задач.

По последним данным, сегодня в мире работают 1,5 млн. самых различных роботов.

Робототехника вошла в мир в 60-е годы XX века как одно из направлений машиностроения.

Её фундаментом были:

механика и вычислительная техника;

электроника и энергетика;

измерительная техника;

теория управления.

В начале XXI века происходит переворот в робототехнике, произведено:

1975 год - 8 000 роботов,

1991 год - 300 000,

2000 год - 800 000.

2.3. Значение робототехники

Робототехника применяется:

в промышленности;

в сельском хозяйстве;

в транспорте и машиностроении;

в медицине;

в исследовательских работах;

в космосе.

Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи человека:

тушить пожары,

выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий,

устранять аварии на атомных электростанциях,

в борьбе с терроризмом.

Последние новости в робототехнике: японские умельцы не перестают удивлять приятными новинками. Новый робот-медвежонок носит людей на руках.

2.4. Всё для изучения основ робототехники

На базе школы № 3 города Дудинки проводится кружок «Робототехника». Руководитель – Миронов Андрей Геннадьевич, куда я с удовольствием хожу. Мы изучаем основу робототехники и собираем разных роботов из конструктора LEGO Mindstorms. LEGO Mindstorms - это конструктор (набор деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота.

Впервые он был представлен компанией LEGO в 1998 году.

2.5. Развитие робототехники в России

В России очень стремительно развивается робототехника, вот несколько недавно проведённых форумов:

31 октября 2014 года в Нижнем Новгороде проводился региональный учебно-тренировочный сбор по программе «Робототехника»;

01 ноября 2014 года в Москве состоялась городская открытая ярмарка роботов, как одно из направлений современных технологий. По результатам будут отбираться участники для открытой городской олимпиады «Состязание роботов 2015»;

29 ноября 2014 года в Норильске прошел форум социальных технологий, инноваций и развития, где я участвовал с показательными выступлениями своих роботов (Приложение). Участники показывали умение управлять роботом по маршруту с препятствиями.

3. Заключение

Цель проекта: создать робота из конструктора LEGO Mindstorms и познакомить с ним ребят, достигнута.

Задачи проекта выполнены:

Узнать, что такое робот.

Создание роботов.

Где применяется робототехника?

Как робототехника помогает человеку?

Робототехника так стремительно вошла в нашу жизнь, что где бы мы ни были: дома, на улице, в транспорте, в космосе… везде присутствует хоть малая, но доля РОБОТОТЕХНИКИ.

С каждым годом робототехника совершенствуется и развивается, но все же искусственный интеллект не сравнится с человеческим.

В XXI веке производство роботов может стать крупнейшей отраслью промышленности.

Создание роботов из конструктора LEGO Mindstorms очень интересный и познавательный процесс, который развивает логическое и абстрактное мышление. Согласно вышеизложенного можно сказать, что роботы занимают определенную часть в нашей жизни и внесение в процесс образования курса «Робототехники» будет актуально и в будущем.

4. Список литературных источников:

Большая энциклопедия «Почемучек». – Москва: Дрофа, 2011.

Большая энциклопедия школьника. – Москва: АСТ-пресс, 2008.

1. Shkola27penza. ru.

5. Приложение

Вот таких роботов мы собираем

С сентября 2015 года МАУ ДО «Центр детского творчества»

реализует образовательный проект

«Развитие образовательной робототехники и инновационного технического творчества в образовательном пространстве Кировградского городского округа на период 2015-2020гг.»

Проект по образовательной робототехнике ЦДТ Кировград

В рамках проекта реализуются реализуется 7 общеобразовательных (общеразвивающих программ) для детей от 7 до 14 лет:

«Лего-конструирование» (7-9 лет);

«Электроники» (9-11 лет)

«Основы робототехники» (10-18 лет)

«Моделирование и конструирование на ПК» (7-18 лет)

«Юный мультипликатор» (9-13 лет)

«Робототехника» (7-17 лет)

«Мастерская идей» (7-14 лет)

В реализации проекта принимают участие:

Елена Викторовна Боброва- педагог дополнительного образования, I квалификационная категория; образование высшее, педагогическое: Нижне- Тагильский государственный педагогический институт (специальность-учитель технологии);

Екатерина Владимировна Лукьянова- внутренний куратор площадки, осуществление взаимодействия с ГАНОУ СО «Дворец молодежи», составление отчетности по реализации проекта, заказы оборудования и необходимых расходных материалов для работы детских объединений технической направленности, а также разработку и проведение массовых мероприятий в рамках реализации проекта. П едагог дополнительного образования, I квалификационная категория, образование высшее, педагогическое: Российский государственный педагогический университет (специальность- Информатика, вычислительная техника);

Мария Владимировна Худякова- педагог дополнительного образования, первая квалификационная категория, образование высшее: Нижнетагильская государственная социально-педагогическая академия», квалификация «Учитель изобразительного искусства» по специальности «Изобразительное искусство», дополнительные квалификации: «Пользователь программ «Macromedia Flash», «Искусство фотографии» в образовательных учреждениях»;

Дмитрий Юрьевич Казаков- оператор станков с ЧПУ, образование высшее: МГТУ им. Н.Э. Баумана, инженер- электроник.

Денис Александрович Гевлич - оператор станков с ЧПУ, образование высшее, УГТУ- УПИ, инженер

Директор совместно с куратором обеспечивает деятельность базовой площадки в соответствии с программой; осуществляет сопровождение деятельности педагогов, обеспечивает консультационное сопровождение по данному направлению руководителей и специалистов; выполняет задания и поручения Ресурсного центра, организует мониторинговые исследования процесса и результатов деятельности базовой площадки, предоставляет информационно-аналитические материалы и результаты деятельности по сопровождению базовой площадки; обеспечивает управление и контроль качества образовательной деятельности; обеспечивает участие педагогов и руководителей в программах повышения квалификации (переподготовки кадров). Организует распределение должностных обязанностей сотрудников. Обеспечивает деятельность учреждения на основе социального партнерства, приобретает расходные материалы необходимые для ведения образовательного процесса. Обеспечивает участие обучающихся в мероприятиях различного уровня .

Педагоги дополнительного образования организуют образовательный процесс в детских объединениях, ежедневно, в две смены для разновозрастных групп детей; реализуют образовательные программы по инновационному развитию детского технического творчества; обеспечивают участие в подготовке победителей и призеров в конкурсно-массовых мероприятий различного уровня; несут ответственность за сохранность оборудования.

Инженер по эксплуатации оборудования обеспечивает разработку перспективных и текущих планов (графиков) различных видов ремонта оборудования, а также мер по улучшению их эксплуатации и обслуживания. Обеспечивает своевременную наладку и ремонт оборудования. Принимает участие в проверке технического состояния оборудования, качества ремонтных работ, а также в приемке вновь поступающего оборудования. Составляет заявки, и спецификации на запасные части, материалы, инструмент, контролирует правильность их расходования. Обеспечивает правильную техническую эксплуатацию, бесперебойную высокопроизводительную работу оборудования.

Для реализации проекта задействованы кабинеты:

Кабинет № 6 - «Технического моделирования и конструирования»;

Кабинет № 7 - «Цифрового программного проектирования и прототипирования»;

Кабинет № 8 - «Компьютерных технологий и робототехники»;

Кабинет № 10 - «Компьютерных технологий и программирования».

В 2016 году, по инициативе Дирекции градообразующих предприятий был разработан проект «Кировградская инженерно техническая школа» , основной целью которого является создание комплекса социальных и управленческих условий устойчивого развития образовательной робототехники и инновационного технического творчества в системе дошкольного, общего и дополнительного образования детей Кировградского городского округа, в интересах личностного, психического и духовного развития детей и школьников, их социальной адаптации и жизненного самоопределения.

Все мероприятия технической направленности, реализуемые МАУ ДО «ЦДТ» , осуществляются в рамках проекта «Кировградская инженерно- техническая школа» . Ежегодно, в МАУ ДО «ЦДТ» проводится несколько больших мероприятий по техническому творчеству детей, которые направлены на формирование предпосылок прединженерного мышления у детей дошкольного возраста, повышение уровня вовлеченности и осведомленности детей в сфере точных наук, моделирования и конструирования; формирование у детей младшего и среднего школьного возраста интереса к инженерным дисциплинам и техническому творчеству, формирование инженерного мышления у детей и подростков, начиная с дошкольного возраста.

Ежегодные мероприятия

- Муниципальный конкурс- выставка технического творчества «Юный техник- изобретатель» (для детей от 7 до 18 лет);

- «Турнир юных изобретателей» (для детей от 10 до 14 лет);

- Муниципальный фестиваль медиапроектов «Точка зрения»

- Муниципальный конкурс- выставка детского технического творчества «Техностарт» (для детей от 5 до 18 лет и взрослых);

- Соревнования по запуску бумажных самолётиков (для детей от 7 до 14 лет);

- Муниципальный фестиваль «Лего- фантазии» (для детей от 5 до 18 лет и взрослых), в рамках которого проводятся:

конкурс- выставка работ по заданным темам;

традиционные соревнования по Лего- конструированию (личное первенство) среди дошкольников, учащихся 1-х, 2-х, 3-х, 4-х классов;

семейные соревнования по Лего- конструированию «Лего-Батл» ;

- Муниципальные состязания «Мир профессий. Я бы…инженером стал, пусть меня научат» (для детей от 5 до 14 лет);

- Муниципальные состязания «Мир профессий. Я бы…металлургом стал, пусть меня научат» (для детей от 5 до 14 лет);

- Конкурс научной, творческой и инновационной деятельности «Интеграция» (для детей от 5 до 18 лет- обучающихся в д\о МАУ ДО «ЦДТ» технической направленности).

Мельников Константин Александрович

Руководитель проекта:

Кучер Лариса Петровна

Учреждение:

ТМК ОУ «Дудинская средняя школа №7»

В данном исследовательском проекте по робототехнике на тему "Что такое робототехника?" ученик 4 класса школы дает определение робототехнике и роботу, описывает их значение, а также излагает информацию о развитии робототехники в России.

Созданный учащимся проект на тему "Что такое робототехника?" направлен на реализацию поставленной цели создать робота из конструктора LEGO Mindstorms и познакомить с ним одноклассников своей школы. Исследовательская работа посвящена как теоретическому изучению машиностроения, так и практической деятельности.

Данная тема исследовательской работы "Что такое робототехника", выбранная автором, очень актуальна, так как робототехника вошла в мир в 60-е годы XX века как одно из направлений машиностроения, а сегодня занимает ведущее место в науке и жизни современного человека.

Предложенный автором проект по робототехнике на тему "Что такое робототехника?" будет интересен для учеников 3, 4 и 5 класса школы, увлекающихся робототехникой и лего-конструированием, поможет выявить у них интерес к роботостроению, программированию и конструированию.

Введение
1. Анкетирование о роботах.
2. Что такое робот и робототехника?
3. Значение робототехники.
4. Всё для изучения основ робототехники.
5. Развитие робототехники в России.
Заключение
Список литературных источников
Приложение

Введение

Некоторые идеи, положенные позднее в основу робототехники , появились ещё в античную эпоху. Найдены остатки движущихся статуй, изготовленных в I веке до нашей эры. Примерно к 30-м годам XX века появились андроиды, реализующие элементарные движения и способные произносить по команде человека простейшие фразы.

Одной из первых таких разработок стала конструкция американского инженера Д. Уэксли, созданная для Всемирной выставки в Нью-Йорке в 1927 году.В 50-х годах XX века появились механические манипуляторы для работы с радиоактивными материалами. Они были способны копировать движения рук оператора, который находился в безопасном месте.

К 1960-му году были проведены разработки дистанционно управляемых колёсных платформ с манипулятором, телекамерой и микрофоном для обследования и сбора проб в зонах повышенной радиоактивности.

Итак, робототехника вошла в мир в 60-е годы XX века как одно из направлений машиностроения.

• механика и вычислительная техника,
• электроника и энергетика,
• измерительная техника,
• теория управления.

• 1975 год - 8 000 роботов;
• 1991 год - 300 000;
• 2000 год - 800 000.

Объект исследования:

Предмет исследования: робот.

Цель проекта : создать робота из конструктора LEGO Mindstorms и познакомить с ним ребят.

Задачи проекта:

1. Узнать, что такое робот.
2. Создание роботов.
3. Где применяется робототехника?
4. Как робототехника помогает человеку?

Методы исследования: наблюдение, анкетирование, эксперимент, сравнение, описание.

Практическая значимость работы: определение значение роботов в жизни человека.

План исследования:

1. Сбор и изучение информации о робототехнике.
2. Анкетирование.
3. Практическая работа (создание роботов в кружке).
4. Оформление полученных результатов в виде презентации.
5. Защита проекта.

Что такое робот и робототехника?

Робототехника - это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой развития производства.

Иными словами – это естественное логическое продолжение техники как явления.

Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, кибернетика, телемеханика, мехатроника, информатика, а также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, медицинскую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Слово «роботика» (или «роботехника», «robotics») было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.

В основу слова «» легло слово «робот », придуманное в 1920 г. чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом для научно-фантастической пьесы Карела Чапека «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы»), впервые поставленной в 1921 г. и пользовавшейся успехом у зрителей. В ней хозяин завода налаживает выпуск множества андроидов, которые сначала работают без отдыха, но потом восстают и губят своих создателей.

Робот – это техническая система, способная замещать человека или помогать ему в выполнении различных задач.

Можно использовать несколько подходов к классификации роботов - например, по сфере применения, по назначению, по способу передвижения, и пр. По сфере основного применения можно выделить промышленных роботов, исследовательских роботов, роботов, используемых в обучении, специальных роботов.

Важнейшие классы роботов широкого назначения - манипуляционные и мобильные роботы.

Манипуляционный робот - автоматическая машина (стационарная или передвижная), состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

Такие роботы производятся в напольном, подвесном и портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных и приборостроительных отраслях.

Мобильный робот - автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами. Такие роботы могут быть колёсными, шагающими и гусеничными (существуют также ползающие, плавающие и летающие мобильные робототехнические системы).

По последним данным, сегодня в мире работают 1,5 млн. самых различных роботов.

Значение робототехники

• в промышленности;
• в сельском хозяйстве;
• в транспорте и машиностроении;
• в медицине;
• в исследовательских работах;
• в космосе.

• тушить пожары,
• выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий,
• устранять аварии на атомных электростанциях,
• в борьбе с терроризмом.

I. Введение

«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире»

Д.А. Медведев

Я выбрал тему творческого проекта «Робот «Бобби», потому что мне очень нравится конструировать различные модели, а с помощью конструктора Lego Mindstorms я могу не просто создавать модели, а ещё и оживлять их, воплощая в них свои творческие и изобретательские идеи.

Цель проекта: собрать Legoробота способного определить цвет предмета и перевозить его в определённое место.

Задачи:

1. Определить объекты, в которых возможно применить ресурсы робототехники.
2. Создать необходимую конструкцию.
3. Оборудовать робота датчиками.
4. Написать программу.

Робототехника в сегодняшнее время актуальна, поскольку использование роботов в выполнении ряда действий позволяет увеличить безопасность при работе, избежать утомляемости человека.

Лего Майндстормс (LEGO MINDSTORMS NXT) - этоособый конструктор, обладающий практически неограниченными возможностями. С его помощью можно создать настоящего Лего-робота, способного выполнять различные команды.

С помощью датчиковробот Mindstorms понимает окружающую среду: чувствует и реагирует на внешние раздражители, различает цвета и уровень освещенности, измеряет расстояние до объекта и реагирует на движение. Так, Lego Mindstorms способен выполнять заданные команды после прикосновения или хлопка, то есть робот может видеть, слышать и осязать. Mindstorms также может выполнять какую-либо работу, двигаясь в разные стороны, поворачиваясь и пятясь назад.

С помощью среды программирования Mindstorms NXT пишется программа путем перетаскивания блоков, которые описывают различные поведения, например, поворот двигателя. С использованием различных блоков можно контролировать двигатели, определять расстояние до объекта или изменение цвета, а так же воспроизвести звук и выполнить код в зависимости от состояния датчиков и т.д.

Я поставил перед собой задачу: используя конструктор Lego Mindstorms базовый набор (9797)и ресурсный набор (9695) собрать робота, оборудовать его датчиками и написать программу, позволяющее роботу выполнить следующие действия: двигаться вперед, поворачиваться, определять цвета (красный), выполнять захват мяча, говорить привет, пока, реагировать на препятствие.

II. Основная часть

2.1. Историческая справка

Прежде чем приступить к выполнению своего проекта я изучил историю возникновения роботов.

Слово «робот» вошло в речь с легкой руки чешского писателя Карела Чапека. В своей пьесе RUR («Россумские Универсальные Роботы»), опубликованной в 1920 г. Чапек описывает фабрику, производящую «искусственных людей» , которых и называет роботами.

Мне удалось узнать, что первые роботы появились еще в эллинскую эпоху – на маяке острова Форос были установлены фигуры, способные двигаться и издавать звуки, предупреждающие моряков. Конечно, этим простым механическим устройствам далеко до современных аналогов. Постепенно усложняясь и дополняясь, они стали незаменимыми помощниками практически во всех сферах человеческой деятельности.

В конце XIX века русский изобретатель Пафнутий Чебышев представил проект «стопохода» – человекоподобной машины повышенной проходимости. Примерно тогда же другой великий славянин – серб Никола Тесла испытал радиоуправляемое судно (1898), после чего, шествие роботов по миру было уже не остановить.

Среди многочисленных изобретений Леонардо нашлись также чертежи робота, который был запрограммирован имитировать человеческие движения (приподниматься и садиться, двигать руками и шеей) и имел анатомически правильное строение челюсти.

Существует множество легенд о Талосе, послуживших основой для фильма «Ясон и Аргонавты» с потрясающими зрелищными спецэффектами Рэя Харрихаусена. Среди легенд и мифов есть и такие, где бронзовый великан представлен первым известным в древности роботом.

С момента своего появления полвека назад роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных, эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. В ближайшие десятилетия всё более совершенные роботы станут незаменимыми помощниками людей и смогут взять на себя обеспечение большей части потребностей цивилизации.

2.2. Описание и устройство робота

После того, как я познакомился с историей появления роботов, начал собирать своего робота, которому дал имя «Бобби».

Работа над проектом выполнялась поэтапно: сначала я собрал голову для своего робота, придумал причёску. Далее работа велась по созданию рук для робота, необходимо было продумать конструкцию, позволяющую роботу выполнять действие «захват мяча». После чего я приступил к сбору колёс, то есть с помощью чего мой робот будет передвигаться, я решил поставить его на гусеницы. И последним этапом моей работы было соединить все конструкции в одну. Туловищем робота послужил блок NXT. На выполнение моей модели ушло 242 детали, в том числе один блок NXT, три сервомотора, с помощью которых робот выполняет команды движения вперёд, поворачиваться и выполнять действие захват мяча.

Также я использовал датчик касания - с его помощью робот выполняет команду «Hello», при нажатии на датчик; с помощью датчика звука, мой робот реагирует на хлопок и выполняет команду «Goоdbyе»; с помощью датчика расстояния мне удалось реализовать следующее действие: робот видит препятствие и останавливается, датчик цвета я использовал для определения цвета мяча, если робот видит красный мяч, он произносит «Red», если же мяч другого цвета то молчит.

С помощью датчиков мне удалось реализовать все свои идеи.

При выполнении своей конструкции я использовал следующие детали:

Название деталей	Количество
Блок NXT	1 шт.
Сервомотор-тахометр NXT	3 шт.
Сенсор касания NXT	1 шт.
Сенсор расстояния NXT(ультразвуковой сенсор)	1 шт.
Сенсор звука NXT	1 шт.
Сенсор цвета NXT	1 шт.
Длинный штифт	20 шт.
Соединительный штифт	19 шт.
Соединительный штифт крестовой	12 шт.
Соединительный штифт 3-модульный, двойной	2 шт.
Втулка ½ модульная	15 шт.
Втулка	16 шт.
Фиксатор	5 шт.
Балка 3 модульная	6 шт.
Балка 5-модульная	4 шт.
Балка 7 модульная	7 шт.
Балка 9 модульная	12 шт.
Балка 13 модульная	2 шт.
Балка изогнутая 3х2	19 шт.
Зубчатое колесо 4 зубое	4 шт.
Зубчатое колесо 8 зубое	2 шт.
Зубчатое колесо 16 зубое	2 шт.
Ось 4 -модульная	8 шт.
Ось 8 модульная	7 шт.
Ось 5 1 / 2 -модульная	6 шт.
Ступица	4 шт.
Гусеница	2 шт.
Разное	60 шт.
Всего:	242 шт.

2.3. Пошаговая инструкция сбора модели

Голова робота Колеса робота

Правая рука робота Левая рука робота Спина робота

2.4. Программирование робота

После того, как робот был готов, я приступил к самой сложной части своего проекта – это программирование робота и настройка датчиков. Для этого я использовал среду программирования Lego Mindstorms NXT. С помощью специальных блоков я составил программу для своего робота.

III. Заключение

Сегодня наблюдаются стремительные изменения во всем обществе, которые требуют от человека новых качеств. Прежде всего, речь идет о способности к творческому мышлению, самостоятельности в принятии решений, инициативности.

Робототехника является одним из активно развивающихся направлений современного общества. В связи с этим в настоящее время робототехника - это одно из перспективных 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.

Поэтому я считаю свою работу над проектом робот «Бобби» актуальной. По окончанию проекта мне удалось реализовать поставленные цели: я создал модель, которая способна передвигаться по заданной траектории, перевозит тяжёлый груз, определять красный цвет.

Вот что у меня получилось:

Конструкторы Лего Mindstorms - это неограниченные возможности для творчества!

IV. Список используемой литературы.

1. Энциклопедия ВикипедиЯ.
2. Д.Г. Копосов «Первый шаг в робототехнику» .
3. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS NXT.
4. Интерактивный учебник MS NXT, выпущенный компанией MindStorm.
5. Сайт http://www.prorobot.ru , посвященный лего-роботам (новости, инструкции по сборке, справочная информация)
6. Интернет ресурсы.