Исследовательская работа "Роботы в моей жизни"

Оглавление

I. Введение 3

II. Основная часть 4

1. Социологический опрос и его результаты 4

2. История создания роботов 4

3. Виды роботов 7

4. Создание робота 9

III. Заключение 10

IV. Библиографический список 10

Приложения 11

I. Введение

Меня давно интересуют роботы. Однажды я посмотрел телепередачу о том, что современные технологии позволяют создавать роботов-помощников. Роботы давно вошли в нашу жизнь и позволяют сделать её проще. Я задумался о том, как создаются роботы, кто их создаёт. Какие бывают роботы? Какова история их создания?

На уроках информатики я узнал, что роботы являются исполнителями алгоритмов, мы с учителем составляли алгоритмы для роботов. Но этих сведений мне было недостаточно. Поэтому я решил получить больше сведений об этих технических устройствах, а также создать робота своими руками.

Объектом исследования послужили роботы в современной жизни людей.

Актуальность: в современном мире нет ничего более ценного, чем время, а роботы позволяют более рационально его использовать.

Цель: создать модель робота своими руками.

Задачи:

1. изучить историю создания и развития роботов;

2. рассмотреть виды роботов;

3. провести опрос и анкетирование одноклассников;

4. создать модель робота своими руками.

Методы исследования:

1. Социологический опрос.

2. Теоретический (изучение литературы и интернет-источников).

3. Метод конструирования.

II. Основная часть

1. Социологический опрос и его результаты

Я провел опрос среди одноклассников. Для этого мною была составлена анкета (приложение 1). Было опрошено 23 человека, 12 мальчиков и 11 девочек. Проведя анализ анкетирования, я выяснил, что большинство ребят моего класса любят роботов; мальчики считают, что основное применение роботов в науке и в военной сфере, а девочки уверены, что эти технические устройства наиболее популярны в быту (робот – пылесос, робот – помощник по хозяйству) и в организации досуга маленьких детей. Большинство ребят из моего класса не знают, как создаются роботы, но хотели бы узнать, как это происходит. Одноклассники узнают о роботах, в основном, через кино и мультфильмы, но многие так и не смогли вспомнить знакомых роботов.

Ребята моего класса считают, что роботы нужны в современном мире, они нам помогают справиться со сложными задачами, а еще они нас развлекают и приносят радость в нашу жизнь.

2. История создания роботов

Слово «робот» было придумано чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использовано в пьесе Чапека «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы», 1920). В ранних русских переводах использовалось слово «работарь». [3]

На всех этапах своего развития человечество стремилось создать орудия, механизмы, машины облегчающие труд и обеспечивающие защиту от неприятеля. История робототехники уходит в глубокую древность. Уже в те времена появились идеи создания технических устройств, похожих на человека, и были предприняты первые попытки по их созданию. Статуи богов с подвижными частями тела (руки, голова) появились еще в Древнем Египте, Вавилоне, Китае. [1]

В средние века большой популярностью пользовались различного рода автоматы, основанные на использовании часовых механизмов. Были созданы всевозможные часы с движущимися фигурами людей, ангелов и т. п. К этому периоду относятся сведения о создании первых подвижных человекоподобных механических фигур – андроидов. В 1495 году Леонардо да Винчи разработал детальный проект механического человека, способного двигать руками и поворачивать голову. А в 1500 году он построил механического льва, который при въезде короля Франции в Милан выдвигался, раздирал когтями грудь и показывал герб Франции. [1]

Но лишь в 18 веке появились первые заводные механизмы, подражавшие живым существам. Французский математик Жак де Вокансон в 1727 году открыл мастерскую и начал конструировать различные механизмы. Самые известные – это медные утки, которые порхали, били крыльями, клевали рассыпанный корм; и механизм, который представлял собой фигуру человека в полный рост, играющего на флейте.

Р
ис.1. Механический человек Леонардо да Винчи

Рис.2. Механическая утка Жака де Вокансона

В конце XIX века русский изобретатель Пафнутий Львович Чебышев (1821-1894) представил проект «стопохода» – человекоподобной машины повышенной проходимости. [1]

Рис.3. «Стопоход» Чебышева

В 1942 году Айзеком Азимовым в научной фантастике были сформулированы три закона робототехники, т.е. обязательные правила поведения для роботов:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.

2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.

3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам. [2]

После изобретения в 1940 году компьютера, стали появляться электронные промышленные роботы. Первым роботом, освободившим человека от трудной и опасной работы, в 1962 году стал робот «Юнимейт». Он работал на автомобильном заводе «Дженерал моторс», его работа заключалась в передаче и перемещении горячих деталей после их изготовления.

В 1993 году был создан восьминогий ходящий робот Dante. Робот совершил неудачную попытку спуститься в один из антарктических кратеров для сбора данных в тяжелой для человека среде.

Рис.4. Восьминогий ходящий робот Dante

Sony представил развлекательного робота-собаку AIBO, модель ERS-11. Два десятка моторов управляют движениями ног, головы и хвоста. [2]

Р
ис.5. Робот-собака AIBO

3. Виды роботов

В настоящее время роботы, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верных помощников, способных не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразной и рутинной работы. Предлагаю вашему вниманию наиболее популярные и востребованные роботы.

Промышленные роботы предназначены для автоматизации всевозможных технологических операций (сварка, штамповка, металлообработка, сборка готовых изделий и т.д.) на производстве какой либо продукции. Применяются практически во всех отраслях промышленности (нефтехимическая, автомобильная, авиационная и др.).

Бытовые роботы. Данный тип роботов применяется в быту и офисах. Ярким примером является робот-пылесос. К бытовым роботам также можно отнести роботов, обеспечивающих эффект присутствия удаленных друг от друга людей, либо способных самостоятельно вести диалог с человеком, и, конечно, многочисленные робоигрушки, предназначенные для развлечений и образовательных целей. В перспективе ожидается появление и более функциональных систем, умеющих выполнять более сложные домашние обязанности такие как: мытье посуды, стирка грязного белья, приготовление пищи и т. п.

Боевые (военные) роботы предназначены для минимизации участия человека в боевых действиях с целью сокращения или исключения вовсе людских потерь, а также для работы в условиях, несовместимых с возможностями человека в военных целях.

Перед охранными роботами ставятся задачи по защите территорий или помещений. Большинство людей не замечают, что рядом с ними повсюду действуют роботы-полицейские, роботы-охранники и роботы-шпионы. Роботы охраняют важные объекты и добывают секретную информацию о террористах. Роботы-охранники в отличие от охранника-человека могут работать 24 часа в сутки без сна, еды и воды, их трудно отвлечь, и они могут поднять тревогу, если на них совершено нападение.

Рис.6. Робот – пылесос

Исследовательские роботы используются для сбора всевозможных видов информации об исследуемых объектах, ее переработки и передаче оператору. Объектами могут быть самыми разнообразными: поверхности планет, подводное пространство, подземные шахты, пещеры, полости эксплуатируемых трубопроводов, зараженная местность и другие труднодоступные для человека области.

Современные мобильные роботы работают во вредных или опасных для человека условиях, т.к. использование мобильных роботов в таких условиях позволяет человеку не рисковать своей жизнью и здоровьем.

Однако «заветной» целью исследователей является создание робота подобного человеку с развитым искусственным интеллектом. Но человек – это очень сложное существо. Человек может чувствовать, выражать эмоции, такие как радость, гнев, грусть, страх и другие. Человек обладает мощным мозгом, совершает множество движений. Поэтому машине – роботу очень сложно повторить человека, робот не может быть таким, как человек.

«АСИМО» стал первым человекоподобным роботом. Он может свободно ходить, огибать углы, подниматься и спускаться по лестнице. Главный секрет этого робота – в рюкзаке за спиной, в котором находятся мощные компьютеры, управляющие роботом. «АСИМО» умеет реагировать на голосовые команды, танцевать, узнавать человеческие лица, бить по футбольному мячу и бегать по кругу. [4]

Р
ис.7. Человекоподобный робот

4. Создание робота (приложение 2)

Для создания робота мне потребовались следующие материалы и инструменты:

• источник питания

• светодиоды

• вибромотор от старого мобильного телефона

• микропереключатель

• алюминиевая проволока

• термоклей

• паяльник

Порядок работы:

1. Закрепляем светодиоды на источнике питания.

2. Монтируем вибромотор.

3. Фиксируем конструкцию термоклеем.

4. Подключаем микропереключатель.

5. Из алюминиевой проволоки делаем «ноги» робота, прикрепляем их к основной конструкции. [5]

Робот готов!

III. Заключение

В настоящее время благодаря стремительному развитию вычислительной техники и, как следствие, заметному росту «интеллектуальных» возможностей роботов произошло их внедрение во многие сферы человеческой деятельности. Роботы побывали в таких местах, куда не может попасть ни один человек, выполнили сложнейшие задания, которые не под силу выполнить человеку, и изменили жизнь многих людей. И это только начало! В самом ближайшем будущем появятся новые, еще более удивительные роботы!

Выполнив данный проект, я достиг своей цели: создал своего собственного робота! В результате проделанной работы я много узнал, прочитал много литературы. Я попробовал себя в роли инженера-изобретателя и на практике познакомился с современными технологиями, получил дополнительные знания, полезные для своего дальнейшего развития. Проведя данную работу, я сделал вывод: создавать роботов - это очень увлекательное занятие, которое требует много знаний.

IV. Библиографический список

1. История робототехники [Электронный ресурс] - [http://titok007.narod.ru/history.html]

2. Образовательная робототехника [Электронный ресурс] - http://eldron.ru/catalog/robototekhnika/datchiki_lego/

3. Откуда произошло слово РОБОТ? [Электронный ресурс] - http://masterok.livejournal.com/1449280.html

4. Хромов Д.В. Разновидности роботов и их классификация [Электронный ресурс] - http://www.scienceforum.ru/2013/

5. http://geektimes.ru/company/ulmart/blog/242809/

Приложение 1

Анкета для опроса одноклассников

1. Любишь ли ты роботов?

2. Знаешь ли ты, как они создаются?

3. Знаешь ли ты книги, фильмы, мультфильмы про роботов?

4. Где, по-твоему, применяются роботы? 

5. С каким роботом ты знаком? 

Приложение 2

Технологическая последовательность создания робота

Материалы и инструменты

1. Закрепляем светодиоды на источнике питания.

1. Монтируем вибромотор.

3. Фиксируем конструкцию термоклеем.

4. Подключаем микропереключатель.

5. Из алюминиевой проволоки делаем «ноги» робота, прикрепляем их к основной конструкции.

Робот готов!