Ponencia "Robótica y legoconstrucción". Presentación "Robótica e Inteligencia Artificial" en física - proyecto, informe Presentación Robots y automatización en el mundo moderno

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Robótica en nuestra vida
Completado por: Sarvanov A.A. Jefe: Romadanov K.N.

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3 generaciones de robots: Software. Programa codificado (ciclograma). Adaptado. La capacidad de reprogramar automáticamente (adaptar) dependiendo de la situación. Inicialmente, solo se establecen los elementos básicos del programa de acción. Inteligente. La tarea se ingresa de forma general, y el propio robot tiene la capacidad de tomar decisiones o planificar sus acciones en un entorno incierto o complejo que reconoce.
Un robot es una máquina con comportamiento antropomórfico (similar al humano), que realiza parcial o totalmente las funciones de una persona (a veces un animal) cuando interactúa con el mundo exterior.

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Arquitectura de robots inteligentes
Órganos ejecutivos Sensores Sistema de control Modelo mundial Sistema de reconocimiento Sistema de planificación de acciones Sistema de ejecución de acciones Sistema de gestión de objetivos

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Robots domesticos
Orientación y movimiento en un espacio confinado con un entorno cambiante (los objetos de la casa pueden cambiar de ubicación), abriendo y cerrando puertas al moverse por la casa. Manipular objetos de forma compleja y, a veces, desconocida, como platos en la cocina o cosas en las habitaciones. Interacción activa con una persona en lenguaje natural y aceptación de órdenes en forma general
Tareas de los robots inteligentes domésticos:
Mahru y Ahra (Corea, KIST)

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Robots domésticos - PR2 (Willow Garage)
PR2 puede conectar un enchufe a una toma de corriente
Científicos de la Universidad de California en Berkeley (UC Berkeley) han entrenado por primera vez a un robot para interactuar con objetos deformables. Por extraño que parezca, solo ahora fue posible enseñarle a la máquina a trabajar con objetos suaves y, lo que es más importante, que cambian de forma de manera fácil e impredecible.

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robots militares
DARPA planea rearmar al ejército: para 2015, un tercio de los vehículos no estarán tripulados Durante 6 años a partir de 2006, se planea gastar $ 14,78 mil millones Para 2025, se planea cambiar a un ejército robótico completo

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Vehículos aéreos no tripulados (UAV)
32 países de todo el mundo producen alrededor de 250 tipos de aviones y helicópteros no tripulados
RQ-7 Sombra
RQ-4Halcón global
UCAS X47B
Colibrí A160T
Drones de la Fuerza Aérea y del Ejército de EE. UU.: 2000 - 50 unidades 2010 - 6800 unidades (136 veces)
Cuervo RQ-11
En 2010, el comando de la Fuerza Aérea de los EE. UU. por primera vez en su historia tiene la intención de adquirir más vehículos no tripulados que aeronaves tripuladas. Para 2035, todos los helicópteros serán no tripulados.
Mercado de drones: 2010 - 4400 millones de dólares 2020 - 8700 millones de dólares cuota de EE. UU. - 72 % del mercado total

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Robots de combate terrestre
Robot de transporte BigDog (Boston Dynamics)
Robot de combate MAARS
Robot-zapador PackBot 1700 unidades en servicio
Robot Tanque BlackKnight
Tareas realizadas: desminado reconocimiento tendido de líneas de comunicación transporte de carga militar protección del territorio

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robots marinos
El robot submarino REMUS 100 (Hydroid) creó 200 copias.
Tareas realizadas: Detección y destrucción de submarinos Vigilancia del espacio acuático Lucha contra piratas marítimos Detección y destrucción de minas Cartografía del fondo marino
Para 2020, se producirán 1142 dispositivos en el mundo por un total de $2300 millones, de los cuales $1100 millones serán gastados por el ejército. Se producirán 394 sumergibles grandes, 285 medianos y 463 en miniatura. En el caso de un desarrollo optimista de los eventos, el volumen de ventas alcanzará los 3.800 millones de dólares, y en términos de "piezas": 1870 robots.
Protector de barco de la Marina de los EE. UU.

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Robots industriales
Para 2010, se han desarrollado más de 270 modelos de robots industriales en el mundo, se ha producido 1 millón de robots. Se han introducido 178.000 robots en los Estados Unidos. En 2005, 370.000 robots trabajaron en Japón, el 40 por ciento del número total en todo el mundo. Había 32 robots por cada 1000 empleados humanos en las fábricas Para 2025, debido al envejecimiento de la población de Japón, 3,5 millones de puestos de trabajo serán robots La producción moderna de alta precisión es imposible sin el uso de robots Rusia perdió su flota de robots industriales en los años 90 No hay producción en masa de robots.

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robots espaciales
Robonaut -2 fue a la ISS en septiembre de 2010 (desarrollado por General Motors) y se convertirá en miembro permanente de la tripulación.
EUROBOT en el stand
El robot DEXTRE ha estado operando en la ISS desde 2008.

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robots de seguridad
Vigilancia de calles Seguridad de locales y edificios Vigilancia aérea (UAV)
SGR-1 (guardia fronteriza coreana)
Robot de seguridad Reborg-Q (Japón)

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nanobots
"Nanorobots" o "nanobots": robots comparables en tamaño a una molécula (menos de 10 nm), con funciones de movimiento, procesamiento y transmisión de información, ejecución de programas.

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robots para medicina
Servicios hospitalarios Atención al paciente
Portador de medicamentos MRK-03 (Japón)

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Robots para medicina - robots quirúrgicos
Robot cirujano Desarrollador Da Vinci - INTUITIVE SURGICAL INC (EE. UU.) 2006 - 140 clínicas 2010 - 860 clínicas En Rusia - 5 instalaciones
El operador trabaja en un área no estéril en la consola de control. Los brazos de la herramienta solo se activan si el robot coloca correctamente la cabeza del operador. Se utiliza una imagen 3D del campo quirúrgico. Los movimientos de las manos del operador se transfieren con precisión a los movimientos muy precisos de los instrumentos operativos. Los siete grados de libertad de movimiento de las herramientas brindan al operador posibilidades nunca antes vistas.

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Robots para medicina - prótesis
Prótesis de mano biónica i-Limb (Touch Bionics) soporta hasta 90 kilogramos de carga Producida en serie desde 2008, 1200 pacientes en todo el mundo.
La prótesis está controlada por corrientes mioeléctricas en la extremidad, y para una persona parece casi el control de una mano real. Junto con el “agarre pulsante”, esto permite a la persona discapacitada realizar manipulaciones más precisas, hasta atarse los cordones de los zapatos o abrocharse un cinturón.

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Exoesqueletos (Japón)
HAL-5, 23 kg, 1,6 m 2,5 horas de funcionamiento Aumenta la fuerza de 2 a 10 veces Producción en serie desde 2009
El sistema de control adaptativo, al recibir señales bioeléctricas tomadas de la superficie del cuerpo humano, calcula qué tipo de movimiento y con qué potencia va a realizar la persona. En base a estos datos, se calcula el nivel de potencia de movimiento adicional requerida, que será generada por los servos del exoesqueleto. La velocidad y la respuesta del sistema son tales que los músculos humanos y las partes automatizadas del exoesqueleto se mueven al unísono.
Robot Suit Hybrid Assistive Limb (HAL) de Cyberdyne

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Exoesqueletos (Japón)
Honda Walking Assist: fabricado desde 2009, peso: 6,5 kilogramos (incluidos los zapatos y la batería de iones de litio), tiempo de funcionamiento con una sola carga: 2 horas. Aplicación: para personas mayores, facilitando el trabajo de los trabajadores en el transportador.
Exoesqueleto de granjero (Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio)

Programa "Robot Lego" para estudiantes de primaria "Ya en la escuela, los niños deben tener la oportunidad de revelar sus habilidades, prepararse para la vida en un mundo competitivo de alta tecnología" D. A. Medvedev Discurso de Head. ODOD, profesor de educación adicional Vagenik I.Yu. Liceo GBOU 144 del distrito de Kalininsky, San Petersburgo, 2013

Diseño de robots: ¿qué es? ¿Otra tendencia de moda o una exigencia de los tiempos? ¿Qué hacen los escolares en los círculos de Lego? Diseño: ¿jugar o estudiar? Estudiar tecnología e informática Incrementar la motivación por estudiar estas materias, así como mecánica, física, matemáticas, así como el desarrollo de actividades cognitivas, investigativas de los estudiantes.

Lego permite a los estudiantes: estudiar juntos dentro del mismo grupo; distribuir responsabilidades en su grupo; mostrar una mayor atención a la cultura y la ética de la comunicación; mostrar un enfoque creativo para resolver el problema; crear modelos de objetos y procesos reales; ver los resultados reales de su trabajo.

QUÉ HICIMOS EN LAS CLASES Una lección son dos lecciones de 45 minutos cada una. Por lo general, un equipo de dos personas trabaja con un kit de diseño y una computadora portátil. De acuerdo con las instrucciones, ensamblamos el modelo, elaboramos un programa para él y realizamos pruebas. Los modelos son muy originales, ¡no puedes inventarlos tú mismo! Con algunos modelos, puedes experimentar y con algunos juegos. Para cada modelo, puede escribir varias versiones de programas, agregar acompañamiento sonoro y gráfico.

¿QUÉ MÁS? Es fácil montar el modelo de acuerdo con las instrucciones. Es importante entender qué mecanismos le permiten moverse. Hemos estudiado los principios de funcionamiento de un motor que hace girar un eje, una palanca, una leva. Familiarícese con las transmisiones por engranajes y correas. Aprendimos qué son una polea y una rueda helicoidal. Ahora en nuevos modelos podremos utilizar estos mecanismos.

Experiencia y perspectivas para el desarrollo de la Asociación “Diseño Robótico”

Profesor de educación adicional

SAOU DPO VO VIRO

« Instituto Vladimir de Estudios Avanzados de Trabajadores de la Educación que lleva el nombre de L.I. Novikova"

Kalitina Alla Nikolaevna

Metodología de enseñanza del curso

• Las clases de la asociación "Diseño robótico" introducen las tecnologías del siglo XXI a los alumnos, contribuyen al desarrollo de sus habilidades comunicativas, desarrollan las habilidades de interacción, la independencia en la toma de decisiones y revelan su potencial creativo.

Características de la asociación "Diseño robótico".

• La dirección más moderna;
• Combinando varias áreas del conocimiento técnico y de las ciencias;
• La necesidad de estudiar programación y algoritmización;
• La necesidad de estudiar ingeniería eléctrica;
• Acompañando el estudio de habilidades informáticas y programas informáticos;
• Alto interés por parte del público.

Material y equipo técnico

• clase de computación (proyector, internet); kits de robótica;
• robots androides;
• detalles de radio;
• Herramientas, soldadores;
• Salas de formación;
• Campos de competición.

robots Tormentas mentales de Lego

herramientas de lego

Lego Digital Designer - entorno de diseño de robot virtual

NXT-G - entorno de programación

Equipamiento opcional

Productos

Conjuntos TETRIX y MATRIX

• Neumática
• Fuentes de energía renovable
• Tecnología y física
• mecanismos simples

Una serie de dispositivos de microcontroladores distribuidos bajo el esquema openHardware: las especificaciones y los esquemas de las placas están completamente abiertos para su uso, copia y modificación.

• Lo más cerca posible de la ingeniería eléctrica y electrónica;
• Dos entornos de programación: para principiantes y profesionales;
• La capacidad de combinar tanto con diseñadores robóticos (incluido Lego Mindstorms) como con proyectos completamente caseros;
• Una amplia gama de tarjetas de expansión y conmutación;
• Audiencia de usuarios desarrollada, soporte profesional y cobertura informativa.

ordenador de una sola placa

La potencia de cálculo corresponde a un teléfono moderno:

• Procesador ARM9
• 256MB RAM
• tarjetas de memoria
• Ethernet (LAN)
• conector de audio
• Sistema operativo: Linux, Android, Windows

Solicitud:

• Sistemas embebidos
• Complejos de control
• Sistemas de casa inteligente
• Reconocimiento de patrones: video y audio
• Robots móviles en un entorno cambiante

robots androides

Modelado de humanos y otros seres vivos.

El programa "Robótica: ingeniería y personal técnico de la Rusia innovadora" se implementa desde 2008 por iniciativa de la Fundación Oleg Deripaska Volnoe Delo y la Agencia Federal para Asuntos de la Juventud (Rosmolodezh).

Objetivos del programa:

• Participación de niños y jóvenes en la creatividad científica y técnica, orientación profesional temprana;
• Asegurar el acceso igualitario de niños y jóvenes al desarrollo de tecnologías avanzadas, obteniendo habilidades prácticas en su aplicación;
• Identificación, formación, selección, apoyo de jóvenes con talento;
• Promover y asegurar la realización del potencial profesional y las cualidades de liderazgo.

Direcciones:

PROYECTO DE INGENIERÍA

SISTEMAS MÓVILES

Alfabetización informática

Conocimientos en el campo de la mecánica, programación, electrónica.

Capacidad de autoaprendizaje

La necesidad de cursos y formación.

actividad personal

Creatividad,

pensando fuera de la caja

Seguimiento de problemas actuales

[correo electrónico protegido] www.RostovRobor.RU

estudiantes

Requisitos :

• Más de 10 años
• Interés en la tecnología
• Interés en la tecnología de la información.

saben y son capaces :

• Fundamentos de construcción y cálculo de modelos matemáticos
• Fundamentos del Diseño de Sistemas Mecánicos
• Elaboración de algoritmos y programas.
• Habilidad para resolver problemas reales.
• Conocimiento de la computadora

Nuestras actividades de ocio

• una . Excursión a los lugares históricos de la ciudad de Vladimir ("Plaza del Teatro", la Puerta Dorada, el monumento más antiguo de la arquitectura de fortificación en Rusia, la Iglesia de los Viejos Creyentes de la Trinidad Roja y el edificio del Teatro Dramático, la "Plaza de la Catedral", monumentos arquitectónicos del siglo 12 - Asunción Catedrales Dmitrievsky, Monasterio de Santa Princesa.
• 2. Excursión en tren a la escuela técnica Forestal del asentamiento "Muromtsevo" del distrito Sudogodsky de la región de Vladimir.

• Profesor: Kriventsov Leonid Alexandrovich,
• categoría de calificación más alta

• Tema de la lección:

• Asino - 2014

• Institución Educativa General Autónoma Municipal –
• escuela secundaria No. 4, la ciudad de Asino, región de Tomsk

La robótica es

• (de robot y tecnología; robótica inglesa) una ciencia aplicada que desarrolla sistemas técnicos automatizados.
• La robótica se basa en disciplinas como la electrónica, la mecánica, la informática, la ingeniería de radio y la ingeniería eléctrica.

tipos de robotica

• Construcción

• Industrial

• familiar

• Aviación

• extremo

• Militar

• Espacio

• submarino

Un poco de historia

• La palabra "robótica" se basó en la palabra "robot", acuñada en 1920 por el escritor checo Karel Capek para su obra de ciencia ficción "R. W. R. ("Robots universales de Rossum"), que se representó por primera vez en 1921 en Praga y tuvo un gran éxito entre el público.
• En él, el dueño de la planta organiza la producción de muchos androides, que al principio trabajan sin descanso, pero luego se rebelan y destruyen a sus creadores.

Estreno de la obra Robot es -

• (Robot checo, de robota - trabajo forzado o robo - esclavo) - un dispositivo automático creado sobre el principio de un organismo vivo.
• Actuando de acuerdo con un programa predeterminado y recibiendo información sobre el mundo exterior de los sensores (análogos de los órganos de los sentidos de los organismos vivos), el robot realiza de forma independiente la producción y otras operaciones que generalmente realizan humanos (o animales).
• En este caso, el robot puede tener una conexión con el operador (recibir comandos de él) o actuar de forma autónoma.

androide

• Androide (de la raíz griega ἀνδρ - la palabra ἀνήρ - "hombre, hombre" y el sufijo -oid - de la palabra griega εἶδος - "semejanza") - humanoide.
• El significado moderno generalmente se refiere a un robot humanoide.

Clases de robots:

• Manipulativo

• Máquina automática que consta de un dispositivo de accionamiento en forma de manipulador con varios grados de movilidad y un dispositivo de control de programa, que sirve para realizar funciones de motor y control en el proceso de producción.

• Estacionario

• móvil

• Dichos robots se fabrican en versiones de suelo, suspendidas y de portal. Recibió la mayor distribución en las ramas de construcción de maquinaria y fabricación de instrumentos.

• Un manipulador es un mecanismo para controlar la posición espacial de herramientas y objetos de trabajo.

• Robots de manipulación

• movimiento hacia adelante
• desplazamiento angular

• tipos de movimiento

• La combinación y disposición mutua de los eslabones determina el grado de movilidad, así como el alcance del sistema de manipulación del robot.

• Para garantizar el movimiento de los eslabones, se pueden utilizar accionamientos eléctricos, hidráulicos o neumáticos.

• Robots de manipulación

• Parte de los manipuladores (aunque opcional) son pinzas. Los dispositivos de agarre más versátiles son similares a la mano humana: el agarre se realiza con "dedos" mecánicos.
• Las pinzas neumáticas con ventosa se utilizan para sujetar objetos planos.
• Para capturar muchas partes del mismo tipo (lo que suele ocurrir cuando se utilizan robots en la industria), se utilizan diseños especializados.
• En lugar de pinzas, el manipulador puede equiparse con una herramienta de trabajo. Puede ser una pistola rociadora, un cabezal de soldadura, un destornillador, etc.

Clases de robots:

• Móvil

• Una máquina automática que tiene un chasis móvil con accionamientos controlados automáticamente.

• con ruedas

• Caminantes

• rastreado

Clases de robots:

• Móvil

• arrastrándose

• flotante

• volador

robot flotante

• Insertar videoclip
• https://www.youtube.com/watch?time_continue=9&v=PC2hsu0jTbo

robots modernos

• ASIMO
• Asimo

• NAO (Nao)

ASIMO (Asimo), una empresa HONDA

• Insertar videoclip
• https://www.youtube.com/watch?v=Bmglbk_Op64

• NAO (Nao)

• Insertar videoclip
• https://www.youtube.com/watch?v=1W4LoQow_3o

Robots modernos Componentes de robots

• Los actuadores son los "músculos" de los robots. Los motores eléctricos son actualmente los motores más populares en accionamientos, pero también se utilizan otros que utilizan productos químicos o aire comprimido.

Actuadores Leyes de la robótica

• Un robot no puede dañar a una persona o por su inacción permitir que una persona sea dañada.
• Un robot debe obedecer todas las órdenes dadas por un humano, a menos que esas órdenes sean contrarias a la Primera Ley.
• El robot debe cuidar su seguridad en la medida en que esto no contradiga la Primera y la Segunda Ley.

• Isaac Asimov, 1965

leyes de la robótica

• En 1986, en Robots and Empire, Asimov propuso la Ley Cero:
• 0. Un robot no puede causar daño a la humanidad o, por su inacción, permitir que se haga daño a la humanidad.
• 0. Un robot no puede dañar a una persona a menos que pueda demostrar que, en última instancia, beneficiará a toda la humanidad.

Lista de fuentes utilizadas:

• El material está tomado del libro de texto - E.I. Yurevich, Fundamentos de la robótica.
• http://www.prorobot.ru/slovarik/robotics-zakon.php
• Antecedentes de la presentación - http://sch1498.mskobr.ru/images/Kartinki/2.jpg
• Foto de Karl Chapek - http://static.ozone.ru/multimedia/books_covers/1007573981.jpg
• Foto que muestra la obra - http://1.bp.blogspot.com/-o_TRaM0uze8/U_xYIx3d-FI/AAAAAAAAAfA/4QxDeeX9ICc/s1600/chapek-rur-4ital.ru.jpg
• Fotografías de NAO, robots con ruedas y orugas - derechos de autor
• Robots de manipulación - http://training-site.narod.ru/images/robot6.jpg, http://toolmonger.com/wp-content/uploads/2007/10/450_1002031%20kopia.jpg
• Robots flotantes: https://images.cdn.stuff.tv/sites/stuff.tv/files/news/robot-water-snake_0.jpg
• Robot andante - http://weas-robotics.ru/wp-content/uploads/2013/09/mantis.jpg
• Cocinero robot - http://bigpicture.ru/wp-content/uploads/2009/08/r12_1931.jpg
• Robot de violín - https://imzunnu.files.wordpress.com/2010/04/toyotaviolinplayingrobot.jpg
• Foto de Isaac Asimov - https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/0d01/000256f0-8256e822/3/hello_html_382bf8c1.jpg
• Unidades de robot - https://gizmod.ru/uploads/posts/2000/14172/image.jpg, http://www.servodroid.ru/_nw/0/62696.jpg
• Robot leñador - http://www.strangedangers.com/images/content/136345.jpg
• Foto de Aibo - http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/9/105/393/105393992_large_5361707_h_sAibo_img_0807.jpg
• Foto de Asimo: https://everipedia-storage.s3.amazonaws.com/NewlinkFiles/1149050/4690442.jpg