Ettekanne "robootika ja legokonstruktsioon". Ettekanne "Robootika ja tehisintellekt" füüsikas - projekt, aruanne Robotid ja automaatika kaasaegses maailmas esitlus

slaid 1

Robootika meie elus
Lõpetanud: Sarvanov A.A. Juht: Romadanov K.N.

slaid 2

3 põlvkonda roboteid: Tarkvara. Kõvakodeeritud programm (tsüklogramm). Kohanduv. Võimalus vastavalt olukorrale automaatselt ümber programmeerida (kohaneda). Esialgu pannakse paika vaid tegevusprogrammi põhialused. Arukas. Ülesanne sisestatakse üldisel kujul ja robotil endal on võime teha otsuseid või planeerida oma tegevusi ebakindlas või keerulises keskkonnas, mille ta ära tunneb.
Robot on antropomorfse (inimliku) käitumisega masin, mis täidab välismaailmaga suheldes osaliselt või täielikult inimese (vahel ka looma) funktsioone.

slaid 3

Arukate robotite arhitektuur
Täitevorganid Andurid Juhtimissüsteem Maailmamudel Äratundmissüsteem Tegevuse planeerimise süsteem Tegevuse teostamise süsteem Eesmärkide juhtimissüsteem

slaid 4

Kodused robotid
Orienteerumine ja liikumine piiratud ruumis muutuva keskkonnaga (majas olevad esemed võivad oma asukohta muuta), uste avamine ja sulgemine majas liikumisel. Keerulise ja mõnikord tundmatu kujuga objektidega manipuleerimine, nagu nõud köögis või asjad tubades. Aktiivne suhtlemine inimesega loomulikus keeles ja käskude vastuvõtmine üldises vormis
Koduste intelligentsete robotite ülesanded:
Mahru ja Ahra (Korea, KIST)

slaid 5

Kodurobotid – PR2 (Willow Garage)
PR2 saab ühendada pistiku pistikupessa
California Berkeley ülikooli (UC Berkeley) teadlased on esimest korda koolitanud robotit deformeeruvate objektidega suhtlema. Kummalisel kombel, aga alles nüüd õnnestus masin õpetada töötama pehmete ja mis peamine – kergesti ja ettearvamatult kuju muutvate esemetega.

slaid 6

sõjaväe robotid
DARPA plaanib armee uuesti relvastada: 2015. aastaks on kolmandik sõidukitest mehitamata. Kuue aasta jooksul alates 2006. aastast plaanitakse kulutada 14,78 miljardit dollarit Aastaks 2025 on kavas üle minna täieõiguslikule robotarmeele.

Slaid 7

Mehitamata õhusõidukid (UAV)
32 riiki üle maailma toodavad umbes 250 tüüpi mehitamata õhusõidukeid ja helikoptereid
RQ-7 vari
RQ-4Global Hawk
X47B UCAS
A160T koolibri
Õhujõudude ja USA armee droonid: 2000 - 50 ühikut 2010 - 6800 ühikut (136 korda)
RQ-11 Raven
2010. aastal kavatseb USA õhujõudude juhtkond esimest korda oma ajaloos soetada rohkem mehitamata sõidukeid kui mehitatud lennukeid. Aastaks 2035 on kõik helikopterid mehitamata.
Drooniturg: 2010 – 4,4 miljardit dollarit 2020 – 8,7 miljardit dollarit USA osakaal – 72% kogu turust

Slaid 8

Maapealsed võitlusrobotid
Transpordirobot BigDog (Boston Dynamics)
Võitlusrobot MAARS
Robot-sapper PackBot 1700 ühikut kasutusel
Robot Tank BlackKnight
Teostatud ülesanded: demineerimine luure sideliinide rajamine sõjalise kauba transport territooriumi kaitse

Slaid 9

Mererobotid
Allveerobot REMUS 100 (Hydroid) lõi 200 koopiat.
Teostatud ülesanded: Allveelaevade avastamine ja hävitamine Akvatooriumi patrullimine Võitlus merepiraatide vastu Miinide avastamine ja hävitamine Merepõhja kartograafia
Aastaks 2020 toodetakse maailmas 1142 seadet kokku 2,3 ​​miljardi dollari eest, millest 1,1 miljardit dollarit kulutab sõjavägi. Toodetakse 394 suurt, 285 keskmist ja 463 miniatuurset sukelaparaati. Ürituste optimistliku arengu korral ulatub müügimaht 3,8 miljardi dollarini ja "tükiliselt" - 1870 robotini.
USA mereväe paadikaitse

Slaid 10

Tööstuslikud robotid
Aastaks 2010 on maailmas välja töötatud üle 270 tööstusrobotite mudeli, toodetud on 1 miljon robotit USA-s on kasutusele võetud 178 000 robotit 2005. aastal töötas Jaapanis 370 000 robotit - 40 protsenti koguarvust maailmas. Iga 1000 inimese tehasetöötaja kohta tuli 32 robotit Aastaks 2025 on Jaapani vananeva elanikkonna tõttu 3,5 miljonit töökohta robotid Tänapäevane ülitäpne tootmine on võimatu ilma robotite kasutamiseta Venemaa kaotas 90ndatel oma tööstusrobotipargi. Robotite masstootmist ei toimu.

slaid 11

kosmoserobotid
Robonaut -2 läks ISS-ile 2010. aasta septembris (arendaja General Motors) ja temast saab meeskonna alaline liige.
EUROBOT boksis
DEXTRE robot on ISS-il tegutsenud alates 2008. aastast.

slaid 12

Turvarobotid
Tänavapatrullimine Ruumide ja hoonete turvalisus Õhuseire (UAV)
SGR-1 (Korea piirivalve)
Turvarobot Reborg-Q (Jaapan)

slaid 13

Nanobotid
"Nanorobotid" või "nanobotid" - robotid, mis on molekuliga võrreldavad (alla 10 nm), millel on liikumise, teabe töötlemise ja edastamise, programmide täitmise funktsioonid.

Slaid 14

Robotid meditsiini jaoks
Haiglateenused Patsiendihooldus
MRK-03 ravimikandja (Jaapan)

slaid 15

Robotid meditsiinile – kirurgilised robotid
Robotkirurg Da Vinci arendaja – INTUITIVE SURGICAL INC (USA) 2006 – 140 kliinikut 2010 – 860 kliinikut Venemaal – 5 paigaldust
Operaator töötab juhtkonsooli mittesteriilses piirkonnas. Tööriistavarred aktiveeritakse ainult siis, kui robot on juhi pea õiges asendis. Kasutatakse kirurgilise välja 3D-pilti. Operaatori käte liigutused kanduvad täpselt üle tööriistade väga täpsetele liigutustele. Tööriistade seitse liikumisvabadusastet pakuvad operaatorile seninägematuid võimalusi.

slaid 16

Robotid meditsiiniks – proteesid
Biooniline käeprotees i-Limb (Touch Bionics) talub kuni 90 kilogrammi koormust Seeriatoodang alates 2008. aastast, 1200 patsienti üle maailma.
Proteesi juhivad jäseme müoelektrilised voolud ja inimese jaoks näeb see välja peaaegu nagu päris käe juhtimine. Koos “pulseeriva käepidemega” võimaldab see puudega inimesel teha täpsemaid manipulatsioone kuni kingapaelte sidumiseni või vöö kinnitamiseni.

Slaid 17

Eksoskeletid (Jaapan)
HAL-5 , 23 kg, 1,6 m 2,5 töötundi Suurendab jõudu 2 korda 10 korda Seeriatootmine alates 2009. aastast
Adaptiivne juhtimissüsteem, mis võtab vastu inimkeha pinnalt võetud bioelektrilisi signaale, arvutab välja, millist liigutust ja millise jõuga inimene tegema hakkab. Nende andmete põhjal arvutatakse välja vajaliku täiendava liikumisvõimsuse tase, mille genereerivad eksoskeleti servod. Süsteemi kiirus ja reaktsioon on sellised, et inimese lihased ja eksoskeleti automatiseeritud osad liiguvad täiuslikus kooskõlas.
Robot Suit Hybrid Assistive Limb (HAL), autor Cyberdyne

Slaid 18

Eksoskeletid (Jaapan)
Honda Walking assist - toodetud aastast 2009, kaal - 6,5 kilogrammi (koos jalanõude ja liitiumioonakuga), tööaeg ühe laadimisega - 2 tundi. Rakendus - eakatele, hõlbustades töötajate tööd konveieril.
Farmer Exoskeleton (Tokyo Põllumajandus- ja Tehnikaülikool)

Lego robotiprogramm algklassiõpilastele “Juba koolis peaks lastel olema võimalus paljastada oma võimeid, valmistuda eluks kõrgtehnoloogilises konkurentsitihedas maailmas” D. A. Medvedevi kõne. ODOD, täiendõppe õpetaja Vagenik I.Yu. Peterburi Kalinini rajooni GBOU lütseum 144, 2013

Roboti disain – mis see on? Veel üks moesuund või aja nõue? Mida teevad koolilapsed Lego ringides – disainivad: mängivad või õpivad? Õppida tehnoloogiat ja arvutiteadust Tõsta motivatsiooni nende ainete õppimiseks, aga ka mehaanikat, füüsikat, matemaatikat, aga ka õpilaste kognitiivse, uurimistöö arendamist.

Lego võimaldab õpilastel: ühes rühmas koos õppida; jagage oma rühmas kohustusi; näidata suuremat tähelepanu suhtluskultuurile ja -eetikale; näidata loovat lähenemist probleemi lahendamisele; luua reaalsete objektide ja protsesside mudeleid; näha oma töö tegelikke tulemusi.

MIDA ME TUNNIDES TEGIME Üks tund on kaks 45-minutilist õppetundi. Tavaliselt töötab kaheliikmeline meeskond ühe disainikomplekti ja ühe sülearvutiga. Vastavalt juhistele paneme mudeli kokku, koostame selle jaoks programmi ja viime läbi testid. Mudelid on väga originaalsed, te ei suuda neid ise välja mõelda! Mõne mudeliga saate katsetada ja mõnega - mänge. Iga mudeli jaoks saate kirjutada mitu programmi versiooni, lisada heli- ja graafilisi saateid.

MIDA VEEL? Mudelit on lihtne vastavalt juhistele kokku panna. Oluline on mõista, millised mehhanismid võimaldavad tal liikuda. Oleme uurinud telge pöörava mootori, kangi, nuki tööpõhimõtteid. Tutvuda hammasrataste ja rihmülekannetega. Saime teada, mis on rihmaratas ja tiguratas. Nüüd saame neid mehhanisme kasutada uutes mudelites.

Kogemused ja väljavaated ühingu "Robotic Design" arendamiseks

Lisaõppe õpetaja

SAOU DPO VO VIRO

« L.I. nimeline Vladimiri haridustöötajate edasijõudnute instituut. Novikova"

Kalitina Alla Nikolaevna

Kursuse õpetamise metoodika

• Ühingu "Robotic Design" klassid tutvustavad õpilastele 21. sajandi tehnoloogiaid, aitavad kaasa nende suhtlemisoskuste arendamisele, arendavad suhtlemisoskusi, iseseisvust otsuste tegemisel ning paljastavad nende loomingulise potentsiaali.

Ühenduse "Robotic disain" omadused

• Kõige kaasaegsem suund;
• Erinevate tehniliste teadmiste ja teaduste valdkondade kombineerimine;
• Vajadus õppida programmeerimist ja algoritmiseerimist;
• Vajadus õppida elektrotehnikat;
• Arvutioskuste ja arvutiprogrammide õppimisega kaasas käimine;
• Avalikkuse suur huvi.

Materiaalne ja tehniline varustus

• Arvutiklass (projektor, internet); Robotikomplektid;
• Androidi robotid;
• Raadio üksikasjad;
• Tööriistad, jootekolvid;
• Koolitusruumid;
• Võistlusväljakud.

Robotid Lego Mindstorms

Lego tööriistad

Lego Digital Designer – virtuaalne roboti disaini keskkond

NXT-G - programmeerimiskeskkond

Lisavarustus

Tooted

TETRIX ja MATRIX komplektid

• Pneumaatika
• Taastuvad energiaallikad
• Tehnoloogia ja füüsika
• lihtsad mehhanismid

Avatud riistvara skeemi alusel levitatud mikrokontrolleri seadmete seeria - plaatide spetsifikatsioonid ja skeemid on kasutamiseks, kopeerimiseks ja muutmiseks täielikult avatud.

• võimalikult lähedal elektrotehnikale ja elektroonikale;
• Kaks programmeerimiskeskkonda: algajatele ja professionaalidele;
• Võimalus kombineerida nii robotidisaineritega (sh Lego Mindstorms) kui ka täiesti isetehtud projektidega;
• Lai valik laiendus- ja lülituskilpe;
• Arenenud kasutajaskond, professionaalne tugi ja teabe leviala.

ühe pardaarvuti

Arvutusvõimsus vastab kaasaegsele telefonile:

• ARM9 protsessor
• 256 MB RAM
• mälukaardid
• Ethernet (LAN)
• heli pesa
• OS – Linux, Android, Windows

Rakendus:

• Manussüsteemid
• Kontrolli kompleksid
• Targa kodu süsteemid
• Mustri tuvastamine: video ja heli
• Mobiilsed robotid muutuvas keskkonnas

Androidi robotid

Inimeste ja teiste elusolendite modelleerimine

Programmi "Robootika: Innovaatilise Venemaa insener-tehniline personal" on Oleg Deripaska fondi "Volnoe Delo" ja Föderaalse Noorsooasjade Agentuuri (Rosmolodež) eestvõttel ellu viidud alates 2008. aastast.

Programmi eesmärgid:

• Laste ja noorte kaasamine teadus-tehnilisse loovusse, varajane karjäärinõustamine;
• Lastele ja noortele võrdse juurdepääsu tagamine kõrgtehnoloogiate arendamisele, praktiliste oskuste omandamine nende rakendamisel;
• Andekate noorte väljaselgitamine, koolitamine, valik, toetamine;
• Professionaalse potentsiaali ja juhiomaduste realiseerimise edendamine ja tagamine.

Juhised:

INSENERIPROJEKT

MOBIILSÜSTEEMID

Arvutioskus

Teadmised mehaanika, programmeerimise, elektroonika valdkonnas

Võimalus ise õppida

Kursuste ja koolituste vajadus

Isiklik tegevus

loovus,

kastist välja mõtlemine

Jooksvate probleemide jälgimine

[e-postiga kaitstud] www.RostovRobor.RU

õpilased

Nõuded :

• Üle 10 aasta vana
• Huvi tehnika vastu
• Huvi infotehnoloogia vastu

Nad teavad ja oskavad :

• Matemaatiliste mudelite ehitamise ja arvutamise alused
• Mehaaniliste süsteemide projekteerimise alused
• Algoritmide ja programmide koostamine
• Võimalus lahendada tegelikke probleeme
• Arvutiteadmised

Meie vaba aja tegevused

• üks . Ekskursioon Vladimiri linna ajaloolistesse paikadesse ("Teatri väljak", Kuldne värav - Venemaa vanim kindlustusarhitektuuri monument, Punase Kolmainu vanausuliste kirik ja Draamateatri hoone, "Katedraali väljak", arhitektuurimälestised 12. sajandist - taevaminemine.Dmitrijevski katedraalid, Püha Printsessi klooster.
• 2. Ekskursioonirong Vladimiri oblasti Sudogodski rajooni asula "Muromtsevo" Metsandustehnikumi.

• Õpetaja: Kriventsov Leonid Aleksandrovitš,
• kõrgeim kvalifikatsioonikategooria

• Tunni teema:

• Asino – 2014

• Omavalitsuse autonoomne üldharidusasutus –
• keskkool nr 4, Asino linn, Tomski oblast

Robootika on

• (alates robot and technology; inglise robotics) rakendusteadus, mis arendab automatiseeritud tehnilisi süsteeme.
• Robootika tugineb sellistele erialadele nagu elektroonika, mehaanika, arvutiteadus, raadiotehnika ja elektrotehnika.

Robootika tüübid

• Ehitus

• Tööstuslik

• majapidamine

• Lennundus

• äärmuslik

• sõjaline

• Kosmos

• vee all

Natuke ajalugu

• Sõna "robootika" põhines sõnal "robot", mille võttis kasutusele 1920. aastal tšehhi kirjanik Karel Capek oma ulmenäidendi "R. W.R. (“Rossumi universaalsed robotid”), mis lavastati esmakordselt 1921. aastal Prahas ja nautis publiku seas edu.
• Selles korraldab tehase omanik paljude androidide tootmist, mis algul töötavad puhkamata, kuid seejärel mässavad ja hävitavad oma loojad.

Lavastuse Robot esilinastus on -

• (Tšehhi robot, sõnast robota - sunnitöö või rööv - ori) - automaatne seade, mis on loodud elusorganismi põhimõttel.
• Etteantud programmi järgi tegutsedes ja anduritelt (elusorganismide meeleorganite analoogidelt) välismaailma kohta infot saades sooritab robot iseseisvalt tootmis- ja muid toiminguid, mida tavaliselt teevad inimesed (või loomad).
• Sel juhul võib robot olla operaatoriga ühenduses (saada temalt käske) või tegutseda iseseisvalt.

android

• Android (kreeka sõnast ἀνδρ - sõnast ἀνήρ - "mees, mees" ja järelliide -oid - kreeka sõnast εἶδος - "sarnasus") - humanoid.
• Tänapäevane tähendus viitab tavaliselt humanoidrobotile.

Robotiklassid:

• Manipuleeriv

• Automaatmasin, mis koosneb mitme liikuvusastmega manipulaatori kujul olevast ajamist ja programmjuhtimisseadmest, mis täidab tootmisprotsessis mootori- ja juhtimisfunktsioone.

• Statsionaarne

• mobiilne

• Selliseid roboteid toodetakse põranda-, ripp- ja portaalversioonides. Sai suurima leviku masinaehituse ja instrumentide valmistamise harudes.

• Manipulaator on mehhanism tööriistade ja tööobjektide ruumilise asukoha kontrollimiseks.

• Manipuleerimisrobotid

• edasi liikumine
• nurga nihe

• Liikumise tüübid

• Lingide kombinatsioon ja vastastikune paigutus määrab mobiilsuse astme, aga ka roboti manipuleerimissüsteemi ulatuse.

• Liikumise tagamiseks lülides saab kasutada elektrilisi, hüdraulilisi või pneumaatilisi ajamid.

• Manipuleerimisrobotid

• Osa manipulaatoritest (kuigi valikulised) on haaratsid. Kõige mitmekülgsemad haardeseadmed on sarnased inimese käega – haaramine toimub mehaaniliste "sõrmede" abil.
• Pneumaatilisi iminappade haarajaid kasutatakse lamedate esemete haaramiseks.
• Paljude sama tüüpi osade jäädvustamiseks (mis tavaliselt juhtub robotite kasutamisel tööstuses) kasutatakse spetsiaalseid disainilahendusi.
• Haaratsite asemel võib manipulaatori varustada töövahendiga. See võib olla pihustuspüstol, keevituspea, kruvikeeraja jne.

Robotiklassid:

• Mobiilne

• Automaatmasin, millel on liikuv šassii ja automaatselt juhitavad ajamid.

• ratastega

• Kõndijad

• Jälgitud

Robotiklassid:

• Mobiilne

• roomates

• ujuvad

• lendavad

ujuv robot

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

Kaasaegsed robotid

• ASIMO
• Asimo

• NAO (Nao)

ASIMO (Asimo), HONDA ettevõte

• Sisestage videoklipp
• https://www.youtube.com/watch?v=Bmglbk_Op64

• NAO (Nao)

• Sisestage videoklipp
• https://www.youtube.com/watch?v=1W4LoQow_3o

Kaasaegsed robotid Robotikomponendid

• Täiturmehhanismid on robotite "lihased". Elektrimootorid on praegu ajamites kõige populaarsemad mootorid, kuid kasutusel on ka teised, mis kasutavad kemikaale või suruõhku.

Täiturmehhanismid Robootika seadused

• Robot ei saa inimest kahjustada ega oma tegevusetusega lubada inimesele kahju tekitada.
• Robot peab täitma kõiki inimese antud korraldusi, välja arvatud juhul, kui need korraldused on vastuolus Esimese seadusega.
• Robot peab hoolitsema oma ohutuse eest niivõrd, et see ei läheks vastuollu esimese ja teise seadusega.

• Isaac Asimov, 1965

Robootika seadused

• 1986. aastal pakkus Asimov raamatus Robots and Empire välja nullseaduse:
• 0. Robot ei saa inimkonnale kahju tekitada ega oma tegevusetusega lubada inimkonnale kahju teha.
• 0. Robot ei saa inimest kahjustada, kui ta ei suuda tõestada, et see toob lõppkokkuvõttes kasu kogu inimkonnale.

Kasutatud allikate loetelu:

• Materjal on võetud õpikust - E.I. Jurevitš, Robootika alused.
• http://www.prorobot.ru/slovarik/robotics-zakon.php
• Esitluse taust - http://sch1498.mskobr.ru/images/Kartinki/2.jpg
• Foto autor Karl Chapek - http://static.ozone.ru/multimedia/books_covers/1007573981.jpg
• Foto etendusest - http://1.bp.blogspot.com/-o_TRAM0uze8/U_xYIx3d-FI/AAAAAAAAAfA/4QxDeeX9ICc/s1600/chapek-rur-4ital.ru.jpg
• Fotod NAO-st, ratas- ja roomikrobotidest – autoriõigus
• Manipuleerimisrobotid – http://training-site.narod.ru/images/robot6.jpg, http://toolmonger.com/wp-content/uploads/2007/10/450_1002031%20kopia.jpg
• Ujuvad robotid – https://images.cdn.stuff.tv/sites/stuff.tv/files/news/robot-water-snake_0.jpg
• Kõndiv robot – http://weas-robotics.ru/wp-content/uploads/2013/09/mantis.jpg
• Robotkokk – http://bigpicture.ru/wp-content/uploads/2009/08/r12_1931.jpg
• Viiulirobot – https://imzunnu.files.wordpress.com/2010/04/toyotaviolinplayingrobot.jpg
• Pildi autor Isaac Asimov - https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/0d01/000256f0-8256e822/3/hello_html_382bf8c1.jpg
• Robotiajamid – https://gizmod.ru/uploads/posts/2000/14172/image.jpg, http://www.servodroid.ru/_nw/0/62696.jpg
• Lumberjack Robot – http://www.strangedangers.com/images/content/136345.jpg
• Aibo foto – http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/9/105/393/105393992_large_5361707_h_sAibo_img_0807.jpg
• Asimo foto – https://everipedia-storage.s3.amazonaws.com/NewlinkFiles/1149050/4690442.jpg