Презентація "робототехніка та легоконструювання". Презентація "Робототехніка та Штучний Інтелект" з фізики – проект, доповідь Роботи та автоматизація у сучасному світі презентація

Слайд 1

Робототехніка у нашому житті
Виконав: Сарванов А.А. Керівник: Ромаданов К.М.

Слайд 2

3 покоління роботів: Програмні. Жорстко задана програма (циклограма). Адаптивні. Можливість автоматично перепрограмуватись (адаптуватися) залежно від обстановки. Спочатку задаються лише основи програми дій. Інтелектуальні. Завдання вводиться в загальній формі, а сам робот має можливість приймати рішення або планувати свої дії в невизначеній або складній обстановці.
Робот – це машина з антропоморфною (людиноподібною) поведінкою, яка частково або повністю виконує функції людини (іноді тварини) при взаємодії з навколишнім світом.

Слайд 3

Архітектура інтелектуальних роботів
Виконавчі органи Датчики Система управління Модель світу Система розпізнавання Система планування дій Система виконання дій Система управління цілями

Слайд 4

Домашні роботи
Орієнтація та переміщення в обмеженому просторі зі змінною обстановкою (предмети в будинку можуть змінювати своє місце розташування), відчинення та закривання дверей при переміщенні по будинку. Маніпулювання об'єктами складної і іноді заздалегідь невідомої форми, наприклад, посудом на кухні або речами в кімнатах. Активна взаємодія з людиною природною мовою та прийняття команд у загальній формі
Завдання домашніх інтелектуальних роботів:
Mahru та Ahra (Корея, KIST)

Слайд 5

Домашні роботи – PR2 (Willow Garage)
PR2 вміє встромити вилку в розетку
Вчені з Каліфорнійського університету в Берклі (UC Berkeley) вперше навчили робота взаємодії з об'єктами, що деформуються. Як не дивно, але тільки зараз вдалося навчити машину працювати з м'якими і, головне, легко та непередбачувано змінюють форму предметами.

Слайд 6

Військові роботи
Плани DARPA щодо переозброєння армії: До 2015 року одна третина транспортних засобів буде безпілотною За 6 років з 2006 р. планується витратити $14.78 млрд До 2025 року планується перехід до повноцінної робототехнічної армії

Слайд 7

Безпілотні літальні апарати (БПЛА)
32 країни світу виробляють близько 250 типів безпілотних літаків та вертольотів.
RQ-7 Shadow
RQ-4 Global Hawk
X47B UCAS
A160T Hummingbird
Безпілотники ВПС та армії США: 2000 р. – 50 одиниць 2010 р. – 6800 одиниць (136 разів)
RQ-11 Raven
У 2010 р. командування ВПС США вперше у своїй історії має намір придбати більше безпілотних апаратів, ніж пілотованих літаків. До 2035 року всі вертольоти стануть безпілотними.
Ринок безпілотників: 2010 р. – 4.4 млрд. $ 2020 р. – 8.7 млрд. $ Частка США – 72% усього ринку

Слайд 8

Наземні бойові роботи
Транспортний робот BigDog (Boston Dinamics)
Бойовий робот MAARS
Робот-сапер PackBot 1700 одиниць на озброєнні
Робот-танк BlackKnight
Завдання, що виконуються: розмінування розвідка прокладання ліній зв'язку транспортування військових вантажів охорона території

Слайд 9

Морські роботи
Підводний робот REMUS 100 (Hydroid) створено 200 екз.
Завдання, що виконуються: Виявлення та знищення підводних човнів Патрулювання акваторії Боротьба з морськими піратами Виявлення та знищення мін Картографія морського дна
До 2020 р. у світі буде випущено 1142 апарати на загальну суму 2,3 млрд. дол., з якої 1,1 млрд. витратять військові. Вироблено буде 394 великих, 285 середніх та 463 мініатюрні підводні пристрої. У разі оптимістичного розвитку подій обсяг продажів досягне 3,8 млрд. дол., а у “штучному” вираженні – 1870 роботів.
катер ВМС США Protector

Слайд 10

Промислові роботи
До 2010 р. у світі розроблено понад 270 моделей промислових роботів, випущено 1 млн. роботів. У США впроваджено 178 тисяч роботів. На кожну тисячу заводських співробітників-людей припадало 32 робота До 2025 року через старіння населення Японії 3,5 мільйона робочих місць припадатиме на роботів Сучасне високоточне виробництво неможливе без використання роботів Росія в 90-ті роки втратила свій парк промислових роботів. Масового виробництва роботів відсутнє.

Слайд 11

Космічні роботи
Robonaut-2 відправився на МКС у вересні 2010 р. (розробник General Motors) та стане постійним членом екіпажу.
EUROBOT на стенді
Робот DEXTRE працює на МКС із 2008 року.

Слайд 12

Роботи-охоронці
Патрулювання вулиць Охорона приміщень та будівель Повітряне спостереження (БПЛА)
SGR-1 (охорона корейського кордону)
Робот-охоронець Reborg-Q (Японія)

Слайд 13

Нанороботи
"Нанороботи", або "наноботи" - роботи, розміром зіставні з молекулою (менше 10 нм), що володіють функціями руху, обробки та передачі інформації, виконання програм.

Слайд 14

Роботи для медицини
Обслуговування лікарень Спостереження за хворими
Розвізник ліків MRK-03 (Японія)

Слайд 15

Роботи для медицини - хірургічні роботи
Робот-хірург Da Vinci Розробник - INTUITIVE SURGICAL INC (USA) 2006 рік – 140 клінік 2010 рік – 860 клінік У Росії – 5 установок
Оператор працює в нестерильній зоні у керуючої консолі. Інструментальні маніпулятори активізуються лише у випадку, якщо голова оператора правильно позиціонується роботом. Використовується 3D зображення операційного поля. Рухи рук оператора акуратно переносяться у дуже точні рухи операційних інструментів. Сім ступенів свободи руху інструментів надають оператору небачені досі можливості.

Слайд 16

Роботи для медицини - протези
Біонічний протез руки i-Limb (Touch Bionics) утримує до 90 кілограмів навантаження. Серійно виробляється з 2008 р., 1200 пацієнтів по всьому світу.
Протез управляється міоелектричними струмами в кінцівки, а для людини це виглядає майже як керування справжньою рукою. Разом з "пульсуючим захватом" це дозволяє інваліду робити більш точні маніпуляції, аж до зав'язування шнурків або застібання пояса.

Слайд 17

Екзоскелети (Японія)
HAL-5 , 23 кг, 1.6м 2.5 години роботи Підсилює чинність від 2 до 10 разів Серійний випуск з 2009 р.
Адаптивна система управління, отримуючи біоелектричні сигнали, що знімаються з поверхні тіла людини, обчислює, який рух і з якою потужністю збирається зробити людина. На основі цих даних розраховується рівень необхідної додаткової потужності руху, яка буде згенерована сервоприводами екзоскелету. Швидкодія та реакція системи такі, що м'язи людини та автоматизовані частини екзоскелета рухаються абсолютно в унісон.
The Robot Suit Hybrid Assistive Limb (HAL) компанія Cyberdyne

Слайд 18

Екзоскелети (Японія)
Honda Walking assist – випуск з 2009 р. вага – 6,5 кілограма (включаючи взуття та літієво-іонний акумулятор), час роботи на одній зарядці – 2 години. Застосування – для людей похилого віку, полегшення праці робітників на конвеєрі.
Екзоскелет для фермера (Токійський університет сільського господарства та технологій)

Програма «Лего робот» для тих, хто навчається початкової школи «Вже в школі діти повинні отримати можливість розкрити свої здібності, підготуватися до життя у високотехнологічному конкурентному світі» Д. А. Медведєв Виступ Зав. ОДОД, педагога додаткової освіти Ваґенік І.Ю. ДБОУ ліцей 144Калинінського району м. Санкт-Петербург, 2013

Конструювання роботів – що це таке? Ще один віяння моди чи вимога часу? Чим займаються школярі у гуртках лего – конструювання: грають чи навчаються? Для вивчення технології та інформатики Для підвищення мотивації до вивчення зазначених предметів, а також механіки, фізики, математики, а також розвитку пізнавальної, дослідницької діяльності учнів.

Lego дозволяє учням: спільно навчатися у межах однієї групи; розподіляти обов'язки у своїй групі; виявляти підвищену увагу культурі та етиці спілкування; виявляти творчий підхід до вирішення поставленого завдання; створювати моделі реальних об'єктів та процесів; бачити реальний результат своєї роботи.

ЩО МИ РОБИЛИ НА ЗАНЯТТЯХ Одне заняття – це два уроки по 45 хвилин. Зазвичай команда з двох людей працює з одним конструкторським набором та одним ноутбуком. За інструкцією збираємо модель, складаємо для неї програму, проводимо випробування. Моделі дуже оригінальні, самі такі не придумати! З деякими моделями можна провести експерименти, з деякими – гри. Для кожної моделі можна написати кілька варіантів програм, додати звуковий та графічний супровід.

А ЩЕ? Зібрати модель за інструкцією легко. Важливо розібратися, які механізми дозволяють рухатися. Ми вивчили принципи дії двигуна, що обертає вісь, важеля, кулачка. Познайомилися із зубчастою та ремінною передачами. Дізналися, що таке шків та черв'ячне колесо. Тепер у нових моделях ми можемо використовувати ці механізми.

Досвід та перспективи розвитку об'єднання «Робототехнічне конструювання»

Педагог додаткової освіти

ГАОУ ДПО У ВІРО

Володимирський інститут підвищення кваліфікації працівників освіти імені Л.І. Новікова»

Калитина Алла Миколаївна

Методика викладання курсу

• Заняття об'єднання «Робототехнічне конструювання» репрезентують вихованцям технології XXI століття, сприяє розвитку їх комунікативних здібностей, розвиває навички взаємодії, самостійності при прийнятті рішень, розкриває їх творчий потенціал.

Особливості об'єднання «Робототехнічне конструювання»

• Найбільш сучасний напрямок;
• Об'єднання різних галузей технічних знань та наук;
• Необхідність вивчення програмування та алгоритмізації;
• Необхідність вивчення електротехніки;
• Попутне вивчення володіння комп'ютером та комп'ютерними програмами;
• Високий інтерес із боку громадськості.

Матеріально-технічне обладнання

• Комп'ютерний клас (проектор, інтернет); Робототехнічні набори;
• Андроїдні роботи;
• Радіо-деталі;
• Інструмент, паяльники;
• приміщення для тренувань;
• Поля для змагань.

Роботи Lego Mindstorms

Інструменти Lego

Lego Digital Designer – середовище віртуального проектування роботів

NXT-G – середовище програмування

Додаткове обладнання

Продукція HiTechnic

Набори TETRIX та MATRIX

• Пневматика
• Відновлювані джерела енергії
• Технологія та фізика
• Прості механізми

Серія мікроконтроллерних пристроїв, що розповсюджуються за схемою openHardware – специфікації та схеми плат повністю відкриті для використання, копіювання та зміни.

• Максимально наближена до електротехніки та електроніки;
• Два середовища програмування: для початківців та професіоналів;
• Можливість поєднувати як з робототехнічними конструкторами (в тому числі і з Lego Mindstorms), так і повністю саморобними проектами;
• Широкий набір плат розширення та комутації;
• Розвинена аудиторія користувачів, професійна підтримка та інформаційне висвітлення.

Одноплатний комп'ютер

Обчислювальні потужності відповідають сучасному телефону:

• процесор ARM9
• 256 Мб ОЗУ
• карти пам'яті
• Ethernet (LAN)
• Audio Jack
• ОС - Linux, Android, Windows

Застосування:

• Вбудовувані системи
• Управляючі комплекси
• Системи «Розумний дім»
• Розпізнавання образів: відео та аудіо
• Мобільні роботи в зовнішньому середовищі, що змінюється.

Андроїдні роботи

Моделюючі людини та інших живих істот

Програма «Робототехніка: інженерно-технічні кадри інноваційної Росії» реалізується з 2008 року з ініціативи Фонду Олега Дерипаска «Вільна Справа» та Федерального агентства у справах молоді (Росмолодь).

Завдання Програми:

• Залучення дітей та молоді до науково-технічної творчості, рання профорієнтація;
• Забезпечення рівного доступу дітей та молоді до освоєння передових технологій, набуття практичних навичок їх застосування;
• Виявлення, навчання, добір, супровід талановитої молоді;
• Просування та забезпечення реалізації професійного потенціалу та лідерських якостей.

Напрямки:

ІНЖЕНЕРНИЙ ПРОЕКТ

МОБІЛЬНІ СИСТЕМИ

Комп'ютерна грамотність

Знання в галузі механіки, програмування, електроніки

Здатність до самонавчання

Необхідність проходити курси та тренінги

Особиста активність

Креативність,

нестандартне мислення

Відстеження актуальних проблем

[email protected] www.RostovRobor.RU

Учні

Вимоги :

• Старше 10 років
• Інтерес до техніки
• Інтерес до інформаційних технологій

Знають та вміють :

• Основи побудови та розрахунку математичних моделей
• Основи конструювання механічних систем
• Складання алгоритмів та програм
• Вміння вирішувати актуальні завдання
• Знання комп'ютера

Наша дозвілля

• 1 . Екскурсія історичними місцями міста Володимир («Театральна площа», Золоті ворота – найдавніший пам'ятник фортифікаційної архітектури в Росії, Червона Троїцька старообрядницька церква та будівля драматичного театру, «Соборна площа», пам'ятники архітектури XII століття – Успенський. Дмитрівський собори, свято-усп. Княгинін монастир.
• 2. Екскурсійні поїзди до Лісотехнічного технікуму п. «Муромцеве» Судогодського району Володимирської області.

• Вчитель: Кривенцов Леонід Олександрович,
• вища кваліфікаційна категорія

• Тема уроку:

• Асіно - 2014

• Муніципальний автономний загальноосвітній заклад –
• середня загальноосвітня школа №4 місто Асине Томської області

Робототехніка – це

• (Від робот і техніка; англ. Robotics) прикладна наука, що займається розробкою автоматизованих технічних систем.
• Робототехніка спирається на такі дисципліни, як електроніка, механіка, інформатика, радіотехніка та електротехніка.

Види робототехніки

• Будівельна

• Промислова

• Побутова

• Авіаційна

• Екстремальна

• Військова

• Космічна

• Підводна

Трохи з історії

• В основу слова «робототехніка» лягло слово «робот», вигадане у 1920 р. чеським письменником Карелом Чапеком для своєї науково-фантастичної п'єси «Р. У. Р.» («Россумські універсальні роботи»), вперше поставленої в 1921 р. у Празі і мала успіх у глядачів.
• У ній господар заводу налагоджує випуск багатьох андроїдів, які спочатку працюють без відпочинку, але потім повстають і гублять своїх творців.

Прем'єрний показ п'єси Робот це -

• (чеш. robot, від robota – підневільна праця або rob – раб) – автоматичний пристрій, створений за принципом живого організму.
• Діючи по заздалегідь закладеної програмі і отримуючи інформацію про світ від датчиків (аналогів органів чуття живих організмів), робот самостійно здійснює виробничі та інші операції, зазвичай виконувані людиною (або тваринами).
• У цьому робот може і мати зв'язок з оператором (одержувати від нього команди), і діяти автономно.

Андроїд

• Андроїд (від грец. кореня ἀνδρ- слова ἀνήρ - «людина, чоловік» і суфікса -oid - від грец. слова εἶδος - «подоба») - людиноподібна.
• У сучасному значенні зазвичай мається на увазі людиноподібний робот.

Класи роботів:

• Маніпуляційні

• Автоматична машина, що складається з виконавчого пристрою у вигляді маніпулятора, що має декілька ступенів рухливості, та пристрої програмного управління, яка служить для виконання у виробничому процесі рухових та керуючих функцій.

• Стаціонарні

• Пересувні

• Такі роботи виробляються в підлоговому, підвісному та портальному виконанні. Набули найбільшого поширення в машинобудівних та приладобудівних галузях.

• Маніпулятор - це механізм управління просторовим становищем знарядь і праці.

• Маніпуляційні роботи

• поступальний рух
• кутове переміщення

• Види руху

• Поєднання та взаємне розташування ланок визначає ступінь рухливості, а також область дії маніпуляційної системи робота.

• Для забезпечення руху у ланках можуть використовуватись електричні, гідравлічні або пневматичні приводи.

• Маніпуляційні роботи

• Частиною маніпуляторів (хоч і необов'язковою) є захватні пристрої. Найбільш універсальні захватні пристрої аналогічні руці людини – захоплення здійснюється за допомогою механічних «пальців».
• Для захоплення плоских предметів використовуються захватні пристрої із пневматичною присоскою.
• Для захоплення безлічі однотипних деталей (що зазвичай відбувається при застосуванні роботів у промисловості) застосовують спеціалізовані конструкції.
• Замість захватних пристроїв маніпулятор може бути обладнаний робочим інструментом. Це може бути пульверизатор, зварювальна головка, викрутка тощо.

Класи роботів:

• Мобільні

• Автоматична машина, в якій є шасі, що рухається, з автоматично керованими приводами.

• Колісні

• Крокуючі

• Гусеничні

Класи роботів:

• Мобільні

• Повзаючі

• Плаваючі

• Літаючі

Плаваюча робота

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

Сучасні роботи

• ASIMO
• Асімо

• NAO (Нао)

ASIMO (Асімо), компанія HONDA

• Вставити Відеофрагмент
• https://www.youtube.com/watch?v=Bmglbk_Op64

• NAO (Нао)

• Вставити Відеофрагмент
• https://www.youtube.com/watch?v=1W4LoQow_3o

Сучасні роботи Компоненти роботів

• Приводи – це «м'язи» роботів. В даний час найпопулярнішими двигунами в приводах є електричні, але застосовуються інші, що використовують хімічні речовини або стиснене повітря.

Закони робототехніки

• Робот не може заподіяти шкоди людині або своєю бездіяльністю допустити, щоб людині було завдано шкоди.
• Робот повинен коритися всім наказам, які дає людина, крім тих випадків, коли ці накази суперечать Першому Закону.
• Робот повинен дбати про свою безпеку тією мірою, якою це не суперечить Першому та Другому Законам.

• Айзек Азімов, 1965

Закони робототехніки

• У 1986 році в романі Роботи та Імперія (англ. Robots and Empire) Азімов запропонував Нульовий Закон:
• 0. Робот не може заподіяти шкоди людству або своєю бездіяльністю допустити, щоб людству була заподіяна шкода.
• 0. Робот не може завдати шкоди людині, якщо вона не доведе, що в кінцевому рахунку це буде корисно для всього людства.

Список використаних джерел:

• Матеріал взято з підручника – Є.І. Юревич, Основи робототехніки.
• http://www.prorobot.ru/slovarik/robotics-zakon.php
• Фон презентації - http://sch1498.mskobr.ru/images/Kartinki/2.jpg
• Фото Карла Чапека - http://static.ozone.ru/multimedia/books_covers/1007573981.jpg
• Фото показу п'єси.
• Фото NAO, колісного та гусеничного роботів – авторські
• Маніпуляційні роботи - http://training-site.narod.ru/images/robot6.jpg, http://toolmonger.com/wp-content/uploads/2007/10/450_1002031%20kopia.jpg
• Плаваючі роботи - https://images.cdn.stuff.tv/sites/stuff.tv/files/news/robot-water-snake_0.jpg
• Крокуючий робот - http://weas-robotics.ru/wp-content/uploads/2013/09/mantis.jpg
• Робот-кухар - http://bigpicture.ru/wp-content/uploads/2009/08/r12_1931.jpg
• Робот-скрипач - https://imzunnu.files.wordpress.com/2010/04/toyotaviolinplayingrobot.jpg
• Фото Айзека Азімова.
• Приводи роботів - https://gizmod.ru/uploads/posts/2000/14172/image.jpg, http://www.servodroid.ru/_nw/0/62696.jpg
• Робот-лісоруб - http://www.strangedangers.com/images/content/136345.jpg
• Фото Aibo - http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/9/105/393/105393992_large_5361707_h_sAibo_img_0807.jpg
• Фото Asimo - https://everipedia-storage.s3.amazonaws.com/NewlinkFiles/1149050/4690442.jpg