Доклад на тему робототехника 8 класс
Перейти к содержимому

Доклад на тему робототехника 8 класс

  • автор:

Презентация на тему «Робототехника» 8 класс

Презентация: Робототехника

Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.

Добавить свой комментарий

Аннотация к презентации

Презентация на тему «Робототехника» приводит виды робототехники, основные компоненты роботов, дает определение робототехнике и двигателю постоянного тока, шаговому электродвигателю и пьезодвигателю, рассказывает о биотехнических системах управления.

Краткое содержание

  1. Определение
  2. Виды робототехники
  3. Компоненты роботов
  4. Системы управления
  5. Способы перемещения
  6. Три закона для робота
  7. Типы роботов

Робототехника

Робототехника – отрасль машиностроения, занимающееся разработкой, созданием, эксплуатацией машин и устройств, запрограммированных на самостоятельное выполнение конкретных задач.

В зависимости от целей и области применения различают различные виды робототехники: космическая, бытовая, промышленная, медицинская и т.д.

Для того, чтобы ознакомиться с решениями в области робототехники от ведущих российских поставщиков — свяжитесь с нами по номеру 8 (921) 781 24-49 — звонок, Telegram, Whatsapp или оставьте короткую заявку по ссылке.

РЃ°ЃвЃв•е≠®™®.png

Первые механические устройства, которые можно назвать родоначальниками роботов создавались еще в Древнем мире (летающий деревянный голубь, жестикулирующая статуя и т.д.). Однако действительно выдающиеся достижения в робототехнике были достигнуты в 20-м веке. Первые роботы в современном понимании были созданы 1950-х годах, когда Д. Девол и Д. Энглбергер представили первого программируемого робота, выполняющего сложные задачи на сборочной линии в General Motors.

В 1987 году была создана Международная федерация робототехники для содействия в проведениях исследований и разработок в области робототехники по всему миру. В 2000 году японская компания Honda представила миру первого человекоподобного робота-андроида ASIMO. Новым направлением в развитии робототехнике является разработка нанороботов, чьи размеры близки к размерам молекул.

Сегодня понятие робототехники близко к понятиям искусственный интеллект, машинное обучение.

Термин «робототехника» впервые был упомянут американским писателем А. Азимовым в 1941 году в научно-фантастическом рассказе «Лжец», повествующем о проблемах позитронных роботов. Азимов также предложил знаменитые три закона робототехники. А само слово «робот» придумал чешский писатель К. Чапек в 1920 году.

При создании робота важно понимать конкретные для данного робота задачи, от которых зависит наличие у робота тех или иных составляющих. Два основных вида роботов: манипуляторы (стационарные) и мобильные роботы. Например, для передвижения по труднопроходимой местности мобильные роботы используют гусеницы, крылья, для более ровной поверхности – колеса или ноги.

В качестве источников питания самым популярным решением на сегодняшний день является использование аккумуляторов и различных типов батарей, но существуют роботы с двигателем внутреннего сгорания, солнечными батареями или с использованием ядерных реакций.

В качестве актуаторов используют электродвигатели, линейные приводы, пьезоэлектрические двигатели, пневмонические или гидравлические двигатели.
Для определения себя в пространстве и взаимодействия с человеком и окружающим миром роботы оборудованы разнообразными датчиками, устройствами, распознающими и синтезирующими речь, некоторые человекоподобные роботы способны воспроизводить эмоции.
Писать программное обеспечение для роботов можно на любом современном языке программирования (C++, Java, Python и др.), но существуют и специализированные языки для робототехники: GRL, RAPS, Golog, ALisp, Robotics Toolbox для MATLAB. Выбор зависит только от предпочтений разработчика и характеристик аппаратной части.

Операционные системы для роботов: ROS (Robot Operating System), uPoint MRC (Multi-Robot Control), iRobot, Microsoft RDS.

Робототехника встречается во всех сферах жизни общества: медицина, сельское хозяйство, военное дело, авиация и др. В промышленности используют роботов при сборке станков, автомобилей, производственных машин, для быстрой упаковки/распаковки объектов, для пайки электронных компонентов и другое.

В настоящее время довольно популярна разработка роботизированной хирургической машины для проведения сложнейших операций или операций в тех регионах, где отсутствуют квалифицированные специалисты-врачи.

Также робототехника широко распространена как предмет развлечения и домашней автоматизации, примером этому служат роботы собаки (Aibo, Pleo), гиды в музеях, няни, пылесосы (Roomba), газонокосилки и т.д. Для детей компания LEGO выпускает наборы для самостоятельного создания робота.

  1. http://www.livescience.com/topics/robots
  2. https://www.technologyreview.com/s/545056/5-robot-trends-to-watch-for-in-2016/
  3. http://www.robotshop.com

ПРОЕКТ 8 класс «Робототехника и программирование»
рабочая программа по технологии (8 класс)

Данная программа научно-технической направленности, т.к. так как в наше время робототехники и компьютеризации, ребенка необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать.

Скачать:

Вложение Размер
Файлprogrammirovanie_8_kl.docx 46.19 КБ

Предварительный просмотр:

«Робототехника и программирование»

За последние годы успехи в робототехнике, автоматизированных системах и программировании изменили личную и деловую сферы нашей жизни. Сегодня промышленные, обслуживающие и домашние роботы широко используются на благо экономик ведущих мировых держав: выполняют работы более дёшево, с большей точностью и надёжностью, чем люди, используются на вредных для здоровья и опасных для жизни производствах. Роботы широко используются в транспорте, в исследованиях Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных исследований, в сфере безопасности, в массовом производстве промышленных товаров и товаров народного потребления. Роботы играют всё более важную роль в жизни, служа людям и выполняя каждодневные задачи. Интенсивная экспансия искусственных помощников в нашу повседневную жизнь требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит быстро развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные и роботизированные системы.

В последнее десятилетие значительно увеличился интерес к образовательной робототехнике и программированию. В школы закупаются новое учебное оборудование. Робототехника в образовании — это междисциплинарные занятия, интегрирующие в себе науку, технологию, инженерное дело, математику (Science Technology Engineering Mathematics = STEM), основанные на активном обучении учащихся. Во многих ведущих странах есть национальные программы по развитию именно STEM образования. Робототехника и программирование представляют учащимся технологии 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Дети и подростки лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают.

Данная программа научно-технической направленности, т.к. так как в наше время робототехники и компьютеризации, ребенка необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать.

Актуальность развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.

Целесообразность этой программы заключается в том, что, она является целостной и непрерывной в течении всего процесса обучения, и позволяет шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализоваться в современном мире. В процессе конструирования и программирования учащиеся получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.

Использование конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования

Работа с образовательными конструкторами позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество

проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества.

Изучая простые механизмы, учащиеся учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.

Преподавание курса предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Занятия позволяют учащимся:

 совместно обучаться в рамках одной бригады;

 распределять обязанности в своей бригаде;

 проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;

 проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;

 создавать модели реальных объектов и процессов;

 видеть реальный результат своей работы.

Сроки реализации программы 1 год. Режим работы, в неделю 1 занятие по 1 часу.

Цель : обучение основам робототехники, программирования. Развитие творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.

— дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;

— научить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;

— сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;

— ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами

— формировать творческое отношение к выполняемой работе;

— воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности.

— развивать творческую инициативу и самостоятельность;

— развивать психофизиологические качества учеников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном;

— развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

1. Наборы конструкторов «Solar Robot на солнечной батарее 14 -in- 1» :

2. Персональные компьютеры для учащихся с ПО (Scratch, Code, интернет)

3. Лампа мощностью 95 V

4.АРМ учителя (компьютер, проектор, сканер, принтер)

Приемы и методы организации занятий:

I Методы организации и осуществления занятий

1. Перцептивный акцент:

а) словесные методы (рассказ, беседа, инструктаж, чтение справочной литературы);

б) наглядные методы (демонстрации мультимедийных презентаций, фотографии);

в) практические методы (упражнения, задачи).

2. Гностический аспект:

а) иллюстративно- объяснительные методы;

б) репродуктивные методы;

в) проблемные методы (методы проблемного изложения) дается часть готового знания;

г) эвристические (частично-поисковые) большая возможность выбора вариантов;

д) исследовательские – учащиеся сами открывают и исследуют знания.

3. Логический аспект:

а) индуктивные методы, дедуктивные методы;

б) конкретные и абстрактные методы, синтез и анализ, сравнение, обобщение, абстрагирование, классификация, систематизация, т.е. методы как мыслительные операции.

II Методы стимулирования и мотивации деятельности

Методы стимулирования мотива интереса к занятиям:

познавательные задачи, учебные дискуссии, опора на неожиданность, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т.д.

Методы стимулирования мотивов долга, сознательности, ответственности, настойчивости: убеждение, требование, приучение, упражнение, поощрение.

Основными принципами обучения являются:

  1. Научность. Этот принцип предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники.
  2. Доступность. Предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития учащихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочно усвоены.
  3. Связь теории с практикой. Обязывает вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике.
  4. Воспитательный характер обучения. Процесс обучения является воспитывающим, ученики не только приобретают знания и нарабатывают навыки, но и развивают свои способности, умственные и моральные качества.
  5. Сознательность и активность обучения. В процессе обучения все действия, которые отрабатывают ученики, должны быть обоснованы. Нужно учить, обучаемых, критически осмысливать, и оценивать факты, делая выводы, разрешать все сомнения с тем, чтобы процесс усвоения и наработки необходимых навыков происходили сознательно, с полной убежденностью в правильности обучения. Активность в обучении предполагает самостоятельность, которая достигается хорошей теоретической и практической подготовкой и работой педагога.
  6. Наглядность. Объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие видео материалы, а также материалы своего изготовления.
  7. Систематичность и последовательность. Учебный материал дается по определенной системе и в логической последовательности с целью лучшего его освоения. Как правило этот принцип предусматривает изучение предмета от простого к сложному, от частного к общему.
  8. Прочность закрепления знаний, умений и навыков. Качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания, умения и навыки учащихся. Не прочные знания и навыки обычно являются причинами неуверенности и ошибок. Поэтому закрепление умений и навыков должно достигаться неоднократным целенаправленным повторением и тренировкой.
  9. Индивидуальный подход в обучении. В процессе обучения педагог исходит из индивидуальных особенностей детей (уравновешенный, неуравновешенный, с хорошей памятью или не очень, с устойчивым вниманием или рассеянный, с хорошей или замедленной реакцией, и т.д.) и опираясь на сильные стороны учащегося, доводит его подготовленность до уровня общих требований.

Технические и программные средства обучения:

• операционная система Windows;

• компьютеры с установленной средой программирования Scratch;

• доступ к сети Интернет;

• Наборы конструкторов «Solar Robot на солнечной батарее 14 -in- 1»

• Лампа мощностью 95 V

• АРМ учителя (компьютер, проектор, сканер, принтер)

По окончанию курса обучения учащиеся должны

-правила безопасной работы;

-основные компоненты конструкторов;

-конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

-компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

-виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

основные приемы конструирования роботов;

-конструктивные особенности различных роботов;

-порядок создания алгоритма программы, действия;

-как использовать созданные программы;

-самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);

-создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;

-создавать программы на компьютере;

-корректировать программы при необходимости;

-принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель.

— проводить сборку робототехнических средств, с применением конструкторов;

— прогнозировать результаты работы.

— планировать ход выполнения задания.

— рационально выполнять задание.

— руководить работой группы или коллектива.

— высказываться устно в виде сообщения или доклада.

— высказываться устно в виде рецензии ответа товарища.

— представлять одну и ту же информацию различными способами

МЕХАНИЗМ ОТСЛЕЖИВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

— подготовка рекламных буклетов о проделанной работе;

— отзывы преподавателя и родителей учеников на сайте школы.

Этапы развития робототехники

Занятия по робототехнике сегодня невероятно популярны. Тысячи малышей и старшеклассников изучают устройство и возможности роботов, учатся программировать и управлять ими. И хотя кажется, что это современная модная тенденция, на самом деле основы робототехники будоражили умы людей еще тысячи лет назад.

Развитие робототехники представляет собой увлекательный путь, на котором инженеры, ученые и изобретатели работали над созданием умных автономных машин. Сегодня расскажем о том, что такое робототехника, где применяются роботы, с чего началась и какое будущее ждет самую интригующую IT-отрасль.

Что такое робототехника?

Робототехника — это наука, которая создает и внедряет роботов в нашу повседневную жизнь.

О самых первых роботах и 3 обязательных правилах робототехники мы писали здесь.

Использование робототехники

Сегодня роботов применяют в сотнях всевозможных сфер, среди которых медицина, строительство, авиация и добывающая промышленность. Умные машины работают в воздухе, на земле, в толщах воды и даже в космосе. Таким образом суть робототехники в том, чтобы помогать решать человеку слишком сложные, точные или монотонные задачи.

История развития робототехники

Процесс развития можно разделить на несколько этапов, каждый из которых отражает важные моменты в истории робототехники. И хотя первые «механические слуги» упоминаются уже «Илиаде» Гомера, написанной в IX веке до н.э., развитие робототехники в современном понимании началось лишь в прошлом столетии.

    Зарождение робототехники (1950-1960 гг.). В этот период были сделаны первые шаги в направлении создания роботов. Известный робот UNIMATE был разработан для выполнения задач на производственных линиях, что считается одним из первых применений роботов в промышленности. Гидравлическая рука могла выполнять повторяющиеся действия и использовалась для автоматизации технически сложных процессов металлообработки и сварки.

Так, например, в Университете Джона Хопкинса было создано «животное», которое передвигалось по территории учреждения и искало «еду», найдя розетку, механизм заряжал свои батареи и снова бесцельно бродил по зданию.

(ист. сайт https://myrobot.ru)

А уже в 1970-м на Луну отправился автономный робот «Луноход-1». Он проехал по поверхности спутника более 10 км, определив свойства грунта и сделав несколько тысяч снимков.

(ист. сайт https://e-cis.info/)

  • Прорыв в промышленности (1980-1990 гг.). Именно в этот период произошел значительный рост в использовании роботов в производстве. Они стали выполнять различные задачи, такие как сварка, сборка, и обработка материалов. Этот период также связан с разработкой промышленных роботов с более сложными функциями и более точным управлением.

В это время в Московском университете им. Баумана появляется научно-учебный центр «Робототехника». Одним из первых там создали робота, который мог работать со взрывоопасными устройствами и обезвреживать бомбы.

В США стартуют продажи персонального робота HERO 1, оснащенного датчиками света, звука и движения, а также синтезатором речи. HERO мог читать стихи и петь песни, помогать по дому и будить пользователей в назначенное время, его использовали в школах для обучения детей программированию и робототехнике.

В Японии робот Wabot-2 удивляет слушателей игрой на органе. При помощи технического зрения Wabot читает ноты с листа и тут же воспроизводит мелодию 10 пальцами.

А в Европе в это время начинают разрабатывать программу ESPRIT, призванную разработать думающие компьютеры — искусственный интеллект.

  • Внедрение роботов в повседневную жизнь (2000-наше время). Робототехника развивается повсеместно. По оценке ООН, в начале 2000-х на производствах трудятся более 700 тысяч промышленных роботов. Благодаря искусственному интеллекту механизмы становятся более автономными и способными адаптироваться к различным ситуациям.

Технология становится более доступной, в том числе для простых пользователей. Роботы выполняют повседневные домашние задачи, делают сложнейшие медицинские операции и управляют транспортом, появляются новые виды спорта, такие как робофутбол и бои роботов.

Развивается образовательная робототехника. Первый LEGO-робот появился более 20 лет назад, сейчас специальный конструктор для занятий робототехникой может собрать даже ребенок. В ITeen Academy на курсы по робототехнике могут записаться дети c 4 лет.

Перспективы робототехники

Робототехника продолжает развиваться. Роботы становятся важной частью нашей жизни, а с развитием технологий и искусственного интеллекта они станут способными к обучению, что откроет новые перспективы в их использовании. Развитие робототехники отражает технические и научные достижения человечества.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *