Главная » Forex » Темы проектов по робототехнике в школе. Образовательный проект «Робототехника - первый шаг к открытиям. II этап: «Освоить программирование в EV3 PROGRAMMER»

Темы проектов по робототехнике в школе. Образовательный проект «Робототехника - первый шаг к открытиям. II этап: «Освоить программирование в EV3 PROGRAMMER»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №3

Образовательный проект

«Робототехника - первый шаг к открытиям»

Салкина Светлана Николаевна

учитель информатики

1 квалификационной категории

МБОУ СОШ №3

г. Выкса

2014 г.

Аннотация проекта

Робототехника – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование.

Робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Активное участие и поддержка Российских и международных научно-технических и образовательных проектов в области робототехники и мехатроники позволит ускорить подготовку кадров, развитие новых научно-технических идей, обмен технической информацией и инженерными знаниями, реализацию инновационных разработок в области робототехники в России и по всему миру.

Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах – сиделках, роботах – домработницах и т.д. Специалисты, обладающие знаниями в этой области, сильно востребованы. Поэтому, внедрение робототехники в учебный процесс и внеурочное время приобретает все большую значимость и актуальность. Основное оборудование используемое при обучении детей робототехнике в школе – это ЛЕГО конструкторы Mindstorms .

LEGO Mindstorms – это конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота.

Конструкторы LEGO Mindstorms позволяют организовать учебную деятельность по различным предметам и проводить интегрированные занятия. С помощью этих наборов можно организовать высокомотивированную учебную деятельность по пространственному конструированию, моделированию и автоматическому управлению.

Основная задача современного образования – создать среду, облегчающую ребенку возможность раскрытия собственного потенциала. Это позволяет ему свободно действовать, познавая эту среду, а через нее и окружающий мир. Новая роль педагога состоит в том, чтобы организовать и оборудовать соответствующую образовательную среду и побуждать ребенка к познанию и к деятельности.

Новая парадигма образования, реализуемая ФГОС, - это переход от школы информационно-трансляционной к школе деятельностной, формирующей у обучающихся компетенции самостоятельной навигации по освоенным предметным знаниям при решении конкретных личностно значимых задач. Современный человек должен быть мобильным, технически грамотным, готовым к внедрению инновации в жизнь. В перспективе курс робототехники в школе может стать одним из интереснейших способов изучения не только компьютерных технологий и программирования, но и всего окружающего мира.

Изучение «Основ робототехники» создает предпосылки для социализации личности учащихся и обеспечивает возможность ее непрерывного технического образования, а освоение с помощью лего-наборов и других робоконструкторов компьютерных технологий – это путь школьников к современным перспективным профессиям и успешной жизни в информационном обществе. Конечно же, занятия робототехникой не приведут к тому, что все дети захотят стать программистами и роботостроителями, инженерами, исследователями. В первую очередь занятия рассчитаны на общенаучную подготовку школьников, развития их мышления, логики, математических способностей, исследовательских навыков. Робот не ставит оценок и не задает домашних заданий, но заставляет работать умственно и постоянно.

Дети – неутомимые конструкторы, их творческие возможности и технические решения оригинальны. Школьники учатся конструировать «шаг за шагом». Такое обучение позволяет им продвигаться вперед в собственном темпе, стимулирует желание учиться и решать новые, более сложные задачи. Любой признанный и оцененный успех приводит к тому, что ребенок становится более уверенным в себе.

В ходе занятий повышается коммуникативная активность каждого ребенка, формируется умение работать в паре, в группе, происходит развитие творческих способностей.

Робототехника это увлекательно! Мир не стоит на месте, всегда развивается, и кто знает, может именно мои ученики, создадут нанотехнологичный аппарат или нового робота 21 века.

Цель проекта:

создание условий для изучения основ алгоритмизации и программирования с использованием робота, развитие научно-технического и творческого потенциала личности ученика путем организации его деятельности в процессе интеграции начального инженерно-технического конструирования и основ робототехники.

Задачи проекта:

освоить среду программирования;

развивать творческие способности и логическое мышление обучающихся;

развивать умение выстраивать гипотезу и сопоставлять ее с полученным результатом;

развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;

развивать умение работать по предложенным инструкциям по сборке моделей;

развивать умение творчески подходить к решению задачи;

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

осваивать навыки проведения эксперимента;

привлекать школьников к сотрудничеству, сотворчеству.

Характеристика охватываемой аудитории

«Порывы, воля, а также желания присущи даже новорожденным детям, между тем как рассудительность и ум появляются у них только с возрастом».

Аристотель

Проект «Робототехника - первый шаг к открытиям» реализуется в 9 классе средней общеобразовательной школы (возраст учащихся 14 – 15 лет).

Подростковый возраст – особенный период в жизни ребенка, недаром его называют затянувшимся кризисом. Самая яркая особенность этого времени – личностная нестабильность, осложняющая жизнь и самим подросткам, и окружающим их взрослым. Нестабильность проявляется, прежде всего, в эмоциональной лабильности, связанной с бурным физическим ростом и физиологическими изменениями.

Для того чтобы развить познавательную деятельность учащихся, формировать интерес к процессу познания необходимо учитывать индивидуальные особенности ребенка.

В подростковом возрасте происходят существенные сдвиги в мыслительной деятельности. Этот особый статус возраста связан с изменением социальной ситуации развития подростков – их стремление приобщиться к миру взрослых. В связи с этим характерным для подростка является развитие самосознания и самооценки, интереса к себе как личности, к своим способностям и возможностям.

Внимание подростка характеризуется объемом и специфической избирательностью, становится произвольным и преднамеренным. Ребенок способен сохранять долгое время устойчивость и высокую интенсивность внимания. Внимание становится хорошо управляемым, контролируемым процессом и увлекательной деятельностью.

Объем памяти подростка увеличивается за счет логического осмысливания материала, наращивается полнота, системность и точность воспроизводимого материала, становится допустимым запоминание абстрактного материала.

Важная особенность – формирование активного, самостоятельного мышления. Проявляется способность мыслить дедуктивно, теоретически, формируется система логических высказываний. Подросток способен самостоятельно и творчески мыслить, сравнивать, делать глубокие по содержанию выводы и обобщения. Немалую роль в процессе обучения играют интересы школьника. Интересы, мотивы, потребности подростков динамичны, весьма неустойчивы. Они проявляют готовность овладеть интересующей областью знания. Учебные интересы подростков находятся в стадии развития, становления. Большое значение имеют также личные успехи подростка в изучении того или иного предмета.

Наиболее существенную роль в формировании положительного отношения подростков к учению играют идейно – научная содержательность учебного материала, его связь с жизнь и практикой, проблемный и эмоциональный характер изложения, организация поисковой познавательной деятельности, дающей учащимся возможность переживать радость самостоятельных открытий, вооружение подростков рациональными приемами учебной работы, являющимися предпосылкой для достижения успеха.

Другая форма выражения мотивов учения – наличие учебных интересов. Учебные интересы, как правило, избирательны. Учебный интерес зависит от того, насколько связан материал с внеучебными интересами, насколько ясно и понятно излагает материал учитель, насколько активны и разнообразны методы обучения.

Все эти особенности способствуют целенаправленному восприятию новых, современных средств обучения.

Срок реализации

Проект «Робототехника - первый шаг к открытиям» рассчитан на 1 год.

Общая характеристика учебного курса

«Истинная цель просвещения не в том, чтобы сообщить людям определенную сумму сведений по различным наукам, а в том, чтобы пробудить в каждом человеке творца, духовно активную личность, - и в этом счастье»

М.В.Ломоносов

Программа рассчитана на 35 часов и адаптирована под Конструктор Mindstorms EV 3.

Конструктор Лего предоставляет ученикам возможность приобретать важные знания, умения и навыки в процессе создания, программирования и тестирования роботов. «Мозгом» робота L ego M indstorms является микрокомпьютер L ego NXT, делающий робота программируемым, интеллектуальным, способным принимать решения. Для связи между компьютером и NXT можно использовать также беспроводное соединение Bluetooth. На NXT имеется три выходных порта для подключения электромоторов или ламп, помеченные буквами А, В и С. С помощью функции NXT Program (Программы NXT) можно осуществлять прямое программирование блока NXT без обращения к компьютеру. Датчики получают информацию от микрокомпьютера N X T .

Конструктор Лего и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте. Такие знания вызывают у детей желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе. Обучение происходит особенно успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес. Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а учитель лишь консультирует его.

В окружающем нас мире очень много роботов: от лифта в вашем доме до производства автомобилей, они повсюду. Конструктор Mindstorms EV 3 приглашает ребят войти в увлекательный мир роботов, погрузиться в сложную среду информационных технологий.

Программное обеспечение отличается дружественным интерфейсом, позволяющим ребенку постепенно превращаться из новичка в опытного пользователя. Каждый урок - новая тема или новый проект. Модели собираются либо по технологическим картам, либо в силу фантазии детей. По мере освоения проектов проводятся соревнования роботов, созданных группами.

В конце года в творческой лаборатории группы демонстрируют возможности своих роботов.

Можно выделить следующие этапы обучения:

І этап – начальное конструирование и моделирование. Очень полезный этап, дети действуют согласно своим представлениям, и пусть они «изобретают велосипед», это их велосипед, и хорошо бы, чтобы каждый его изобрел.

На этом этапе ребята еще мало что знают из возможностей использования разных методов усовершенствования моделей, они строят так, как их видят. Задача учителя – показать, что существуют способы, позволяющие сделать модели, аналогичные детским, но быстрее, мощнее. В каждом ребенке сидит дух спортсмена, и у него возникает вопрос: «Как сделать, чтобы победила моя модель?»

Вот здесь можно начинать следующий этап.

ІІ этап – обучение. На этом этапе ребята собирают модели по схемам, стараются понять принцип соединений, чтобы в последующем использовать. В схемах представлены очень грамотные решения, которые неплохо бы даже заучить. Модели получаются одинаковые, но творчество детей позволяет отойти от стандартных моделей и при создании программ внести изменения, поэтому соревнования должны сопровождаться обсуждением изменений, внесенных детьми. Дети составляют программы и защищают свои модели. Повторений в защитах быть не должно.

ІІІ этап – практическое конструирование. Узнав много нового на этапе обучения, ребята получают возможность применить свои знания и создавать сложные проекты.

Круг возможностей их моделей очень расширяется. Вот теперь уместны соревнования и выводы по итогам соревнований – какая модель сильнее и почему. Насколько механизмы, изобретенные человечеством, облегчают нам жизнь.

Во время осенних каникул посещение детского фестиваля «Магия науки и творчества».

Во время зимних каникул планируется экскурсия в Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева. Выпускники по специальности «Роботы и робототехнические системы » специализируются в области разработки и эксплуатации роботов и робототехнических систем.

Обучающиеся представят демонстрацию своих проектов на школьной Научно-Практической конференции «Первые шаги в науке».

Проект «Робототехника - первый шаг к открытиям» позволит обучающимся принять участие в соревнованиях по робототехнике и интеллектуальным системам «Добро пожаловать в будущее».

При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно влияет на развитие познавательных, творческих навыков, а также самостоятельность школьников. Таким образом, ЛЕГО, являясь дополнительным средством при изучении курса информатики, позволяет учащимся принимать решение самостоятельно, применимо к данной ситуации, учитывая окружающие особенности и наличие вспомогательных материалов. И, что немаловажно, - умение согласовывать свои действия с окружающими, т.е. – работать в команде.

Методы достижения цели

разработка и реализация программы «Робототехника – первый шаг к открытиям»;

различные формы организации занятий: семинары-практикумы, лабораторные практикумы, обучающие сессии, конкурсные мероприятия;

интерактивные методы обучения, способствующие развитию критического мышления и вовлечению учащихся в различные виды деятельности;

методы активного обучения, направленные на моделирование предметного и социального содержания учебной деятельности;

лабораторно-практический контроль и самоконтроль;

создание ситуации успеха.

Смета расходов

п/п

Наименование оборудования

Количество

Приблизительная стоимость

LEGO М indstorms EV 3 на 8 учеников – полный комплект оборудования (для учащихся)

119 790 руб

LEGO М indstorms EV 3 личный – полный комплект оборудования (для учителя)

37 040 руб

Датчик света EV 3 45506 (самый необходимый соревновательный элемент)

8 100 руб

Аккумуляторную батарею EV3 45501

24 720 руб

Итого:

189 650 руб

Анализ рисков

несоответствие мотивации обучающихся в использовании роботов образовательным задачам;

возможное отставание уровня ответственности отдельных учащихся за результаты своего собственного образования по сравнению с предполагаемыми результатами.

Для минимизации данных рисков необходимо правильно активизировать учебно-мотивационную деятельность посредством целенаправленного использования средств информатизации.

Ожидаемые результаты

После завершения курса обучения:

Обучающийся будет знать:

конструкцию, органы управления и дисплей EV 3;

датчики EV3 ;

сервомотор EV3 ;

интерфейс программы Lego Mindstorms EV3;

основы программирования, программные блоки.

Обучающийся будет уметь:

структурировать поставленную задачу и составлять план ее решения;

использовать приёмы оптимальной работы на компьютере ;

извлекать информацию из различных источников;

составлять алгоритмы обработки информации;

ставить задачу и видеть пути её решения;

разрабатывать и реализовывать проект;

проводить монтажные работы, наладку узлов и механизмов;

собирать робота, используя различные датчики;

программировать робота.

Все описанное выше должно позволить сформулировать у выпускников школы информационную компетентность, использовать полученные знания при изучении других предметов, создавать в урочной и внеурочной деятельности по информатике развивающую образовательную среду, которая повлечет повышение качества знаний учащихся.

Выпускники школы в будущем смогут проявить свои умения возможно при работе и на нашем градообразующем предприятии ОАО ВМЗ.

Выводы

Современный курс школьной информатики с включением в него робототехники – «точка роста» информатизации образования, он как ни один другой предмет нацелен на подготовку учащихся к жизни в информационном обществе.

Процессы обучения и воспитания не сами по себе развивают человека, а лишь тогда, когда они имеют деятельностные формы и способствуют формированию тех или иных типов деятельности.

Такую стратегию обучения легко реализовать в образовательной среде ЛЕГО, которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему знаний для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.

Однако курс «Робототехника – первый шаг к открытиям» не является чем-то однажды написанным и далее живущим в законченном виде. Он может видоизменяться из года в год. Непрерывность модификации материалов этого курса – естественный процесс. Это требование времени, ведь информационные и компьютерные технологии, все, что с ними связано, переживают взрывообразное развитие.

Привлечение школьников к исследованиям в области робототехники, обмену технической информацией и начальными инженерными знаниями, развитию новых научно-технических идей позволит создать необходимые условия для высокого качества образования, за счет использования в образовательном процессе новых педагогических подходов и применение новых информационных и коммуникационных технологий. Понимание феномена технологии, знание законов техники, позволит выпускнику школы соответствовать запросам времени и найти свое место в современной жизни.

Список литературы и интернет – источников

Каталог сайтов по робототехнике - полезный, качественный и наиболее полный сборник информации о робототехнике. [Электронный ресурс] - Режим доступа: свободный .

Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). - М.; «ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.

ПервоРобот LEGO® WeDoTM - книга для учителя (Электронный ресурс).

Бухмастова Е.В., Шевалдина С.Г., Горшков Г.А. Методическое пособие «Использование Лего-технологий в образовательной деятельности» (опыт работы межшкольного методического центраг. Аши) – Челябинск: РКЦ, 2009.-59 с.

Григорьев Д.В., Степанов П.В. Внеурочная деятельность школьников. Методический конструктор – М: Просвещение, 2011 http://www.membrana.ru -Люди. Идеи. Технологии;

–Роботы и робототехника;

Робототехника и Образование

«Лямбирский районный Дом детского творчества»

Лямбирского муниципального района

Республики Мордовия

Робот - помощник

МОУ «Аксеновская средняя общеобразовательная школа»

Лямбирского муниципального района Республики Мордовия

Юсупов Адэль Юнирович

Педагог дополнительного образования

Мангутов Ильдар Рясимович

Аксеново 2016

Введение………………………………………………………… 3

Основная часть …………………………………………………. 5

Заключение ……………………………………………………...11

Список использованных источников ………………………….12

Введение

Ежегодно в нашей стране в результате лесных пожаров уничтожаются огромные лесные массивы. Этим бедствиям сопутствует массовая гибель животных, большие экономические потери, исчезновение массивов растительности, производящей кислород и защищающей почву от эрозии, выбросы в атмосферу большого количества мелкодисперсных частиц сажи и углекислого газа, поглощение кислорода. Лесные пожары способствуют распространению вредных насекомых и дереворазрушающих грибов, ухудшают почвенные условия.
Одним из факторов, приводящих к массовой гибели лесов и нарушениям окружающей среды, являются лесные пожары. Из-за лесных пожаров многие животные гибнут, другие с территорий пожарищ в другие места в поисках пропитания.

Лесные пожары, бушующие этим летом в России, не только «слизывают» целые деревни, причиняя вред населению страны, но повреждают или уничтожают ценные деревья в лесах, пагубно влияя на возобновление экоресурсов.
Отсутствие технических возможностей, невысокий уровень организации охраны осложняют пожарную проблему.

Овладение знаниями позволит специалистам правильно решить проблемы профилактики и тушения лесных пожаров, защиты от их неблагоприятных факторов прилегающих к лесам посёлков, людей и техники, не допустить случаев гибели людей, снизить размеры наносимого лесными пожарами ущерба, предупредить и потушить пожары в лесах.

Наиболее сложной и трудоемкой является локализация пожара. Как правило, локализация лесного пожара проводится в два этапа. На первом этапе осуществляется остановка распространения пожара путем непосредственного воздействия на его горящую кромку. На втором этапе производится прокладка заградительных полос и канав, обрабатываются периферийные области пожара с целью исключения возможности возобновления его распространения.
В связи с этим, большое значение приобретает изучение тактических и технологических приёмов тушения лесных, степных и торфяных пожаров, а также технических средств, необходимых для этой цели. Такие знания необходимы для:
- грамотной защиты лесов от пожаров;
- умения организовать спасение расположенных в лесах и на торфяниках посёлков от неблагоприятных факторов пожарного воздействия;
- знания техники безопасности при тушении лесных, степных и торфяных пожаров.

Так как при локализации пожара воздух сильно задымлен, и есть большая вероятность пожарным отравится угарным газом, хотя они и работают в масках, я решил собрать робота – помощника, который без непосредственного присутствия людей и прокладывал заградительные полосу и канавы.

Цель проекта: создать робота - помощника, который служит для локализации пожара без непосредственного присутствия людей, прокладывал заградительные полосу и канавы.

Задачи проекта:

сконструировать модель робота, выполняющего функции помощника пожарного для локализации пожаров.

создать программу для робота, которая позволила бы ему двигаться в определенном направлении, управлять скребком и отвальным плугом.

Основные методы создания – моделирование, конструирование и программирование нашей модели с помощью конструктора LEGO MINDSTORMS EV 3 и дополнительных датчиков.

Основная часть

Продумав все конструкционные элементы, я приступил к конструированию модели.

Для создания модели робота – помощника я использовал:

LEGO Mindstorms EV 3

программное обеспечение LEGO Mindstorms EV 3

В таблице приведены основные блоки и их использование в проекте.

Изображение

Название

Для чего используется

Модуль EV3

Служит центром управления и

энергетической станцией для робота

средний мотор

Средний мотор также имеет встроенный датчик вращения

(с разрешением 1 градус), но он меньше и легче, чем большой

мотор.

Большой мотор

Позволяет

запрограммировать точные и

мощные действия робота

Сборку робота я начал с ходовой части, которую я решил собрать на гусеничном ходу, потому что робот на гусеницах имеет большую проходимость, чем робот на колесах

У меня получилась вот такая модель робота – помощника.

Заключение.

Я представил Вашему вниманию созданную мною действующую модель робота - помощника, который служит для локализации пожара без непосредственного присутствия людей, прокладывал заградительные полосу и канавы.

При создании модели робота – помощника с помощью Лего-конструкторов, я применял различные виды передач, повторил ранее известные, и изучил новые законы физики, повторил особенности конструирования роботов вездеходов. Успешно решал задачи программирования. Созданная мною модель позволяет отрабатывать различные алгоритмы передачи информации, работы c обменом данными в программировании, практически проверяя теоретические сведения.

Подводя итоги своей работы, я надеюсь, что российские ученые робототехники обратят внимание на созданную мною модель и воплотят в реальность мою идею.

Список использованных источников

Бабич А.В., Баранов А.Г., Калабин И.В. и др. Промышленная робототехника: Под редакцией Шифрина Я.А. – М.: Машиностроение, 2012.

Фу К., Гансалес Ф., Лик К. Робототехника: Перевод с англ. – М. Мир, 2010.

Шахинпур М. Курс робототехники: Пер. с англ. – М.; Мир, 2010.

Ф.Жимарши Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях – М., НТ Пресс, 2008 г.

Д. Вильямс Программируемые роботы – М., НТ Пресс, 2006 г.

http ://www.roboclub.ru РобоКлуб. Практическая робототехника.

I. Введение

«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире»

Д.А. Медведев

Я выбрал тему творческого проекта «Робот «Бобби», потому что мне очень нравится конструировать различные модели, а с помощью конструктора Lego Mindstorms я могу не просто создавать модели, а ещё и оживлять их, воплощая в них свои творческие и изобретательские идеи.

Цель проекта: собрать Legoробота способного определить цвет предмета и перевозить его в определённое место.

Задачи:

Определить объекты, в которых возможно применить ресурсы робототехники.
Создать необходимую конструкцию.
Оборудовать робота датчиками.
Написать программу.

Робототехника в сегодняшнее время актуальна, поскольку использование роботов в выполнении ряда действий позволяет увеличить безопасность при работе, избежать утомляемости человека.

Лего Майндстормс (LEGO MINDSTORMS NXT) - этоособый конструктор, обладающий практически неограниченными возможностями. С его помощью можно создать настоящего Лего-робота, способного выполнять различные команды.

С помощью датчиковробот Mindstorms понимает окружающую среду: чувствует и реагирует на внешние раздражители, различает цвета и уровень освещенности, измеряет расстояние до объекта и реагирует на движение. Так, Lego Mindstorms способен выполнять заданные команды после прикосновения или хлопка, то есть робот может видеть, слышать и осязать. Mindstorms также может выполнять какую-либо работу, двигаясь в разные стороны, поворачиваясь и пятясь назад.

С помощью среды программирования Mindstorms NXT пишется программа путем перетаскивания блоков, которые описывают различные поведения, например, поворот двигателя. С использованием различных блоков можно контролировать двигатели, определять расстояние до объекта или изменение цвета, а так же воспроизвести звук и выполнить код в зависимости от состояния датчиков и т.д.

Я поставил перед собой задачу: используя конструктор Lego Mindstorms базовый набор (9797)и ресурсный набор (9695) собрать робота, оборудовать его датчиками и написать программу, позволяющее роботу выполнить следующие действия: двигаться вперед, поворачиваться, определять цвета (красный), выполнять захват мяча, говорить привет, пока, реагировать на препятствие.

II. Основная часть

2.1. Историческая справка

Прежде чем приступить к выполнению своего проекта я изучил историю возникновения роботов.

Слово «робот» вошло в речь с легкой руки чешского писателя Карела Чапека. В своей пьесе RUR («Россумские Универсальные Роботы»), опубликованной в 1920 г. Чапек описывает фабрику, производящую «искусственных людей» , которых и называет роботами.

Мне удалось узнать, что первые роботы появились еще в эллинскую эпоху – на маяке острова Форос были установлены фигуры, способные двигаться и издавать звуки, предупреждающие моряков. Конечно, этим простым механическим устройствам далеко до современных аналогов. Постепенно усложняясь и дополняясь, они стали незаменимыми помощниками практически во всех сферах человеческой деятельности.

В конце XIX века русский изобретатель Пафнутий Чебышев представил проект «стопохода» – человекоподобной машины повышенной проходимости. Примерно тогда же другой великий славянин – серб Никола Тесла испытал радиоуправляемое судно (1898), после чего, шествие роботов по миру было уже не остановить.

Среди многочисленных изобретений Леонардо нашлись также чертежи робота, который был запрограммирован имитировать человеческие движения (приподниматься и садиться, двигать руками и шеей) и имел анатомически правильное строение челюсти.

Существует множество легенд о Талосе, послуживших основой для фильма «Ясон и Аргонавты» с потрясающими зрелищными спецэффектами Рэя Харрихаусена. Среди легенд и мифов есть и такие, где бронзовый великан представлен первым известным в древности роботом.

С момента своего появления полвека назад роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных, эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. В ближайшие десятилетия всё более совершенные роботы станут незаменимыми помощниками людей и смогут взять на себя обеспечение большей части потребностей цивилизации.

2.2. Описание и устройство робота

После того, как я познакомился с историей появления роботов, начал собирать своего робота, которому дал имя «Бобби».

Работа над проектом выполнялась поэтапно: сначала я собрал голову для своего робота, придумал причёску. Далее работа велась по созданию рук для робота, необходимо было продумать конструкцию, позволяющую роботу выполнять действие «захват мяча». После чего я приступил к сбору колёс, то есть с помощью чего мой робот будет передвигаться, я решил поставить его на гусеницы. И последним этапом моей работы было соединить все конструкции в одну. Туловищем робота послужил блок NXT. На выполнение моей модели ушло 242 детали, в том числе один блок NXT, три сервомотора, с помощью которых робот выполняет команды движения вперёд, поворачиваться и выполнять действие захват мяча.

Также я использовал датчик касания - с его помощью робот выполняет команду «Hello», при нажатии на датчик; с помощью датчика звука, мой робот реагирует на хлопок и выполняет команду «Goоdbyе»; с помощью датчика расстояния мне удалось реализовать следующее действие: робот видит препятствие и останавливается, датчик цвета я использовал для определения цвета мяча, если робот видит красный мяч, он произносит «Red», если же мяч другого цвета то молчит.

С помощью датчиков мне удалось реализовать все свои идеи.

При выполнении своей конструкции я использовал следующие детали:

Название деталей	Количество
Блок NXT	1 шт.
Сервомотор-тахометр NXT	3 шт.
Сенсор касания NXT	1 шт.
Сенсор расстояния NXT(ультразвуковой сенсор)	1 шт.
Сенсор звука NXT	1 шт.
Сенсор цвета NXT	1 шт.
Длинный штифт	20 шт.
Соединительный штифт	19 шт.
Соединительный штифт крестовой	12 шт.
Соединительный штифт 3-модульный, двойной	2 шт.
Втулка ½ модульная	15 шт.
Втулка	16 шт.
Фиксатор	5 шт.
Балка 3 модульная	6 шт.
Балка 5-модульная	4 шт.
Балка 7 модульная	7 шт.
Балка 9 модульная	12 шт.
Балка 13 модульная	2 шт.
Балка изогнутая 3х2	19 шт.
Зубчатое колесо 4 зубое	4 шт.
Зубчатое колесо 8 зубое	2 шт.
Зубчатое колесо 16 зубое	2 шт.
Ось 4 -модульная	8 шт.
Ось 8 модульная	7 шт.
Ось 5 1 / 2 -модульная	6 шт.
Ступица	4 шт.
Гусеница	2 шт.
Разное	60 шт.
*Всего:*	*242* *шт.*

2.3. Пошаговая инструкция сбора модели

Голова робота

Колеса робота

Правая рука робота

Левая рука робота

Спина робота

2.4. Программирование робота

После того, как робот был готов, я приступил к самой сложной части своего проекта – это программирование робота и настройка датчиков. Для этого я использовал среду программирования Lego Mindstorms NXT. С помощью специальных блоков я составил программу для своего робота.

III. Заключение

Сегодня наблюдаются стремительные изменения во всем обществе, которые требуют от человека новых качеств. Прежде всего, речь идет о способности к творческому мышлению, самостоятельности в принятии решений, инициативности.

Робототехника является одним из активно развивающихся направлений современного общества. В связи с этим в настоящее время робототехника - это одно из перспективных направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.

Поэтому я считаю свою работу над проектом робот «Бобби» актуальной. По окончанию проекта мне удалось реализовать поставленные цели: я создал модель, которая способна передвигаться по заданной траектории, перевозит тяжёлый груз, определять красный цвет.

Вот что у меня получилось:

Конструкторы Лего Mindstorms - это неограниченные возможности для творчества!

IV. Список используемой литературы.

Энциклопедия ВикипедиЯ.
Д.Г. Копосов «Первый шаг в робототехнику» .
Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS NXT.
Интерактивный учебник MS NXT, выпущенный компанией MindStorm.
Сайт http://www.prorobot.ru , посвященный лего-роботам (новости, инструкции по сборке, справочная информация)
Интернет ресурсы.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЁННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
МЕХОНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

«РОБОТОТЕХНИКА»

(проект)

Выполнили:

Бахарев Даниил,

Безгодов Сергей,

6 класс

Руководитель:

Пучкова Тамара Анатольевна,

учитель информатики

Мехонское

2017

1. Что такое «робот»……………………………………………………………………
2. Первые роботы ………………………………………………………………………
3. Виды роботов ………………………………………………………………………..
4. Законы робототехники ……………………………………………………………...
5. Сравнение роботов NXT и EV 3 …………………………………………………….
6. Заключение …………………………………………………………………………..
7. Список используемых интернет-ресурсов …………………………………………
Приложение 1. Виды роботов …………………………………………………………
Приложение 2. Наше участие в турнирах по робототехнике ……………………….

Введение

В нашей повседневной жизни - в школе, на работе, дома нас окружает огромное количество технических устройств: телевизор, стиральная машина, мобильный телефон, компьютерная техника и многое другое. А ведь каких-то 30-40 лет назад люди обходились без телевизора, не говоря уже о том, что способом передачи информации были лишь письма и телеграммы. С каждым годом наука развивается, исследования не стоят на месте. Изобретаются все новые и новые технологии. Мне нравится наблюдать за этим прогрессом. Поэтому я увлекся робототехникой. Эта отрасль будет развиваться в мире очень быстро.

Однажды в школе нам предложили участвовать в турнире по робототехнике. Мы были очень увлечены сборкой роботов, смогли научиться их программировать. И мы стали их изучать.

Робототехника, как нам кажется, именно этим и интересна - в ней соединяются многие науки - здесь надо знать информатику, разбираться в физике, биологии, математике. При конструировании робота развивается мышление, логика, математические и алгоритмические способности, исследовательские навыки.

Цель проектной работы - привлечение интереса к научно- техническому творчеству, технике, высоким технологиям.

Задача - освоить азы программирования и сборки роботов на базе процессоров NXT и EV 3.

Актуальность - быть технически грамотным специалистом и в будущем стать программистом, работать в сфере IT . А, впоследствии, возможно, у нас получится создать уникальный робот, который поможет людям в сложных бытовых условиях или опасных профессиях или даже будет отправлен в космос для исследования других планет!

Что такое РОБОТ?

Слово «робот» было придумано чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использовано в пьесе Чапека «Р.У.Р.» («Россумские универсальные роботы») в 1920 году. В нем был описан процесс сборки роботов самими роботами на фабрике.

В чешском языке «robota» значит тяжелый труд, каторга, барщина.

Герою пьесы - инженеру Россу, удалось изобрести сложную машину, которая могла выполнять все работы человека. Вот эту человекоподобную машину автор и назвал «роботом». Роботы имели полное внешнее сходство с человеком и могли выполнять всякую работу. Спрос на них был настолько велик, что завод вскоре перешел на их массовое производство. Хозяева роботов стали заменять ими живых людей на фабриках и заводах. Но однажды роботы набросились на людей и перебили их всех. Люди на Земле прекратили свое существование, а их место заняли разумные автоматы...

Такой финал первой пьесы о роботах оставил глубокий след в душах первых зрителей и сформировал негативное отношение общества к ним на многие десятилетия. Впрочем, техника продолжала развиваться, а люди - строить роботов вне зависимости от эмоций.

Первые РОБОТЫ

Первые мысли к созданию роботов возникли еще до нашей эры: в середине 3-го тысячелетия египтяне изобрели «думающих машин» - внутри статуй прятались жрецы, чтобы давать предсказания и советы.

А в 50-х 19 века были найдены чертежи человекоподобного робота, сделанные Леонардо да Винчи, примерно в 1495 году. На чертеже был детально изображен механический рыцарь, который мог сидеть, раздвигать руки, двигать головой, открывать и закрывать челюсти. По его замыслам работой рук должно было управлять механическое программируемое устройство в груди, ноги должны были управляться с помощью рукоятки, приводящий в движение трос, связанный с ногами. До появления промышленных роботов считалось, что роботы должны выглядеть подобно людям.

Один из первых роботов был построен американским инженером Венсли в 1925 году. Автор дал ему имя мистер Телевокс. Телевокс обладал способностью слышать и исполнять несколько различных приказаний, отдаваемых человеком при помощи звуков свистка. Подавая различное число повторных свистков, Венсли мог заставить робота открыть окна, закрыть дверь, пустить в ход вентилятор и пылесос, а также зажечь свет в комнате. Телевокс был не только слышащим и говорящим роботом. Он мог выполнять некоторые домашние работы, заменяя домработницу. При помощи свистков можно отдать соответствующее распоряжение, и механический слуга подогреет ужин. Как это он сделает? Очень просто. Уходя из дому, хозяйка должна поставить кастрюлю и сковороды с кушаньями на электрическую плиту. Телевокс тогда самостоятельно включит плиту в электросеть.

Самыми первыми были изобретены именно промышленные роботы. В 1980 году в СССР создан центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) и изобретен первый пневматический промышленный робот МП-8 с позиционным управлением.

У истоков робототехники стояли талантливые люди. Сын профессора славистики, выходца из России, Норберт Винер получил ученую степень доктора философии в Гарвардском университете уже в возрасте 18 лет!

Появление книги Норберта Винера "Я - математик", как мощный взрыв потрясло весь мир. Именно она провозгласила рождение новой науки - КИБЕРНЕТИКИ. Винер был ученым широкого профиля.

Слово робот прочно вошло в нашу жизнь.

Виды РОБОТОВ

За время своего развития – роботы пережили эволюцию, как сферы использования, так и функциональных возможностей.

Роботы первого поколения - это роботы с программным управлением, предназначенные для выполнения определенной, жестоко запрограммированной последовательности операций, диктуемой соответствующим технологическим процессом.

Роботы второго поколения – это «очувствленные» роботы, предназначенные для работы с неориентированными объектами произвольной формы, осуществления сборочных и монтажных операций, сбора информации о внешней среде с помощью большого количества сенсоров.

Роботы третьего поколения - это так называемые интеллектуальные, или разумные, роботы, предназначенные не столько для воспроизведения физических и двигательных функций человека, сколько для автоматизации его интеллектуальной деятельности, т.е. для решения интеллектуальных задач. Они принципиально отличаются от роботов второго поколения сложностью функций и совершенством управляющей системы, включающей в себя элементы искусственного интеллекта.

По области использования роботы делятся на виды:

промышленные,

медицинские,
обучающие,
охранные роботы,
биороботы,
роботы-игрушки,
нанороботы,
а также андроиды и киборги.

Существуют роботы и для развлечений. Ежегодно проводит турнир роботов по футболу по упрощенным правилам. А также роботы способны играть в шахматы. Чемпион мира Гарри Каспаров проиграл в шахматном поединке роботу.

Законы робототехники

У роботехники есть свои законы.

Их придумал американский писатель-фантаст, биохимик, автор около 500 художественных книг Айзек Азимов.

При создании робототехники нужно руководствоваться правилами, по которым робот не может причинить вред человеку, даже если он бездействует; задача робота – подчиняться приказам человека, если они не несут вред людям. Дружественное отношение к человеку должно быть главным в программировании роботов:

1. Робот не должен вредить человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.

2. Робот должен выполнять приказы человека, кроме приказов, противоречащих первому закону.

3. Робот должен заботиться о своей безопасности, если это не противоречит первому и второму законам.

Сравнение роботов NXT и EV3

Программный блок Модуль EV3 служит центром управления и энергетической станцией для вашего робота.

Сервомоторы

3 интерактивных сервомотора. Три интерактивных сервомотора оснащены встроенными датчиками оборотов, которые управляют мощностью моторов, измеряют и задают различную скорость вращения, обеспечивая высокую точность движений робота.

Большой мотор (х2) Позволяет запрограммировать точные и мощные действия робота.
Средний мотор. Сохраняет точность, однако полученные в результате компактность и скорость реакции сказываются на мощности.

Датчики расстояния

Ультразвуковой датчик расстояния Помогает роботу измерять расстояние до окружающих предметов, избегать препятствий и реагировать на движение других объектов.

ИК-датчик. Инфракрасный датчик - это цифровой датчик, который может обнаруживать инфракрасный цвет, отраженный от сплошных объектов. Он также может обнаруживать инфракрасные световые сигналы, посланные с удаленного инфракрасног о маяка, который дистанционно управляет роботом, а также может быть использован в качестве отслеживающего устройства для роботов.

Датчики освещенности и цвета

Датчик света. Позволяет роботу реагировать на изменение освещённости и цвета поверхности.

Датчик цвета. Распознает семь различных цветов .

Датчик цвета. Распознает семь различных цветов и определяет яркость света.

Датчик звука

Датчик звука позволяет роботу реагировать на звуки различной громкости – можно запрограммировать робота так, чтобы его действия зависели от показаний датчика звука.

Датчики касания

Два датчика касания дают роботу возможность «ощущать» окружающие его препятствия. Можно запрограммировать датчик касания так, чтобы действия робота зависели от того, нажата кнопка датчика или отпущена. Позволяет роботу реагировать на касания, распознает три ситуации: прикосновение, щелчок и освобождение.

Интерфейс программного обеспечения

Заключение

Мы считаем, что выполнили поставленные цели и задачи. Мы освоили простейшие азы программирования, и надеемся, что привлекли внимание к робототехнике учащихся нашей школы.

Роботы в будущем упростят нашу жизнь, сделают ее комфортнее и доступнее. Мы сможем изучать вселенную и проникать с помощью автоматизированных, программированных систем туда, куда никогда не сможет добраться человек. Роботы всегда будут нужны людям с ограниченными возможностями, а также тем людям, чьи профессии сопряжены с риском. Роботы будут строить дома и машины. Прекратиться загрязнение окружающей среды, ведь новые технологии практически безотходны.

Во всем мире уже ведутся серьезные исследования, связанные с глобальным риском создания искусственного сверхчеловека. Но создадут его люди! И может быть мы.

Робот второго поколения

Робот третьего поколения

Приложение№2 Наше участие в турнирах по робототехнике

Проекты учащихся по робототехнике

Переутомление школьника часто связано с неправильной осанкой, и, если не принять меры, то искривление позвоночника испортит жизнь учащегося на многие годы. Невнимание сейчас приводит к проблемам в будущем: неправильная осанка - это не только некрасиво, но и вредно для здоровья, ведет к ущемлению нервов, повреждениям позвонков, препятствует правильному развитию и работе внутренних органов. Какие меры может предпринять? На этот вопрос мы постараемся сегодня вам ответить. Учащиеся младших классов не могут удержать осанку сидя более 5-7 минут. Вместе с тем статическая выносливость у школьников невелика, утомление организма развивается относительно быстро, что связано с возрастными особенностями двигательного анализатора. Этим и объясняется актуальность темы исследовательского проекта ««Робототизированная подставка «RoboHolder» для электронной книги, как средство сбережения здоровья учащихся». Поэтому тема здоровьесбеоежения сегодня очень важна для рассмотрения.

11.11.16 14-46-01

Мы как будущие инженеры понимаем, что будущее науки лежит в слиянии научных дисциплин и заключается в их внедрении. Наш проект основан на взаимосвязи биологии и робототехники. Мы воплотили в жизнь модель растения, которое двигается за солнцем или другим источником света, что бы процесс гелиотропизма мы могли наблюдать, не нанося вред настоящим живым растениям. С учителем биологии (Калугин С.Г.) мы выбрали растение, движения которого мы будем демонстрировать (Подсолнечник). Из различных источников информации мы узнали, что подсолнечник в период цветения обращен своим соцветием к солнцу. Мы занялись конструированием и программированием при поддержке преподавателя робототехники (Гришко К.Е.) и убедились, насколько хорошо нам удалось реализовать поставленную задачу, при создании «робота подсолнечника» на первом этапе нашей научно-исследовательской работы. Демонстрация гелиотропного движения «робота подсолнечника».

11.11.16 14-46-58

13.11.16 14-36-59

Нам хотелось бы представить групповой проект: Проект «Смарт-теплица». Проект «Смарт-теплица» Значительная часть нашей страны является счастливыми обладателями дачных участков и многие бы из них хоте ли бы иметь на даче теплицы. По причине того, что дачи удалены от жиля сложно поддерживать необходиый температурный режим, говоря более простым языком - утром открыть теплицу а вечером ее закрыть. Возникает потребность в приборе который регулировал бы температуру воздуха в теплице в автономном режиме. Рассмотрим на распространенном и всеми любимом томате. Немного расскажем о конструировании и моделировании смарт-теплицы: Презентация: Смотреть презентацию "ПРЕЗЕНТАЦИЯ_Прототип смарт-парника на базе LEGO MINDSTORMS EV3.pptx". Макет теплицы собрали Дима Козырчиков и Саша Рощин. Интеллектуальной начинкой смарт-теплицы является образовательный набор ев-3, а именно блок ев-3, большой мотор, обеспечивающий подьем форточки, средний мотор - вращение лопастей вентилятора, датчик температуры, датчик освещенности. Мы из интернета узнали, что оптимальная температура для прорастания семян томата 26 градусов Цельсия. Продемонстрируем как наша смарт-теплица может уберечь наши прорастающие томаты от перегрева. Для демонстрации явления перегрева используем обыкновенную лампу накаливания. В нашем парнике благодаря парниковому эффекту быстро поднимается температура выше допустимого значения в 26 градусов. Автоматически открывается форточка а так же начинает работать вентилятор, что значительно ускоряет циркуляцию воздуха и плавное понижение температуры до допустимого значения. Возникает проблема!!! Томатам на разных этапах развития необходима разная температура!!! Смоделируем тепловой режим для томатов!!! Необходимо смоделировать следующие условия: От посева до появления семядолей и листьев(20-22 дня) необходима температура 24-26 °C С момента появления семядолей и листьев до образования бутонов необходима температура днем 20-22 °C и 16-18 °C ночью(20-22 дня до 52 дней приблизительно) . С момента образования бутонов до момента созревания томатов требуется температура 17-18 °C днем и 16 °C ночью Сроки перехода от одного этапа к другому могут меняться в зависимости от сорта, состава почвы. Смарт-теплица автоматически переходит с одного теплового режима на другой после подтверждения человеком. Для оповещения выводится сообщение на экран и голосовое сообщение. Мы видим перспективу развития проекта в создании аналогичного функционирующего устройства смарт-форточка, которую можно будет использовать в настоящих теплицах Спасибо за внимание!!! Смотреть видео "Защита проета" Смотреть презентацию "ПРЕЗЕНТАЦИЯ_Прототип смарт-парника на базе LEGO MINDSTORMS EV3.pptx" Смотреть проект "Прототип смарт-парника на базе LEGO MINDSTORMS EV3.docx"

13.11.16 14-40-09

Представление проекта «Изучение процессов формирования условного рефлекса и динамического стереотипа при помощи модели робота «Собака-Павлова» на базе LEGO MINDSTORMS EV3». Здравствуйте, уважаемые участники конференции и судьи, я учащийся Ощепковой школы рабочего поселка ПышмаЗемнухов Данил хотел бы представить вашему вниманию научно-исследовательский проект«Изучение процессов формирования условного рефлекса и динамического стереотипа при помощи модели робота «Собака-Павлова» на базе LEGO MINDSTORMS EV3». Я хотел бы представить вам промежуточные результаты долгосрочного научно исследовательского проекта. Идея моделирования процессов формирования условного рефлекса возникла у меня при повторении материала за курс 8 класса «Анатомия человека». Значительная часть учащихся затруднялась в понимании процессов формирования условных рефлексов. Данный опыт достаточно сложно выполнить, по скольку необходимо привлекать животных, и он требует достаточно много времени. Я высказал желание, создать модель робота собаки, на которой можно было бы проделать опыты Павлова, по изучению условного рефлекса. В последствии в процессе изучении материала я пришел к выводу, что изучив механизм формирования условного рефлекса можно будет смоделировать динамический стереотип и дрессировку. Проконсультировавшись на уроке биологии у учителя биологии Калугина С.Г я направился к преподавателю робототехники Гришко К.Е для воплощения своей идей в жизнь. Я поставил следующую цель и определил задачи. Цель: создание модели собаки, изучение процессов формирования условных рефлексов через моделирование физиологических процессов при помощи образовательного конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3. Для достижения цели были выдвинуты следующие задачи: 1. Изучить теорию классического обусловливания И. Павлова 2. Познакомиться с понятиями условный, безусловный рефлекс, динамический стереотип 3. Обобщить полученные данные, представить их в конечном виде для создания модели «Собака Павлова» и написания программ. 4. Сборка модели собаки из конструктора LEGO MINDSTORMS EV3, написание программы. 5.Изучение на модели «Собаки Павлова» ключевых понятий физиологии: условный рефлекс. 6. Защита проекта перед аудиторией; 7. Систематизация полученного опыта, для последующей работы) При изучении ненаследственных программ поведения рассматривают классический пищевой условный рефлекс. Коротко его рассмотрим. Собаке, находящейся в камере и в станке, автоматически подавалась пища (безусловный раздражитель), затем появлению пищи начинал предшествовать «условный раздражитель», или «условный сигнал», в виде звонка, вспышки лампочки или звука метронома. Реакция собаки на безусловный раздражитель в виде пищи сопровождается безусловно-рефлекторным отделением слюны. Предъявление безусловного стимула вслед за условным в процессе эксперимента, называется «подкреплением». Если при выработке условного рефлекса применяется подкрепление, соответствующее имеющейся у животного мотивации (например, пищевое подкрепление у голодного животного), то оно называется «положительным». В результате опыта собака начинает реагировать на «условный раздражитель» как на «безусловный раздражитель (пища)» выделением слюны. Итак, давайте познакомимся с получившимися результатами. Я предлагаю вам демонстрацию «формирования условного пищевого рефлекса при помощи модели робота «Собака-Павлова» 1. «Собака Павлова» стоит в одном положении, при приближении объекта (моделируем прием пищи, безусловный рефлекс) открывает пасть (заменяем рефлекс выделения слюны за невозможностью выполнения) - безусловный рефлекс. 2. Перед приближением объекта, включаем яркий свет (на приближение объекта робот реагирует открытием пасти) , строго соблюдаем очередность сначала включение яркого света, затем приближение объекта. При условии выполнения последовательности включение света перед приближения объекта от 3до 8 разробот начинает реагировать на свет как на приближающийся объект, и открывать пасть раньше. (Смоделирован классический опыт И. Павлова. Перед приемом пищи зажигается лампочка. Выделение слюны при кормежке безусловный рефлекс. При многократном повторении, слюна выделяется на загорающуюся лампочку - условный рефлекс). 3. Разрушение сформированного условного рефлекса(торможение). Рассмотрим на базе сформированного рефлекса открывания пасти на свет (аналогия слюноотделительного рефлекса Павлова). Внешнее торможение. «Собака Павлова» имеет сформированный «рефлекс». При нажатии кнопки на туловище робота (моделируем действие раздражителя на кожный покров собаки), он прекращает осуществлять открытие пасти на свет (под влиянием нового раздражителя, который действует одновременно с условным сигналом.Внешний раздражитель более сильный — доминантнымболевое раздражение кожи у собаки резко затормозит пищевые условные рефлексы). На данном этапе мы успешно справились с задачей моделирования формирования условного рефлекса, далее планируем усовершенствовать программу и достигнуть максимальной достоверности и запрограммировать еще запредельное и условное торможение условного рефлекса. Доказать приспособительное значение рефлекса достаточно просто на «Собаке Павлова». После формирования «рефлекса» модель начинает реагировать заблаговременно, тем самым вероятность более удачных действий выше. Если рефлекс теряет свою актуальность, или появляется более сильный раздражитель, то «условный рефлекс» разрушается, не мешая организму действовать адекватно условиям окружающей среды. Итог проекта, первоначально интерес к предмету биология и запас знаний и навыков по робототехнике помог нам сделать робота, который поможет при изучении формирования условных рефлексов. В процессе научно-исследовательской работы мы выявили перспективы развития проекта -В ближайшей перспективе мы усовершенствуем программу для реализации динамического стереотипа. В дальнейшей перспективе, используя принцип реализации условного рефлекса смоделируем дрессировку собаки. Работать начата, надеемся в следующем учебном году представить вам модель «Собаки Павлова», способной моделировать дрессировку. Спасибо за внимание!

13.11.16 14-48-09

Слайд 1 Здравствуйте, Моделирование и изготовление умной вытяжки для помещений с повышенной влажностью на основе языка программирования Arduino и проводников Amperki. Слайд2 Ванная комната является помещением, постоянно подвергающимся воздействию повышенной влажности и перепадам температуры — как результат, в нем с легкостью может поселиться плесень и грибок. Основной способ борьбы — вентиляция помещения. Вентиляция может быть как естественной, так и принудительной. Если естественная вентиляция монтируется еще на стадии строительства здания, то принудительная система вентиляции может быть реализована в любой момент времени. Слайд3 Рассмотрим виды включения вытяжки: 1. Включается вместе со светом в ванной одним общим выключателем. Но вытяжка обычно нужна только во время принятия душа, когда влажность в ванной повышена. Значит, остальное время электроэнергия расходуется впустую. Чтобы проветрить ванную после душа также приходится оставлять свет включенным. Опять лишний расход электроэнергии 2. Вручную включать вентилятор вытяжки во время или после принятия душа. Нужен отдельный выключатель. Неудобно. Можно забыть выключить вентилятор, если оставить его включенным для проветривания ванной после принятия душа. В общем, такой подход к делу не очень правильный, поскольку в этом случае вентиляция помещения производится только тогда, когда в помещении находится человек. Слайд3 В итоге выходит проблема: Как наиболее эффективно организовать вытяжку для помещений с повышенной влажностью при этом сэкономить электроэнергию. Подумав на данной проблемой, я нашел решение это речь пойдет о том, как путем нехитрых манипуляций сделать автоматизированное включение вентиляции в ванной комнате, чтобы она не превращалась в парную баню и продолжала радовать нас чистотой и свежестью. Цель моего проекта: Создание модели умной вытяжки для помещений с повышенной влажностью на основе языка программирования Arduino и проводников Amperki. Задачи вы можете увидеть на слайде! Автоматическая вытяжка от обыкновенной отличается только наличием электроники, контролирующей ее работу. Такие устройства либо оснащены таймером выключения (включаются они, как и обыкновенная вытяжка, с помощью клавиши выключателя), либо специальными датчиками, контролирующими влажность в ванной комнате. Как только она превышает допустимое значение, вентилятор включается, после того как влажность приходит в норму, он отключается. Такие вытяжки есть готовые, но можно доработать и уже установленную. В качестве примера мы приводим решение на основе модулей:. Для решения данной задачи были выбраны следующие модули: *цифровой датчик влажности; Необходимое оборудование можно увидеть на слайде: Цифровой датчик температуры и влажности DHT11 интерфейс 1WIRE представляет собой модуль, построенный на цифровом датчике влажности DHT11 работающий по интерфейсу 1Wire. Схема подключения получилась несложной. Ее можно увидеть на эскизе ниже: Как проверить работу всей системы: с помощью горячего душа поднимите влажность в ванной, контролируя показания на дисплее, при 41% должен включиться вентилятор вытяжки. Отключите душ. Через несколько минут, когда влажность понизиться, вентилятор отключится. Демонстрация работы схемы в режиме контроля влажности: Теперь ванной комнате нестрашен грибок, плесень и не будет перерасхода электроэнергии. Возможно, кто-то захочет реализовать данное решение. А может быть, предложит свое?

14.11.16 17-24-40

Одни из ключевых направлений, на которые держит курс наше общество это сбережение здоровья и внедрение новых технологий. Что может быть лучше, нежели чем человек, следящий за условиями собственного труда, в особенности, если мы говорим о нас как о школьниках. Используя данный анализатор «РобоРомашка» любой школьник, сможет самостоятельно контролировать «среду своего обитания», и при необходимости ее изменять. В случае отклонения уровня освещенности или температуры от нормы «РобоРомашка» даст сигнал, имитируя заведание. Что должно побудить ученика к самостоятельной деятельности по нормализации условий обучения. К примеру, в зимний период достаточно сложно контролировать температурный режим в кабинете. Несмотря на установленный порядок проветривания, температура в классе поднимается выше нормы, а подобное приспособление могло бы побудить ребят внимательнее относиться к проветриванию и при необходимости принимать самостоятельные решения. Проблема исследования заключается в том, что в иной раз не учитель, или учащиеся забывает проветрить класс или учесть освещение в кабинете, где занимаются учащиеся, это способствую ухудшению здоровья, так же влияет на работоспособность учащихся в урочное время. Цель: на основе микрокомпьютера MINDSTORMS Education EV3 и деталей конструкторов LEGO создать анализатор условий освещенности и температуры воздуха классного кабинета. Помимо этого создать регистрацию данных в отдельный компьютер для отслеживания рационального использование электрического освещения и температурного режима в кабинете.

16.11.16 17-32-55

Самым известным из клиентов IRC стал mIRC; благодаря простой и эффективной системе команд для него было написано множество скриптов, которые также позволяют выполнять широкий спектр действий. Боты и mIRC-боты используются для различных игр в каналах - «Мафия», «Викторина» и других. Проблема исследования заключается в том, что ни почта, ни телеграф не позволяли общаться в реальном времени, и не были доступны в домашней обстановке. Объект исследования: программа «Локальный чат» позволяющая передавать текстовые сообщения в реальном времени. Предмет исследования: передача текстового сообщения в защищенной локальной сети с помощью программы VB 6.0. Цель проекта: создание локального чата для мгновенного обмена как простых, так и защищенных сообщений. Задачи проекта: 1. Рассмотреть историю появления локальных чатов и приложений общего назначения для пользователей локальной сети 2. Изучить программную среду Visual Basic 6.0. . 3. Написать приложение «Локальный чат». 4. Провести апробацию продукта в МБОУ ПГО «Ощепковская СОШ» Гипотеза: если правильно подобрать алгоритм для локального чата, то сообщения будут отправляться мгновенно по защищенному каналу Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. В ведении раскрыты цель и задачи исследования, определены объект и предмет исследования. В заключении сделан основной вывод по работе.

05.03.17 18-33-39

Работа Пульниковой Елизаветы посвящена созданию на основе языка программирования VB 6.0., локального чата как одно из эффективных средств передачи текстовой информации в образовательных учреждениях. Актуальность данной темы не вызывает сомнения. С развитием информационных стали возможными глобальные коммуникации. Историческим «докомпьютерным» предшественником чатов, несомненно, был телефон. Ни почта, ни телеграф не позволяли общаться в реальном времени, и не были доступны в домашней обстановке. Изобретение и распространение локальных чатов по планете вызвало настоящую революцию в средствах и способах общения. Основной целью создания сетевого чата - является мгновенный обмен как простых, так и конфиденциальных сообщений. Этим и объясняется актуальность данной темы. Елизаветой проведена серьёзная работа по изучению данного проекта, Елизавета самостоятельно изучила язык программирования VB 6.0., это язык высокого уровня с графическим интерфейсом, немаловажным является и то, что данный язык не изучается в школьной программе, т.е это является неким хобби в программировании. Исходя из беседы с ученицей: «Мне очень захотелось написать программу, которая действительно принесет пользу. Зная язык программирования PascalABC, и уже определенную логику программирования я решила для себя реализовать программу Локальный чат» Программа имеет название «Сетевой чат», и состоит из двух модулей: 1 сервер. 2. Клиент. Разработана для людей плохо знающих ПК, программный продукт не требует никаких инструктажей по использованию и понятен на интуитивном уровне. Интерфейс очень удобен и приятен на визуальное восприятие. В своей работе Елизавета подробно описывает исследования шаг за шагом и на конкретных примерах показывает решение поставленных задач. Рецензируемый проект представляет собой серьезную и интересную работу. Он выполнен на высоком уровне, содержит ряд выводов, представляющих интерес. Материал в работе изложен последовательно и чётко. Выводы и заключение сделаны правильно. Считаю, что исследовательский проект Пульникойвой Елизаветы может быть представлен на научно-практической конференции и заслуживает высокой оценки. Руководитель проекта: Гришко Константин Евгеньевич, учитель информатики и ИКТ МБОУ ПГО «Ощепковская СОШ» «20» Января 2017 г.

06.03.17 20-33-03

Работа Пульникова Родиона посвящена Моделирование и изготовление умной вытяжки для помещений с повышенной влажностью на основе языка программирования Arduino и проводников Amperki. Актуальность данной темы не вызывает сомнения. Ванная комната является помещением, постоянно подвергающимся воздействию повышенной влажности и перепадам температуры - как результат, в нем с легкостью может поселиться плесень и грибок. Основной способ борьбы - вентиляция помещения. Родион придумал, как наиболее эффективно организовать вытяжку для помещений с повышенной влажностью при этом сэкономить электроэнергию. Речь в проекте о том, как путем нехитрых манипуляций сделать автоматизированное включение вентиляции в ванной комнате, чтобы она не превращалась в парную баню и продолжала радовать чистотой и свежестью. В настоящее время умные вытяжки не производят в России, так как нет технологии и точных заводов, есть зарубежные, но они очень дорогие и сложны по установке. Этим и объясняется актуальность данной темы. Родионом проведена серьёзная работа по изучению данного проекта, он самостоятельно изучила язык программирования Arduino., это язык высокого уровня на уровне C++, javaScript немаловажным является и то, что данный язык не изучается в школьной программе, т.е это является неким хобби в программировании. Исходя из беседы с учеником: «Сам замысел проекта возник тогда, когда учитель Третьякова Н.М. на уроке физики в теории объясняла материал по изучению проводников и тока. Так же в нашей школе есть кружок по робототехнике Arduino, где учитель информатики Гришко К.Е. ведет данный кружок. В данном кружке я узнал, что можно собрать и запрограммировать, так как я захочу. Пришла идея сделать что-нибудь полезное?! При этом данные знания, которые я получу в проектной деятельности, помогут мне в дальнейшем по учебе в техническом колледже» В своей работе Родион подробно описывает исследования шаг за шагом и на конкретных примерах показывает решение поставленных задач. Рецензируемый проект представляет собой серьезную и интересную работу. Он выполнен на высоком уровне, содержит ряд выводов, представляющих интерес. Материал в работе изложен последовательно и чётко. Выводы и заключение сделаны правильно. Считаю, что исследовательский проект Пульникова Родиона может быть представлен на научно-практической конференции и заслуживает высокой оценки. Руководители проекта: Третьякова Н.М., учитель физики. Гришко К. Е., учитель информатики и ИКТ МБОУ ПГО «Ощепковская СОШ» «20» Января 2017 г.

06.03.17 20-34-05

В 21 веке человек становиться все более мобильным. Люди перемещаются в городских условиях пешком и на транспорте на десятки километров от работы до дома, до места учебы. Современному человеку постоянно необходимо иметь под рукой десятки жизненно важных вещей начиная от средств связи - мобильный телефон, заканчивая медикаменты(аптечка). Для здорового мужчины не составит особого усилия перемещать сумку весом 8-12 килограмм, для женщин это является тяжелой задачей, для человека с ограниченными возможностями или ребенка эта задача фактически не посильна. Самым ярким примером является жесткое противоречие между физиологическими способностями младших школьниками и весом их рюкзаков. По физиологическим нормам его вес не должен превышать 10% массы тела. А при низком весе учащегося учебные принадлежности занимают 2,5-3 кг, не давая возможности положить в рюкзак не сменную обувь и другие нужные вещи. Я поставил следующую цель и задачи. Цель: создание модели многофункционального модульного устройства. Для достижения цели были выдвинуты следующие задачи представлены на слайде(не читать), он: 1.Изучить опыт создания многофункциональных устройств. 2. Проанализировать социальные запросы современного общества предложить варианты комплектования модулей робота помощника(провести мини социальный опрос). 3. Обобщить полученные данные, создание модели робота помощника. 4. Изучить возможности создания конструкторов LEGO MINDSTORMS EV3, написания программы в среде LabVIEW. 5. Сборка модели робота помощника из конструктора LEGO MINDSTORMS EV3, написание программы. 6.Апробация модели робота помощника. 6. Защита проекта перед аудиторией; 7. Систематизация полученного опыта, для последующей работы Мною было проведено исследование, а именно опрос 55 респондентов. Респондентами выступили учащиеся 8-9 класса. Им были предложены вопросы с вариантами ответов и предполагающие свой ответ. 1. Всегда ли вам удобно носить все необходимые вещи с собой в сумке или рюкзаке? Да/Нет 2. Вы бы хотели обладать устройством, способным перевозить ваши вещи? Да/Нет 3.Какие вы дополнительные функции хотели бы включить в приспособление 1) ячейку для зарядки телефона или ноутбука 2) отсек для хранения пищи и напитков(термос) 3) отсек для одежды и сменной обуви 4) ячейка для перевозки домашнего животного 5) Наличие встроенной аудиосистемы 4. Какая форма защиты для вас более удобная 1) замок на ключе 2) замок с паролем 5. Вы бы приобрели устройство помощника для себя или для престарелых родственников? Да/Нет В ходе опроса были получены следующие результаты: Первый вопрос. Из 55 респондентов 50 (90%) считают не комфортным переносить все необходимые вещи в сумке. Второй вопрос. Из 55 респондентов 55(100%) захотели обладать роботом-помощником. Третий вопрос. Из 55 респондентов за размещение зарядного устройства проголосовало 55(100%), за размещение отсека для хранения продуктов 40 (72%), за размещение отсека для одежды и сменной обуви 55(100%), за размещение переноски для животных 25 (45%), за наличие встроенной аудиосистемы проголосовало 55(100%) респондентов. Четвертый вопрос. Из 55 респондентов за размещение замка с паролем проголосовали 50 (90%), за замок с ключом 5(10%). Пятый вопрос. Из 55 респондентов 54 (98%) захотели бы приобрести аналогичное устройство. Результаты опроса показали, что создание такого устройства вполне актуально. Поскольку мы не располагаем средствами для создания данного устройства создадим модель отражающую главные черты на базе образовательного конструктора лего ев 3. Одной из задач данной работы видим потенциальное привлечение инвесторов для финансирования создания данного устройства. По приблизительным расчетам создание полноразмерной модели обойдется в сумму приблизительно около 25 тысяч рублей включая покупку или пошив дорожной сумки – корпуса, оборудование ее интеллектуальной начинкой на базе ордуино и так же отсеком термосом и внешним аккомулятором. Прототип за неимением финансовых возможностей, мы создаем из конструктора легоев 3. По форме робот напоминает тележку с расположенным сверху коробкой, разделенной на отдельные отсеки, описанные выше. В последующем в реальной модели роль коробки выполнять будет тканевой материал. На корпусе размещены датчики обеспечивающие следование за хозяином и успешныйобьезд препятствий. На нижней поверхности робота имеются 4 относительно крупные колезика. Передние два колесика – ведущие, задние свободно вращающиеся. В передней части расположена раздвигающаяся ручка, для погрузки робота в транспорт или преодоление бордюров или поребриков (робота поднимать не нужно хозяин выдвигает ручку и катит робота на задних колесиках как дорожную сумку). При движении робот следует за хозяином на небольшой дистанции(пол метра) у нашей модели эта дистанция сокращается до 15 сантиметров. При остановке хозяина робот догоняет хозяина стоновится от него справа. При появлении непреодолимой преграды робот подает звуковой сигнал и хозяин транспортирует его аналогично дорожной сумке. В результате работы над проектом нами создана модель робота-помощника «Электронный СанчаПанса». Мы выявили реальную потребность в создании подобного робота помощника в особенности для школьников, людей преклонного возраста и людей с ограниченными возможностями здоровья. Провели мини-социальный опрос, подтвердив необходимость создания такого устройства. Мы узнали чем его нужно оборудовать(зарядным устройством, термосом, местом для хранения одежды и обуви, аудиосистемой). Сконструировали модель, запрограммировали ее в соответствии с требуемыми действиями, заимствовав типы движения из живой природы(движение волчьей стаи). Одним из результатов своей работы видим общественное представление своего продукта, который возможно послужит в качестве стар тапа в создании устройств упрощающих жизнь для людей с ограниченными возможностями.

09.12.17 10-37-36

Слайд №2. История часов насчитывает более 4 тысячи лет, человек способен следить за временен, но в современной стремительной жизни, когда событие налаживается на событие человеку тяжело рационально распределить время. Слайд №3. На современном этапе человеку нужен прибор который не только способен измерять время, ему нужен помощник, способный дать совет каким образом организовать свой день с учетом потребностей своего организма. А особенно сложно решение данной задачи если это устройство должно вызвать интерес. Мы поставили следующую цель и задачи. Слайд №4. Цель: создание модели устройства «биологических часов», способных помочь человеку(школьнику) организовать свой день в соответствии со своим биологическим ритмом. Задачи представлены на слайде (не читать) Объект: использование образовательного конструктораLEGO MINDSTORMS EV3 в проектной деятельности. Слайд №5. В своей работе я рассмотрели эволюцию часов. Начиная от наиболее примитивных солнечных часов до изобретения Брегетурбийона. За время существования часов им были свойственны разные функции начиная от точного измерения времени, но устройство помогающее человеку придерживаться его потребности в отдыхе и возможностей к эффективной работе. Я считаю важным что бы часы удовлетворяли потребности человека, помогая ему правильно распределять свое время в соответствии с биологическими ритмами. Организм живет по своему индивидуальному распорядку – биологическим часам. И эти часы являются самыми точными и неизменными. Давайте попробуем разобраться в том, что происходит с организмом во течение дня, внимание на слайде Слайд №6. Как же работают наши внутренние часы, хотя бы на протяжении суток? Вот их ход: 7 часов утра. В это время резко возрастает иммунологическая защита организма. Шанс заражения при контакте с вирусами минимальный. 8 часов утра. Мы отдохнули. Печень полностью освободила наш организм от ядовитых веществ. и т.д на слайде Слайд №7. Итак, на основе имеющейся информации о биологических ритмах человека постараемся составить оптимальный распорядок который будут помогать соблюдать «биологические часы». Итак опишем нашего робота «Биологические часы». Наш робот «биологические часы» имеет дисплей микрокомпьютера, на который будет выводиться основная информация а так же будут подаваться голосовые команды. Данное устройство – настольное, достаточно мобильное, для того, что бы его можно было взять его с собой. Голосовые команды робота носят рекомендательный характер и исполнены в форме забавных цитат из любимых мультфильмов. Для обратной связи предусмотрена кнопка – датчик касания. На устройстве расположены датчики температуры (контролирует соблюдение комнатной температуры(от 20-25 градусов Цельсия), датчик освещенности, который контролирует соблюдать режим сна и бодрствования (присутствие света с 6.30 до 22.00). Слайд №8. Составим режим дня дляшкольник среднего звена на период летних каникул, когда сложно придерживаться режима дня. 1. Подъем – 7.00. мелодия. 2. Время утренней гигиены – 7.10. и т.д на слайде В результате работы над проектом нами создана модель робота «Биологических часов», которая должна помочь школьнику в период летних каникул соблюдать правильный режим дня. Слайд №8. Главным достоинством считаю то, что, школьник положительно будет реагировать на знакомые фразы из любимых мультфильмов. При создании данного проекта я познакомился с историей создания часов, познакомился с понятием биологических ритмов человека, так же я подобрал цитаты из лучших мультфильмов, для того, что бы оповещения робота не были скучными. Всю полученную информацию я проанализировал и применил при сборке и программировании своего робота.

Похожие статьи