Научная работа по физике на тему "Роботы в нашей жизни"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБШЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

КРЫМСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБШЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №5

КОНФЕРЕНЦИЯ «СТАРТ В НАУКУ – 2010»

 «РОБОТЫ В НАШЕЙ ЖИЗНИ»

                                 Автор работы:

Ученик 7а класса

Сологаян Ованес

                                                       Руководитель:

Учитель технологии и физики

Айдинян Л.М.

с. Крым

2010

                               В конечном счете, рано или поздно

                                       может появиться такой робот, интеллект

                                     которого  будет сравним с интеллектом

   среднего человека.

                                                                Академик В. М. Глушков (1987 г.)

  Машины на службе у человека? Когда-то об этом только мечтали, а сегодня мы даже не замечаем того многообразия роботов, которое нас окружает. Роботы-слуги, роботы-няньки, роботы-игрушки. Первый раз я собрал робота из конструктора «Лего», и тогда задумался: «А что  такое робот? Откуда появилось само это слово?»  Оказывается, так называют «высокоорганизованную техническую систему, которая может самостоятельно решать поставленные перед ней задачи».

  Мы живем в такое время, когда роботы становятся все более сложными и совершенными. Автоматы заменяют людей, прежде всего там, где человек не может справиться с работой или ему утомительно совершать однообразные операции. Существует уже четыре поколения роботов. Все они понимают команды на особом, им понятном языке, в котором лишь две цифры, два знака 1 и 0.

Машины учатся ходить.

В давние времена человек придумал колесо. Это было самое поразительное изобретение на свете. Если представить, что у техники есть своя азбука, то самое первое место в ней займет оно - колесо.

Потом человек научился варить металл, извлек из угля, нефти, воды невиданную силу – энергию.

Машина на колесах повезла человека, на крыльях подняла его в воздух, помогла строить дома, заводы, плотины, сеть хлеб и доить коров.

Все эти машины делают человека в тысячи раз сильнее.

И лишь несколько веков назад были изобретены первые автоматы – роботы: механические флейта и утка. Железные игрушки управлялись пружинами, струнами, цепочками, разными зубчатыми колесиками. Заканчивался завод, и механизмы переставали работать. Вот какие предки были у роботов.

Роботоазбука.

  Слово «робот» пришло к нам из фантастической пьесы знаменитого  писателя Карла Чапека. Роботами он называл разумные машины, очень похожие на людей. А слово образовал от чешского «работа». Но скоро и в науке так стали называть высокоорганизованную техническую систему, которая может не просто выполнять заданные ей операции, но и самостоятельно решать некоторые задачи.

    Мы живем в такое время, когда автоматов становиться все больше и больше. Они становятся все более сложными. И все более  и более умелыми.

   А пришли роботы не с улицы. Их создали люди: ученые, конструкторы, инженеры, а рабочие научили роботов выполнять заданные программы. Как и любой автомат, робот родился на чертежном столе. Много пришлось думать, каким ему быть, что он должен уметь, где трудиться. Как это было в самом начале, мне сказать трудно, но я точно знаю, что ученый, конструктор и инженер создавая робота, мечтали лишь о том, чтобы у него была  умная голова,                           небывалая память, и  умелые руки.

Но как же вразумить робота, чтобы он делал то, что хочет

человек?

Чтобы в нужный момент сделал шаг, двигал рукой, взял в руки необходимую вещь.

Оказывается, роботы понимают команды на особом, им понятном языке –  машинном. Обыкновенная азбука состоит из букв. С их помощью можно составить любое слово.

Но для робота такая азбука не подходит – в ней много знаков. В машинном языке всего два знака, две цифры: 0 и 1. А с помощью 0 и 1 можно составить любое  число. И каждое число будет означать определенную команду. Всеми движениями робота, согласно программе, руководит электронно-вычислительная машина  - это мозг робота. Она машина-всезнайка, машина-считалка, математик среди математиков, умеет запоминать сколько угодно чисел, а значит и команд. Так трудится  любой робот.  

  В мире уже исправно трудятся десятки тысяч промышленных роботов. Конечно, можно обойтись без робота – кондуктора и робота – лектора. Однако бывают такие дела, которые лучше всего поручить «сообразительным» машинам.

   Роботы заменяют людей, прежде всего там, где человек не может справиться с работой, или где человеку работать скучно и утомительно. Эти роботы действуют по жесткой программе: сказано – сделано. Такие роботы появились первыми, и поэтому их так и  называют – роботы первого поколения или манипуляторы. Они что-то подносят или уносят, подымают и опускают, что-то берут и перекладывают. Вот и все. Хотя, конечно, и это очень полезно.

  Второе поколение – это промышленные роботы. Их механические руки оснащены чувствительными приборами. Такие машины имеют осязание. И теперь они могут не только выполнять команды, но и сами, с помощью небольшой электронной машины, познавать понемногу окружающий мир. И в зависимости от смены обстановки принимать и менять свои решения.

  На смену второму поколению пришло третье. Главная его особенность – умение «видеть», то есть воспринимать световые сигналы и разбираться в цветах. А некоторые роботы третьего поколения умеют даже «слышать». И не просто слышать. А различать команды, подаваемые голосом, то есть воспринимать человеческую речь. В них вмонтированы логические устройства, позволяющие принимать верные решения в зависимости от того, как изменилась обстановка. Но как же он осязает предметы? Например. Так: с помощью особой искусственной кожи, которой покрыт манипулятор. Это сетка из эластичного токопроводящего материала. Так прижимаясь к той или иной поверхности, гибкая сетка посылает электрические импульсы, и машина как бы воссоздает образ предмета, которого коснулась «рука». В памяти хранятся «образы» многих предметов реального мира, с которыми может встретиться робот. Выбирается самый похожий – и после этого «руке» дается команда. Что делать дальше. Как роботы видят? Светочувствительные элементы улавливают световые сигналы и превращают их в сигналы цифровые. Потом в своей памяти робот находит сочетания цифр, которые соответствуют ранее увиденным предметам. Так он их узнает: вот корова, а это дерево.

 У роботов четвертого поколения появилась еще одна очень важная особенность. По-научному она называется адаптацией, а если говорить более просто, - приспособление.

Техника третьего тысячелетия.

Роботы в нашем доме.

  Машины на службе человека? Когда-то об этом только мечтали, а сегодня: роботы-слуги, роботы-няньки, роботы-партнеры по интеллектуальному досугу. Какие же машины скрасят наш досуг и помогут по дому в самом ближайшем будущем?

ИФБОТ: большая голова

Внешний вид: ++ симпатичный, но смотрится немного глуповато.

Сильная сторона: запоминает и узнает сразу двух разных людей

Слабая сторона: говорит только по-японски

Страна производитель: Япония.

Стоимость: около 40000 евро, продается только в Японии.

 Пусть вас не обманывает его чудаковатая внешность. Ифборт – настоящий тренер, который поупражняет мозг и не даст нашему интеллекту заснуть.

Благодаря введенной программе, робот буквально забросает вопросами «на сообразительность», загадками и математическими играми. А еще он умеет выражать свои эмоции мимикой. Выражение его «лица» меняется в зависимости от высказываний собеседника.

ПЛЕО: домашний монстрик.

Внешний вид: +++очень милый на вид. Он развлекает? Скорее, умиляет.

Сильная сторона: особый характер, что интересно: у каждого Плео он свой.

Слабая сторона: и все же он не четвероногий друг. Он никогда не сможет принести тебе газету.

Страна производитель: США.

Стоимость: около 160 евро, поступит в продажу в Европейском Союзе в 2007 году.

  Кто же не мечтает купить себе домашнего динозавра. Нет, не Тираннозавра Рекс, а  милого маленького динозаврика, под пластиковой шкурой скрыты настоящие сокровища электроники. 38 датчиков и 14 моторчиков позволяют Плео передвигаться самостоятельно, а также менять выражение «лица». Он еще кашляет, чихает, хлопает глазами, вздыхает и зевает

РИ-МЭН: суперняня.

Внешний вид: + я думаю, он бы мог выглядеть более симпатичным.

Сильная сторона: хорошо развито обоняние.

Слабая сторона: очень больших размеров.

Страна производитель: Япония.

Стоимость: пока нет в продаже, идут испытания.

  Несмотря на свой суровый внешний вид, это колесный робот-кентавр, покрыт чем-то похожим на пух. Это сделано специально, чтобы Ри-Мэн мог прикасаться к человеку, не причиняя ему боли и неудобства. Робот разработан для ухода за больными: он может перенести пациента «на руках» из постели в кресло. Ри-Мэн распознает не только звуки,  голос, но и нажатие на разные части его «тела». Если робот действует чересчур резко, достаточно лишь слегка потрогать его за руку. И он будет обращаться с больным еще бережнее.

БАНРЮ: осторожно, злой робот!

Внешний вид: ++ смотрится достаточно устрашающе.

Сильная сторона: для того, кто заботится о своей безопасности

Слабая сторона: не слишком доброжелателен с людьми.

Страна производитель: Япония.

Стоимость: около 14000 евро, продается только в Японии.

С таким роботом стоит быть начеку! Это четырехногая машина, видом и нравом напоминающая паука-птицееда, предназначена для охраны жилых домов и предприятий. Робот передвигается по охраняемой территории либо сам, либо по команде человека через интернет или по сотовому телефону. Если Банрю встречает незнакомца, он делает снимок проникшего человека и пересылает фото хозяину. А тот уже сможет вызвать полицию.                                  

АЗИМО: почти как в кино.

 Внешний вид: +++ облик кинозвезды

 Сильная сторона: умеет делать множество вещей по дому.

 Слабая сторона: вообще-то, если постараться самому, то вполне можно

                          обойтись и без него

   Страна производитель: Япония.

   Стоимость: можно взять в аренду примерно за 170 000 евро в год.

   Самый совершенный домашний робот из тех, что созданы на сегодняшний день. И это неспроста – эту машину конструировали целых 20 лет. Он умеет ходить по лестницам. Брать предметы, нажимать на кнопки выключателей, открывать и закрывать двери. Он также узнает людей и может разговаривать. Достаточно вручить ему поднос с едой и напитками, и он станет идеальным слугой. Руководители некоторых японских компаний были настолько очарованы способностями Азимо, что завели таких роботов у себя, чтобы те сопровождали гостей предприятий в качестве гидов.

ПАПЕРО: всегда к нашим услугам.

Внешний вид: очень похож на телепузика.

Сильная сторона: распознает 650 фраз и сам призносит не менее 3000.

Слабая сторона: слишком примитивен на вид.

Страна производитель: Япония.

Стоимость: пока идут испытания.

  Несмотря на то, что Паперо выглядит примитивно, это настоящий домашний слуга. Он умеет включать и выключать освещение в доме, кондиционер и даже телевизор. Имея соединения с Интернетом, робот может выступать в роли почтальона нового поколения. Как только на электронный почтовый ящик его хозяина придет новое письмо, Паперо тут же разыщет в доме адресата, чтобы вручить ему послание.

Заключение

После  прочтения книг об истории создания роботов, я понял, что построить такие машины – нелегкое дело. Некоторые устройства можно изготовить быстро, другие – гораздо позднее, когда у меня будет большой запас умений и знаний. Такая работа требует настойчивости и терпения. Роботы не всегда начинают работать сразу, необходим не только  чертеж, но и сборка машины. Ему необходима настройка и тщательная проверка схемы. Конструктору важно не разочароваться, не оставить начатое дело, не бросать его, а  добиваться победы. Робототехника постоянно находится в развитии. То, что сегодня кажется нам новым, совершенным, интересным, завтра может устареть. Я понимаю, что только начал изучать эту науку, поэтому мне необходимо постоянно углублять и совершенствовать свои знания. И в этом мне помогут  книги и журналы о технике. Такие как «Юный эрудит», «Занимательная кибернетика», «Сто профессий автомата» «Портрет маподумы», «Что умеют машины», «Машины учатся ходить» и многие другие. 

                                                           Машина была достаточно хороша, чтобы

                                                         через некоторое время стать способной

                                                  систематически обыгрывать своего

                                                      изобретателя, пока тот не выучил про              

                                шашки намного больше.

                                                                                                         Норберт Винер.

С каждым годом техника становится совершеннее. Все больше машин приходит на заводы, фабрики, магазины, в школы и наши дома. Робототехника огромная наука и, конечно, в небольшой работе невозможно подробно рассказать о ней. И все же я постарался раскрыть наиболее важные этапы развития этой науки, описав четыре поколения роботов; показать, что нас ждет в ближайшем будущем; какие новые помощники появятся у нас дома.

Я надеюсь, что эта работа станет началом моего дальнейшего знакомства с удивительным миром машин. И когда-нибудь я смогу создать робота, который будут незаменимым помощником для человека.