Итоговый индивидуальный проект "Создание робота, собирающего кубика -рубика

• 1 слайд

  
  Итоговый индивидуальный проект
  
  
  Создание робота, собирающего
  Кубика – Рубика
  на основе конструктора
  Mindstorms EV3
   
  Выполнил:
  Зеленых Сергей, ученик 9 «в» класса
  МБОУ «СОШ№1 г.Бодайбо»
   
  Руководитель:
  Лискина Юлия Юрьевна
  учитель начальных классов
   
   
  

• 2 слайд

  Целью данной работы является  создание робота на основе конструктора Mindstorms EV3.
  Объектом является конструктор Mindstorms EV3.
  Предметом является принцип строения и работы робота на основе конструктора Mindstorms EV3.
  Гипотеза: если изучить принцип строения и работы робота на основе конструктора Mindstorms EV3, то можно создать робота самостоятельно.
  
  

• 3 слайд

  Задачи:
  1. Познакомиться с литературой.
  А) Что такое робот?
  Б) История развития робототехники
  В) Законы робототехники.
  Г) Современные рабочие роботы и функции, которые они выполняют
  Д) Виды робототехнических конструкторов
  2.Собрать робота, собирающего Кубика – Рубика на основе конструктора Mindstorms EV3.
  3.Создать программу для робота, собирающего Кубика – Рубика.
  4. Выгрузка материала непосредственно в робота
  5. Апробация работы робота, собирающего Кубика – Рубика
  С целью достижения поставленных задач нами был разработан комплекс взаимосвязанных методов, включающий: 
  анализ литературы и материалов сети Internet;
  моделирование;
  программирование   
  
  

• 4 слайд

  Что такое робот?
  Робот — это автоматическое устройство для осуществления производственных и других операций по определенной программе (алгоритму). Действиями робота всегда управляет микропроцессор, который запрограммирован в соответствии с заданием. Робота всегда можно быстро перепрограммировать на выполнение нового задания.
  У робота есть три важных характеристики:
  Мобильность (быстрая смена видов робота)
  Универсальность (выполнение большого числа заданий)
  Автоматизм (после программирования работает автоматически)
   
  
  

• 5 слайд

  История развития робототехники
  В середине 18 века популярность набирали домашние механические куклы, представленные в 1738 году французским ученым из Гренобля (город на юго-востоке Франции) Жаком де Викансон. Он представил публике искусственного музыканта, который мог исполнять на флейте 12 различных мелодий. Немного позже к флейте добавились барабан и бубен, таким образом, был создан целый механический оркестр.
  

• 6 слайд

  Но де Викансон на том не остановился. За оркестром последовало действительно удивительное по тем временам изобретение – механическая утка. Она могла самостоятельно передвигаться, махать крыльями, крякать, вращать головой, есть и переваривать пищу. Утка не была игрушкой в обычном понимании этого слова: в каждом ее крыле было около 400 подвижных деталей. К сожалению, никто не знает, что случилось с оригиналом утки. Однако, в музее в Гренобле есть копия утки, созданная часовщиком.
  
  

• 7 слайд

  Сегодняшняя робототехника сформировалась в 60-х годах 20 века. Изобретатели вложили много сил в разработку роботов-манипуляторов, но одним из самых важных изобретений стал робот Unimate (Юнимейт) (Рис 4), созданный Джорджом Диро и Джозефом Энжилберг. Это был один из первых промышленных роботов, и  представлял собой огромную конструкцию, похожую на человеческую руку. Приспособление могло складывать части горячего литого металла и сваривать части кузова. Робот был куплен и установлен на сборочном конвейере компании General Motors, чтобы уменьшить вероятность получения травм и смертей на производстве. В настоящее время Unimate находится в Зале славы (Питсбург, США).
  

• 8 слайд

  В 1966 году был создан робот Shakey (шейки), который, по сути, был первым роботом, способным рассуждать.
  

• 9 слайд

  Законы робототехники
  
  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.
  
  

• 10 слайд

  Современные рабочие роботы и функции, которые они выполняют
  Промышленный робот – устройство (машина) с программным или дистанционным (с пульта) управлением, предназначенное для замены человека в производственных процессах. Промышленные роботы имеют перед человеком преимущество в скорости и точности реализации однообразных операций, они способны производить движения, какие человек физически выполнить не может. Применение современных промышленных роботов увеличивает производительность оборудования и выпуск продукции, улучшает качество продукции, помогает экономить материалы и энергию.
  Медицинские роботы призваны автоматизировать труд врача и здравоохранения в целом. Работа в этой области помогла создать два уникальных направления в медицине. Первое направление — это телехирургия: хирург руководит роботом во время операции, непосредственно не контактируя с пациентом. Второе направление – это хирургия с минимальным вмешательством.  Отдельное направление – это медицинские тренажеры – оборудование для профессиональной подготовки специалистов, призванное облегчить отработку практических навыков без риска для пациентов. Медицинские тренажеры имитируют функциональные или физические модели организма человека.
  

• 11 слайд

  Виды робототехнических конструкторов
  
  TETRIX – из конструктора этой серии можно строить прочных металлических роботов на радиоуправлении и создавать программируемых роботов, используя оборудование и программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3.
  MATRIX – очень похож на конструктор TETRIX. Здесь тоже используются металлические детали и программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3.
  Robotis Bioloid – содержит множество серий, самая распространенная из них STEM Standard.
  Arduino – популярная платформа любительской и образовательной робототехники. Это серия плат ввода-вывода. Плата имеет аналоговые и цифровые порты, к которым можно подключать различные устройства: светодиоды, датчики, кнопки, моторы, сервоприводы и т.д.
  

• 12 слайд

  При сборке робота мне понадобились:
  Балки, оси, пластины, и прочие детали.
  Микрокомпьютер (микропроцессор) EV3 – это главный элемент конструктора, он является «мозгом» робота Mindstorms, который позволяет роботу Mindstorms ожить и осуществлять различные действия.
  Сервомотор (2 больших и 1 маленький) – это одни из важнейших элементов конструктора. Данный элемент создан для работы с микрокомпьютером EV3 и имеет встроенный датчик вращения, благодаря которому мотор может соединяться с другими моторами, позволяя роботу двигаться с постоянной скоростью.
  Датчик цвета – он позволяет распознавать цвета. 
  Инфракрасный датчик - это цифровой датчик, который может обнаруживать инфракрасный цвет, отраженный от сплошных объектов. Он также может обнаруживать инфракрасные световые сигналы, посланные с удаленного инфракрасного маяка, который дистанционно управляет роботом, а также может быть использован в качестве отслеживающего устройства для роботов.
  Сборка робота, собирающего Кубик – Рубика
  на основе конструктора Mindstorms EV3.
  

• 13 слайд

  На этапе программирования робота в среде Lego Mindstorms EV3 на ПК началось самое интересное.
  Для осуществления поставленной задачи потребовалось изучить множество материала, составить большое количество элементарных программ для выполнения роботом несложных действий. После этого мне стало ясно – для того чтобы робот был способен выполнить весь комплекс действий, согласно поставленной мной задаче, нужно прописать в программе всю цепочку действий, каждый шаг, каждое движение!
  В итоге получилась следующая программа.
  Создание программы для робота,
  собирающего Кубика – Рубика.
  

• 14 слайд

  Подключение робота к ПК осуществляется нескольким способами: через порт USB, Bluetooth (блютуз) соединение или  Wi-Fi соединение. Я выбрал через порт USB , так как программу на выполнение можно запускать прямо из среды программирования, что повышает мобильность робота. Кроме того, во время выполнения программы появляется возможность визуально контролировать ход её выполнения (заголовки выполняющихся в данный момент программных блоков будут мерцать). Также можно наблюдать текущие показания датчиков всё время, пока робот остается подключенным к среде программирования.
  Таким образом, благодаря выбранной технологии передачи данных, готовая программа загрузилась просто и очень быстро.
  Выгрузка материала
  непосредственно в робота
  

• 15 слайд

  Апробация работы робота, собирающего
  Кубика – Рубика.
  Сконструированный мною робот, собирающий Кубика - Рубика, после загруженной в неё программы, выполнил все действия, согласно изложенным условиям.
  После запуска программы робот попросил вложить кубик («Insert cube») и начал его сканировать датчиком цвета.
  После сканирования робот ненадолго задумается и начнет сборку.
  Удачное решение задачи ознаменуется радостным вращением кубика. На практике же все немного хуже – датчик может не правильно определить цвета – всего робот может провести 3 цикла сканирования до того, как выдаст ошибку (Scan error). После этого нужно изъять кубик и снова вложить в робота.
   
  

• 16 слайд

  Таким образом,
  по итогам проделанной работы, можно сделать вывод, что изучив принцип работы робота и среду его программирования, можно изготовить простейший робот своими руками. То есть гипотеза подтвердилась, цель и задачи проекта выполнены.
   
  Вывод
  

• 17 слайд

  В наши дни робототехника применяется абсолютно во всех областях и профессиях: в промышленности, в медицине, на войне и даже в космосе, роботы помогают нам по дому, а возможно в будущем и заменят многие профессии человека вообще.
  В моей работе, я хотел показать, что изготовление робота очень интересный, увлекательный и познавательный процесс. Над созданием роботов трудятся настоящие ученые и инженеры, но каждый школьник может придумать своего робота. Нужно поставить перед собой задачу, какого робота я хочу сконструировать и тогда всё получится.
  Я очень хочу, чтобы моё увлечение стало моей профессией, но если я не стану инженером, я знаю, что навыки, приобретенные при занятиях робототехникой, пригодятся мне в дальнейшей и в учебе, и в работе.
  Заключение
  

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №1 г.Бодайбо»

Создание робота, собирающего Кубика – Рубика

 на основе конструктора

Mindstorms EV3

Итоговый индивидуальный проект

Выполнил:

Зеленых Сергей, ученик 9 «в» класса

МБОУ «СОШ№1 г.Бодайбо»

Руководитель:

Лискина Юлия Юрьевна

учитель начальных классов

Бодайбо, 2020

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1.Что такое робот?

1.2.История развития робототехники

1.3.Законы робототехники.

1.4.Современные рабочие роботы и функции, которые они выполняют

1.5.Виды робототехнических конструкторов

2.Практическая часть

2.1.Сборка  робота, собирающего Кубика – Рубика на основе конструктора Mindstorms EV3.

2.2.Программирование робота, собирающего Кубика – Рубик.

2.3. Выгрузка материала непосредственно в робота

Заключение

Приложение

Паспорт проекта

Наименование проекта:	Создание робота на основе конструктора Mindstorms EV3
Цель:	создание робота на основе конструктора Mindstorms EV3.
Задачи:	1. Познакомиться с литературой. А) Что такое робот? Б) История развития робототехники В) Законы робототехники. Г) Современные рабочие роботы и функции, которые они выполняют Д) Виды робототехнических конструкторов 2.Собрать робота, собирающего Кубик – Рубика на основе конструктора Mindstorms EV3. 3.Создать программу  для робота, собирающего Кубика – Рубика. 4.Сделать выводы.
Руководитель:	Лискина Юлия Юрьевна
Основополагающий вопрос	Можно ли  самостоятельно  создать робота, изучив принцип строения и работы робота, собирающего Кубика - Рубика на основе конструктора Mindstorms EV3.
Год разработки	2019 - 2020
Предметная область	Технология, информатика
Учебная тема (к которому ваш проект имеет отношение)	технология
Тип проекта	творческий
Тип проекта по предметно – содержательной характеристике	межпредметный
Технологии	анализ литературы и материалов сети Internet; моделирование; программирование.
Краткая аннотация проекта
Сроки реализации проекта	Октябрь 2019 – апрель 2020
Ожидаемые результаты (продукт)	Модель робота, собирающего Кубика - Рубика

ВВЕДЕНИЕ

   Современные дети имеют совершенно другие пристрастия и увлечения, чем их сверстники 20 лет тому назад. Компьютеры, игровые приставки, мобильные телефоны и другая современная электроника окружают их с рождения и то, что взрослому человеку может показаться сложным, для пятилетнего малыша — легко и понятно. Потому и игрушки для современных детей должны отличаться. Компания Лего всегда создает свои конструкторы, основываясь на интересах современных детей. Поэтому нет ничего удивительного, что на свет появился самый необычный конструктор — Lego Mindstorms. С помощью этого конструктора можно построить настоящего робота, обладающего интеллектом, которого можно программировать и обучать различным действиям. Актуальность данной темы обусловлена теми требованиями, которые диктует нам наша действительность, а именно – важность создания и использования роботов в повседневной жизни, особенно в трудных ситуациях.

Целью данной работы является  создание робота на основе конструктора Mindstorms EV3.

Объектом является конструктор Mindstorms EV3.

Предметом является принцип строения и работы робота на основе конструктора Mindstorms EV3.

В основу данной работы положена гипотеза, согласно которой, изучив принцип строения и работы робота на основе конструктора Mindstorms EV3, можно создать робота самостоятельно.

В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи:

1. Познакомиться с литературой.                                                                                 

А) Что такое робот?

Б) История развития робототехники

В) Законы робототехники.

Г) Современные рабочие роботы и функции, которые они выполняют

Д) Виды робототехнических конструкторов

2.Собрать робота, собирающего Кубика – Рубика на основе конструктора Mindstorms EV3.

3.Создать программу  для робота, собирающего Кубика – Рубика.

4. Выгрузка материала непосредственно в робота

С целью достижения поставленных задач нами был разработан комплекс взаимосвязанных методов, включающий: 

• анализ литературы и материалов сети Internet;
• моделирование;
• программирование   

1.Теоретическая часть

1.1.Что такое робот?

    Роботы успешно выполняют рутинные задания, они особенно удобны при выполнении многократно повторяющихся работ, сложных или опасных для людей. Сегодня в мире во всех сферах человеческой деятельности нашлось применение миллионам роботов. Они используются при управлении самолетами и поездами, спускаются на дно океана, работают в космосе, собирают автомобили, охраняют здания, производят микрочипы, используются военными, помогают спасателям.

    Робот — это автоматическое устройство для осуществления производственных и других операций по определенной программе (алгоритму). Действиями робота всегда управляет микропроцессор, который запрограммирован в соответствии с заданием. Робота всегда можно быстро перепрограммировать на выполнение нового задания.

    Итак, робот:

Ø Автоматическая машина

Ø Отвечает на внешние воздействия

Ø Работает по программе

  У робота есть три важных характеристики:

Ø Мобильность (быстрая смена видов робота)

Ø Универсальность (выполнение большого числа заданий)

Ø Автоматизм (после программирования работает автоматически)

1.2.История робототехники

   Робототехника – это область науки и техники, связанная с созданием, исследованием и применением роботов.

   Робот – это машина, которая воспринимает, мыслит и действует. При этом робот может, как иметь связь с человеком (получать от него команды), так и действовать автономно.

   История робототехники неразрывно связана с большинством изобретений, сделанных человечеством. Практически невозможно отделить ее от истории развития науки, техники и тем более от истории возникновения и становления компьютерных технологий.

   Еще с древних времен человек хотел создать такие механизмы, которые могли бы выполнять вместо людей тяжелую и вредную работу. Однако первые успехи в этом направлении появились только в середине 18 века.

Тогда популярность набирали домашние механические куклы, представленные в 1738 году французским ученым из Гренобля (город на юго-востоке Франции) Жаком де Викансон (Рис 1). Он представил публике искусственного музыканта, который мог исполнять на флейте 12 различных мелодий (Рис 2). Немного позже к флейте добавились барабан и бубен, таким образом, был создан целый механический оркестр.

    Но де Викансон на том не остановился. За оркестром последовало действительно удивительное по тем временам изобретение – механическая утка (Рис 3). Она могла самостоятельно передвигаться, махать крыльями, крякать, вращать головой, есть и переваривать пищу. Утка не была игрушкой в обычном понимании этого слова: в каждом ее крыле было около 400 подвижных деталей. К сожалению, никто не знает, что случилось с оригиналом утки. Однако, в музее в Гренобле есть копия утки, созданная часовщиком.

    Сегодняшняя робототехника сформировалась в 60-х годах 20 века. Изобретатели вложили много сил в разработку роботов-манипуляторов, но одним из самых важных изобретений стал робот Unimate (Юнимейт) (Рис 4), созданный Джорджом Диро и Джозефом Энжилберг. Это был один из первых промышленных роботов, и  представлял собой огромную конструкцию, похожую на человеческую руку. Приспособление могло складывать части горячего литого металла и сваривать части кузова. Робот был куплен и установлен на сборочном конвейере компании General Motors, чтобы уменьшить вероятность получения травм и смертей на производстве. В настоящее время Unimate находится в Зале славы (Питсбург, США).

В 1966 году был создан робот Shakey (шейки), который, по сути, был первым роботом, способным рассуждать  (Рис 5)

1.3.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.

1.4.Современные рабочие роботы и функции, которые они выполняют

   Современная робототехника полностью основана на компьютерных технологиях: без компьютеров роботы не смогли бы и десятой части того, что они могут. Сегодня роботов можно условно разделить на две категории: рабочие (т. е. роботы, сконструированные для служебных задач) и домашние.

   Рассмотрим несколько видов рабочих роботов.

    Промышленный робот – устройство (машина) с программным или дистанционным (с пульта) управлением, предназначенное для замены человека в производственных процессах. Промышленные роботы имеют перед человеком преимущество в скорости и точности реализации однообразных операций, они способны производить движения, какие человек физически выполнить не может. Применение современных промышленных роботов увеличивает производительность оборудования и выпуск продукции, улучшает качество продукции, помогает экономить материалы и энергию.

Роботы-манипуляторы широко применяются в промышленности для автоматизации многих технологических процессов при конвейерной сборке различных изделий (от автомобилей до микросхем), сварке, окраске, сверлении, перемещении тяжёлых грузов и т.д. Особое значение имеет применение роботов-манипуляторов при работе с вредными химическими веществами, при обезвреживании взрывных устройств, в кузнечных и литейных цехах, на цементных заводах, в помещениях с повышенным уровнем радиации, в условиях относительной недоступности (в морских глубинах, на космических аппаратах и орбитальных станциях) и т.д.

  Медицинские роботы призваны автоматизировать труд врача и здравоохранения в целом. Работа в этой области помогла создать два уникальных направления в медицине. Первое направление — это телехирургия: хирург руководит роботом во время операции, непосредственно не контактируя с пациентом. Второе направление – это хирургия с минимальным вмешательством.  Отдельное направление – это медицинские тренажеры – оборудование для профессиональной подготовки специалистов, призванное облегчить отработку практических навыков без риска для пациентов. Медицинские тренажеры имитируют функциональные или физические модели организма человека. С помощью тренажеров можно создавать подобие экстремальной обстановки. Есть возможность остановить процесс в любой момент, обсудить ситуацию, проанализировать действия. При многократной работе с тренажерами формируются необходимые навыки.

Использование медицинских роботов повышает уровень автоматизации и облегчает труд врачей, уменьшает вероятности врачебных ошибок, ускоряет  процессов возвращения пациентов к нормальному существованию после травм и заболеваний.

1.5.Виды робототехнических конструкторов

   Можно ли создать робота самостоятельно? Что представляют из себя конструкторы для самостоятельной сборки и программирования роботов? Что это, очередные игрушки или все-таки средства, с помощью которых можно создать робота? Попробуем разобраться.

    Моделирование – это построение и изучение моделей реально существующих объектов, предназначенных для изучения процессов или явлений с целью получения объяснений этих процессов или явлений. Цель моделирования – проверка гипотезы и тестирование программного обеспечения

   Мы живём в век стремительного развития робототехники и уже сегодня можно найти в магазинах множество наборов для самостоятельной сборки и программирования роботов.

Рассмотрим несколько вариантов конструкторов, которые существуют на данный момент.

TETRIX – из конструктора этой серии можно строить прочных металлических роботов на радиоуправлении и создавать программируемых роботов, используя оборудование и программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3.

MATRIX – очень похож на конструктор TETRIX. Здесь тоже используются металлические детали и программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3.

Robotis Bioloid – содержит множество серий, самая распространенная из них STEM Standard: можно сделать 16 различных роботов по схемам.

Arduino – популярная платформа любительской и образовательной робототехники. Это серия плат ввода-вывода. Плата имеет аналоговые и цифровые порты, к которым можно подключать различные устройства: светодиоды, датчики, кнопки, моторы, сервоприводы и т.д. Оригинальные Arduino производятся в Италии, большинство аналогов — в Китае. Есть и российские разработки.

    Я остановил свой выбор на конструкторе Lego Mindstorms, т.к. сегодня платформа Lego является безусловным лидером образовательной робототехники. Наборами Lego Mindstorms оснащены кружки во многих странах мира. Конструктор очень прочный, редко удается что-то сломать, и главное достоинство – это простота и скорость сборки. На мой взгляд, Lego Mindstorms – один из наиболее удобных и приятных способов начать свое знакомство с робототехникой.

2.Практическая часть

2.1.Сборка робота, собирающего Кубик – Рубика на основе конструктора Mindstorms EV3.

   Существует много видов конструкторов, но самым популярным и уникальным  является Лего. На занятиях по робототехнике мы работаем с конструктором LEGO Mindstorms EV3, соответственно мой робот, собирающий Кубика - Рубика сделан из деталей данного конструктора.

   При сборке робота  мне понадобились:

Ø балки, оси, пластины, и прочие детали.

Ø Микрокомпьютер (микропроцессор) EV3 – это главный элемент конструктора, он является «мозгом» робота Mindstorms, который позволяет роботу Mindstorms ожить и осуществлять различные действия. Микрокомпьютер (микропроцессор) EV3 содержит в себе: процессор, FLASH память (16 мегабайт), операционную систему Linux и многое другое. Контролирует моторы и собирает данные с датчиков.

Ø Сервомотор (2 больших и 1 маленький) – это одни из важнейших элементов конструктора. Данный элемент создан для работы с микрокомпьютером EV3 и имеет встроенный датчик вращения, благодаря которому мотор может соединяться с другими моторами, позволяя роботу двигаться с постоянной скоростью.

Ø Датчик цвета – он позволяет распознавать цвета. 

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

   Несмотря на внушительный арсенал набора, сборка робота, при использовании наглядной инструкции найденной в интернете, оказалась точно такой же, как и конструирование любого конструктора LEGO, а поскольку собирать конструкторы LEGO – это мое хобби с раннего детства, то на первом этапе сложностей для меня не возникло.

2.2. Создание программы  для робота, собирающего Кубика – Рубика.

  Разобравшись с деталями Lego Mindstorms EV3, рассмотрим его программное обеспечение (ПО). ПО Mindstorms EV3 основано на LabVIEW, графическом языке программирования, которым пользуются ученые и инженеры по всему миру. ПО предоставляет возможность перетаскивать и размещать командные блоки. Таким образом, чтобы писать программы, следует размещать блоки функциональности на схеме. В зависимости от типа блока, каждый блок может быть сконфигурирован.

   На этапе программирования робота в среде Lego Mindstorms EV3 на ПК началось самое интересное.

   Для осуществления поставленной задачи потребовалось изучить множество материала, составить большое количество элементарных программ для выполнения роботом несложных действий. После этого мне стало ясно – для того чтобы робот был способен выполнить весь комплекс действий, согласно поставленной мной задаче, нужно прописать в программе всю цепочку действий, каждый шаг, каждое движение! В итоге получилась следующая программа (рис.24).

2.3. Выгрузка материала непосредственно в робота

  Подключение робота к ПК осуществляется нескольким способами: через порт USB, Bluetooth (блютуз) соединение или  Wi-Fi соединение. Я выбрал через порт USB , так как программу на выполнение можно запускать прямо из среды программирования, что повышает мобильность робота. Кроме того, во время выполнения программы появляется возможность визуально контролировать ход её выполнения (заголовки выполняющихся в данный момент программных блоков будут мерцать). Также можно наблюдать текущие показания датчиков всё время, пока робот остается подключенным к среде программирования.

Таким образом, благодаря выбранной технологии передачи данных, готовая программа загрузилась просто и очень быстро.

  Сконструированный мною робот, собирающий Кубика - Рубика, после загруженной в неё программы, выполнил все действия, согласно изложенным условиям.

Ø После запуска программы робот попросит вложить кубик («Insert cube») и  начнет его сканировать датчиком цвета.

Ø После сканирования робот ненадолго задумается и начнет сборку.

Ø Удачное решение задачи ознаменуется радостным вращением кубика. На практике же все немного хуже – датчик может не правильно определить цвета – всего робот может провести 3 цикла сканирования до того, как выдаст ошибку (Scan error). После этого нужно изъять кубик и снова вложить в робота.

  Таким образом, по итогам проделанной работы, можно сделать вывод, что изучив принцип работы робота и среду его программирования, можно изготовить простейший робот своими руками. То есть гипотеза подтвердилась, цель и задачи проекта выполнены.

Заключение

  В наши дни робототехника применяется абсолютно во всех областях и профессиях: в промышленности, в медицине, на войне и даже в космосе, роботы помогают нам по дому, а возможно в будущем и заменят многие профессии человека вообще.

  В моей работе, я хотел показать, что изготовление робота очень интересный, увлекательный и познавательный процесс. Над созданием роботов трудятся настоящие ученые и инженеры, но каждый школьник может придумать своего робота. Нужно поставить перед собой задачу, какого робота я хочу сконструировать и тогда всё получится.

  Я очень хочу, чтобы моё увлечение стало моей профессией, но если я не стану инженером, я знаю, что навыки, приобретенные при занятиях робототехникой, пригодятся мне в дальнейшей и в учебе, и в работе.

Список литературы

1.Клаузен, П. Компьютеры и роботы [Текст] / Пер. с нем. С.И. Деркунской.  – Москва: Мир книги, 2006. – 48 с.

2.Копосов, Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6-го классов [Текст]: учеб. пособие / Д.Г. Копосов. - Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2014. – 286 с.

3.Медицинские роботы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://medrobot.ru/28-medicinskie-roboty-korotko-ob-istorii-i-yevolyucii.html / (дата обращения 02.12.2016)

4.Мир роботов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://roboting.ru/industrial-robots / (дата обращения 26.11.2016)

5.Овсяницкая, Л.Ю. Курс программирования робота EV3 в среде Lego Mindstorms EV3 [Текст]: учеб. пособие / Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий - 2-е изд., перераб. и доп. – Москва.: Изд-во «Перо», 2016. – 300 с.

6.Промышленная робототехника [Текст]: учеб. пособие / А.В. Бабич [и др.].  – Москва: Машиностроение, 1982. – 415 с.

7.Русецкий, А.Ю. В мире роботов [Текст]: Кн. для учащихся / А.Ю. Русецкий – Москва: Просвещение, 1990. – 160 с.

8.Филиппов, С.А. Робототехника для детей и родителей [Текст]: научное издание / С.А. Филиппов – 3-е изд., перераб. и испр. — СПб.: Наука, 2010. – 319 с.

9.Mindstorms EV3 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.lego.com/ru-ru/mindstorms / (дата обращения 10.10.2016)

Приложение

Рисунок 1

  

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

                            

ОТЗЫВ

на проектную работу обучающегося 9 класса «В»

Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения

 «Средняя общеобразовательная школа №1 г.Бодайбо»

Зеленых Сергея Дмитриевича

по теме: «Создание робота, собирающего Кубика – Рубика на основе конструктора Mindstorms EV3»

Тема, выбранная учеником для проекта, является актуальной, т.к  отрасль робототехники очень быстро развивается  в мире. С каждым годом наука развивается, исследования не стоят на месте. Изобретаются все новые и новые технологии. 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. Робототехника, именно этим и интересна - в ней соединяются многие науки - здесь надо знать информатику, разбираться в физике, биологии, математике.

Работа включает в себя введение, основную часть из двух глав, заключение, список источников информации. Во введении указывается актуальность исследования, новизна, ставятся цель и задачи, выдвигается гипотеза.

В первой главе ведётся обзор литературы по данной теме. Во второй главе описывается исследование, создание и программирование робота, собирающего Кубика – Рубика. Завершается работа выводами, в которых излагаются результаты исследования и подтверждение гипотезы.

В ходе выполнения итогового индивидуального проекта Сережа  продемонстрировал способность и готовность самоорганизации и саморегуляции, способность самостоятельно приобретать новые знания, пополнять и переносить их в индивидуальный проект.

Учащийся показал средний уровень регулятивных умений планировать и осуществлять свою деятельность, отслеживать результаты ее выполнения. Проект был спланирован под руководством учителя и своевременно доведен обучающимся до конца.

В целом работа свидетельствует о способности учащегося под руководством учителя ставить проблему и находить пути её решения, умение самостоятельно мыслить.Сергей умело пользуется ИКТ. В ходе выполнения проекта обучающийся своевременно выполнял задания, получаемые на консультациях, исправлял недоработки.

Объектом исследования является конструктор Mindstorms EV3. Сережа изучил литературу, собрал самостоятельно робота, собирающего Кубика – Рубика на основе конструктора Mindstorms EV3, запрограммировал его и апробировал на практике. В ходе работы над проектом были использованы разнообразные методы исследования.

Достоинства работы. Основной целью работы было изучить влияние электромагнитного излучения на здоровье человека, а так же предупредить людей об опасности и подготовить рекомендации по её уменьшению. В ходе работы затронуты не только основные отрицательные стороны влияния бытовой техники, мобильных телефонов, а так же персональных компьютеров, но и положительные стороны применения электроприборов в быту. На собственном примере, а так же на фактах, доказанных наукой, учащийся смог показать вред, наносимый этими приборами здоровью человека. Так же проводилась работа с учащимися, которая заключалась в анкетировании. Они помогли выявить признаки негативного влияние электромагнитного излучения на здоровье, которые можно заметить без медицинского обследования.

Недостатки работы: в недостаточной мере продемонстрировано владение логическими операциями, навыками критического мышления.

Практическая значимость. Данная работа предназначена для осведомления учащихся о вреде электромагнитного излучения и сможет помочь людям обезопасить себя и сохранить своё здоровье. Сделанные выводы тому свидетельство: электромагнитное поле оказывает вредное воздействие на наше здоровье только в тех случаях, если его уровень выходит за пределы допусков, установленных нормативными документами. А в целом степень опасности определяется существующими дозами и частотами.

Рекомендации: итоговый индивидуальный проект Салтыкова Ивана по теме «Электромагнитные волны и здоровье человека» отвечает требованиям, предъявляемым к проекту, и рекомендуется к защите.

Руководитель ________________ Миничихина З.В.

«12» марта 2018г.

Проект состоит из нескольких частей. Во введении говорится об актуальности работы, намечаются цели, задачи, определены предмет и объект работы.

В основной части излагается теоретическое содержание проекта, ученик знакомит нас с понятием шар и основными геометрическими формулами, исследует знания сверстников об этой геометрической фигуре, анализирует собранный материал.

На основании систематизированного материала создана презентация с диаграммами и иллюстрациями.

В практической части проекта систематизирует понятие шара, приводятся примеры задач и сканвордов для любознательных.

В заключении сделаны выводы по важнейшим разделам проекта. Продуктом проекта является мультимедийный продукт, который можно использовать как в среднем звене, так и в старших классах при изучении темы «Шар. Сфера».

В целом работа свидетельствует о способности самостоятельно ставить проблему и находить пути её решения, об умении самостоятельно мыслить. Продемонстрирована способность приобретать новые знания.

У автора выявлена способность к сотрудничеству и коммуникации. В ходе выполнения проекта Даниил своевременно выполнял задания, получаемые на консультациях, исправлял недоработки. В ходе выполнения проекта показал себя инициативным, самостоятельным и ответственным. Уровень сформированности навыков проектной деятельности базовый.

Вывод: проектная работа по теме «Шар- лидер форм» Соколова Даниила отвечает требованиям к индивидуальному итоговому проекту и рекомендуется к защите.

Руководитель проекта: Т.Г.Гращенкова

. При конструировании робота развивается мышление, логика, математические и алгоритмические способности, исследовательские навыки.