Проект "Мой первый робот"

Из истории роботов.

Люди всегда стремились создать орудия, механизмы, машины, облегчающие труд и обеспечивающие защиту от неприятеля. Идея искусственных созданий впервые упоминается в древнегреческом мифе о Кадме, который, убив дракона, разбросал его зубы по земле и запахал их, из зубов выросли солдаты, а в мифе о боге огня Гефесте рассказывается, как он создал себе различных слуг: механического великана, несокрушимого медного Таласа, треножники, золотых служанок, которые «подобные девам живым, у которых Разум в груди заключен, и голос, и сила…» (Гомер «Иллиада»).

Одной из первых попыток сконструировать робота считаются наработки Леонардо да Винчи в 1495 году. Робот Леонардо да Винчи – человекоподобный механизм, который был запрограммирован имитировать человеческие движения (приподниматься и садиться, двигать руками и шеей).

Само слово «робот» впервые было использовано Карелом Чапеком и его братом Йозефом в 1921 году в пьесе «Россумские Универсальные Роботы», в которой рассказывается о восстании роботов-андроидов. На чешском языке слово «робот» означает «подневольный труд».

Слово «роботехника» было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.

Я выбрал эту тему, так как с самого маленького возраста увлекался конструкторами и роботами.

Мой первый робот умел двигаться, сверкая глазами и издавая звуки.

Затем у меня появились роботы из конструктора Лего, благодаря которым, мои увлечения объединились в одно – роботехника! Я собирал всевозможных роботов, мечтая о том дне, когда я смогу  запрограммировать их выполнять мои команды.

Вставить фото.

И вот в этом году сбылась моя мечта, мне подарили LEGO® MINDSTORMS® EV3!

Вставить фото.

Цель моего проекта:

Научиться программировать в среде программирования Lego mindstorms EV3 и  научить своего робота играть в Кегельринг.

Мои задачи:

1.                  изучить историю роботов;

2.                  изучить основные элементы робота;

3.                  собрать робота

4.                  научиться программировать в среде программирования Lego mindstorms EV3

5.                  написать программу в приложении EV3 Programmer «Кегельринг».

Для выполнения поставленных передо мной задач я решил собрать робот-тележку. Конструкция робота:

- два больших мотора, для того, чтобы мой робот мог поворачивать;

- два ведущих колеса, на которые будут передаваться усилия моторов;

- одно свободно вращающееся колесо, которое будет придавать устойчивость моему роботу;

- главный блок EV3, который будет хранить и выполнять мои программы;

- некоторое количество деталей, для придания конструкции законченного вида.

Основные элементы

В набор Lego mindstorms EV3 входят:

 два больших мотора. Моторы выполняют роль мышц или силовых элементов нашего робота. Большие моторы, наиболее часто используются для передачи вращения на колеса, тем самым, обеспечивая движение робота. Можно сказать, что эти моторы выполняют ту же роль, что и ноги человека.

Один средний мотор, который выполняет роль движущей силы для различного навесного оборудования робота (клешни, модули захвата, различные манипуляторы) По аналогии с большими моторами отведем среднему мотору ту же роль, которую у нас выполняют руки.

Датчики, которые представляют роботу необходимую информацию из внешней среды.

Основным элементом является главный блок EV3. В этом корпусе заключен мозг моего робота. Именно здесь выполняется программа, получающая информацию с датчиков, обрабатывающая её и передающая команды моторам.

Изучение среды программирования Lego mindstorms EV3.

 В ходе работы я научился:

1)                составлять программу движения робота по определенному маршруту.

Например с помощью данной программы робот проезжает

Фото

2)                выводить на экран текстовую или графическую информацию;

3)                выводить на встроенный динамик блока EV3 звуковые файлы;

4)                использовать датчик касания.

Например, данная программа заставляет робота двигаться вперед, при наезде на препятствие - отъезжать назад, поворачивать вправо на 90 градусов и продолжать движение вперед до следующего препятствия.

Фото

5)                использовать датчик цвета, очень важный и полезный датчик! В большинстве конструкций он является, тем, чем у человека являются глаза.

Например, данная программа – это программу прямолинейного движения робота, называющего цвета полос, над которыми он проезжает. При достижении черной полосы робот проговаривает "Stop" и останавливается.

Фото

6)                использовать инфракрасный датчик.

Например, данная программа прямолинейно движущегося робота, останавливающегося перед стеной или препятствием, отъезжающего немного назад, поворачивающего на 90 градусов и продолжающего движение до следующего препятствия.

Фото

7)                Дистанционное управлять роботом с помощью инфракрасного маяка

Фото

На этом мое изучение программирования не закончилось, ведь я делаю только первые шаги в увлекательный мир робототехники! Впереди меня ждет еще много интересного и познавательного!

Кегельринг.

Основные правила "Кегельринга": необходимо собрать и запрограммировать робота, который выталкивает кегли за пределы ринга.

           Передо мной стоят две взаимосвязанных задачи:

1.Разработка ключевого алгоритма поведения робота;

2.Разработка механической конструкции робота, позволяющей реализовать требуемое поведение.

Поведенческую модель робота:

1.Робот, находясь в центре поля, начинает вращаться по часовой стрелке, пока не заметит кеглю.

2.Двигаясь в направлении кегли, робот выталкивает её за пределы окружности.

3.Заметив черную границу поля, робот возвращается назад, в место старта.

           Следовательно, мой робот должен уметь:

1.вращаться на месте вокруг своей оси;

2.двигаться прямолинейно;

3.обнаруживать предмет, удаленный на некоторое расстояние;

4.обнаруживать границу поля.

                    Под данные условия вполне подходит мой робот-тележка, для обнаружения кегли я воспользуюсь инфракрасным датчиком, а границу поля мне поможет обнаружить датчик цвета.

Вывод.

        В современном мире робототехника используется во всех областях жизнедеятельности человека, от игрушек до космических полетов к далеким планетам. Над созданием роботов трудятся ученые и инженеры. Своей проектной работой я хотел показать, что каждый школьник может почувствовать себя ученым-инженером и создать своего собственного робота.    

Список использованной литературы.