Внеурочное занятие "Роботы в сельском хозяйстве"

Карцева Тамара Анатольевна,

учитель информатики и ИКТ.

Факультативное занятие для 5- 6 классов

Тема: Роботы в сельском хозяйстве

Образовательная цель:  обобщить и систематизировать знания о возможностях роботов в области сельского хозяйства.

Развивающая цель:  развивать умения по практическому применению знаний при сборке робота.

Воспитательные: воспитывать чувство гордости за успехи  роботов в сельском хозяйстве, воспитывать  бережное отношение к земле.

Ход занятия:

1. Организационный момент.

Начитается урок!

Кто роботов собирать готов?

2. Сообщение темы и задач урока.

Учитель: - Весна!  Это время года, когда что происходит?

Дети: - Таит снег, начинает все расти, появляется зеленая трава.

Учитель: - А как растения появляются? Из чего?

Дети: Их садят, поливают, ухаживают?

Учитель: - А ваши мамы уже посадили семена? Какие?

Дети отвечают.

Учитель: - А как вы думаете, роботы могут садить? А как еще они могут помочь сельскому хозяйству? Летом в огороде он может стать вашим помощником?

Дети отвечают, думают, предлагают.

3. Знакомство с новым материалом.

Чтобы получить готовый продукт, весной сажают семена, ухаживают, поливают, пропалывают и собирают урожай.

Сельскохозяйственный робот или агробот — робот, используемый в сельскохозяйственных работах. Цель проста: заменить человеческий труд, повысить эффективность, урожайность. Работа идёт по следующим направлениям:

·                    роботы для посадки семян;

·                    роботы для полива;

·                    роботы для мониторинга сельхозугодий;

·                    роботы для сбора плодовых культур;

·                    роботы для борьбы с вредителями.

·         автоматизированные многофункциональные платформы (аналог тракторов);

Роботизированные системы разделяют на автоматизированные системы и, собственно, роботов. Автоматизированные системы работают автономно, но требуют оператора на борту или удалённо. Роботы – не требуют вмешательства или контроля человека.

Индустрия сельского хозяйства активно использует автоматизированные системы, но в использовании роботов несколько отстаёт, что вполне объяснимо сложностью и многовариативностью одни и тех же работ в этой сфере.

В Нидерландах ежегодно проводится Fieldrobot Event — соревнование мобильных сельскохозяйственных роботов. http://www.fieldrobot.nl/

Важным аспектом разработки агророботов является энергоэффективность. Наиболее продвинутые разработки опираются на энергию солнца.

Ladybird — робот для выращивания овощей. Робот для контроля за ростом овощей, уничтожения вредителей, удаления сорняков. Ladybird — божья коровка, сходство с которой дают солнечные батареи, чем-то напоминающим крылья божьей коровки.

Робот оснащён системой лазерного наведения, интегрированным автоматизированным манипулятором, с помощью которого можно собирать урожай.

HV-100 от Harvest Automation. Этот робот призван заменить человека в узкоспециальных сферах, где задействован физический труд по перемещению большого числа однородных предметов.

Как показывает практика, в сельском хозяйстве необходимы роботы, выполняющие и простейшие действия, как-то переноска тяжестей.

Shear Magic Robot. Один из немногих роботов для животноводства. Комплекс для стрижки овец. Критикуется защитниками прав животных, в то же время в нём видится и возможность для гумманизации процесса.

Rosphere — робот для мониторинга сельхозпосадок. Робот представляет собой небольшую шарообразную конструкцию, которая может беспрепятственно перемещаться по территории, независимо от рельефа. Rosphere оснащен встроенной системой спутниковой навигации, инновационным механизмам передвижения, который позволяет Rosphere передвигаться в нескольких плоскостях одновременно. Робот мот быть управляем удалённо, так и работать самостоятельно, поскольку программируются алгоритмы поведения и выполнения задач. Помимо визульного наблюдения, робот обеспечивает сбор ряда параметров: состояние земли и посевов, степень зрелости плодов, наличие/отсутствие вредителей и т.д..

McConnel Robopower — трактор беспилотник. Многофункциональная автоматизированная система — по сути это платформа, удалённо управляемая оператором (дистанция до 150 метров), частично автономная, способная нести на себе широкий спектр навесного оборудования.

Дизельный двигатель Deutz мощностью 140 л.с. Благодаря 400-миллиметровым гусеницам и низкому центру тяжести, McConnel Robopower обладает минимальным радиусом поворота и способен работать на склонах до 55°. Максимальная скорость 10 км/ч. Одновременно способен нести несколько видов оборудования, что за один проход позволяет выполнить несколько операций.

RowBot — робот для удобрений. Маленький, манёвренный, специализирован под одну задачу: распылять удобрения. Деликатен с растениями и при этом способен двигаться меж рядами посадок. Дозированное распыление, позволяет экономить на удобрениях и не нарушать экологический баланс.

BoniRob. Задача – изучение состояния урожая на полях. Однако платформа признана весьма удачной и ведутся разработки по расширению функционала этого робота.

Spirit. Трактор беспилотник, управляемый оператором удалённо, так и работающий по заданным алгоритмам автономно. Система навигации помимо использования спутника включает в себя решения с маяками, которые размещаются по углам поля (очерчивается рабочая зона за которую трактор не выходит).

    Spirit – это дизель-электрический гибрид, который может выдавать мощность до 1000 л.с. На нем установлен 5,2-литровый дизельный двигатель Isuzu, с помощью которого генерируется электроэнергия, а электромоторы уже вращают колеса.

    В Японии разработан робот RiceBot — для посева риса. В работе использует GPS и набора гироскопы.

    Agria — умеет пахать, культивировать почву, сеять, бороться с вредителями. Этот робот может взаимодействовать с себе подобными роботами создавая роботизированные системы.

    Agribot — многофункциональный аграрный робот. Будущая замена тракторов: автономная машина, которая снабжается широким спектром навесного оборудования, в том числе и роботизированного. На машине может быть размещено сразу несколько наборов оборудования, тем самым, за один проход Agribot способен выполнить несколько операция: например скосить траву и осуществить опрыскивание.

Робот с высокой точностью убирает сорняки: альтернатива опрыскиваниям, способ получить экологически чистые продукты.

4. Сборка роботов. (Практическая работа)

Учитель: -Давайте разделимся на группы:

1) Робот-сеялка

2) Робот-поливальщик

3) Робот-пропольщик

4) Робот-сборщик урожая

Учитель: - Можете предложить свой вариант

5. Программирование роботов.

6. Рефлексия. Демонстрация роботов.

Краткое описание документа:

Внеурочное занятие по робототехнике в сельской школе "Роботы в сельском хозяйстве" для 5-6 класса.

Образовательная цель: обобщить и систематизировать знания о возможностях роботов в области сельского хозяйства.

Развивающая цель:развивать умения по практическому применению знаний при сборке робота.

Воспитательные: воспитывать чувство гордости за успехи роботов в сельском хозяйстве, воспитывать бережное отношение к земле.