Современный век недаром называют веком технологий. Сейчас слово «робототехника» знакомо всем людям. И хотя большинство интуитивно понимает, что скрывается за этим термином, имеет смысл разобраться подробнее в этих понятиях.
Определение робототехники
Робот — это автоматическое устройство, действующее по заложенной в него программе. Соответственно, робототехника — это прикладная наука, занимающаяся созданием и применением таких устройств.
Робот, как и живой организм, получает сигналы из внешнего мира. Только делает это не с помощью органов чувств, а использует датчики, анализируя поступающие данные. И принимает решение либо автономно, либо получая команды оператора.
Историческая справка
Само слово «робот» появилось впервые в романе Карела Чапека 1920 года, но первый конвейерный механизм был сконструирован в 1934 году.
Последующие десятилетия бурно развивались технологии, которые и позволили в 1971 году создать первый микропроцессор. После этого рынок робототехники пережил сильнейший рост.
«Робототехника»
Сегодня машины уже побывали за пределами Солнечной системы, поселились в наших домах и продолжают развиваться, осваивая новые горизонты.
Виды роботов
Классифицировать роботов можно несколькими способами.
Начнем с дифференциации по типу перемещения. Машины могут перемещаться по поверхностям с разнообразным ландшафтом, часто «подсматривая» технику движения у животных. Так проектируются ползающие и плавающие устройства. Но наиболее распространенными пока что остаются гусеничные или колесные механизмы.
Делят роботов также на мобильные и манипуляционные. Первые подвижнее благодаря шасси с автоматическими приводами, а вторые используют манипуляторы со специализированным программным обеспечением и применяются в машиностроении.
Деление по сфере применения тоже существует, но об этом поговорим ниже.
Устройство робота
Основные элементы конструкции:
- Тело (рама). Размер и форма напрямую зависит от нужд заказчика. Человекообразные роботы, к образу которых так привыкло общество, составляют незначительную часть рынка. Дизайн робота обычно функционален, за редкими исключениями.
- Блок управления. Обрабатывает сигналы датчиков, анализирует их, затем принимает решение.
- Манипуляторы. Некоторые роботы могут работать без них, но все же для большинства это важная часть конструкции. Манипуляторы помогают выполнять нужные задачи, например, передвигать тяжелые грузы.
- Ходовая часть. Какой-то части роботов необходимо перемещаться в пространстве. Для этого у них есть приводная система.
Основные компоненты в робототехнике
- Если разобрать большинство механизмов, можно увидеть следующие элементы:
- Внутренний контроллер. Это операционная система робота, его мозг. Содержит нужную информацию для работы.
- Источник питания. Используются разные виды: батареи, фотоэлементы, даже пружинные механизмы, если говорить о механических роботах.
- Сенсоры, датчики. С их помощью воспринимается окружающий мир. Очень распространены звуковые, световые сенсоры, датчики давления.
- Приводы. «Мышцы» машины, помогают приводить в движение весь механизм. Приводы бывают: электрические, пьезодвигатели или ультразвуковые, воздушные и так далее. В этой области разнообразие технологий, многие из которых ещё на этапе разработки, одна из них — это эластичные нанотрубки.
Робототехника применяется во многих сферах:
Лабораторная работа N1
- Производство. Благодаря автоматизации процесса колоссально возросла эффективность, заводы увеличили обороты, удовлетворяя возрастающий спрос.
- Наука, исследования. Изучение Марса, пещер или подводных глубин — везде, где человеку быть слишком опасно, приходят на помощь машины. Voyager, Curiosity, Opportunity — примеры, говорящие сами за себя.
- Военные технологии. Дронов-беспилотников берут на вооружение армии.
- Бытовая сфера. Знакомые большинству роботы-пылесосы из этой категории.
Сегодня робототехника — прогрессивная область человеческой деятельности. На этом пути предстоит ещё масса открытий и новых изобретений.
Источник: dzen.ru
Что такое робот?
Робот является автоматическим устройством. Он действует по заложенной в него программе. Робот сделан по подобию живого организма и получает информацию от сенсоров (датчиков). Впервые слово робот ввел в употребление чешский писатель Карел Чапек и его брат Йозеф в 1920 году для пьесы «Россумские универсальные роботы». Означает оно подневольный труд и происходит от чешского слова «robota» или «robot».
Ранее в переводе на русский язык оно звучало как «роботарь», но в наше время мы его уже практически не услышим.
Для чего нужны роботы?
Робот нужен для того, чтобы заменить человека в тяжелых производственных или опасных условиях. Робот работает по заложенной в него программе, на основе получения информации от внешних устройств – сенсоров или по другому датчиков. Фактически любой робот копирует живые организмы и органы чувств людей, животных. То есть использует принципы такой прикладной науки как бионика.
Роботы могут работать автономно или управляться оператором, то есть человеком, который отдает команды. В промышленности обычно используются стационарные роботы, которые совсем не похожи на людей. Это различного вида
- станки
- производственные линии
- манипуляторы и прочее.
Роботы, похожие на людей, называются андроидами. Сейчас их больше используют как бытовые игрушки или как помощника по дому с очень ограниченным функционалом.
Роботов разделяют по категориям на много групп. Каждая классификация неполная и можно придумать много других.
Типы роботов:
Промышленные роботы
– выполняют различные производственные задачи. Всегда есть устройство управления – контроллер, может включать в себя манипулятор, сервопривод, различные сенсоры, пневмоцилиндры и многое другое. Все зависит от того, что делают на этом производстве. Например — склады, логистика здесь требуются конвейеры, штабелеры и т.д. Выполняют различные технологические операции, перемещение предметов, обработку материалов.
Медицинские роботы
– наиболее известный хирургический робот «Да Винчи». Он управляется несколькими операторами хирургами. При его помощи проводят высокоточные операции. Прибор представляет собой управляемый манипулятор. Обычно медицинские роботы совсем не похожи на людей.
Также есть роботы, которые выполняют отдельные функции, например, массаж или внутривенные инъекции, терапевтические функции и прочее. Для более точечных операций идет разработка нано-роботов. Они смогут вводиться внутрь с помощью капельницы, шприца или другим способом.
Бытовые роботы
– облегчают жизнь человеку. Это роботы, выполняющие функции секретаря, уборки помещений, роботы животные. Например робот-собачка, способная выполнять некоторые команды, роботы-пылесосы и другие.
Робот, которые обеспечивают безопасность.
— широко используются силовыми структурами. Это системы контроля доступом, автоматические устройства пожаротушения. МЧС и полиция используют беспилотники-дроны, подводных роботов для предотвращения пожаров и глубоководных работ.
Боевые роботы
— являются как правило дистанционно управляемыми и предназначены для замены человека в особо опасных и боевых ситуациях. Это роботы-минеры, роботы-саперы, роботы разведчики. Автономные боевые роботы пока находятся в стадии разработки.
Роботы учёные
– постепенно начинают использоваться для научных исследований и разработок. Для них используют все более совершенные алгоритмы управления. Роботы уже в состоянии проводить научные эксперименты, опыты, анализировать различные процессы, делать прогнозы и выдвигать теории. Эти роботы могут работать без перерыва, у них нет амбиций, они не могут обманывать и утаивать информацию. Также роботы лишены субъективной оценки своей работы.
Робот учитель
– может выполнять многие задачи, которые выполняет современный учитель. Он может читать вслух, общаться на многих языках, выдавать задания. Но пока не может распознавать эмоции человека, думать, как человек. Такой робот-учитель лишен индивидуального подхода к учащимся. У него сложности с мотивацией учеников и управлением классом.
Конспект урока по технологии,,Роботы как исполнители. Простейшие. Общее устройство робота
Единственный в мире Музей Смайликов
Самая яркая достопримечательность Крыма
Скачать 72.78 Kb.
Тема урока: Общее устройство робота.
Цель урока: С Формировать интерес к распространённым и перспективным технологиям в робототехнике
образовательные:
— рассмотреть самые распространённые виды роботов;
— освоить основные принципы их работы.
воспитательные:
— воспитать умение сосредотачиваться на поставленных целях;
— развивать культуру речи .
развивающие:
— развивать умение самостоятельно решать различные творческие задачи;
-развивать уверенность в собственных силах и умение анализировать и действовать максимально быстро в зависимости от сложившейся ситуации.
Тип урока: урок изучения нового материала
1. Организационный момент
2. Актуализация знаний
Новый материал (мотивация)
В современном мире использование роботов стало неотъемлемой частью нашей жизни. На автомобилях и самолётах ведут управление по круиз-контролю роботы- автопилоты. В наших домах убирают пыль роботы-пылесосы. На кухнях готовят пищу роботы-мультиварки и роботы-хлебопечкии т.д.
История создания роботов
Еще в далёкой древности люди хотели создать что-то вроде робота, чтобы он помогал им в работе, защищал их жилище и т.д. Первые попытки создать робота были у Архимеда (катапульта,баллиста), что помогло неоднократно одолеть врагов на поле боя.
Самый первый механизм, похожий на человека изготовил Леонардо да Винчи в 1495 г.. Это был механизм, одетый в рыцарские доспехи. А приходил в движение он с помощью тросов и роликов. Этот механизм так и не был использован в реальном бою.
Технический рисунок изготавливаемого робота, набор готовых деталей для
Термин «робот» придумал чешский писатель Карел Чапек. Сначала в своей пьесе он назвал человекоподобных механизмы «лаборами» (от латинского слова labor — работа), но это слово ему не понравилось. Тогда по совету своего брата(его звали Йозеф) , он переименовал их в роботов
Робот — это специальное устройство, которое действует по заложенной в него программе .
Робототехника — это наука, которая разрабатывает, а потом и создаёт различных по типу и назначению роботов.
- транспортные
- охранные
- сельскохозяйственные
- исследовательские
- медицинские роботы
- бытовые
- строительные
- учебные роботы
- промышленные
- боевые
Охранные роботы занимаются охраной территорий или помещений, выполняют патрулирование охраняемых объектов от проникновения злоумышленников и оповещают об этом дежурных операторов.
Сельскохозяйственные роботы выполняют трудоемкие работы в сельском хозяйстве
Исследовательские роботы используются для сбора информации об различных исследуемых объектах. После передают эту информацию оператору.
Медицинские роботы — выпускаются для облегчения диагностики заболеваний, проведения хирургических операций, реабилитации, радиационной терапии и т.д.
Бытовые роботы выполняют домашние обязанности. Например: мытье посуды, уборка помещений , приготовление пищи ,стирка белья и т. п.
Строительные роботы помогают автоматизировать различные операции, которые выполняются в процессе строительства новых объектов.
Учебные роботы обеспечивают помощь в реализации учебных мероприятий для обучающихся, студентов и сотрудников различных сфер трудовой деятельности.
Промышленные роботы служат для автоматизации всевозможных технологических операций (штамповка ,сварка , металлообработка и сборка различных изделий ) Применяются во всех отраслях промышленности.
Боевые (военные) роботы предназначены для минимизации участия человека в боевых действиях с целью уменьшения человеческих жертв, а также для работы в тяжелых военных условиях.
Бывают и другие виды роботов (робот-игрушка, робот-официант, робот-экскурсовод) и т.д.
Контроллер — устройство управления в электронике и вычислительной технике. По сути это микросхема, которая может решать различные задачи( нем может всё, что необходимо для самостоятельной работы: процессор, оперативная и постоянная память, порты ввода и вывода, таймеры,
Давайте разберемся, как устроены «мозги» робота. В зависимости от назначения робота ему необходимы алгоритмы мышления. Например:
Ориентации в пространстве
Восприятия и обработки абстрактных понятий
Визуального восприятия мира
Каждый робот имеет программную и аппаратную начинку (приводы и различных сенсоров) Но в основном «мозг» робота по сути компьютер.
Центральный процессор — это и есть «мозг» компьютера (устройство для обработки информации)
Постоянная память (ПЗУ), используется для хранения неизменяемых данных в компьютере. Она способна сохранить данные даже если нет электропитания.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) , — это та часть компьютерной памяти, где во время работы компьютера хранится выполняемая программа и все данные, которые обрабатывает процессор.
Итог урока.Рефлексия
Сегодня на уроке я узнала(узнал) …
Мне представляется интересным то, что…
Источник: topuch.com