Цель: создание программируемой модели робота-помощника.
Задачи:
- Спроектировать и создать модель робота
- Запрограммировать модель робота
- Протестировать работу
- Проанализировать результаты
Гипотеза: робот, собранный из конструктора «Лего ведо 2.0», может выполнять функции помощника при правильной настройке и конструкции и программного обеспечения.
Объект исследования: робот, созданный из конструктора «Лего ведо 2.0»
Предмет исследования: функциональные возможности робота и алгоритмы его программирования.
Актуальность темы: в современном мире роботы — помощники становятся неотъемлемой частью быта — они помогают в уборке, приготовлении пищи, уходе за домашними животными и растениями, сортировке предметов и т. д.
Исследовательская работа посвящена созданию упрощенной модели робота — помощника с использованием конструктора «Лего ведо 2.0», способного выполнять простые задачи (перемешивание и измельчение продуктов, перевоз и подъем предметов и т. д.).
1. История изобретения роботов
Из передач и книг, я выяснил, что слово «робот» произошло от словацкого «robota», что обозначает подневольный труд. Главная задача роботов: помогать человеку. Человек, создавший первого действующего робота — американский инженер Рой Уэнсли. Разработанный им в 1928 году механизм под названием «Герберт Телевокс» представлял собой человекоподобную машину, способную открывать двери и окна, отключать духовку, электродвигатели. [3, с. 41].
Первый прообраз промышленного робота появился еще в 1898 году — это был созданный американским инженером. Манипулятор, с помощью которого выхватывались заготовки из раскаленной печи.
В 1970 г. с космодрома «Байконур» был запущен первый радиоуправляемый робот на другой планете или спутнике — Луноход 1, который сделал анализ лунного грунта. [4, c. 56].
I. Обзор возможностей конструктора «Лего ведо 2.0»
«Лего ведо 2.0» — это образовательный конструктор, предназначенный для изучения основ робототехники и программирования в детских садах и начальной школе.
В его комплектации: смартхаб — устройство для управления моторами и датчиками с подключениями по «блютуз». Мотор — средство для движения моделей. Датчик движения, датчик наклона — для определения положения в пространстве. 280 деталей. Конструктор включает методические материалы, интерактивные пособия и электронные тетради.
При анализе функций робота-помощника, я определил базовые функции для своей модели:
— сортировку и перемещение предметов;
— подъем легких объектов;
— выполнение команд по расписанию.
II. Практическая часть. Описание работы
Прежде чем начать конструировать робота я сделал чертеж. А потом просмотрел схемы сборки из разных конструкторов. Для конструирования выбрал «Лего ведо 2.0», т. к. в одном наборе наличие почти всех компонентов, детали легко соединяются, можно менять робота под разные задачи (например, превратить уборщика в сортировщика), в наборе предусмотрены соединительные и крепежные инструменты, цепи и тросы для создания разных механизмов. Программное обеспечение не требует специальных знаний и позволяет «оживить» робота после сборки, задавая последовательность действий.
А еще, помимо базовых моделей из инструкции, можно придумывать собственные конструкции, легко добавлять новые функции, комбинируя датчики и моторы разными способами.
Решил создать модель робота, который объединит в себе несколько функций. Основание робота формируется из крупных плоских деталей Лего, которые обеспечивают устойчивость всей конструкции. На основании закрепил смартхаб, к которому подключил датчик и мотор. Также, на платформе размещены крепления для вертикальных стоек, которые собраны из балок Лего. Служат опорой всей конструкции. В центре конструкции расположен мотор. Голову собрал из голубых и желтых деталей, на ней расположены «глаза-камеры», которые анализируют изображения. Контролируют качество продуктов.
Ключевым элементом конструкции является система шестеренок, приводящая в движение «руки» робота. Такая конструкция позволяет легко модифицировать робота, заменяя и добавляя детали для новых функций.
Но конструкцию пришлось дорабатывать, т. к. готовая модель не позволяла объединить несколько функций одновременно.
Посмотрев видео, изучив несколько схем и добавив деталей, немного пофантазировав, смог доработать модель. Я принял решение собрать для робота еще «руку», используя дополнительные детали, получилась насадка с реечной передачей, которую приводит в движение мотор, работающий от блока питания. Благодаря моей доработке, робот одновременно сможет выполнять несколько функций, например, перемешивать пищу и мыть пол. Это сэкономит время, не нужно переставлять насадки.
Чтобы робот мог передвигаться прикрепил колеса. Для робота-помощника я написал линейную программу.
III Заключение.
В ходе работы гипотеза подтвердилась. Робот, собранный из конструктора «Лего ведо 2.0» успешно выполняет базовые задачи помощника.
Теперь я знаю, хотя над созданием роботов трудятся ученые и инженеры, каждый школьник может придумать дизайн одного из них. По итогам проделанной работы можно сделать вывод, что, изучив схемы, чертежи, посмотрев видео, можно изготовить робота и запрограммировать его.
Я очень рад, что у меня получилось собрать робота.
Литература:
- Медицинские роботы [Электронный ресурс].
- Русецкий А. Ю. В мире роботов: книга для учащихся — Москва Просвещение, 1990.
- Инструкция по эксплуатации конструктора Лего Ведо» 2.0
