X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Одним из ведущих направлений современной прикладной науки является робототехника. По всему миру проводятся конкурсы и состязания роботов для школьников и студентов. Лидирующие позиции в области школьной робототехники на сегодняшний день занимает фирма Lego (подразделение Lego Education) с образовательными конструкторами серии Mindstorms, Fischertechnik.

Робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных систем. Она опирается на такие дисциплины, как механика, физика, электроника, математика и информатика. Использование Лего – конструкторов в образовательной деятельности повышает мотивацию обучающихся к обучению и помогает достичь следующих образовательных целей:

коллективная выработка идей;

развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;

проведение систематических наблюдений и изменений;

логическое мышление и программирование заданного поведения модели;

установление причинно-следственных связей;

написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта;

экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов;

анализ результатов и поиск новых решений.

Одним из самых распространенных видов роботов являются роботы-манипуляторы. Для знакомства с конструкцией манипулятора школьникам можно предложить собрать робота с клешней [2], который может помочь в уборке помещения (рис. 1). Этот робот умеет не только хватать, но и приподнимать предметы. Например, убирать игрушки в определенное место.

Рис. 1. Робот с клешней

В данном проекте робот выполняет следующие действия по схеме (рис. 2):

После старта робот «делает зарядку» – разминает клешню.

После зарядки робот сканирует пространство перед собой на расстоянии до 30 см., поворачиваясь на угол от -90 до +90 градусов (0 градусов – это стартовое положение).

Если предмет обнаружен, робот подъезжает к нему хватает, едет обратно, разворачивается назад на угол -180 или 180, проезжает на 10 – 30 см. (первый раз на 30 см., второй - на 20 и третий - на 10) и бросает его. Затем возвращается назад.

Когда собрано 3 предмета, робот засыпает: программа останавливается.

Рис. 2. Схема движения робота

Для управления роботом нужна программа [1]. Данная программа пишется в среде программирования LEGO MINDSTORMS Education EV3 (приложение 1). Вначале были созданы шесть вспомогательных блоков: Grab, Throw, Turn, FindObj, FindEndOfObj, TurnTo. Каждый из блоков отвечает за определенное действие. Данные блоки были включены в итоговый вариант программы.

В данной работе был рассмотрен один из вариантов робота – помощника робот с клешней. Эту модель робота можно использовать в реальности, в различных сферах деятельности (сфера обслуживания, грузоперевозки, строительство и т.д.).

Робототехника позволяет разнообразить уроки информатики и других предметов, глубже изучить некоторые темы, позволяет раскрыть потенциал учащегося и помочь ему в дальнейшем с выбором будущей профессии. Вне зависимости от того, какой профессиональный путь изберет сегодняшний школьник в будущем, его работа так или иначе будет связана с использованием новейших технологий.

Список литературы

Демонстрационная программа для робота с клешней [Электронный ресурс]. URL: http://www.proghouse.ru/component/jdownloads/finish/4-razrabotki/39-demonstratsionnaya-programma-dlya-robota-s-kleshnjoj?Itemid=0

Инструкция для сборки робота с клешней [Электронный ресурс]. URL: http://www.proghouse.ru/component/jdownloads/finish/5-distributivy/38-instruktsiya-dlya-sborki-robota-s-kleshnjoj-iz-konstruktora-lego-mindstorms-ev3?Itemid=0

Никитина Т.В. Образовательная робототехника как направление инженерно-технического творчества школьников. – Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2014. – 169 с.

Тарапата В. В. Пять уроков по робототехнике //Информатика: Первое сентября.-2014.-№11.-С.12-25

Приложение 1

Программа движения робота с клешней

Код для цитирования: Скопировать