Творческий проект - робот "Бобби"

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Дом детского творчества» п. Ханымей Пуровский район

Выполнил: Александров Даниил, 11 лет, учащийся кружка «Икс-фал»

Руководитель: Аржаникова Инна Владимировна, педагог дополнительного образования Ханымей 2014 г.

I. Введение

«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире»

Д.А. Медведев

 Я выбрал тему творческого проекта «Робот «Бобби», потому что мне очень нравится конструировать различные модели, а с помощью конструктора Lego Mindstorms я могу не просто создавать модели, а ещё и оживлять их, воплощая в них свои творческие и изобретательские идеи.

Цель проекта: собрать Legoробота способного определить цвет предмета и перевозить его в определённое место.

Задачи:

1. Определить объекты, в которых возможно применить ресурсы робототехники.
2. Создать необходимую конструкцию.
3. Оборудовать робота датчиками.
4. Написать программу.

Робототехника в сегодняшнее время актуальна, поскольку использование роботов в выполнении ряда действий позволяет увеличить безопасность при работе, избежать утомляемости человека.

Лего Майндстормс (LEGO MINDSTORMS NXT) - этоособый конструктор, обладающий практически неограниченными возможностями. С его помощью можно создать настоящего Лего-робота, способного выполнять различные команды.

С помощью датчиковробот Mindstorms понимает окружающую среду: чувствует и реагирует на внешние раздражители, различает цвета и уровень освещенности, измеряет расстояние до объекта и реагирует на движение. Так, Lego Mindstorms способен выполнять заданные команды после прикосновения или хлопка, то есть робот может видеть, слышать и осязать. Mindstorms также может выполнять какую-либо работу, двигаясь в разные стороны, поворачиваясь и пятясь назад.

С помощью среды программирования Mindstorms NXT пишется программа путем перетаскивания блоков, которые описывают различные поведения, например, поворот двигателя. С использованием различных блоков можно контролировать двигатели, определять расстояние до объекта или изменение цвета, а так же воспроизвести звук и выполнить код в зависимости от состояния датчиков и т.д.

Я поставил перед собой задачу: используя конструктор Lego Mindstorms базовый набор (9797)и ресурсный набор (9695) собрать робота, оборудовать его датчиками и написать программу, позволяющее роботу выполнить следующие действия: двигаться вперед, поворачиваться, определять цвета (красный), выполнять захват мяча, говорить привет, пока, реагировать на препятствие.

II. Основная часть

2.1. Историческая справка

Прежде чем приступить к выполнению своего проекта я изучил историю возникновения роботов.

Слово «робот» вошло в речь с легкой руки чешского писателя Карела Чапека. В своей пьесе RUR («Россумские Универсальные Роботы»), опубликованной в 1920 г. Чапек описывает фабрику, производящую «искусственных людей», которых и называет роботами.

Мне удалось узнать, что первые роботы появились еще в эллинскую эпоху – на маяке острова Форос были установлены фигуры, способные двигаться и издавать звуки, предупреждающие моряков. Конечно, этим простым механическим устройствам далеко до современных аналогов. Постепенно усложняясь и дополняясь, они стали незаменимыми помощниками практически во всех сферах человеческой деятельности.

В конце XIX века русский изобретатель Пафнутий Чебышев представил проект «стопохода» – человекоподобной машины повышенной проходимости. Примерно тогда же другой великий славянин – серб Никола Тесла испытал радиоуправляемое судно (1898), после чего, шествие роботов по миру было уже не остановить.

Среди многочисленных изобретений Леонардо нашлись также чертежи робота, который был запрограммирован имитировать человеческие движения (приподниматься и садиться, двигать руками и шеей) и имел анатомически правильное строение челюсти.

Существует множество легенд о Талосе, послуживших основой для фильма «Ясон и Аргонавты»  с потрясающими зрелищными спецэффектами Рэя Харрихаусена. Среди легенд и мифов есть и такие, где бронзовый великан представлен первым известным в древности роботом.

С момента своего появления полвека назад роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных, эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. В ближайшие десятилетия всё более совершенные роботы станут незаменимыми помощниками людей и смогут взять на себя обеспечение большей части потребностей цивилизации.

2.2. Описание и устройство робота

После того, как я познакомился с историей появления роботов, начал собирать своего робота, которому дал имя «Бобби».

Работа над проектом выполнялась поэтапно: сначала я собрал голову для своего робота, придумал причёску. Далее работа велась по созданию рук для робота, необходимо было продумать конструкцию, позволяющую роботу выполнять действие «захват мяча». После чего я приступил к сбору колёс, то есть с помощью чего мой робот будет передвигаться, я решил поставить его на гусеницы. И последним этапом моей работы было соединить все конструкции в одну. Туловищем робота послужил блок NXT. На выполнение моей модели ушло 242 детали, в том числе один блок NXT, три сервомотора, с помощью которых робот выполняет команды движения вперёд, поворачиваться и выполнять действие захват мяча.

Также я использовал датчик касания - с его помощью робот выполняет команду «Hello», при нажатии на датчик; с помощью датчика звука, мой робот реагирует на хлопок и выполняет команду «Goоdbyе»; с помощью датчика расстояния мне удалось реализовать следующее действие: робот видит препятствие и останавливается, датчик цвета я использовал для определения цвета мяча, если робот видит красный мяч, он произносит «Red», если же мяч другого цвета то молчит.

С помощью датчиков мне удалось реализовать все свои идеи.

При выполнении своей конструкции я использовал следующие детали:

2.3. Пошаговая инструкция сбора модели - смотрите фото выше.

2.4. Программирование робота

  После того, как робот был готов, я приступил к самой сложной части своего проекта – это программирование робота и настройка датчиков. Для этого я использовал среду программирования Lego Mindstorms NXT. С помощью специальных блоков я составил программу для своего робота.

III. Заключение

Сегодня наблюдаются стремительные изменения во всем обществе, которые требуют от человека новых качеств. Прежде всего, речь идет о способности к творческому мышлению, самостоятельности в принятии решений, инициативности.

Робототехника является одним из активно развивающихся направлений современного общества. В связи с этим в настоящее время робототехника - это одно из перспективных направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.

Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом.

Поэтому я считаю свою работу над проектом робот «Бобби» актуальной. По окончанию проекта мне удалось реализовать поставленные цели: я создал модель, которая способна передвигаться по заданной траектории, перевозит тяжёлый груз, определять красный цвет.

Вот что у меня получилось:

Конструкторы Лего Mindstorms - это неограниченные возможности для творчества!

IV. Список используемой литературы.

1. Энциклопедия ВикипедиЯ.
2. Д.Г. Копосов «Первый шаг в робототехнику» .
3. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS NXT.
4. Интерактивный учебник MS NXT, выпущенный компанией MindStorm.
5. Сайт, посвященный лего-роботам (новости, инструкции по сборке, справочная информация)
6. Интернет ресурсы.

Источник