МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВИДНОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 9
ПРОЕКТ НА ТЕМУ
«РОБОТЫ И ИХ РОЛЬ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА»
Проект выполнила:
ученица 4 «В» класса
МАОУ Видновской СОШ № 9,
Чеботарева Алиса
Руководитель проекта:
Хорешко М.И.,
учитель начальных классов
Московская область, Ленинский район, г. Видное,
2020 год
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..….3
1. История возникновения слова………………………………………………….…4
2. История создания роботов…………………………………………..………….….5
3. Как устроены роботы и как они работают………………………………………...9
КЛАССИФИКАЦИЯ РОБОТОВ……………...….……..…………………………..10
4.1. Классификация по типу управления…………………………..………………..10
4.2. Классификация по типу позиционирования…………………………….……..11
4.3. Классификация по типу назначения……………………….…………………...11
4.4. Классификация по способу передвижения…………………………….………12
РОЛЬ РОБОТОВ В НАШЕЙ ЖИЗНИ И ПРИМЕРЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СФЕРАХ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ………………….…………………...13
5.1. Медицина…………………………... …………………………….……………..13
5.2. Космос ……………………………………………………………………….…..14
5.3. Система безопасности ……………………………………..…………………...15
5.4. Служба спасения ……………………………………….….……………………17
5.5. Производство…………………………….……………………………...………19
5.6. Быт………………………….…………………...………………………………..20
5.7. Развлечения…………………….……………………………...………………....20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………..……….……....22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………..........23
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Ро́бот — автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе.
Актуальность моей темы: внедрение повсюду роботов для упрощения и ускорения труда человека. В современной жизни человек уже использует роботов во всех сферах своей деятельности. В большинстве своём роботы являются не заменимыми помощниками.
Основная цель создания роботов – избавление человека от выполнения тяжелой, опасной или рутинной работы. Попросту говоря, это помощь: устройства должны не заменить человека полностью, но освободить его мысли и руки от монотонной работы. Это позволяет человеку сосредоточиться на разработке уникальных проектов и выполнении задач, где требуется не только точность, но и интуиция, индивидуальный вкус и опыт, а роботу – помочь достичь максимальных показателей эффективности и производительности.
Наука, которая занимается разработкой роботов называется – Робототехника.
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СЛОВА
Слово «робот» появилось с подачи чешского писателя Карела Чапека после публикации в 1920 году его пьесы «Россумские Универсальные Роботы».
Чем занимались роботы в «Р. У. Р.» и почему их так назвали?
Герой пьесы «Р. У. Р.» учёный Россум изобрёл искусственных людей. Вскоре их производство было поставлено на промышленные рельсы. Искусственные люди должны были помогать человеку во всём.
В черновом варианте пьесы Чапек использовал для описания искусственных людей слово «лабор» (от лат. labor — «работа»). По замыслу автора, новый термин должен был отражать основную сущность машин — способность без устали выполнять рутинные действия. Впоследствии Карел по совету своего брата Йозефа* изменил «лабор» на «робот» (от чешск. robota — «работа», «тяжёлый труд»), звучание этого слова показалось ему более подходящим.
Один из героев пьесы, генеральный директор компании «Р. У. Р.», отвечая на вопрос «что такое роботы?», говорит: «Роботы — это не люди… они механически совершеннее нас, они обладают невероятно сильным интеллектом, но у них нет души». Так впервые появилось новое понятие «робот», которое стали использовать не только в фантастической литературе, но и в науке и технике.
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ РОБОТОВ
Роботы ассоциируются у большинства людей исключительно с новыми технологиями. Однако идее создавать машины подобные людям, уже сотни лет. Существа, напоминающие современных роботов, можно найти даже в мифологии и литературе.
Оказывается, первые мысли к созданию роботов возникли еще до нашей эры: в середине 3-го тысячелетия египтяне изобрели «думающих машин» - внутри статуй прятались жрецы, чтобы давать предсказания и советы.
1495 году Леонардо да Винчи создает проект механического рыцаря, чтобы показать, что машина может двигаться, как человек. Но Леонардо так его и не сконструировал. Это изобретение эпохи Возрождения считается первым в истории роботом.
Швейцарский часовщик Пьер-Жак Дро в 1770 году создал автомат чертежник. Это сидящая за столом девочка, которая выписывала аккуратным почерком буквы, слова и даже могла нарисовать собаку. При этом она плавно покачивала головой и опускала веки в такт движения руки.
1890 году Никола Тесла изобретает пульт дистанционного управления. Без этого устройства многих современных роботов невозможно было бы привести в движение. В 1898 г. Тесла испытал радиоуправляемое судно, после чего шествие роботов по миру было уже не остановить.
Один из первых роботов был построен американским инженером Венсли в 1925 году. Автор дал ему имя мистер Телевокс. Телевокс обладал способностью слышать и исполнять несколько различных приказаний, отдаваемых человеком при помощи звуков свистка. Он мог выполнять некоторые домашние работы, заменяя домработницу.
В 1936 году советским школьником Вадимом Мацкевичем был создан настоящий робот, который мог поднимать правую руку – это первый робот андроид в России. В 1937 году был удостоен диплома Всемирной выставки в Париже.
1991 – 1993 года появились роботы Е4, Е5, Е6, которые могли ловко подниматься по лестнице. В 2000 году был представлен робот Асимо, он является отличным спутником, который может ходить достаточно продолжительное время, отвечать на 50 вопросов.
В 2004 году Марк Тилден канадский физик создает игрушку «Робосапиен» - робота-гуманоида для массовой продажи.
К настоящему времени роботы продолжают развиваться и уже способны не только самостоятельно передвигаться, но и переносить грузы, играть на музыкальных инструментах, изображать домашних животных, собирать образцы породы на Марсе, обеспечивать работу международной космической станции, а также участвовать в поиске и спасении людей в чрезвычайных ситуациях.
КАК УСТРОЕНЫ РОБОТЫ И КАК ОНИ РАБОТАЮТ
Роботы бывают разных размеров от микроскопических – похожих на маленьких мушек, до огромных – размером с многоэтажный дом.
В каждом роботе есть подвижные части – шарниры – похожие на суставы человека, при помощи которых робот может двигаться. Конечности робота, при помощи которых он может брать, поднимать, опускать и перемещать предметы или выполнять какие-нибудь работы, называются манипуляторами. Роботы могут передвигаться по земле, по горам, могут опускаться под воду, летать по воздуху. Например, «Робострайдер» может ходить по воде как водомерка, а «Робопайк» плавает, как рыба.
Роботы исследуют всё, что находится вокруг них при помощи сенсоров – специальных видеокамер, датчиков расстояния и других специальных устройств. Всё, что «видит» робот, и вся информация, которую он получает, поступает в небольшой встроенный внутри робота контроллер – компьютер, который обрабатывает полученную роботом информацию, принимает решения и дает команды всем узлам робота.
Силу и способность двигаться роботу дают электрические моторы или двигающиеся при помощи воздуха или жидкости цилиндры, которые называются приводом.
Некоторыми роботами люди могут управлять, находясь от них очень далеко, при этом команды роботу человек посылает по радиосвязи или по подключенному к роботу кабелю. Например, робот Джейсон-младший может проникать в затонувшие корабли и подводные лодки, обследовать их изнутри, делать фотографии и подбирать обнаруженные внутри затонувших судов предметы.
Некоторые роботы могут выполнять задания сами, без управления человеком. Такие роботы запрограммированы человеком на самостоятельную работу. Про таких роботов говорят, что они обладают искусственным разумом или интеллектом.
КЛАССИФИКАЦИЯ РОБОТОВ
Классификация роботов очень обширна. Чтобы представить какие бывают роботы необходимо структурировать знания. Уже в наше время роботы вошли в производственные и бытовые процессы общества. Не возможно представить производство автомобилей без запрограммированных роботов-сварщиков или обезвреживание минного поля с помощью роботов-сапёров в местах боевых конфликтов.
Дроны и искусственный интеллект эволюционирует, постоянно изобретаются новые типы роботов и спектр их применения расширяется постоянно. Какие же бывают роботы?
Классификация по типу управления
Автономные — совершающие целевую работу или задачу без вмешательства человека. Такие роботы получают и обрабатывают информацию из окружающей среды самостоятельно с помощью технологии искусственного интеллекта. Они более совершенны с технической точки зрения. Самое примечательное что человечество не смогло создать разумного робота, способного к критическому мышлению. Зачастую такие машины ошибаются там, где человек без труда выходит из ситуации. К таким ботам можно отнести комбайны с технологией беспилотной работы, беспилотные автомобили и дроны курьеры.
Полуавтономные — выполняющие задачу без вмешательства человека, при этом по заранее определённому алгоритму. Эти боты более надёжны, по той причине, что работают по определённому набору правил. Они запрограммированы создателем той или иной модели. К таким роботам относятся роботы-сборщики на линиях сборки автомобилей, или станки ЧПУ (станки с числовым программным управлением) запрограммированные на какое-либо изделие.
Управляемые — управляемые человеком непосредственно либо дистанционно. Позволяют решать задачи управляя посредством пульта управления или иных устройств ввода сигнала. К таким роботам можно отнести экзоскелеты или просто детская машинка на дистанционном управлении.
Классификация по типу позиционирования
Стационарные — монтированные в фундамент, к несущим стенам или потолку по отношению к обслуживаемому оборудованию. Чаще используются на производстве где рутинная или тяжелая работа позволяет повысить эффективность и скорость производства продукции. Это сварщики, сборщики, упаковщики, подъёмники и др.
Передвижные — способные перемещаться в пространстве с помощью шасси, либо по ограниченной траектории по рельсам или индуктивным и оптическим трассам. К таким относятся роботы на колёсах, гусеницах, квадрокоптеры и др.
Классификация по типу назначения
Промышленные — участвующие в производственном процессе изготовления изделий и деталей.
Бытовые — предназначенные для облегчения жизнедеятельности человека.
Медицинские — предназначенные для работы в медицинской отрасли, облегчающие труд врачам и помогающие исключить человеческий фактор.
Военные — предназначенные для ведения боевых действий и обороны различных стран мира. К ним можно отнести различные противовоздушные системы, сапёры, военные беспилотники.
Классификация по способу передвижения
Подземные — соответственно перемещающиеся под землёй. Это могут быть исследовательские дроны.
Подводные — перемещающиеся под водой. Это могут мыть подводный батискаф или торпеда.
Надводные — перемещающиеся над водой. Это могут быть лодки или катера.
Наземные — передвигающиеся по суше. Это самоходные машины на гусеничном или колёсном ходу. Некоторые модели перемещаются при помощи механических ног.
Летательные — перемещающиеся по воздуху над землёй. Это так называемые беспилотники и квадрокоптеры.
РОЛЬ РОБОТОВ В НАШЕЙ ЖИЗНИ И ПРИМЕРЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СФЕРАХ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Сфера робототехники - это активно развивающаяся и подающая надежды сфера. Робототехника мир действительно высоких технологий. В современном мире, роботы – довольно востребованы. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже не догадываться. Современные роботы кажутся фантастическими и нереальными. Рассмотрим примеры использования роботов в различных сферах деятельности.
Медицина
Здравоохранение – одна из самых прогрессивных сфер, в которой применяется труд роботов. В настоящее время активно развивается роботизированная хирургия. Роботы успешно проводят операции на глазах, на головном мозге, используя очень тонкие инструменты. Роботы могут круглосуточно вести наблюдение за больными, которым требуется постоянный уход. Роботы никогда не устают и их стальные руки не дрожат после нескольких часов работы.
Во время операций роботов-хирургов контролируют врачи. Например, хирургический робот «Да Винчи» состоит из четырех манипуляторов, установленных на операционном столе. Врач сидит за компьютерным экраном и панелью управления и видит перед собой орган, который оперируется и все действия робота. Врач управляет роботом при помощи джойстиков, а робот при этом повторяет все движения врача. При этом врач может находиться в другом городе.
Роботы-сиделки «Перл», «Фло» ухаживают за пациентами больниц. Они подчиняются голосовым командам и могут доставлять больным лекарства, еду, питье, контролировать самочувствие больного и вызвать врача.
Несколько лет назад исследователям из Канады удалось запустить в артерию человека крошечного наноробота. Нано означает, что размер робота очень-очень маленький, почти невидимый. Если один миллиметр разделить на миллион частиц и взять одну частицу – вот такого размера будет наноробот. Такой робот может быть запущен в организм человека через иголку шприца. Роботы – невидимки могут исследовать кровь, ткани и клетки человека и искать в них пораженные места. Отыскав причину болезни, нанороботы могут спасти множество жизней.
Космос
Космороботы активно используются человеком в освоении просторов Вселенной – механизмы собирают образцы почвы и исследуют новые пространства в условиях повышенной радиации и экстремальных температур.
Основные работы в открытом космосе при строительстве Международной космической станции (МКС) выполняли роботы. Люди отправляют роботов в космос для исследования космического пространства. Например, робот «Соджорнер» был первым роботом-вездеходом, оказавшимся на поверхности Марса.
Отсутствие на Марсе кислорода, воды и высокая температура (до 100 градусов) затрудняют исследование этой планеты людьми. Поэтому люди поручили исследование Марса роботам-марсоходам. Такие роботы оборудованы различными сенсорами, инструментами и манипулятором при помощи которых марсоходы могут убирать с пути тяжелые камни и исследовать почву планеты.
Система безопасности
Не менее успешно роботизированные системы применяют в сфере безопасности: устройства со специальными датчиками оперативно обнаруживают чрезвычайные ситуации и успешно предотвращают их. Помимо этого, существуют разведывательные и боевые модели. Большинство людей не замечают, что рядом с ними повсюду действуют роботы-полицейские, роботы-охранники и роботы-шпионы. Роботы охраняют важные объекты и добывают секретную информацию о террористах. Роботы-охранники в отличие от охранника-человека могут работать 24 часа в сутки без сна, еды и воды, их трудно отвлечь, и они могут поднять тревогу, если на них совершено нападение. Роботы часто выполняют очень опасные задания. Например, они могут обследовать логово бандитов или доставить мобильный телефон преступнику, захватившему заложников, чтобы с ним могли поговорить полицейские. Полицейские дирижабли и беспилотные летательные аппараты наблюдают за территорией, фотографируют и передают людям, находящимся на земле, информацию о происшествиях, о военных базах противника.
Робот-шпион «Сайфор» очень похож на летающую тарелку и имеет форму двухметрового бублика. Он может зависнуть в воздухе напротив окна высотного здания, посмотреть, что происходит в помещении, может сбросить подслушивающее оборудование.
Существует летающий робот «Драгонфлай» размером с кончик пальца, похожий на маленькую муху, который может следить за опасными преступниками и выводить боевые ракеты на цель.
«Робарт-III» патрулирует офисы и склады, открывает и закрывает двери и отыскивает проникших в помещение преступников. В его руку встроено устройство, которое может стрелять шестью дротиками со снотворным.
В глазах робота «Марон-1» встроены камеры, которые ведут съемку внутри дома. Если в доме появится посторонний, его фотографию робот передает на мобильный телефон хозяина.
Служба спасения
Современные мобильные роботы работают во вредных или опасных для человека условиях. Например, при ликвидации последствий аварий, при работе с взрывоопасными предметами. Использование мобильных роботов в таких условиях позволяет человеку не рисковать своей жизнью и здоровьем.
Роботы участвуют в операциях по спасению людей при катастрофах, обезвреживают взрывные устройства, отыскивают места утечки опасных газов, чтобы не произошел взрыв. Например, робот-«змея» может двигаться внутри газовой трубы. Его видеокамеры и датчики отыскивают места поломки трубопровода и места утечки газа.
Промышленный робот «Рози» помогал людям разбирать сломавшийся ядерный реактор.
Все знают, что работа пожарных очень опасна. Поэтому были созданы роботы для тушения пожаров. Это японский робот «Гардробо», у него есть мощные водяные пушки, при помощи которых он тушит пожар, а его корпус сделан из специальной сверхпрочной пластмассы, которая выдерживает температуру до 1250 градусов.
Спасательные роботы, такие, как «Гибискус», могут проникать в узкие щели между обрушившимися плитами в зданиях при землетрясениях и других катастрофах. Микрофоны и встроенные инфракрасные сенсоры позволяют роботам обнаруживать оставшихся под завалами людей.
Гигантский робот-спасатель «Энрю» разбирает завалы при обрушении домов и зданий.
Робот «БЕАР» выносит раненых с поля боя в безопасное место.
Человек не может выполнять работу на большой глубине из-за того, что давление воды погубит человека, ведь на глубине свыше 2-х километров давление воды может раздавить даже корпус подводной лодки. Поэтому для подводных работ роботов делают из титана и других сверхпрочных материалов. Подводные роботы, такие как «Супер-Ахиллес» и «Зевс» обследуют обломки затонувших кораблей и самолетов, отыскивают и поднимают на поверхность «черные» ящики, ценные вещи и изучают подводный мир.
Для обнаружения и обезвреживания взрывчатки существуют роботы-саперы, оборудованные специальными видеоустройствами. Такие роботы передают изображение взрывных устройств человеку, находящемуся на безопасном расстоянии. Рука робота может безопасно для находящихся вблизи взрывчатки людей захватить бомбу, переместить её в специальный контейнер, чтобы избежать взрыва. Для уничтожения взрывного устройства некоторые роботы используют водяную пушку. Вода выстреливает тонкой струёй с очень большой силой, разрушает электрические провода бомбы и предотвращает взрыв.
Производство
Современные заводы и предприятия далеко продвинулась за счет современных технологий. Автоматизированные промышленные роботы применяются для сварки, укладки, покраски и прочих операций, требующих многократного повторения и высокой точности.
Чаще всего такие механические работники представляют собой механизм, напоминающий человеческую руку. Обычно это универсальное устройство с несколькими осями подвижности и фланцем для закрепления рабочего инструмента.
Использование промышленных роботов значительно увеличивает производительность, в то время как человеческие ресурсы освобождаются для более важных задач.
Быт
Роботы гораздо ближе к людям, чем кажется, многие из них успешно используются в быту. Самые распространенные – робот-пылесос, робот-газонокосильщик, а также массажер и даже чистильщик бассейна.
В последнее время пользуется все большей популярностью «умный дом» – автоматизированная сеть, контролирующая электричество, водоснабжение, безопасность и другие системы.
Развлечения
Применение роботов в различных сферах деятельности привело к тому, что многие дети и взрослые сегодня не прочь завести себе механического друга. На прилавках магазинов немало разнообразных детских игрушек (в том числе радиоуправляемых), которые умеют петь, танцевать, рассказывать сказки и даже летать. «Взрослые» игрушки, как правило, сложнее и дороже, зато вызывают восхищение тем, как далеко зашел прогресс.
Один из популярных роботов – англичанин Теспиан – гуманоид, созданный для общения. Кроме того, что Теспиан отличный собеседник, он еще декламирует стихи и умеет разыгрывать театральные постановки, уверенно при этом жестикулируя и отображая смену эмоций на лице.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В современной жизни человек уже использует роботов во всех сферах своей деятельности. В большинстве своём роботы являются не заменимыми помощниками. Целью роботостроителей является создание робота подобного человеку с развитым искусственным интеллектом. Но человек – это очень сложное существо. Человек может чувствовать, выражать эмоции, такие как радость, гнев, грусть, страх и другие. Человек обладает мощным мозгом, совершает множество движений. Поэтому машине – роботу очень сложно повторить человека, робот не может быть таким, как человек.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Журнал «Происхождение роботов».
Булгаков А.Г., Воробьев В.А. «Промышленные роботы. Кинематика, динамика, контроль и управление.».
Роботы. Большая энциклопедия.
Владимир Гололобов, «С чего начинаются роботы?».
Вадим Мацкевич, Занимательная анатомия роботов».
Тимофеев А.В. «Роботы и искусственный интеллект».
https://xn--80abmurblt.xn--p1ai/
https://ethnomir.ru/articles/istoriya-robotov/
ПРИЛОЖЕНИЕ
