Читать онлайн полностью бесплатно Стэлла Мариус - Основы робототехники

Развитие робототехники началось давно в античные времена. Чтобы сделать легче труд людей, ученые древности изобретали примитивнейшие механизмы, которые выполняли простые действия, связанные с движением. Первый созданный робот принадлежал Да Винчи, его чертежи сохранились до наших дней. Робот представлял рыцаря, который двигался.

Современная робототехника в двадцатом веке развивалась активно, появились роботы, выполняющие записанную последовательность действий. Знаменитый писатель А.Азимов в своей книге 1942 года определил первые законодательные правила робототехники:

– робот, ни при каких обстоятельствах, не может нанести человеку вреда;

– машина должна выполнять команды человека;

– роботу необходимо самому уметь обеспечивать свою безопасность.

Странами, лидирующими в производстве роботов в настоящий момент, являются Япония, Россия, Германия, Швеция и Швейцария.

Робототехника – это разновидность прикладной системы, занимающейся разработкой и производством автоматизированных проектов – роботов. Робот – это запрограммированное устройство, у которого есть возможность действовать без человеческой помощи.

Воображение, основанное на научной фантастике, представляет роботов, как нечто напоминающее человека, с двумя руками и ногами, однако такое понимание робота достаточно узкое. На самом деле они имеют различные размеры, а так же формы.

Роботы бывают:

– Манипуляционные. Его действиями управляет манипулятор, имеющий несколько степеней подвижности и устройство программного обеспечения. Такие роботы распространены в машиностроительных производствах;

– Мобильные. Они подвижные, имеют автоматические шасси с приводным управлением.

Роботы имеют возможность двигаться по воздуху и водным поверхностям. Они подразделяются по типу передвижения на:

Колесные (гусеничные);

Шагающие;

Летающие (беспилотные летные аппараты);

Ползающие (передвигаются в поисках людей под завалами);

Плавающие (бесшумно двигаются в воде на подобии рыб, обладают повышенной маневренностью);

Передвигающиеся вертикально (подражают человеку, поднимаются по стене с помощью присосок или выступов).

Робототехнику можно назвать самостоятельной сферой науки. Любая наука должна быть полезной для общества, ее развитие помогает людям в их деятельности. Поэтому, у роботов есть свои разновидности с учетом степени полезности. Они используются в таких важных сферах, как:

Медицинские направления;

Исследовательские цели;

Боевые машины;

Домашние, в быту;

Промышленные, строительные;

Развлекательные программы.

В медицинской сфере роботы выпускаются массово, без них сложная диагностика пациентов была бы невозможной. Новым в медицине стала машина Unimation Puma 200, с помощью которой в 1985 г была взята часть ткани мозга у человека. Через семь лет в мировой практике произошло еще одно событие, робот ProBot первый раз произвел успешное оперирование пациента.

Робот для использования в быту по имени AIBO был выпущен фирмой Sony, внешне он похож на собаку. Это было вершиной технического прогресса.

Для улучшения порядка в современном обществе применяют летательные аппараты, беспилотники. Практикует использование таких роботов полиция, иные организации, обеспечивающие безопасность.

Классическую робототехнику в виде робота LEGO Mindstorms RCX 1.0. представила компания LEGO. Это произошло в 1998 году. С тех пор, практически все участники соревнований по технике сбора роботов используют LEGO конструкторы. Особенно хорошо к появлению конструктора отнеслись учителя, у педагогов появилась наглядная возможность обучать программированию. Занятия по созданию роботов нужны в следующих случаях:

1) Робототехника помогает научиться программированию без больших проблем, так как это очень увлекательный процесс. Конструирование робота с компьютерными играми не связано: игру человек просто поглощает, ведь она уже создана, а программирование стимулирует мыслительный процесс, заставляет сосредоточиться для решения той или иной задачи, развивает логическое мышление. Робототехника помогает обучаться программированию с помощью графических элементов, картинок, значков. Это отличная замена сухому коду программирования. Благоприятно робототехника влияет на ребенка, он начинает понимать, зачем нужен тот или иной технический предмет, изучаемый в школе.

2) Создание робота развивает математическое мышление, является его прикладным инструментом. Оно понятно даже тем людям, которые не связаны с математикой. Занятия по конструированию машины помогают разобраться именно в логике действий, а не просто запомнить отдельные задачи. Зачем решать скучные математические задачки, когда есть робототехника.

3) Конструирование машины учит не бояться делать ошибки и внедрять новые идеи. Робототехника помогает принимать допущенные промахи, делать из этого выводы и искать другие подходы к разрешению проблемы. Человек становится творческим, более смелым ко всему новому, у него исчезает чувство страха перед возможной неудачей. Программирование давно уже находится за пределами только компьютерного экрана, а сами программисты считают себя творческими людьми.