«Роботатехника – нанотехнологияға алғашқы қадам»

Жамбыл облысы әкімдігінің білім басқармасының

«Жамбыл политехникалық жоғары колледжі»

мемлекеттік коммуналдық қазыналық кәсіпорны

Бекітемін

Оқу – ісі жөніндегі

директордың орынбасары

_____________ Б.С.Доспакова

«___» ____________ 2019 ж.

«Роботатехника – нанотехнологияға

алғашқы қадам»

тақырыбындағы шынайы жоба көрмесі

ЦӘК отырысында қаралды.

Хаттама №____ «___» « ______» 2019ж.

ЦӘК төрайымы ____________ Токубаева А.Ж.

Дайындаған: Құттыбаев Н.Е. Ахметова А.С.

Тақырыбы:Робототехника – нанотехнологияға алғашқы қадам

Өтілетін орны: «STEM» зертханасы

Мерзімі: 29.05.2019ж. Сағ:11³⁰

Мақсаты: LEGO mindstorms конструкторымен таныстыру. Роботтардың негізгі конструкцияларын жинауға, оларды белгілі бір міндеттерге бағдарламалау, ең көп таралған міндеттер-жарыстардың негізгі шешімдерін студенттерге үирету.

Пәнаралық байланыс: физика, информатика, математика

Сабақтың көрнектілігі: Слайд,роботтар

Кіріспе

«Мен еш уақытта өз оқушыларыма еш нәрсе үйретпеймін

тек қана олардың оқуы үшін жағдай жаратамын»

Альберт Эйнштейн

ХХІ ғасыр – робототехниканың заманы. Экономикамызды ілгерілету үшін осы салаға терең ден қоюымыз керек. Қоғамдық салалардың барлығын ақпараттандыру, оқу үдерісін қарқындандыру негізгі жалпы білімді жаңғыртып, оның рөліне жаңаша көзқараспен қарауды талап етеді. Қазақстан Республикасында білім беру мен ғылымды дамытудың 2016-2019 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасының мақсаты экономиканың орнықты дамуы үшін білім берудің және ғылымның бәсекеге қабілеттілігін арттыру, адами капиталды дамыту болып табылады. Жоғарыда аталған мақсаттарды іске асырудағы ең маңызды міндеттердің бірі қазіргі ғылымның ықпалдасқан салаларын дамыту және оларды заманауи білім беру үдерісіне кіріктіру болып табылады. Осыған байланысты студенттердің ғылыми-техникалық білім берудің робот техникасы сияқты саласының өзектілігі артады.

1. «Робот тарихы роботатехника ұғымы»

2. «Lego mindstorms EV3 конструкторымен таныстыру» Қозыбаева А.

3. «LEGO mindstorms EV3 екі үлкен моторы» Беріккожа К.

4. «Lego mindstorms жиынтығына кіретін датчиктер» Рәш Ә.

5. «LEGO mindstorms EV3 роботына бағдарлама жазу»

6. «Электромобил роботы» К. Киселев

Робот (чех. robot, robota — еріксіз еңбек, rob — құл; чех жазушысы К. Чапек ойлап шығарған сөз, ол алғашқы ұғымында “жұмысқа шебер адам” мағынасында қолданылды) — антропоморфтық (адам тәрізді) әрекеттер, қимылдар жасайтын машина; адам жүрісі мен қимылын еліктететін автоматтандырылған кұрылғы.

Робототехника тарихы

1464 жыл Леонардо да Винчи 12 жасында адам тәрізді бірнеше қимыл жасауға мүмкіндігі бар гуманоид автоматының жобасын құрған болатын.

1833 жыл Чарльз Бэббидж аналитикалық машинаны құрастырды. Бұл жобаға қатысқан Ада Ловелас ең бірінші компьютерлік программист болып есептеледі.

1921 жыл – Rossum’s Universal Robots (R.U.R.) – Россумның Әмбебап роботтары пайда болды. Бұл Карел Чапектың чех тіліндегі фантастика туындысы. Аталмыш туынды ағылшын тіліне «робот» ұғымын енгізді.

1949 жыл Уильям Грей Уолтер «Тасбақа» деп аталатын алғашқы автономды роботын құрастырды. Роботтың түрі мен баяу қозғалуына байланысты оны «Тасбақа» деп атады.

1942 жылы ғылыми – фантастикалық мәнерде жазатын жазушы Айзек Азимов робототехниканың үш заңын ойлап табады. 1948 жылы Норберт Винер тәжірибелік робототехниканың негізін құрайтын кибернетиканың қағидаларын тұжырымдаған. Толығымен автономды роботтар XX ғасырдың екінші жартысында ғана пайда болды. Ең бірінші сандық басқаруы бар бағдарламанатын робот Unimate болған. Ол робот ыстық темір бөлшектерді балқыту машинасынан көтеріп, жинауға арналған. Қазіргі таңда коммерциялық және индустриалдық роботтар кеңінен тараған. Ол роботтар адамдарға қарағанда жұмысты арзанырақ, жинақы және нық орындайды. Сол салада қолданылатын роботтардың кейбір жұмыстары адам үшін лас, қауіпті және жалықтыратын болып табылады. Роботтар кеңінен құрастыру, жинақтау, жеткізу, жер және ғарыш зерттеулері үшін, медициналық оталар, жарақ ретінде, зертханалық зерттеулер, қауіпсіздік үшін қолданылады.

Робототехника қандай да роботтарды зерттеп әзірлемесе да, ол роботтар Айзек Азимовтың үш заңына бағынуы тиіс. Ол заңдарды 1942 жылы жазылған «Хоровод» атты әңгімесінде баяндаған. Ол заңдар мынадай оймен жазылған:

1.Бір де бір робот адамға залал келтіре алмайды, немесе әрекетсіздігімен залал келуіне жол бермейді.

2.Бірінші заңға қарсы келмесе, робот адамның барлық бұйрықтарын – орындауға тиіс.

3.Бірінші және екінші заңдарға қайшы келмесе, робот өз қауіпсіздігін қамтамасыз ету керек роботехника.

Робот техникасын қолдану саласы

Робототехника  (робот  және  техника;  ағылш. robotics  — роботика) – роботтардың  құрылысымен, жұмысы мен қолдануымен айналысатын, оған қоса олардың басқару, сезіну мен мәлімет өңдеумен айналысатын механикалық, электр және электронды инженерия мен компьютер ғылымдарының біріккен саласы.

Робототехника роботтардан басқа автоматтандырылған техникалық жүйелер мен өндірістік үдерістердің ең жаңа техникалық жиынтықталуын әзірлеу мен қолдану жолдарын зерттейтін ғылым.

LEGO mindstorms EV3 жиынтығына екі үлкен мотор кіреді. Моторлар біздің роботтың бұлшық еті немесе күш элементтерін орындайды. Үлкен моторлар, ең жиі доңғалаққа айналу үшін қолданылады, осылайша роботтың қозғалысын қамтамасыз етеді. Бұл моторлар адамның аяғы сияқты рөл атқарады деп айтуға болады.

Сурет. 8

Lego mindstorms EV3 жиынтығына кіретін бір орташа мотор роботтың (клешни, басып алу модульдері, түрлі манипуляторлар) түрлі аспалы жабдықтары үшін қозғаушы күш рөлін атқарады.

Сурет. 9

Lego mindstorms жиынтығына кіретін датчиктер сыртқы ортадан қажетті ақпаратты ұсынады. Программистің басты міндеті-датчиктерден келіп түсетін ақпаратты алуды және талдауды үйрену, содан кейін белгілі бір әрекеттерді орындау үшін моторларға дұрыс командаларды беру.

Сурет. 10

Біздің конструкторымыздың негізгі элементі EV3 басты блогы болып табылады. Бұл корпуста біздің роботтың миы бар. Дәл осы жерде датчиктерден ақпарат алатын, оны өңдейтін және командаларды моторларға беретін бағдарлама орындалады.

Датчиктерді EV3 модуліне қосу үшін сандармен белгіленген порттар"1", "2", "3" және "4". Осылайша, бір EV3 модуліне бір уақытта төрт түрлі датчиктерді қосуға болады. Барлық порттар мүлдем тең және сіз датчиктерді кез келген порттарға қосуға болады, ең бастысы - сіздің бағдарламалардағы тиісті датчиктер үшін порт нөмірін көрсеткен кезде мұқият болыңыз.

Қортынды

Қазіргі кезде роботтардың көптеген түрлері бар, әртүрлі орталарда әртүрлі жолмен қолданылады. Барлық роботтар кішкене болса да компьютер кодын керек етеді. Сол алгоритмде робот қалай жұмыс істейтіні көрсетіледі. Код жазған адам программаның ішінде робот шешімін қалай және қашан қабылдап, әрекет ететінін жазады. Программа роботтың негізгі мәнін құрайды.