10176249_831177Tekhnolog
.pdfПередовые направления в робототехнике § 7
Другими словами, робототехника — это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных систем. Робототехника опирается на такие дисциплины, как механика, физика, электроника, математика и информатика.
Активное производство роботов началось в 1970-е годы. Прежде всего, их стали использовать для выполнения однообразных (и часто опасных) операций. Больше всего промышленных роботов задействовано в автомобильной промышленности, где они работают на штамповочных и сварочных участках, в покрасочных камерах, на сборке.
Существуют и полностью автоматизированные заводы, например завод в штате Техас (США) компании IBM для сборки клавиатур. Люди там практически не нужны: абсолютно всё производство, от выгрузки материалов и до получения готовой продукции, полностью роботизировано, работает круглосуточно и без выходных.
§ 7 Передовые направления
в робототехнике
Посмотрите на таблицу главных передовых направлений в робототехнике XXI века, которые будут определять научную и промышленную мощь государств (табл. 3). Выберите интересное для вас направление. Возможно, оно будет связано с вашей будущей работой.
|
|
Таблица 3 |
|
Передовые направления в робототехнике |
|
||
|
|
|
|
Технология |
Состояние |
Возможное применение |
|
|
|
|
|
Групповая |
Теория и |
Автономные системы. |
|
робототех- |
экспери- |
Космические конструкции. |
|
ника |
менты |
Распределённые вычисления |
|
|
|
и наблюдения. |
|
|
|
Спортивная робототехника. |
|
|
|
Логистика и транспорт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23
2Робототехника
|
|
Окончание табл. 3 |
|
|
|
Технология |
Состояние |
Возможное применение |
|
|
|
Нанороботы |
Теория и |
Производство редких материалов. |
|
эксперименты |
Изменение климатических |
|
|
условий. |
|
|
Медицина и здоровьесбережение |
|
|
|
Экзоскелет |
Прототип, |
Переноска тяжестей. |
|
исследования |
Медицина и здоровьесбережение. |
|
и разработки |
Помощь инвалидам. |
|
|
Вооружение. |
|
|
Строительство |
|
|
|
Микро- |
Активное |
Манипуляция микрообъектами. |
электроме- |
развитие |
Лаборатория на одном чипе. |
ханические |
|
Приборостроение (например, |
системы |
|
гироскопы) |
|
|
|
§ 8 Программа для управления роботом
В предыдущей главе вам было дано задание собрать робота. Предположим, вы его собрали.
Правда, делать он ничего пока не умеет… Точнее, умеет только одно — выполнять команды.
Но написать их должны вы, причём на языке, который понимает робот. Да, с роботом нужно общаться на специальном языке — языке про-
граммирования. Современные программные средства позволяют это сделать при помощи понятных знаков-иконок, которые являются блоками визуального языка программирования. Давайте начнём изучать этот язык.
Это не так сложно.
24
Программа для управления роботом |
§ 8 |
Задание 12 |
|
Воспользуйтесь программой для управления роботом (рис. 9) |
|
в следующем порядке. |
|
Рис. 9. Окно программы |
|
1.Запустите программу для управления и программирования робота.
2.Наведите указатель мыши на неизвестную вам кнопку и отпустите мышь — появится подсказка.
3.В теме «Краткое руководство» и подтеме «Программирование» запустите обучающий видеоролик. Выполните всё, что рекомендуется в нём.
25
2Робототехника
4.Просмотрите видеоролик «Краткий обзор программирования» по использованию программы.
5.Проверьте, запомнили ли вы, где расположены и для чего используются основные палитры:
•Действие;
•Управление операторами;
•Датчик;
•Операции с данными;
•Дополнения;
•Мои блоки;
и вкладки:
•Информация о модуле;
•Просмотр портов;
•Доступные модули;
•Загрузка программ в EV3.
6.В меню Справка выберите Отобразить контекстную справку. Она поможет получить краткую информацию обо всех вкладках и блоках в палитрах.
§9
Графический интерфейс пользователя
Теперь вам известно, каким образом будет происходить ваше взаимодействие с роботом и различными роботизированными устройствами на основе EV3. Другими словами, вы разобрались в
интерфейсе программы. Почему так быстро это произошло? А вот почему…
Графический интерфейс пользователя — это интерфейс, в котором все его элементы (меню, кнопки, значки, списки, флажки и т. п.) представлены на дисплее и исполнены в виде графических изображений.
26
Проект «Незнайка» § 10
Если элементы интерфейса отображают их назначение и свойства, что облегчает понимание и освоение программы неподготовленными пользователями, то такой интерфейс называется интуитивно-понятным. Практически все современные компьютерные программы имеют интуитивно-понятный графический интерфейс.
Если вы хотите лучше разбираться в используемых терминах, посмотрите «Словарь терминов», располо+ женный в конце пособия.
§ 10 Проект «Незнайка»
Помните, как Незнайка подговаривал Пончика, не включённого в экипаж для полёта на Луну, путешествовать «зайцем», а Пончик случайно запустил ракету в автоматическом режиме?
Вы собрали робота и разобрались в интерфейсе программы. Теперь творите, выдумывайте, пробуйте! Заставьте робота сделать что-нибудь эдакое…
Задание 13
Придумайте роботу три задания и попытайтесь составить программы, чтобы он выполнил их. Загрузите задания в память робота и запустите.
Не забудьте посмотреть, что делают другие.
27
2Робототехника
§ 11 Первая ошибка
Часто ли вы говорите: «Я этого не делал! Оно само!»? Если вы всё-таки добились того, что увидели на экране монитора картинку, аналогичную изображённой на рис. 10, — вы действительно хороший экспериментатор! Если вам не посчастливилось пока увидеть — не расстраивайтесь, скоро такое окно обязательно появится.
Рис. 10. Недостаточно памяти для загрузки программы
Объём памяти робота не такой уж и большой, а каждая команда (программный блок) после загрузки в память робота занимает там некоторый объём. Естественно, когда-нибудь свободная память закончится.
Давайте научимся очищать память робота.
28
Первая ошибка § 11
Задание 14
Удалите программы из памяти робота (рис. 11) в следующем порядке.
Рис. 11. Окно Обозреватель памяти. Вкладка Модуль
1.Вызовите Обозреватель памяти, выбрав в меню Инструменты соответствующий пункт.
2.Перейдите на вкладку Модуль. Выбрав ненужный проект, удалите его.
3.Закройте окно.
Память робота очищена. Он не помнит, что с ним было, и ждёт дальнейших приказаний…
29
2Робототехника
Задание 15
С помощью Википедии (http://ru.wikipedia.org) подготовьте небольшой рассказ с мультимедийной презентацией по одной из следующих тем:
1.Айзек Азимов.
2.Законы робототехники.
3.Карел Чапек.
4.Мышцы роботов.
5.Системы управления роботами.
6.Мехатроника.
7.Искусственный интеллект.
Задание 16
Заполните таблицу 4, указав назначение каждой палитры и вкладки.
Таблица 4
Основные палитры и вкладки
Название Для чего используется
Палитра Действие
Палитра
Управление операторами
Палитра Датчик
Палитра
Операции с данными
30
|
Первая ошибка |
§ 11 |
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 4 |
||
|
|
|
|
Название |
Для чего используется |
|
|
|
|
|
|
Палитра Дополнения |
|
|
|
|
|
|
|
Палитра Мои блоки |
|
|
|
|
|
|
|
Вкладка |
|
|
|
Информация о модуле |
|
|
|
|
|
|
|
Вкладка |
|
|
|
Просмотр портов |
|
|
|
|
|
|
|
Вкладка |
|
|
|
Доступные модули |
|
|
|
|
|
|
|
Вкладка |
|
|
|
Загрузка программ в EV3 |
|
|
|
|
|
|
|
Задание 17
Ответьте на вопросы и заполните пропуски.
1.Можно ли запустить программу, не отключая робота от порта USB?
________________________________________________________
2.Для чего используется вкладка Лобби?
_______________________________________________________
3.Для чего используется вкладка Свойства проекта?
________________________________________________________
4.Чем определяется последовательность выполнения команд?
_______________________________________________________
31
2Робототехника
5.Верно ли утверждение: какой блок левее, тот и выполняется первым?
________________________________________________________
6.Вставьте пропущенные слова:
а) Когда программные ________ находятся ________
друг к другу, они автоматически _________________.
б) Когда программные блоки не находятся _____________
друг с другом, вы можете их ___________ . Перетащите соединитель от ________________ блока ко
________________ блоку.
в) Для __________________ программ бывает удобно
_______________ программу на более ___________
фрагменты программных блоков с промежутками между фрагментами.
Задание 18
Поставьте в соответствие номера блоков (рис. 12) и их названия (в таблице 5). После названия укажите номер блока.
Рис. 12. Программные блоки
32