Роботы-андроиды - кто они? Научно-исследовательская работа

ГОРОДСКАЯ НАУЧНО - ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ

«ШАГ В БУДУЩЕЕ»

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ – ЮГРА

__________________________________________________________________________

РОБОТЫ-АНДРОИДЫ – КТО ОНИ?

Научно-исследовательская работа

Автор: ученик 6А класса Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №1»

Научный руководитель: учитель информатики I квалификационной категории Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №1»

Нягань, 2014 г.

Создание приложений в среде Scratch

Ханты-Мансийский Автономный Округ – Югра

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

муниципального образования города Нягани

«Средняя общеобразовательная школа №1», 6 – А класс

Оглавление

Аннотация

План исследования

Научная статья

Заключение

Список литературы

Приложения

Создание приложений в среде Scratch

Ханты-Мансийский Автономный Округ – Югра

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

муниципального образования города Нягани

«Средняя общеобразовательная школа №1», 6 – А класс

Аннотация

Актуальность темы

Меня очень заинтересовала тема о роботах, о роботах-андроидах, когда я впервые недавно увидел по телевизору репортаж про самого продвинутого робота-андроида, которого японцы назвали Asimo (Согласно одной из версий, это аббревиатура от имени известного писателя-фантаста Айзека Азимова. Согласно другой версии, ASIMO – сокращение от «Advanced Step inInnovative MObility»).

Сколько помнит себя человечество – столько живёт в людях желание переложить на кого-нибудь тяжёлую работу.

В XV веке Леонардо де Винчи создал чертёж механического человека. В начале XX века разные компании начали разработки в области конструирования человекоподобных роботов.

Данная тема исследования современна и актуальна в наше время. Мы живём в начале XXI века, в ближайшем будущем мы все столкнемся с использованием роботов в жизни, быту, работе и т. д. изучение данной темы позволит лучше разобраться в принципах работы и функционирования роботов и перспективах их использования для человечества.

Цель работы - изучить вопрос, связанный с принципом создания и функционирования роботов-андроидов, оснащения его программным обеспечением, позволяющим роботу обладать искусственным интеллектом и изучение степени проникновения роботов в нашу жизнь.

Объект - принципы функционирования роботов и роботов-андроидов.

Предмет – искусственный интеллект, система питания, система движения и привода роботов-андроидов.

Задачи:

-ознакомиться с понятием «искусственный интеллект»;

-изучить информацию о разработках и создании роботов;

-провести исследование степени вхождения роботов в повседневную жизнь человека.

Методы исследования:

1) поиск и сбор информации;

2) анализ и синтез полученных данных;

3) опрос;

4) обобщение данных;

5) оформление результатов.

Результаты работы

Результатом нашей исследовательской работы стали собранные нами материалы о роботах-андроидах. В ходе работы я не только ознакомился с художественной литературой, научной литературой, кинематографом, интернет-источниками по теме исследования, а также узнал об основных принципах создания роботов; получил много новых знаний, не изучаемых на уроках в школе; научился создавать модули голосования на Web-сайте.

Вывод

Владея достоверной, полной информацией о принципах функционирования роботов и технологий наделения их искусственным интеллектом, человек способен управлять роботами и с пользой использовать их в своей жизни.

Создание приложений в среде Scratch

Ханты-Мансийский Автономный Округ – Югра

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

муниципального образования города Нягани

«Средняя общеобразовательная школа №1», 6 – А класс

План исследования

Вопрос, рассматриваемый в данной работе, касается одного из изобретений человека – роботов-андроидов. А именно принципов создания и функционирования, а также наделение их интеллектом.

Проблема использования роботов в повседневной жизни человеком заключена в недоверии к технике подобного рода. Это недоверие и боязнь прослеживаются во многих художественных фильмах и книгах.

Гипотеза – если человек будет знать об устройстве и функционировании роботов, то не будет «бояться» их проникновения в свою жизнь.

Подробное описание метода

На начальном этапе исследования я изучил интернет-ресурсы по теме исследования. А также просмотреть несколько художественных фильмов по теме исследования. Узнал о самом первом роботе, которого изобрел человек и о самом современном и последнем из роботов, которого выпустила японская компания (сайт компании Honda http://world. /ASIMO/).

Затем анализируя полученный материал, мы с моим руководителем составили краткую характеристику принципа искусственного интеллекта, который используют для роботов-андроидов. Ведь андроид – это человекоподобный робот и сходство ищут не только по внешним признакам строения: две руки, две ноги, голова и туловище, но наличие у роботов искусственного интеллекта. Слово состоит из двух частей, образованных от греческих «andr» (человек или мужчина) и «eides» (подобный).

Далее мы создали опрос с помощью анкет и школьного сайта. Полученные результаты мы обобщили и сделали выводы.

Со своим исследованием я познакомил учащихся 5-х и 6-х классов. Им очень понравился материал, они узнали много нового, чего не слышали на уроках в школе . Многие из моих ровесников захотели робота-андроида себе в дом.

Библиография:

http://world. /ASIMO/ (информационный ресурс, требуется браузер с возможностью перевода). http://robonovosti. ru/texnologii/3239-asimo. htm (информационный ресурс). http://www. /tehnicheskie_nauki/sozdaem_robota_androida_svoimi_rukami/index. php (онлайн библиотека гуманитарной и технической литературы).

Создание приложений в среде Scratch

Ханты-Мансийский Автономный Округ – Югра

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

муниципального образования города Нягани

«Средняя общеобразовательная школа №1», 5 – А класс

Научная статья

О роботах-андроидах

Андромид (от греч. человекоподобный) - в современном значении обычно подразумевается робот.1

Так, например, компания Honda начала свои разработки в области конструирования человекообразных роботов еще два десятилетия назад. Они начались с того, что работники компании хотели испытать свои силы в конструировании движущихся устройств. Первый робот, способный передвигаться на двух ногах, был создан в 1986 году (см. приложение 1) Стремление компании Honda разрабатывать новые технологии, которые могут приносить реальную пользу людям сейчас и в будущем, побудило запустить целую программу по разработке человекообразного робота.

Интеллект у роботов-андроидов

Искусственный интеллект. Мечтой человечества является создание машины, снабженной искусственным интеллектом (ИИ), способной соперничать или даже превосходить интеллект человека. Как мне представляется, внедрение и развитие искусственного интеллекта (ИИ) в компьютерных системах наилучшим образом возможно через создание нейронных сетей. Это не совпадает с мнением других компьютерных специалистов, считающих экспертные системы и специальные системы правил под «задачу» (программы) потенциально более жизнеспособными.

Робототехника и искусственный интеллект тесно связаны друг с другом. Соединение этих двух наук, создание интеллектуальных роботов составляют ещё одно направление ИИ. Интеллектуальность требуется роботам, чтобы манипулировать объектами, выполнять навигацию и планировать движение (как добраться до цели). Примером интеллектуальной робототехники могут служить игрушки-роботы Pleo, AIBO, QRIO.

Искусственный интеллект — наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ.

Рассмотрим способности роботов на примере робота Асимо.

умеет распознавать лица и жесты, голос (до трёх звуковых потоков одновременно) и мимику.

-«АСИМО» откликается на собственное имя

-умеет брать, держать и приносить практически любые предметы

-довольно шустро поднимается по лестнице

-может самостоятельно подключиться к Интернету и «рассказать» скачанную оттуда информацию.

Создание робота-андроида и наделение его искусственным интеллектом

Системы питания

Для обеспечения функционирования роботам необходимо питание – большинство роботов используют для этого электричество. Для обеспечения мобильных роботов автономным питанием служат два источника: электрические батареи и фотоэлектрические элементы.

Батареи вне всяких сомнений являются наиболее часто используемыми источниками питания роботов. Батареи настолько привычны, что все находят это само собой разумеющимся.

Фотоэлектрические элементы, известные обычно как солнечные элементы, вырабатывают электрическую энергию под действием солнечного света. Стандартные солнечные элементы являются крайне маломощными. Для получения приемлемого уровня мощности элементы соединяют вместе в солнечные панели (батареи). В робототехнике для обеспечения непосредственного питания роботов используют последовательное и параллельное соединение солнечных элементов. Чтобы обеспечить функционирование робота от солнечных батарей, его размеры должны быть минимальны при сохранении необходимого спектра функций. Соответственно, должны использоваться легкие и высокопрочные материалы и электронные схемы, потребляющие незначительную энергию.

Поэтому большинство изготовителей роботов использует гальванические элементы щелочного типа и NiCd в качестве рабочих аккумуляторов.

Системы движения и привода

В движение роботов приводят следующие конструкции: воздушные мышцы, нитиноловая проволока, шаговые двигатели, двигатели постоянного тока с редукторами, сервомоторы и соленоиды.

Воздушная мышца представляет собой достаточно точную копию биологической мышцы-прототипа, что позволяет создателям, прикрепляя подобные мышцы к точкам скелета, соответствующим положению «живой» мускулатуры, моделировать процессы низкого уровня, характерные для биологической мышцы.

Нитинол (нитиноловая проволока) представляет собой сплав, относящийся к классу материалов, обладающих «памятью» формы. Нитинол обычно выпускается в виде проволоки. При нагревании материал способен сокращаться до 10% от первоначальной длины. Подобное сокращение способно производить линейное движение. Кроме свойства сокращения, этот сплав обладает свойством «памяти».

Все эти конструкции позволяют создавать различных роботов, способных передвигаться, подобно живому человеку.

«Интеллект» заключенный в роботе

«Интеллект», заключенный в роботе, принимает одну из двух форм: программно поддерживаемый интеллект (экспертная система) и интеллект в форме нейронной сети. Возможно одновременное функционирование этих форм интеллекта. Такой синтез со временем будет широко использоваться в роботах для создания систем развитого ИИ.

Экспертные программы ИИ, основанные на системе решающих правил, хорошо известны большинству пользователей ПК. Это программы, написанные на языке высокого или низкого уровня типа С++, Basic или ассемблере. С другой стороны, нейронные системы используют искусственные, электронные нейроны для управления и генерации поведения робота. Подобная архитектура построения нейронных сетей, управляющих поведением роботов, была впервые предложена Вильямом Грей Вальтером в конце 40-х начале 50-х годов. Позднее Родни Брукс из Массачусетского технологического института разработал поведенчески ориентированную структуру сетей роботов под названием предикативной (условной) архитектуры.

Мы провели опрос людей, разной возрастной категории. Вопросы были следующие:

-Вы знаете о роботах-андроидах?

-Вы считаете, робот опасны для человечества?

-Вы считаете, роботы полезны человечеству?

-Вы знаете о роботах, продаваемых в магазинах?

Когда я буду защищать свою исследовательскую работы, опрос еще будет проходить и результаты могут немного измениться. Но уже сейчас можно сделать вывод о том, что о роботах-андроидах слышали очень многие опрошенные всех возрастных категорий и некоторая часть опрошенных (около 20%) считают их опасными, способными истребить человечество или выйти из-под контроля человека. Я считаю, что такое мнение людей о роботах во многом складывается после просмотра художественных фантастических фильмов или прочтения художественной литературы, где в заключении почти всегда роботы истребляют человека.

Большая часть опрошенных людей (около 60%) считают, что роботы могут приносить или уже приносят пользу человеку. И конечно почти все (около 90%) опрошенные слышали о роботах, продаваемых в магазинах. А это и роботы-пылесосы, и роботы-газонокосилки, роботы-шпионы, роботы-андроиды игрушки и др. (см. приложение 2).

Заключение

Спустя несколько лет, когда роботы уже не будут являться «чудом», человечество будет использовать их. В будущем роботы будут помогать людям (пожилым, инвалидам) и делать их жизнь легче и приятнее, роботы будут способны выполнять работу «по-дому», роботы заменят физический труд человека на предприятиях.

Разработчики утверждают, что в ближайшее десятилетие они «научат» своё железное чадо выполнять любую работу по дому, а цена робота снизится до 25 000 долларов. Таким образом, нам останется только развалиться на диване и смотреть телевизор – ASIMO позаботится об остальном.

Список литературы

http://www. /tehnicheskie_nauki/sozdaem_robota_androida_svoimi_rukami/index. php http://yandex. ru/video/search? text=о%20роботах%20андроидах&where=all http://robonovosti. ru/texnologii/1399-roboty-androidy. htm http://ru. wikipedia. org/wiki/%C0%ED%E4%F0%EE%E8%E4 http://the-legends. ru/articles/184/robot-android-ASIMO/ http://www. dgl. ru/articles/masshtabnyy-gid-po-robotam_383.html

Приложение 1

Все поколения робота Asimo, начиная с 1986 года

Приложение 2

Робот-пылесосRobzone Roomy Goldдля уборки в доме

Робот-газонокосилка Robomow

Робот-шпион. В хвосте робота имеется встроенная Web-камера.

Игрушки роботы-андроиды на пульте управления

1 В некоторых русскоязычных источниках выдвигается гипотеза, что слово «андроид» произошло от имени Анри-Луи Жаке-Дроз (фр.)русск. (1752—1791), сына и помощника создателя первых механических игрушек — Пьера Жаке-Дроз (фр.)русск.. Однако французское имя Henri-Louis Jaquet-Droz (произносится как Анри-Луи Жаке-Дроз) имеет мало общего со словом Androide (произносится примерно как «одруид»). К тому же слово андроид (англ. Androides) и его этимология приводятся в «Циклопедии» Эфрейма Чэймберса, изданной ещё в 1728 году. В языковых словарях данная версия происхождения термина также не поддерживается.

Слово «дроид» (робот из эпопеи «Звёздные войны») Джордж Лукас получил путём сокращения от «андроид».

С понятием андроида также соприкасается значение слова киборг, переводящееся как кибернетический организм. Тут делается смысловой акцент на самомсимбиозе биологических и электронно-механических систем.

В советской научной фантастике часто фигурирует слово «кибер», приблизительно соответствующий по смыслу слову «андроид».