Вакансии

Муниципальное общеобразовательное учреждение

гимназия №12

Краснооктябрьского района г. Волгограда

РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОНКУРС ПРОЕКТОВ "ПЛАНЕТА ИДЕЙ

Секция  "В математике есть

своя красота как в живописи

и поэзии"

(математика, информатика).

ТЕМА ПРОЕКТА

Проектирование танцующего робота

Выполнили:

ученики 5 класса «а»

Лим Елизавета,

Брайнина Мария,

Ахметов Анатолий,

Антонов Никита,

Кузубова Алена,

Лукьяненко Вячеслав

Руководитель:

Овчинникова

Ирина Ивановна,

учитель информатики.

Волгоград 2016

Содержание

Введение…………………………………..…………………..........................3

Цели проекта …………..……………..…………………...................................3

Задачи проекта………………………………………………………………………………………………….3

Основная часть

Какие бывают роботы? ..............................................................................3 Роботы на базе Lego NXT и их программирование……………………..4 Проектирование танцующего робота…………………………………….4 Программирование танцующего робота…………………………………6 Что такое команда «Случайное значение»?.............................................7

Практическая часть

Программа «Танцующий робот»……………………………………..8

Заключение…………………………………………………….........................11

Список литературы…………………………………………….........................11

Приложение

Видео «Танцующий робот»

Проектирование танцующего робота.

Введение

Роботы уже сейчас окружают нас, помогают нам. Это и привычные нам стиральные машины, микроволновые печи и роботы пылесосы, автоматы, продающие разные мелочи.

В наше время широко внедряются роботы в не только производстве, но и повседневной жизни человека. Ученые говорят, что  в ближайшее десятилетие ожидается быстрое развитие робототехники, потому что роботы очень нужны людям.

Цель проекта: Познакомиться с роботехническим набором Lego Mindstorms NXT 2.0 и с графической средой программирования NXT, на основе микрокомпьютера NXT, деталей конструкторов ЛЕГО и различных дополнительных материалов сделать действующую модель робота.

Задачи проекта:

Разобраться, какие бывают роботы; составить план сборки робота; осуществить сборку в соответствии с планом; составить программу для корректной работы робота; провести апробацию робота.

Основная часть.

Какие бывают роботы?

В аптеках Шанхая работают роботы-фармацевты. Надо просто нажать на сенсорный экран с описанием симптомов, и робот поставит диагноз и даст необходимые рекомендации. Дальше остается только предложить автомату купюру, и лекарство можно забирать.

Роботы-санитары. Работают в некоторых британских больницах. Роботы производит сухую и влажную уборку, сами выбрасывают мусор, заправляются чистящими средствами и подзаряжаются. В отличие от живых уборщиц, роботы никогда не бубнят под нос и отличаются доброжелательным отношением к окружающим. Встретив кого-то на своем пути, они извиняются и докладывают, чем они сейчас заняты.

В Южной Корее сконструировали сторожевого робо пса для охраны частных усадеб. Пес весит 40 кг, в его нос встроена фотокамера, а в корпусе имеется сотовый телефон, который немедленно посылает сигнал хозяину в случае обнаружения опасности. В критических случаях робот способен сам вызвать полицию.

Робот-фотограф. Его называют «стоп-кадр» и используют для фотографирования людей на вечеринках и других мероприятиях. Робот сам выбирает оптимальный ракурс и наводит объектив на лица. Как правило, 90 процентов снимков, сделанных роботом, оказываются удачными.

Японский семейный робот. Он запоминает до 7 членов семьи и распознает их по лицам или голосу. Словарный запас – 65 тыс. фраз и 1000 отдельных слов. Он держит в памяти привычки каждого члена семьи и пытается находить к каждому подход. Он краснеет в ответ на шутку и бледнеет в замешательстве.

И еще одно изобретения японцев - Рободансер. Робот-танцор способен попеременно выдавать диско, панк, фанк, рок, хипхоп, брэйк и т. д.

Роботы на базе Lego NXT и их программирование.

Расскажем о LEGO Mindstorms NXT. Lego Mindstorms NXT  - это смесь новых технологий и Lego техники. С помощью LEGO MINDSTORMS можно построить и запрограммировать робота, который будет выполнять все написанные команды.

В NXT таится огромный потенциал возможностей конструктора. В памяти контроллера есть программы, загружаемые с компьютера. Информация с компьютера передается как с помощью USB-кабеля, так и посредством Bluetooth.

Три двигателя конструктора могут делать множество интересных вещей. Игрушки конструктора могут превосходно двигаться в разные стороны, поворачиваться, пятиться назад и исполнять при этом какую-либо работу.

Что же такое NXT?

NXT является интеллектуальным микро-компьютером, который может обрабатывать данные поступающие с датчиков и посылать им свои указания.

Какие модели роботов можно конструировать?

Проектирование танцующего робота

Для начала мы решили сделать простую конструкцию: трехколесного робота с двумя моторами и научить его танцевать.

Технические характеристики:

Для создания робота были использованы:

• Микрокомпьютер NXT - 1 штука;

• Моторы – 2 штука;

• Детали конструктора ЛЕГО.

Технология сборки робота:

Для изготовления конструкции нам понадобились следующие детали.

1. Поперечная балка и 2 ведущие колеса.

2. Поворотное колесо. Это маленькое свободно вращающееся колесо позволит всей трехколесной конструкции свободно поворачивать.

3. Сборку самого шасси мы выполнили с помощью двух крестообразных осей  и соединили два двигателя.

4.  Установили ведущие колеса и поперечную балку.

5. Установили поворотное колесо и подключили кабели к NXT

Конструкция готова, можно приступать к ее программированию.

• Написали программу в среде программирования – MINDSTORMS NXT 2.0.

Принцип действия: робот движется по случайной траектории, по типу приведенной на рисунке внизу. Скорость движения, повороты, остановки, смена направления проходит в случайном порядке и напоминает танец.

Программирование танцующего робота.

Расскажем о каждом компоненте, который мы использовали при программировании нашего робота.

В начале и конце танца наш робот говорит.

Звук

Компонент Звук отвечает за звуковые эффекты нашего робота.

С помощью него наш робот сможет подавать звуковые сиглалы.

Мы выбрали звуки из сборника звуковых файлов. Это звуки «Нelloy»  и « Gog Buy»
Движение

Компонент Движение отвечает за активацию моторов, которые начинают вращаться с выбранной скоростью. Скорость в нашем роботе меняется случайно.

Random/Случайное значение

       Команда Случайное значение - важный элементом программирования. Ее  еще называют «Генератор случайных (псевдослучайных) чисел». Нам нужно указать диапазон, задав максимальное и минимальное значение в окне настройки параметров команды. Результатом ее работы будет случайное число из указанного диапазона.

Настройки блока:

Что такое команда «Случайное значение»?

Нам пришлось разобраться, как робот может «придумывать» случайную скорость и угол поворота. Оказывается,  в любой сфере нашей жизни мы используем случайные числа. Подкидывая монетку, играя в покер или лотерею, придумывая числовой пароль, или же создавая игру, люди используют случайные числа или специально придуманный генератор случайных чисел. Генератор случайных чисел  – это программа, которая придумывает практически независимые друг от друга числа. Оказывается, в компьютере NXT есть специальный таймер, счетчик, который выбирает случайные значения в пределах установленного диапазона. Примерно такие генераторы случайных чисел пользуются для ставок в лотереях ив компьютерных играх.

А нашему роботу он позволяет красиво и разнообразно танцевать.

Цикл

Компонент Цикл дает возможность много раз повторять установленные действия и завершать повторения по установленным событиям. У нашего робота цикл нужен для повторения танцевальных движений.

Практическая часть

Программа «Танцующий робот»

Для программирования нам потребуются повторения в программе. Это можно сделать с помощью ЦИКЛА

2. Он будет работать в течение 20 секунд.

3. Внутрь тела цикла поместили первый блок Случайное число, отвечающий за продолжительность движения.

4. Он будет генерировать случайные числа в диапазоне 100-2000, что будет соответствовать 100-2000 градусам.

5. Второй блок отвечает за мощность, т. е. скорость движения робота.

6. Диапазон изменения мощности от 30 до 100.

7. Третий блок управляет рулевым колесом, т. е. направлением движения робота.

8. Он генерирует случайные числа в диапазоне от -100 до +100.

9. Наконец добавили блок движение, заставляющий робота двигаться в соответствии со случайными параметрами движения.

11. Последним блоком программы будет блок останавливающий двигатели и включающий тормоз.

12.

14. Меняя параметры генераторов случайных чисел, мы можем  сделать движения робота более плавными, резкими или динамичными.

Заключение

В результате работы над проектом нами создана РОБОТ-ТАНЦОР из деталей ЛЕГО, микрокомпьютера NXT и дополнительных материалов.

Мы узнали, какие еще бывают роботы и разобрались, что такое генератор случайных чисел.

В этом проекте мы использовали не только микрокомпьютер и моторы, но и программирование. Программа написана в среде программирования – MINDSTORMS NXT 2.0.

Наша команда и дальше будет продолжать работу над этим и другими проектами.

Литература 1. , Внеурочная деятельность школьников: методический конструктор. – М.: Просвещение, 2011г. – 223с. 2. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012г. – 286с.

3. Основы робототехники. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005г. – 416с. Интернет-ресурсы 1. http://www. / - примеры разработок роботов из LEGO Mindstorms NXT. 2. http://www. brainstorming. ru – научно-методический сайт, материалы по развитию творческого мышления и интеллекта. 3. http://lego. rkc-74.ru/ - Ассоциация образовательной робототехники.