Презентация по географии

Муниципальное казенное образовательное учреждение

Чулымский лицей

Перспективы развития роботостроения в России.

Автор: Рассказов Константин,

МКОУ Чулымский лицей,

9 «м» класс

Научный руководитель:

Черненко Лада Николаевна,

учитель географии высшей

квалификационной категории.

Г.Чулым-2021г.

Содержание.

1.Введение.

2.Перспективы развития роботостроения в России.

2.1.Что такое робот и робототехника?

2.2.Истоия развития роботостроения.

2.3.Виды роботов.

2.4.Роботостроение в России.

2.5.Робототехника в МКОУ Чулымский лицей.

3. Экспериментальное анкетирование учащихся.

3.1Общие выводы по анкетированию.

4.Заключение.

5.Литература

6.Приложения

1.Введение

В мире современных технологий нас все больше и больше окружает робототехника. Робототехника или роботостроение является важной частью современного мира. В повседневной жизни - в школе, дома мы используем огромное количество технических устройств: мобильные телефоны, стиральные машины, компьютерную технику и многое другое, все это является роботами. С каждым годом наука развивается, исследования не стоят на месте. Эта отрасль усовершенствуется в мире очень быстро.

Изучая на уроках географии отрасли промышленности России, мы рассматривали и роботостроение. Я решил посвятить свой исследовательский проект данной теме. Тема моей работы является актуальной, так как развитие робототехники происходит постоянно. С момента своего появления полвека назад, роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. Научная новизна проекта заключается в том, что в настоящее время развитие робототехники включено в программу «Развитие отрасли информационных технологий в Российской Федерации на 2019-2020 годы и на перспективу до 2025 года». Как сказал Премьер-министр РФ Михаил Мишустин: «Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире».

Цель исследовательского проекта: формирование знаний о развитие и значение роботостроения, о перспективах дальнейшего развития в России.

Для достижения цели я поставил перед собой следующие задачи:

1. изучить историю роботов;

2. узнать, где может пригодиться робототехника;

3. изучить основные виды роботов;

4. выяснить перспективы развития данной отрасли в России.

5. провести анкетирование, чтобы выяснить насколько популярным является увлечение робототехникой среди ребят нашего возраста.

Объектом исследовательского проекта является робототстроение как отрасль.

Предметом исследования являются роботы, история их развития.

В ходе исследования были использованы следующие методы: анализ литературы, анкетирование, статистические.

Практическая значимость исследования заключается в том, что знания и навыки, полученные при подготовке данного проекта, пригодятся мнев учебе, и, возможно, заинтересуют наших сверстников. Работу можно использовать на уроках географии, физики, на классных часах.

Гипотеза: могут ли роботы полностью заменить человека на производстве и в быту.

2.Перспективы развития роботостроения в России.

2.1. Что такое робот и робототехника?

По последним данным, сегодня в мире работают 1,8 миллионов самых различных роботов – от промышленных, домашних, роботов-игрушек. При этом самое большое количество роботов используется в Южной Кореи, второе место занял Сингапур, третье – Япония, далее США, Китай. А в России роботов всего около 0,25% мирового рынка, что крайне мало.

Что же такое робот? Карел Чапек ввел в нашу речь слово «робот». Робот – это автоматическое устройство, имитирующее движения и действия человека, это механические помощники человека, способные выполнять операции по заложенной в них программе и реагировать на окружение.

Робототе́хника (от робот и техника) - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Понятие «робототехника» принадлежит Айзеку Азимову, впервые оно появилось в 1941 году. А в 1942 году он сформулировал 3 закона робототехники:

- Робот не может навредить человеку или, бездействуя, допустить, чтобы человеку был нанесен вред;

- Робот должен подчиняться приказам, которые дает ему человек за исключением случаев, когда такие приказы противоречат первому правилу;

- Робот должен защищать свое существование до тех пор, когда эта защита не противоречит первому или второму правилу.

Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную, военную, космическую робототехнику. При создании робототехники нужно руководствоваться правилами, дружественное отношение к человеку должно быть главным в программировании роботов.

2.2. История создания роботов.

Роботы ассоциируются у большинства людей исключительно с новыми технологиями. Однако идее создавать машины подобные людям, уже сотни лет. Существа, напоминающие современных роботов, можно найти даже в мифологии и литературе.

Оказывается, первые мысли к созданию роботов возникли еще до нашей эры: в середине 3-го тысячелетия египтяне изобрели «думающих машин» - внутри статуй прятались жрецы, чтобы давать предсказания и советы.

Наиболее популярными в средние века были автоматические часовые механизмы и человеческие фигуры, которые двигались. Так в 1495 году Леонардо да Винчи создает проект механического рыцаря, чтобы показать, что машина может двигаться, как человек. Но Леонардо так его и не сконструировал. Это изобретение эпохи Возрождения считается первым в истории роботом. (Приложение № 1 )

Не остались в стороне и русские механики. Иван Петрович Кулибин в 1769 году сконструировал часы в оригинальной форме в виде гусиного яйца. Часы показывали не только секунды и часы, но также времена года и фазы Луны, при этом они каждый час открывались, а в полдень играла музыка. (Приложение №2)

К 1805 году возникают механизмы, дающие начало созданию автоматических станков. ( Приложение 3).

Наиболее широко и значимо в литературе тема робототехники раскрылась в работах Айзека Азимова, в цикле рассказов «Я, робот». Сейчас, кажется, о трех законах робототехники знает даже далекий от этой сферы человек.

В 1890 году Никола Тесла изобретает пульт дистанционного управления. Без этого устройства многих современных роботов невозможно было бы привести в движение. В 1898 г. Тесла испытал радиоуправляемое судно, после чего шествие роботов по миру было уже не остановить. (Приложение №4)

В 1936 году советским школьником Вадимом Мацкевичем был создан настоящий робот, который мог поднимать правую руку – это первый робот андроид в России. В 1937 году был удостоен диплома Всемирной выставки в Париже. (Приложение №5)

Период с 1970-го по 2000-й характеризуется активным ростом и развитием отрасли: использованием новых контроллеров, развитием языков программирования, запуском первых роботов в космос и возникновением машин, создающих роботов.

Двухтысячные годы ознаменовались выпуском андроидов и гуманоидов.

1999 г. –  робот-собака AIBO, созданная компанией Sony. Наиболее продвинутая разработка на данный момент. Ведет себя как полностью живой организм, выполняя основные для собаки команды. Он может сам развиваться, взаимодействуя с хозяином и обстановкой.  (Приложение № 6)

В 2000 году впервые появился ASIMO первый в линейке шагающих роботов. Разработчик – компания Honda. ASIMO умеет передвигаться, вступать во взаимодействие с людьми и выполнять бытовые задачи.( Приложение №7)

iCub – этот робот-ребенок появился в 2004 году благодаря проекту RobotCub Consortium с целью проверки теории о когнитивном познании.(Приложение №8)

2014 г. –  Aiko Chihira (Айко Чихира) – робот-гуманоид от Toshiba начал работать в торговом центре Мицукоси в Нихонбаси, Токио.  Он говорит на японском (хотя в презентации на CES 2015 неплохо справлялся с английским) и владеет языком жестов. Айко помогает ориентироваться в торговом центре.( Приложение №9).

2.3 Виды роботов

Конструкция роботов, их внешний вид и их назначения могут быть самыми разными. Одни роботы созданы, чтобы упростить человеку работу или сделать ее безопаснее. Другие – ради развлечения. Промышленные роботы составляют больше 80% от всех существующих на сегодня устройств. Выделяют роботов трех поколений.

Роботы первого поколения - это роботы с программным управлением, предназначенные для выполнения определенной, жестоко запрограммированной последовательности операций.

Роботы второго поколения – это «очувствленные» роботы, предназначенные для работы с объектами произвольной формы, осуществления сборочных операций, сбора информации о внешней среде с помощью большого количества сенсоров.

Роботы третьего поколения - это так называемые интеллектуальные, или разумные, роботы, предназначенные для воспроизведения физических и двигательных функций человека, для решения интеллектуальных задач.

В последнее время роботы получают большое применение в медицине, разрабатываются модели хирургических роботов. (Приложение №10). Промышленные роботы выполняют такие задачи: сортировка, перемещение грузов, выполнение сварочных работ. (Приложение №11). При проведении под водой обследования опасных объектов службы МЧС России используют подводные роботы«Гном».(Приложение №12)

Боевые роботы являются устройствами телеприсутствия, но немногие модели способны уже выполнять задачи без человека. (Приложение№13) Российские ученые разработали робота шахматиста, который смог обыграть известных гроссмейстеров. Роботы широко используются в образовании – японский гуманоид может общаться на разных языках, давать задания, менять мимику.(Приложение№14).

Человек постоянно контролирует роботов и определяет, чем и как они будут заниматься.

2.4.Роботостроение в России.

Сфера роботостроения - это активно развивающаяся и подающая надежды сфера. Робототехника мир действительно высоких технологий. Современные роботы кажутся фантастическими и нереальными, рассмотрим самые новейшие разработки робототехники в России.

Роботы — это тренд современности, по всему миру создаются роботизированные устройства, способные собирать автомобили, работать барменами, дезактивировать мины и заниматься много чем ещё. Но сегодня я остановлюсь на самых заметных роботах, появившихся в России за последние годы.

Робот AnyWalker передвигается на двух опорах, открывает двери и карабкается по лестницам. Сконструирован он силами Московского технологического института, Кубанского государственного университета, а также компании «Технодинамика».

Российская новация в принципах передвижения этого робота заключается в том, что AnyWalker создает внутренние моменты силы для стабилизации. Поэтому робота отличает повышенная проходимость, а также низкие вес, конструктивная сложность и стоимость. AnyWalker предлагается использовать в качестве образовательной платформы для робототехники.

Рис. Робот AnyWalker

В третьем квартале 2016 года стартовали испытания робота-андроида «Аватар». Этот робот должен заменить человека в труднодоступных местах, например, в зонах чрезвычайных происшествий или в космосе. Сейчас робот умеет управлять автомобилем, распознавать дорожное полотно, разметку и обочину. Создатели «Аватара» обещают, что со временем робот сможет преодолеть полноценную полосу препятствий.

Рис. Робот-андроид«Аватар».

R.Bot – первый отечественный робот, которым можно управлять через Wi-Fi. Робот оснащен камерой с разрешением 640×480, стереодинамиками и высокочувствительным микрофоном. Он умеет вращаться вокруг своей оси, а также поворачивать голову в нужном направлении. Передвижение R-bot’a происходит с опорой на три колеса – два ведущих и одно маленькое, опорное. Изначальные экземпляры робота двигались со скоростью 1,9 км\ч, более новые модели достигают скорости в 4,6 км\ч. Робот оснащен ЖК-экраном, посредством которого происходит управление устройством. Время работы R-Bot в среднем составляет 8 часов. Основная цель робота – представление компаний на разнообразных выставках. Кроме того, R-Bot может присутствовать при проведении операций, а также выступать в роли сиделки для пациентов.

Рис. Робот R-Bot

Робот Lexy сможет стать настоящим другом человека. Он умеет распознавать человеческую речь, управлять «умным домом», искать информацию в Интернете, рассказывать анекдоты, распознавать человека и животных. К сожалению, пока у робота проблемы со слухом. Дмитрий Тетерюков, профессор Сколтеха, руководитель лаборатории робототехники, утверждает: «С помощью массива микрофонов, аналогичного использованному в Lexy, можно решить проблему голосовым управлением в системах, где команда отдается на большом расстоянии и где могут присутствовать посторонние шумы. Существующие образцы основаны на использовании одного микрофона и неудовлетворительно справляются с определением голоса в этих условиях». Основное применение робота – управление «умным домом». Кроме того, Lexy можно использовать в круиз-контроле: робот может составить интерактивную карту города, опознавать переходы, корректировать баланс звука в кабине автомобиля.

Рис. Робот Lexy

Ученые Самарского университета разработали автономного робота для исследования моря. Робот может заниматься анализом морских глубин на протяжении года. Состоит он из надводной и подводной части, соединенных между собой кабель-тросом. Примечательно, что у робота отсутствует стандартный двигатель: «Марибот» преобразует энергию волны в энергию поступательного движения. Поэтому робот может работать без контроля со стороны человека, оставаясь на связи с учеными. Одной из важных задач робота является ведение сейсморазведки в открытом океане в районе нефтедобывающих платформ. При наличии необходимых параметров, полученных от ученых, робот может измерить температуру воды, её гидрохимический состав, примеси, солёность и т.д. Большинство современных роботов такого рода отличаются наличием собственных магнитных полей, что уменьшает их эффективность при передаче информации на сушу. Поэтому вполне возможно, что «Марибот», работающий автономно, будет передавать данные более качественно, нежели чем другие роботы, занимающиеся исследованием морского дна. Робот уже прошел успешные испытания на Голубом озере в Кабардино-Балкарии.

Рис. Робот «Марибот»

Робот «Минирекс» создан для ведения боев в городских условиях. Тот факт, что противники могут использовать тепловизоры, сделал работу городских снайперов более опасной, поэтому их функции всё чаще берёт на себя техника. Как и робот «Инженер», «Минирекс» легко помещается в обычный рюкзак, а тепловизоры помогают ему распознать живые цели. Тем более, что вычислительная система робота позволяет ему вычислять противника более точно, чем это делает живой стрелок. Лица «Минирекс» распознает на расстоянии до 400 метров.

Рис. Робот «Минирекс»

Прототипом первого робота-учителя Евы стала её тёзка из мультфильма «Валл-И». Первый урок Ева провела в IT-лицее Казанского федерального университете. Робот умеет передвигаться по классу со скоростью 5 км\ч, вести диалоги с учениками и распознавать их лица с помощью видеокамеры.

Рис. Робот-учитель «Ева»

Роботы заменят людей там, где им приходилось выполнять однообразную работу, нередко тяжелую и опасную, и в таких профессиях, как солдат, врач, риелтор, учитель.

Роботостроение– отрасль будущего!

2.5.Робототехника в МКОУ Чулымский лицей.

Робототехника в школе – это отличный способ для подготовки детей к современной жизни, наполненной высокими технологиями. Это необходимо, так как наша жизнь просто изобилует различной высокотехнологичной техникой. Ее знание открывает перед подрастающим поколением массу возможностей и делает дальнейшее развитие технологий более стремительным.

Стоит отметить, что благодаря любознательности обучающихся нашего лицея кружок робототехники вполне способен превратиться в наиболее интересный метод познания и изучения не только цифровых технологий и программирования, но также и всего окружающего мира, и даже самого себя.

При этом особенность данного кружка заключается в том, что дети постоянно сталкиваются с различной техникой не только в школе, но и дома, а также в повседневной жизни. Это существенно усиливает интерес к получению знаний и позволяет легче и быстрее усваивать информацию.

По словам руководителя кружка «Робототехника» Бабасевой Н.П., робототехника в лицее может дать старт школьникам, которые проявляют интерес к науке и техническому творчеству; развить лидерские качества учеников; научить школьников работать на разных технологических и информационных платформах; стать основой для профессионального роста; научить работать в команде.

Из минусов робототехники в школе можно указать стремление детей упростить работу, из-за чего может показаться, что работать с микроэлектроникой просто. Дети будут думать, что робототехника – простой конструктор, хотя это не так. ФОТО , КОНКУРСЫ

3. Экспериментальное анкетирование учащихся

Учитывая актуальность выбранной темы и широкое применение роботов в повседневной жизни, я предположил, что тема роботов интересна многим одноклассникам. Для подтверждения своей гипотезы мною было проведено анкетирование учащихся 8м и 9м классов. Для этого мною была составлена анкета (Приложение ). Были опрошены 47 человек. Результаты анкетирования показали, что тема роботов и робототехники интересна многим лицеистов.

Поподробнее остановимся на результатах исследования анкетирования.

Анкетирование 9-м класса

В выборке участвовали 21 человек.

Вопрос №1 Интересна ли Вам тема роботов и робототехники?

Из 21 опрошенных человека заинтересованы темой 19 . Из них ответили «да» все мальчики 7 и 13 девочек, одна девочка ответила «нет». Следовательно, тема исследования выбрана нами не зря.

Вопрос №2. Где, по вашему мнению, применяются роботы?

Почти все ребята отмечали все области. Значит, учащиеся понимают, насколько роботы могут быть полезны обществу.

Вопрос № 4 и 5

Ребята считают, что роботы нужны в современном мире, они нам помогают выполнять тяжелый труд (16 человек), в медицине (20 человек), обеспечивают нашу безопасность (18 человек).

Из числа опрошенных многие учащиеся отметили, что в повседневной жизни их окружают роботы. В основном ребята отметили, что это гадженты: сотовые телефоны, приложение Алиса, планшеты, телевизор, компьютер. Многие считают роботами радиоуправляемые игрушки. Не обходятся будни их семей без стиральной машины и пылесосов.

Вопрос № 6

Диаграмма 3. Занимаетесь ли Вы в студии Робототехники?

Двое учащихся (мальчики) из 21 опрощенного посещают внешкольные учреждения, где посещают курс «Робототехника. Конструирование»- 2. Некоторые ребята отметили в своей анкете «нет» и добавили «но хотелось бы».

Вопрос № 7

Диаграмма 4. Вы самостоятельно собирали и программировали робота?

Большинство одноклассниов ответили –нет.

Вопрос № 8

Еще мы решили выяснить, хотят ли ребята, чтобы в школе появился предмет робототехника. На этот вопрос 16 человек из 9 « м» класса ответили «да», и только лишь 5 человек «нет». Из них «да» ответили 6 мальчиков и 14 девочек, «нет»- 1 мальчик и 4 девочки

На последний вопрос №9 «Если бы вы стали инженером робототехники, то какого робота бы создали?» ребята ответили так - 19 человек хотели бы создать робота – помощника в учебе, 1 человек мечтают о роботе - домашнем питомце, 12 человек не отказались бы от помощи робота-уборщика.

На последний вопрос практически все ребята хотели бы иметь робота-помощника (бытовые нужды и выполнение домашнего задания).

3.1. Общие выводы по анкетированию.

По общей выборке мы видим, тема роботов и робототехники актуальна среди детей. Из этого опроса мы делаем вывод, что наша гипотеза «имеет право на жизнь». Можно ввести такой предмет внеурочной деятельности как «Робототехника. Конструирование», куда интересующиеся темой роботов ребята будут с удовольствием ходить.

4.Заключение.

В наши дни робототехника применяется абсолютно во всех областях и профессиях: в промышленности, в медицине, на войне, в космосе, роботы помогают нам по дому, везде присутствует хоть малая, но доля робототехники, а возможно в будущем роботы заменят многие профессии человека вообще. Роботы в будущем упростят нашу жизнь, сделают ее комфортнее и доступнее. Роботы всегда будут нужны людям с ограниченными возможностями, а также тем людям, чьи профессии сопряжены с риском. С каждым годом робототехника совершенствуется и развивается, но все же искусственный интеллект не сравнится с человеческим. Создают его люди! И может быть в будущем таких роботов будет создавать кто-то из нашей школы.

Я считаю, что выполнил поставленные цели и задачи исследовательского проекта.

Список использованной литературы

1. Большая энциклопедия «Почемучек». – Москва: Дрофа, 2011.

2. Большая энциклопедия школьника. – Москва: АСТ-пресс, 2008.

3. Детская энциклопедия. Техника будущего., М; изд.Литера, 2007 г.

4. Книга: Легенды и мифы Древней Греции, автор Н.А. Кун, год издания 1985, Издательство: Народная асвета;

5. Макаров И. М., Топчеев Ю. И. Робототехника: История и перспективы. — М.: Наука; Изд-во МАИ, 2003.

6. Роботы будущего - Петр Шадрин ,М.; изд . Махаон, 2014 г.

7. "Искуственный интелект" - http://machine-intelligence.ru/robots-types

8. «История развития робототехники» - http://roboreview.ru/nauka-o-robotah/istoriya-razvitiya-robototehniki.html

9. "Мой робот" - http://www.myrobot.ru/articles/hist.php

10. «Развитие робототехники в будущем» - http://robot-ex.ru/ru/newscontent/razvitie-robototehniki-v-budushchem

11. "Роботы от А до Я" - http://www.joho.ru/medicina.htm

12. «ProRobot" - http://www.prorobot.ru/12/robot-it-is.php

13. http://itpoznanie.ru/robotics

14. https://robo-hunter.com

Приложение №1.

Рис.1Робот-рыцарь Леонардо да Винчи

Приложение №2.

Рис.2. Часы яичной фигуры мастера Ивана Петровича Кулибина

Приложение №3.

Рис3. Приложение №4.

Рис.4. Пульт дистанционного управления.1890г.

Приложение №5.

Рис.5. Первый робот- андроид в России.1936г.

Приложение №6.

Рис.6.1999 г. –  робот-собака AIBO.

Приложение №7.

Рис.7. ASIMO первый в линейке шагающих роботов.2000г.

Приложение №8.

Рис.8. iCub – робот-ребенок.2004г

Приложение №9.

Рис.9. робот-гуманоид от Toshiba.2014г.

Приложение №10.

Рис.10.Хирургический робот.

Приложение №11.

Рис.11.Промышленный робот.

Приложение №12.

Рис.12. подводный робот «Гном»

Приложение №13.

Ри Рис.13.Боевой робот.

Приложение №14.

Рис.14.