Робототехника в ДОУ: Проект «Космическое путешествие»
Наталья Акбердина
Робототехника в ДОУ: Проект «Космическое путешествие»
Проект «Космическое путешествие»
(Проектная деятельность посвящена Дню Космонавтики).
Автор работы: Акбердина Н. И.
БДОУ г. Омска «Детский сад 112»
Возрастная группа: 5-7лет
Продолжительность: 90 минут; (+2 перерыва по 10 минут)
• макет лунной поверхности;
•наглядный материал: алгоритм сборки «Лунохода»
Цель: формировать умение собирать модель по алгоритму.
• продолжать учить детей использовать датчик расстояния конструктора при сборке модели;
• закрепить название деталей конструктора;
• воспитывать умение оценивать работу сверстников;
Предварительная работа: знакомство детей с Солнечной системой; изучение особенностей строения, климата и рельефа планет.Знакомство с техникой: спутник, луноход, ракета и т. д. Просмотр мультфильма «Путешествие в космос».
Проблемная ситуация (мотив):Почтальон приносит нам письмо:
Здравствуйте, наши друзья! Пишут вам Петя и Аня. Мы исследовали все планеты Солнечной системы и рассказали вам о них много интересного. Вы теперь знаете, что многие из них имеют спутники, как и ваша планета – Земля.
Мы оправляемся в долгое путешествие по изучению спутников планет, но у нас проблема! Нам нужна ваша помощь! Наш луноход потерпел крушение при посадке на Луну! Помогите нам! Надеемся на вашу помощь! Удачи вам в ваших начинаниях!
Ребята, Вы готовы им помочь? Что для этого нам нужно сделать?
— ответы детей (луноход)
У нас имеется возможность для его конструирования.
Приложение 1:Презентация: «Алгоритм сборки «Лунохода»
(используется наглядный материал поэтапного выполнения).
Вопросы для обсуждения:
Что нам понадобится для реализации проекта «Луноход»?
Из каких деталей и механизмов он будет состоять?
(после сборки модели приступаем к разработке алгоритма программы робота).
Итак, ребята! У нас есть «Луноход», но сейчас он не может исполнять никаких задач.
Какие функции должен выполнять луноход?
При исследовании почвы, сталкиваясь с преградой подавать сигнал?
(разработка программы выполняется группами по 2 человека).
Приложение 2: Графический метод.
Детям предоставлены готовые блок-схемы,которые им необходимо составить в правильном порядке:
(после составления в группе алгоритма работы «Лунохода» — приступаем к тестированию робота).
Обсуждение и устранение возникших проблем.
Ребята! У нас все получилось! Наши «Луноходы» – готовы и спешат на помощь нашим друзьям! Давайте устроим показательное выступление перед отправкой «Луноходов» на Луну.
Презентация. (используется макет поверхности Луны).
Выступления групп детей: краткий рассказ о функциях робота.
Какими возможностями обладает робот?
Из каких механизмов состоит робот?
Что было трудно при сборке робота по алгоритму?
Что было легко при сборке по алгоритму?
Легко ли было работать в группе?
Сделать более устойчивую ходовую часть.
Игра: «Разбери и назови»
Цель: закрепить название деталей конструктора;
(игру можно проводить после представления ребенком проекта в конце занятия).
При по этапом разборе учащийся, должен проговорить название деталей, датчиков и их назначения.
Удалось ли нам помочь нашим друзьям?
Какого робота и для чего, мы с вами сделали?
Что было легкого/сложного в выполнении работы?
Прикреплённые файлы:
| proekt_6357b.pptx | 1171,31 Кб |
«Космическое путешествие» (фотоотчёт) Цель:Уточнить представления детей о космосе и космическом объектах,продолжать учить раскрашивать акварельными красками,цветными карандашами.
Фоторепортаж «Космическое путешествие» 12 апреля 1961 года-День Космонавтики. В этот день в 1961 году на корабле «Восток» стартовал первый космонавт планеты Юрий Гагарин. Полет.
Фотоотчет развлечения «Космическое путешествие» Развлечение «Космическое путешествие» Цель : Развивать представления детей о космонавтике, закреплять знания детей о космос. Совершенствовать.
Фотоотчет. Рисование «Космическое путешествие» У ракеты есть водитель, Невесомости любитель, По-английски — астронавт, А по-русски — космонавт. Сегодня мы подробнее знакомились с профессией.
Макет «Космическое путешествие» В космической ракете С названием «Восток» Он первым на планете Подняться к звездам мог. Поет об этом песни Весенняя капель, Навеки будут.
Краткосрочный проект «Образовательная робототехника для дошкольников» муниципальное казенное дошкольное образовательное учреждение города Новосибирска «Детский сад № 411 комбинированного вида», Кировский район.
Краткосрочный проект «Робототехника в ДОУ» в старшей группе АДМИНИСТРАЦИЯ МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Кировский район» МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ДОШКОЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ Д/С №411 Краткосрочный.
Квест-игра «Космическое путешествие» Квест – игра «Космическое путешествие» Дети и взрослые детского сада №59 совершили увлекательное «Космическое путешествие». Космическое.
Проект «Космическое путешествие» (подготовительная к школе группа). Тема проекта: «Космическое путешествие». Актуальность: Современные дети мало интересуются темой космоса, в нынешнее время стало привычным.
Спортивное развлечение «Космическое путешествие» Спортивный праздник «Космическое путешествие» 12 апреля наша страна отмечала День космонавтики. Прекрасный и замечательный праздник! Космическое.
Источник
Проект по робототехнике космос
Миниатюрный спектрометр теплового излучения
Антенна для передачи данных на Землю
На марсоходах этого типа установлено 6 колес, каждое из которых имеет свой собственный электродвигатель. Для разворота марсоход поворачивает передние и задние колёса на нужный угол, разворачиваясь при этом практически «на месте». Телекамеры отдалены друг от друга примерно на расстояние глаз человека. Они фотографируют в разрешении 1024х1024 пикселя. С помощью научного оборудования он берет образцы грунта, анализирует их и отправляет данные учёным. Также в них были установлены электронагреватели, которые поддерживали температуру, необходимую для работы робота. Дополнительно в них установлены радиоизотопные нагреватели, для работы при очень низких температурах.
Всей этой аппаратурой управлял бортовой компьютер, тактовая частота которого равна 20 мегагерц. Питалась вся электроника от солнечной батареи, установленной у него не верху. Вырабатывала она примерно 140 Ватт в 4 часа. Также она заряжала литиево-ионный аккумулятор, энергия с которого использовалась в ночное время. Изначально рассчитывали, что эти марсоходы проработают около 90 дней, и их миссия завершится, но проработали они гораздо больше. Спирит проработал больше шести лет, после чего связь с ним была утеряна. Оппортьюнити до сих пор стабильно работает, и в данный момент проводит изучение кратера Индевор.
- Современные разработки космической робототехники.
Принцип управления — повтор андроидом движений человека-оператора, одетого в специальный костюм (задающее устройство копирующего типа УКТ-3).
Новая модель робота прошла испытание в ноябре 2013 года в «ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А.Гагарина».
Для SAR-401 разработаны два варианта захватывающих устройств. Первый антропоморфный захват (АЗ) необходим для выполнения рабочих задач с предельными характеристиками и предназначен для удержания, манипуляций и перемещения объектов различной массы. Захват обеспечивает значительные усилия, развиваемые каждой структурной группой, контроль текущего положения звеньев, имеет 8 степеней подвижности, простую, надежную конструкцию.
Второй захват предназначен для выполнения работ, требующих мелкой и точной моторики. Он гарантирует пространственную ориентацию объекта в точке позиционирования, контроль силового взаимодействия оператором (обратная связь), полную адаптацию положения звеньев к геометрии захватываемого объекта, имеет 13 степеней подвижности.
Взаимодействие оператора с СРТС SAR- 401 осуществляется системой дистанционного управления копирующего типа. Так же предусмотрен супервизорный и автономный режимы управления.
Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) с 1997 года работает над созданием и модификацией человекоподобного робота. Его первая модель «Робонавт-1» никогда не покидала Землю. Механизированный торс, передвигающийся на четырехколесной тележке, хорошо показал себя во время тестовых испытаний в пустыне и других экстремальных условиях.
В 2006 году проект вышел на новый этап, и через четыре года общественности был представлен «Робонавт-2»: более умелый, бесшумный, ловкий и компактный, а также в четыре раза более быстрый, чем его предшественник. Он оснащен 350 датчиками и 38 процессорами. Робот переправлялся на МКС по частям, получив пару механических ног лишь в прошлом году. После этого устройство, достигающее в высоту 2,4 метра, смогло передвигаться внутри орбитального комплекса под управлением операторов с Земли или кого-либо из членов экипажа.
На борту МКС робонавт проверяет работу воздушных фильтров и выполняет другие текущие задачи. За годы реализации проекта было запатентовано 39 изобретений, а еще несколько заявок находятся на рассмотрении. Многие опробованные робонавтом технологии могут использоваться в земных условиях. Это, например, «робоперчатка» для работы на конвейере крупных предприятий, а также «робокаркас», способный помочь двигаться людям, потерявшим такую способность. А следующее поколение робонавтов будет работать в открытом космосе по несколько суток и даже отправится на Марс.
ЦНИИ робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) проведет на поверхности Международной космической станции (МКС) эксперимент «Захват-Э», в рамках которого испытает руку-манипулятор для строящегося косморобота. Об этом в субботу, 14 января, сообщает ТАСС.
«Точная дата проведения эксперимента пока не установлена. Это связано с тем, что российский сегмент МКС еще не до конца развернут: ожидается выведение лабораторного модуля «Наука», на котором будет проводиться эксперимент», — отмечается в сообщении.
Космонавт будет управлять манипулятором с помощью ноутбука, находясь внутри МКС. В рамках эксперимента «рука» захватит имитатор поручня с помощью специального устройства, при этом благодаря обратной связи космонавты смогут оценить степень прилагаемого манипулятором усилия. Чтобы оценить влияние открытого космоса на механические узлы, после завершения эксперимента на Землю планируется вернуть часть оборудования.
Рука-манипулятор станет частью проекта «Косморобот», который также включает в себя самого мобильного робота, пульты управления, средства интеграции и наземный сегмент. Он должен стать помощником для космонавтов при работе на внешней поверхности космических аппаратов и при выходе в открытый космос
- Перспективные разработки космической робототехники.
«Персональный помощник астронавта»
Малоразмерное устройство, способное перемещаться во внутренних объемах кораблей и станций за счет миниатюрных реактивных двигателей. Предназначено для «информационной поддержки» астронавтов при их работе с бортовым оборудованием. Разработка ведется специалистами Исследовательского центра NASA имени Эймса. Устройство оснащено датчиками атмосферы, измеряющими почти все ее параметры. Может служить средством непосредственной связи астронавтов и наземных центров управления полетом. Может работать автономно и по командам с Земли. Устройство проходит летные испытания на борту МКС.
Для работы на Международной космической станции российские инженеры создают робота, который станет настоящим помощником космонавтам и астронавтам на МКС. Разработкой косморобота занимаются специалисты ракетно-космической корпорации «Энергия» совместно с коллегами из НПО «Андроидная техника».
Предполагается, что робот будет переносить массивные грузы по станции, выполнять различные электротехнические работы. Но одной из главных задач будет работа в открытом космосе — в среде, которая крайне неблагоприятна для человеческого организма, но роботу абсолютно не страшна. По планам ученых, на орбиту косморобот может отправиться уже в 2020 году.
Основными направлениями развития робототехнических систем космического назначения на ближайшую перспективу являются решение функциональных, технологических, сервисных и организационных задач, возникающих в ходе космических полетов, по результатам которых и должны быть сформулированы технические требования к перспективным робототехническим системам космического назначения.
Глава 2. Создание робота — манипулятора на основе конструктора NXT 2.0, управляемого с помощью мобильных устройств.
Создание «кисти» робота, которая сможет сжиматься и разжиматься, тем самым беря и отпуская предмет
При повороте двигателя крутятся шестерёнки, и двигая прикреплённые к ним рычажки сжимают и разжимают клешни, обмотанные резинками, для увеличения трения.
Планка зафиксирована с одного конца, и свободна с другого. Недалеко от места крепления присоединена ещё одна планка с другой стороны, прикрепленная к вращающейся шестерни.
Создание «локтя» робота, который сможет поднимать и отпускать предметы (то есть изменять положение предмета относительно оси OY)
3. Соединение «локтя» и «кисти» робота.
Т.к. кисть получилась тяжёлая для мотора, то я сделал противовес для неё (теперь конструкция стала походить на подъёмный кран)
В качестве противовеса я использовал контроллер nxt. Сам контроллер нечто вроде человеческого мозга, он обрабатывает поступающую информацию и реагирует так, как заложено в программе.
Теперь робот может брать и поднимать предмет, делаем так, чтоб он мог вращаться.
Постановка конструкции на двигатель.
Ставлю эту конструкцию на двигатель для того, что бы робот мог вращаться в стороны (менять положения относительно OZ и OX) и надёжно закрепляю все детали, чтобы робот не шатался от собственного веса. А для устойчивости я ставлю руку на платформу, которая будет вращаться вместе с ней. Второй же мотор я закреплю на другой платформе более крупной. И для того, чтоб мотор не вращал сам себя и сделаю эту платформу тяжелее другой с помощью «блинов». Робот готов, остаётся только наладить управление.
Создание управления робота.
Существует два способа управления роботом.
Через уже готовую программу, которая позволит роботу делать очень точное действие много раз, но этот способ не очень хорош, так как для этого нужно либо большое количество датчиков, и очень много проверок условия.
Управление оператором с помощью пульта.
В данном случае я буду использовать второй способ, т.к. человек может подстраиваться под проблему и решать её, когда робот не найдя данную проблему в списке откажется работать. Я буду использовать программу для управления приводами средствам подачи сигнала на робота при помощи bluetooth. Теперь робот движется, по моим командам и может поднимать предметы.
В результате выполнения данной работы я изучил исторические и теоретические знания в области космической робототехники, познакомился с практическими проектами использования робототехники в космосе, создал модель робота-манипулятора, способного выполнять сложные механические движения под управлением мобильного устройства.
Вместе с тем, говоря о сегодняшних достижениях космической робототехники, нужно понимать, что мы находимся лишь в начале пути. Возрастание состава задач, выполняемых с использованием робототехнических систем космического назначения, а также повышение требований к качеству их решения делает необходимым формирование адекватной концепции их развития.
Результаты, полученные в работе, можно использовать во внеурочной деятельности по информатике по программе «Основы робототехники».
Источник