Тема: Автоматизация и роботизация. Принципы работы роботов.

В современном мире использование роботов стало обыденным явлением. По квартирам ползают роботы-пылесосы. На автомобилях и самолётах автопилоты-роботы ведут управление по круиз-контролю. Готовят пищу роботы-хлебопечки и роботы-мультиварки.

Рассмотрим в качестве примера обычную радиоуправляемую машинку.

Она не является роботом, так как сможет поехать вперёд-назад и в сторону только после того, как на пульте нажмут рычажок в нужную сторону. Хотя команды движения и приходят на машинку по радиоканалу, но машинка не анализирует ситуацию и не принимает никаких решений.

Если рассмотреть управляемый с подобного пульта и тоже по радиоканалу квадрокоптер, то его можно считать полноценным роботом 

 Радиоуправляемый квадрокоптер

Это связано с тем, что на борту квадрокоптера стоит специальное устройство — чип-микропроцессор, в нём по заранее разработанной и загруженной в запоминающее устройство программе идёт анализ полученных команд, учитывается направление и скорость ветра, появление препятствия, рассчитываются изменения скорости вращения моторов.

Подумаем, когда становится роботом пылесос. Обычный включённый пылесос  будет долго шуметь, стоя на одном месте, если его никто никуда не передвинет. Но робот-пылесос в виде таблетки  сам передвигается от одной стены комнаты до другой, причём таким образом, что проходит над каждым участком пола не более чем 2—3 раза. Как это он делает? Откуда робот-пылесос берёт координаты и как запоминает свой путь?

           Пылесос                                                                          Робот-пылесос

Оказывается, что, как и в случае с квадрокоптером, в роботе-пылесосе есть специальные датчики. Они установлены на колёсах, и они называются энкодерами. Эти датчики собирают информацию о движении пылесоса относительно препятствий в комнате. Полученная таким образом информация обрабатывается специальным устройством — центральным процессором пылесоса, в который заложена программа анализа передвижения пылесоса. Робот ползёт и как будто мысленно «закрашивает» часть комнаты, где он уже побывал, а далее, уперевшись в стенку и развернувшись, он прокладывает маршрут по ещё «не закрашенному» пути. И так продолжается до тех пор, пока он не «закрасит» своим следом все свободное пространство либо пока не кончится заряд батареи на его борту.

Итак, робот — это автоматическое  устройство, созданное по принципу живого организма, которое способно действовать по заложенной в него программе.

В роботе, как и в любом компьютере, есть центральный процессор (чип), постоянная память и оперативная память. Центральный процессор — это «мозг» компьютера, устройство для обработки информации. Постоянная память, или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), используется для хранения неизменяемых данных в компьютере. Она способна хранить данные даже тогда, когда нет энергопитания компьютера. Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), — это та часть компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемая программа и все данные, обрабатываемые процессором. ОЗУ — это энергозависимая часть компьютерной памяти.

Программу в робот загружают. Способы загрузки бывают разные, например с помощью специального устройства — программатора — или по радиоканалу. Загрузка программы в постоянную память устройства ещё называется прошивкой устройства.

Когда робот выключен, загруженная в него программа хранится в ПЗУ. Как только на робот подаётся питание, процессор отправляет программу из постоянной в оперативную память и запускает выполнение программы.

Видео­камеры — «глаза» робота — не только обнаруживают, но и опознают объекты, передают и записывают изображение.

Звуковые датчики — «уши робота. В зависимости от програм­мы робот может реагировать на хлопок, свист, стук и даже рас­познавать речь. Датчики положения и наклона определяют ме­стонахождение и поддерживают равновесие робота во избежание падения на неровной поверхности. Датчики касания обнаружи­вают объекты при непосредственном контакте. Температурные датчики измеряют температуру окружающей среды.

Домашнее задание: изучить материал,  закончить фартушек. Взять тетрадь, картон, клей, бумагу, ножницы.