Ұялы робототехниканың тиімділіктері
«Біздің міндетіміз – білім беруді экономикалық өсудің жаңа моделінің орталық буынына айналдыру. Сонымен бірге, ITбілімді, қаржылық сауаттылықты қалыптастыруға, ұлтжандылықты дамытуға баса көңіл бөлу керек. Оқыту бағдарламаларын сыни ойлау қабілетін және өз бетімен іздену дағдыларын дамытуға бағыттау қажет»
Робот істеу – әр адамның ойлай білуіне байланысты. Мұнда мақсатқа жету маңызды. Роботқа жүктелетін міндеттің орындалуы үшін бағдарлама жазылады. Роботты құрастыру оңай болғанымен, бағдарламалауға келгенде қиындықтар болады. Бір роботты құрастыру мен бағдарлама жазып шығуға кететін уақыт мөлшері оның күрделілігі бойынша анықталады. Робот құрастырғанда бөлшектерінің мығымдығы мен беріктігі де оның шыдамдылығын арттырады. Күрделі бағдарлама роботты күшейтеді. Робототехника дегеніміз – бірнеше пәннің үйлесім табуы. Құлтемірді жасаған кезде алдымен бағдарламасын жазады. Бағдарлама жасау барысында міндетті түрде математика, информатика, физика, геометрия пәндерінің элементтерін пайдаланады. Мәселен, олар математика пәнінен бір формула үйреніп келетін болса, үйірмеде сол формуланы пайдалана отырып, өздері тәжірибе жүзінде шыңдайды. Физикалық есеп арқылы роботты, оның қимылын жасайды. Робот жасау арқылы балалардың ойлау қабілеті дамиды, бағдарлама жасап үйренеді. Мұндағы басты мақсат – балаларды ғылымға баулу. Жаңа технологиялардың қарқынды дамуы, Қазақстан Республикасының өндірісін жедел индустрияландыру келесі буындардан жоғары білікті техникалық кадрларды даярлауды талап етеді. Робототехникаға оқыту оқушыларға 21 ғасырдың жаңа техника мен технологиялық жетісіктерімен танысуға мүмкіндік береді. Енді робототехниканың тарихына тоқталып кетсек: «Робототехника» (немесе «роботика», «robotics») сөзі ең бірінші рет Айзек Азимовтың 1941 жылы жарық көрген ғылыми-фантастикалық «Жалғаншы» («Лжец») атты әңгімесінде қолданылған. «Робототехника» сөзінің негізін қалайтын «робот» сөзін 1920 жылы Карел Чапек деген чехиялық жазушы алғаш болып ойлап тауып, өзінің 1921 жылы қойылып, көрермендердің ілтипатына ие болған ғылыми-фантастикалық «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы») атты пьесында қолданған. Сол пьесада зауыт бастығы адамдарға ұқсас роботтарды. ойлап табады да, тоқтатпай жұмыс істетеді. Басында андроидтар адамды мінсіз тыңдап, жұмыс істейді, алайда кейіннен қарсы шығып, өз жаратушыларын жояды. Робототехника саласына кейіннен кірген идеялар көне заманда пайда болған. Мысалы, Гомердің «Илиадасында» Гефест деген құдай үй қызметкерлерін атлыннан жасап, сөйлеу қабілетімен қоса оларға күш пен ақыл берген (қазіргі тілмен айтқанда – жасанды ақыл). Кейбір әңгімелер бойынша, ежелгі Грекия елінің инженер-механигі Архит Тарентский ұшу қабілеті бар механикалық көгершінді құрастырған (б.ғ. 400 ж.). Оған қоса, ұқсас мәліметтер И. М. Макарова мен Ю. И. Топчееваның әйгілі «Робототехника: Тарихы мен перспективасы» атты кітабында роботтардың әлемнің дамуындағы атқарған (немесе атқаратын) рөлі туралы баяндалады. 1942 жылы ғылыми-фантастикалық мәнерде жазатын жазушы Айзек Азимов робототехниканың үш заңын ойлап табады. 1948 жылы Норберт Винер тәжірибелік робототехниканың негізін құрайтын кибернетиканың қағидаларын тұжырымдаған. Толығымен автономды роботтар XX ғасырдың екінші жартысында ғана пайда болды. Ең бірінші сандық басқаруы бар бағдарламанатын робот Unimate болған. Ол робот ыстық темір бөлшектерді балқыту машинасынан көтеріп, жинауға арналған. Қазіргі таңда коммерциялық және индустриалдық роботтар кеңінен тараған. Ол роботтар адамдарға қарағанда жұмысты арзанырақ, жинақы және нық орындайды. Сол салада қолданылатын роботтардың кейбір жұмыстары адам үшін лас, қауіпті және жалықтыратын болып табылады. Роботтар кеңінен құрастыру, жинақтау, жеткізу, жер және ғарыш зерттеулері үшін, медициналық оталар, жарақ ретінде, зертханалық зерттеулер, қауіпсіздік үшін қолданылады. Білім беру үрдісінде робототехниканы қолданудың маңызына қолдана кетсек: Елбасымыз Н.Назарбаевтың биылғы жылғы Қазақстан халқына жолдаған жолдауында «Мемлекет құрудағы бірегей бай тәжірибеміз арқылы, біз жаңа кезеңге енуіміз жайлы айтылған. Шындығанда да біздің басты күшіміз — бірлігімізде. Сондықтан да, қандай қиындықтар кездесседе, біз оларды еңсеретінімізге сенімдімін. Жолдауда «Сандық Қазақстан» жаңа бағдарламасының кезекті қадамын еңсеру Қазақстанның әрбір азаматына жауапкершілікпен жүктеледі. Бұл – маңызды кешенді міндет. Біз цифрлық технологияны қолдану арқылы құрылатын жаңа индустрияларды өркендетуге тиіспіз. Елімізде 3Dпринтинг, онлайн-сауда, мобильді банкинг, цифрлық қызмет көрсету секілді денсаулық сақтау, білім беру ісінде қолданылатын және басқа да салаларды дамыту жолға қойылуда. Осы жылы білім беру жүйесінің жаңа стандартына көшудеміз. Біздің міндетіміз – білім беруді экономикалық өсудің жаңа моделінің орталық буынына айналдыру. Оқыту бағдарламаларын сыни ойлау қабілетін және өз бетімен іздену дағдыларын дамытуға бағыттау қажет. Балаларға автоматтандыру үрдісінмен, яғни робототехникамен қалай жұмыс істейтінін түсіндіру маңызды. Робот жасау арқылы балалардың ойлау қабілеті дамиды, бағдарлама жасап үйренеді және олардың ғылымға қызығушылығын оятып болашақ мамандыққа баулуға жол ашады. Автоматтандырылған машиналар, басқа сөзбен айтқанда роботтар, адамдардың орнына қауіпті жерлерде, немесе зауыттағы құрастыру үдерістерінде жұмыс істей алады. Роботтар сыртқы келбеті бойынша, жүріс-тырысы мен танымы бойынша адамдарға өте ұқсас болуы әбден мүмкін. Қазіргі таңда ғалымдар Қазіргі таңда робототехника тез дамып келе жатқан сала. Технология қалай тез дамыса, робототехника да солай тез дамиды, өйткені робототехника технологиямен тығыз байланыста. Технология дамыған сайын зерттеулер, әрлендер өзгеріп дамиды, соның арқасында роботтардың қолдану аймағы да ұлғаяды. Қазіргі таңда роботтар үйде, кәсіпорындар мен әскери салада қолданылады. Көптеген роботтар миналар мен бомбаларды залалсыздандыру сынды адамдарға тікелей зардап алып келетін жағдайларда қолданылады. Робототехника қандай да роботтарды зерттеп әзірлемесе да, ол роботтар Айзек Азимовтың үш заңына бағынуы тиіс. Ол заңдарды 1942 жылы жазылған «Хоровод» атты әңгімесінде баяндаған. Ол заңдар мынадай оймен жазылған: Бір де бір робот адамға залал келтіре алмайды, немесе әрекетсіздігімен залал келуіне жол бермейді. Бірінші заңға қарсы келмесе, робот адамның барлық бұйрықтарын орындауға тиіс. Бірінші және екінші заңдарға қайшы келмесе, робот өз қауіпсіздігін қамтамасыз ету керек. Автоматтандырылған роботтар, былайша айтқанда роботтар, адам баласының жанында қауіпті мекендерде, я болмаса фабрикалардағы жинақтау үдерістерінде қызметін атқаруға мүмкіндік туады. Роботтар сыртқы келбеті бойынша, жүріс-тырысы мен танымы бойынша адамдарға өте ұқсас болуы әбден мүмкін. Қазіргі таңда ғалымдар гуманоид роботтарды барынша адамдарға ұқсас қылуға тырысып жатыр. Робот істеу – әр адамның ойлай білуіне байланысты. Мұнда мақсатқа жету маңызды. Роботқа жүктелетін міндеттің орындалуы үшін бағдарлама жазылады. Роботты құрастыру оңай болғанымен, бағдарламалауға келгенде қиындықтар болады. Бір роботты құрастыру мен бағдарлама жазып шығуға кететін уақыт мөлшері оның күрделілігі бойынша анықталады. Робот құрастырғанда бөлшектерінің мығымдығы мен беріктігі де оның шыдамдылығын арттырады. Күрделі бағдарлама роботты күшейтеді.
Қазіргі кезде роботтардың көптеген түрлері бар, әртүрлі орталарда әртүрлі жолмен қолданылады. Қолдану мақсаты мен сыртқы келбеті әртүрлі болғанымен, құрылымына келгенде баршасында 3 бірдей жерлері бар: Әр робот механикалық негізі – құрылғы, рамадан тұрады. Сол раманың түрі қолданылатын мақсатына қарай өзгереді. Мысалы, робот лай мен құмның үстімен жүретін болса, шынжыр тракторлар қолданылуы мүмкін. Механикалық жағы ойлап табушының бір бөлек мәселенің шешімі, робот жүретін жердің қоршаған ортасына байланысты. Роботтың формасы атқаратын функциясымен тікелей байланысты. Әр робот электр бөлшектерден тұрады. Сол бөлшектер робот жүйелерін толығымен бақылайды. Мысал ретінде шынжыр арқылы жүретін роботты алсақ, сол шынжырларды жүргізу үшін күш керек. Сол күш электр қуаты ретінде келіп, сымдар арқылы өтіп, батареяда сақталады; осы негізгі схема. Газбен істейтін машиналар да газды қолдану үдерісі үшін токты керек етеді. Сол себептен, газбен жүретін көлік сынды машиналарда да батареялар бар. Электр жүйесі роботтың қозғалуында (мотор) қолданылады, өлшеу үшін (электр сигналдар жылу, дауыс, тұрған жері мен энергия мөлшерін анықтау үшін) және жалпы қолдану үшін (робот жалпы негізгі операцияларды жасау үшін өз мотор мен сенсорларына біраз энергия жолдауы керек). Барлық роботтар кішкене болса да компьютер кодын керек етеді. Сол алгоритмде робот қалай жұмыс істейтіні көрсетіледі. Код жазған адам программаның ішінде робот шешімін қалай және қашан қабылдап, әрекет ететінін жазады. Сол шынжыр арқылы жүретін робот өзінің механикалық дизайны мен құрылысының арқасында лайды керемет етіп, өзінің батареясынан сымдар арқылы керек мөлшерде энегия алса да, компьютер программасынсыз орнынан жылжымайды; өйткені программа роботқа қашан, қайда жылжу керек екендігін айтады. Программа роботтың негізгі мәнін құрады. Роботтың механикалық және электр. бөлшектері керемет әрленіп, бірақ жазылған программасы нашар болса, роботтың жұмыс істеуі екі талай, істесе де, қозғалуы мен жұмыс істеуі ретсіз болады. Негізгі үш түрлі алгоритмдер бар: қашықтан басқару, жасанды интеллект және гибрид. Қашықтан басқарылатын роботтарда бұйрықтар жиынтығы бар. Ол бұйрықтарды тек қашықтан басқаратын құрылғының сигналын алғаннан кейін ғана орындайды. Жалпы айтқанда, адам сол құрылғы арқылы бір қашықтықта орналасқан роботты басқарады. Жасанды интеллект қолданылатын роботтар қоршаған ортаға байланысты шешімдерді өздері қабылдайды. Роботтың жүйесіне қоршаған ортаның факторларына, объектілеріне әртүрлі реакция жазылған. Жасанды интеллект сол реакцияларды ескере тұрып, қоршаған ортаның факторларына өзі әсер береді.
Робот техникасын оқытудағы басты мақсат – жеке тұлғаның ақпараттық біліктілігінің негізін қалау, яғни оқушыларға ақпаратты жинау әдістерін, сондай-ақ оны пайымдау және тәжірибеде қолдану технологияларын меңгеруге көмектесу. Робот техникасы бойынша сабақтарда ақпараттық құзыреттілікті тиімді қалыптастыру үшін оқу мақсаттарын жүйелі қолдану қажет. Роботтарды күнделікті өмірде, өндірісте пайдалану үшін, қолданушылар роботты басқару біліміне, дағдыларына ие болу керек. Сол үшін робот техникасына қызығушылық, базалық білім және дағды қалыптастыру қажеттілігі туындап отыр. Қазіргі кезде роботтардың көптеген түрлері бар, әртүрлі орталарда әртүрлі жолмен қолданылады. Қолдану мақсаты мен сыртқы келбеті әртүрлі болғанымен, құрылымына келгенде баршасында 3 бірдей жерлері бар. Әр робот механикалық негізі – құрылғы, рамадан тұрады. Сол раманың түрі қолданылатын мақсатына қарай өзгереді. Мысалы, робот лай мен құмның үстімен жүретін болса, шынжыр тракторлар қолданылуы мүмкін. Механикалық жағы ойлап табушының бір бөлек мәселенің шешімі, робот жүретін жердің қоршаған ортасына байланысты. Роботтың формасы атқаратын функциясымен тікелей байланысты. Әр робот электр бөлшектерден тұрады. Сол бөлшектер робот жүйелерін толығымен бақылайды. Мысал ретінде шынжыр арқылы жүретін роботты алсақ, сол шынжырларды жүргізу үшін күш керек. Сол күш электр қуаты ретінде келіп, сымдар арқылы өтіп, батареяда сақталады; осы негізгі схема. Газбен істейтін машиналар да газды қолдану үдерісі үшін токты керек етеді. Сол себептен, газбен жүретін көлік сынды машиналарда да батареялар бар. Электр жүйесі роботтың қозғалуында (мотор) қолданылады, өлшеу үшін (электр сигналдар жылу, дауыс, тұрған жері мен энергия мөлшерін анықтау үшін) және жалпы қолдану үшін (робот жалпы негізгі операцияларды жасау үшін өз мотор мен сенсорларына біраз энергия жолдауы керек). Барлық роботтар кішкене болса да компьютер кодын керек етеді. Сол алгоритмде робот қалай жұмыс істейтіні көрсетіледі. Код жазған адам программаның ішінде робот шешімін қалай және қашан қабылдап, әрекет ететінін жазады. Сол шынжыр арқылы жүретін робот өзінің механикалық дизайны мен құрылысының арқасында лайды керемет етіп, өзінің батареясынан сымдар арқылы керек мөлшерде энегия алса да, компьютер программасынсыз орнынан жылжымайды; өйткені программа роботқа қашан, қайда жылжу керек екендігін айтады. Программа роботтың негізгі мәнін құрады. Роботтың механикалық және электр бөлшектері керемет әрленіп, бірақ жазылған программасы нашар болса, роботтың жұмыс істеуі екі талай, істесе де, қозғалуы мен жұмыс істеуі ретсіз болады. Негізгі үш түрлі алгоритмдер бар: қашықтан басқару, жасанды интеллект және гибрид. Қашықтан басқарылатын роботтарда бұйрықтар жиынтығы бар. Ол бұйрықтарды тек қашықтан басқаратын құрылғының сигналын алғаннан кейін ғана орындайды. Жалпы айтқанда, адам сол құрылғы арқылы бір қашықтықта орналасқан роботты басқарады. Жасанды интеллект қолданылатын роботтар қоршаған ортаға байланысты шешімдерді өздері қабылдайды. Роботтың жүйесіне қоршаған ортаның факторларына, объектілеріне әртүрлі реакция жазылған. Жасанды интеллект сол реакцияларды ескере тұрып, қоршаған ортаның факторларына өзі әсер береді. ХХІ ғасыр информатика ғасыры, яғни ақпараттандыру технологиясы, жасанды интеллектің дамыған заманы. Күнделікті өмірімізге роботтың да қарқындап еніп, түрлі салаларда өз міндеттерін атқарып жатқаны да соның бір дәлелі болса керек. Қазір роботтар ғарышты игеру, денсаулық сақтау, өндіріс, қоғамдық қауіпсіздікті қамтамасыз ету, қорғаныс ісі және басқа да салаларға еніп үлгерді. Әрине, роботтың адамға тигізетін пайдасы зор. Адам өзінің физикалық және ой еңбегін жеңілдету мақсатында роботтарды ойлап тапқан. Оны үнемі жетілдіріп, дамытып отырады. Адам организмі ыстық пен суыққа төзімсіз. Сондықтан да адамның жүруіне қауіпті жерлерде, жер асты, ай бетіндегі зерттеу жұмыстарында, адамның денсаулығына зиян келетін өндіріс орындарында, дәлдікті қажет ететін медицина, есептеу салаларында роботтың атқаратын қызметі, адамға әкелетін пайдасы ұшан-теңіз. Сонымен қатар роботтың адамзатқа тигізетін зияны да жоқ емес. Британ ғалымдары роботтар адамдардың жұмыс орнын қаншалықты баса алатынын есептеді. Келешек көңіл көншітпейді: АҚШ-тың өзінде алғашқы онжылдықта мамандықтардың 47%-ы толықтай автоматтандырылған болуы мүмкін. Яғни, адамзат болашақта жұмыссыз қалуы әбден мүмкін. Біраз уақыт бұрын заманауи ұлы ғалым Стивен Хокинг роботтардың адамдарды толықтай жеңетінін болжаған: дегенмен, бұл жақын арада болмайды. Бірақ қазірдің өзінде ұйқы мен күйзеліс роботтары қонақүй жұмысшыларын алмастыра алады, жол қозғалысын реттей алады, көлік жүргізіп, басқа да заттарды істей алады. Дене еңбегінің аз болуы да, адам денсаулығына әсерін тигізбей қоймайды. Адам психикасына, әсіресе балалар психикасына, дамудың тежелуі, артық салмақ, ұйқының жетіспеуі, психикалық аурулар, агрессия жаңа технологияның жемісі. Қорыта келе Бауыржан Момышұлының «Техника қаншама дамып жетілгенмен, ойлайтын, парасатты адамның орнын ауыстыра алмайды» деген сөзін естен шығармасақ екен дейміз.
ХХІ ғасыр – робототехниканың заманы. Экономикамызды ілгерілету үшін осы салаға терең ден қоюымыз керек. Бүгінде «ақылды» ойыншық көліктер өмірімізге дендеп ене бастады. Сан салада медицинадан бастап космонавтикаға дейін адамдар роботтардың көмегіне жүгінеді. Төбеде қалықтап жүріп, мерекелік шараларды бейнеге түсіретін робот-дрондарға, күрделі механизмдерді көз ілеспес жылдамдықпен және асқан дәлдікпен құрастыратын робот-қолдарға көз үйрене бастады. . Қазіргі таңда бүкіл дүние жүзінде робототехника ғылымы кең қолданыс тауып отыр. Біздің мемлекетімізде осы бағытта дамыған елдер қатарына қосылу мақсатында ғылыми-техникалық прогресстің осы бір маңызды бағытынан құр қалмауда. Мобильді робот – автоматты басқарылатын жетектері бар қозғалмалы шассиі бар автоматты машина. Бұл жобаның басты идеясы Mindstorms сериясындағы LEGO конструкторымен функционалдылықта салыстырылатын мобильді роботты құру болды. Роботтың құрылымына келесі модульдер кіруі керек: микроконтроллерлер, сигнал датчиктері, шасси мен қозғалтқыштар, қарапайым басқару интерфейсі. Сонымен қатар, бұл робот келесі талаптарды қанағаттандыруы керек: бағдарламалау жеңілдігі, сенсорлардың жұмыс істеуінің бірыңғай қағидаты, құрастырудың қарапайымдылығы, бөлшектердің төмен құны, конструкциясы мен функционалдығын оңай өзгерту мүмкіндігі, роботты дауыспен басқару мүмкіндігі.Нәтижесінде мобильді платформа жасалды, оның негізінде кез-келген күрделіліктің роботын жасауға болады. Осы платформаны қолдана отырып, пайдаланушы оңай жұмыс істей алады. Бұл жоба балалардың жобаларды бірлесіп әзірлеуіне және ойлау еркіндігін дамытуға бағытталған. Біздің мақсатымыз ол жас жеткіншектерге тек ғана жаңа технологияларды үйретіп қана қоймай, оларды республикалық және халықаралық жарыстарға қатыстыру. Бұл жобамен жұмыс жасап білетін балалар түрлі жобаларды жоспарлап, оны дамытуды, әр түрлі бағдарламалармен жұмыс жасауды меңгереді. Сондай-ақ, ұялы телефонға және компьютерге арналған ойындар құрастыруды, «Maceblok» конструкторы арқылы роботтарды жинап, әрі бағдарламалауды, 3D обьектілер мен интерьерді моделдеуді де меңгеріп шығатын болады. Соңғы он жылдықта әлем оның қалыптасуының басты құралы-сандық технология болып табылатын, жаңа типтегі экономикаға қарқынды үмтылуда [1]. Заманауи жағдайда бизнес саласындағы ақпараттық технологиялар мен сандық технологиялардың бірлесуі технологиялық алмасу мен бәсекеге қабілетті мемлекет қалыптасуының негізгі факторы болып табылады. Оқу оқушылардың техникалық және шығармашылық дамуына, логикалық ойлауын қалыптастыруға, сараптау мен құрастыруын дамытуға бағытталған.
Менің жобамда орындалатын жұмыс түрі: робот сенсорларын орнату, мобильді роботқа қосымша қосымшаларды орнату, логистикалық тапсырмаларды орындау үшін мобильді роботты басқару бағдарламасын құру.
Тапсырманың сипаттамасы: Қатысушылар бір жұмыс аймағында әртүрлі әрекеттер тізбегін орындауға арналған роботтарды басқару бағдарламаларын әзірлеп, жазуы керек (робот археологиялық артефактілерді, фотосуреттерді іздейді немесе оператордың мониторында суреттерді көрсетеді, қажет болған жағдайда оларды орындайтын туннельдер мен кедергілер жүйесімен археологиялық қазбаларды еліктейтін аймақ) оларды тасымалдау). Жабдықта ақаулар туындаған жағдайда топ мүшелері робот диагнозын жүргізіп, мәселені тауып, шешуі керек. Топ құрамы:
Екі адамнан тұратын топтар мобильді робототехника бойынша жарыстарға қатысады. Команда құрамына механикалық / электр жүйелерінің маманы және басқару жүйелері мен мобильді роботты бағдарламалау жөніндегі маман кіруі мүмкін немесе екі бағытта да білімі бар қатысушылар кіруі мүмкін. 1.2 Қолданылу саласы
1.2.1 Әрбір сарапшы мен қатысушы осы Техникалық сипаттаманың мазмұнын білуі керек.
1.2.2 Техникалық сипаттаманың әр түрлі тілдік нұсқаларында сәйкессіздіктер туындаған жағдайда, орыс тіліндегі нұсқа басым болады.
Археологиялық олжалар – туннельдері бар лабиринт (№1 сурет). Радармен өлшеу туннельдің ең аз өлшемдерін көрсетті: ені 500 мм және биіктігі 300 мм, робот өтуі керек. Робот туннельдерден тыс жерде өз миссиясын бастайды және миссияны сыртта аяқтайды.
Ғалымдар үшін бірнеше қызықты жайттар бар (артефактілер, суреттегі көгілдір жұлдыздар тәрізді позициялар) және робот станцияға олардың барлығының суреттерін ұсынуы керек. Оператор лабораториядағы роботты басқарады. Құрылымның сынғыштығына байланысты оқу уақыты шектеулі. Миссияны тез аяқтаған командалар марапатталады (уақыт ұпайлары). Туннельдерде қабырғаға қымбат суреттер бар, сондықтан робот қабырғалардан алыс тұруы керек.
Лабиринттен бірнеше жолдар мен әртүрлі кірулер / шығу жолдары бар. Радар барлық туннельдерді толық анықтай алмады, сондықтан барлау алдында толығымен ашық жерлер болуы мүмкін, ал туннельдердің кейбір бөліктері «жер астында» жасырылған, сондықтан ол жерде қараңғы болуы мүмкін. Төбені ұстап тұру керек.
1-суретте осындай туннель жүйесінің мысалы көрсетілген (төбесіз). Роботта бүкіл археологиялық аймақтың айналасында бос орын бар, сондықтан ол кез-келген кірісті қолдана алады.
Кедергілер барлау миссиясына тағы бір қиындық тудырады. Барлық артефактілерді табу үшін роботтар, кем дегенде, олардың бірнешеуін жеңуге дайын болуы керек.
Мүмкін болатын кедергілер 2 суретте көрсетілген:
1: траншея
2: кішкентай қадамдар
3: еңкейту
4: үлкен қадамдар
Сайттың дизайны:
Полигон еден деңгейінде 4х4 м болады. Ол еден элементтерінің түсімен анықталады және іргелес шекара жоқ. Роботтар әрқашан сот аймағында қалуы керек. Еден элементтері ұзақ уақытқа созылатын өнеркәсіптік кілемнен жасалған. Әр команда бір сайтқа бөлінеді және өзінің барлық сынақтарын сол сайтта өткізеді. Туннельдер мен кедергілер ашық түсті текстуралы орманнан салынады (ақ емес).
Модуль 1: Қашықтан басқару
Радармен өлшеу туннельдің максималды өлшемдерін көрсетті: ені 500 мм және биіктігі 300 мм, онда ғалымдар үшін бірнеше қызықты жайттар бар (қымбат қабырға суреттері – артефакттар) және сіздің роботыңыз станцияға олардың барлығының суреттерін ұсынуы керек. Құрылымның сынғыштығына байланысты робот қабырғалардан алыс тұруы керек.
Робот миссияны туннельдерден тыс жерде басқару нүктесінен бастайды. Оператор роботты қашықтан басқарады.
Туннельдерге кірер алдында робот жеңуі керек кедергілер бар: көлбеу (1), қадамдар (2), үлкен қадамдар (3) және траншея (4), қатысушылар өздері туннельді зерттейтін бағытты таңдайды. Егер командалар ешбір кедергіні жеңе алмаса, онда туннельге кіріп, барлық артефактілерді суретке түсірудің басқа бағытын таңдауға болады. Кедергілерді жеңу қосымша ұпайларды әкеледі, өйткені олар өкпеден қиынға соғады (3 және 4).
Тапсырманы орындаған кезде міндетті шарт – тоннельден робот туннельге кірген жерден өту. Тестілеу кезінде туннель шатырсыз болады, ал бақылау жарысы кезінде шатырдың болуы міндетті болып табылады.
Тапсырманы орындағаннан кейін робот бастау аймағына оралуы керек. Тапсырма орындалғаннан кейін оның орындалу уақыты ескеріледі.
Оқу уақыты шектеулі – 15 минут.
Модуль 2: Артифактты сақтау
Радар өлшеу кезінде маңызды артефакт табылды, оны құтқару керек және бақылау пунктіне жеткізу керек.
Командалар жиынтықтың тек бөліктерін қолдана отырып, нысанды түсіру механизмін (MLO) құрып, оны зерттеу роботына орнатуы керек. MLO артефакт түсіріп, оны туннельдерден зиянсыз тасымалдауға қабілетті болуы керек. Мұны қолмен немесе дербес басқару көмегімен жасауға болады, тапсырманы үш кезеңге бөлуге болады:
1 кезең – артефактқа өту; 2 кезең – артефакт түсіру; 3 кезең – артефактіні алып тастау. Үш кезеңнің кез-келгенін қатысушылардың таңдауы бойынша кез келген режимдерде орындауға болады. Туннельдерге кірер алдында робот жеңуі керек кедергілер бар: көлбеу (1), қадамдар (2), үлкен қадамдар (3) және траншея (4), қатысушылар өздері туннельді зерттейтін бағытты таңдайды. Егер командалар ешқандай кедергілерді жеңе алмаса, онда олар туннельге кірудің басқа жолын таңдай алады. Туннельге кіре берісте кіреберіс апатқа ұшырады, сондықтан тоннельден кез-келген басқа кіру / шығу арқылы кетуге болады.
Робот старт аймағына артефактпен оралуы керек.
Артефакттың шамаланған өлшемдері: 200 * 200 * 200 мм (бірақ 30 * 30 * 30 мм-ден кем емес) Нысанның максималды салмағы – 600 грамм.
Тапсырма орындалғаннан кейін оның орындалу уақыты ескеріледі.
Құтқару миссиясының уақыты шектеулі – 15 минут.
Модуль 3: Желіден тыс Туннельде жұмыс істеу кезінде оператор мен робот арасында байланыс үзіліп қалды, ал роботтың өзі туннельдерден шығудың жолын табуы керек. Бұл модуль роботтың мұны толығымен офлайн режимінде жасай алатындығын көрсетуі керек.
Робот лабиринтте бір позицияға орналастырылады (сарапшылар алдын-ала таңдайды) және роботтың орналасқан жері барлық қатысушыларға алдын-ала белгілі болады. Робот туннельдерден шыққаннан кейін тапсырма аяқталды деп саналады. Желіден тыс режимде үзіліс нүктесіне оралу міндетті емес, бірақ қажет.
Шығу кезінде туннельдерде қабырғалардың жартылай құлауы орын алды, яғни ені 15 см және биіктігі 30 см болатын кедергілер туннельге орналастырылды. Барлық кедергілердің орны алдын-ала белгілі емес. Тек бір кедергі болатын жер белгілі.
Роботтың қозғалысы тоқтатылғаннан кейін және қозғалысты өздігінен жалғастыра алмайтын жағдайда екінші әрекет жасалады және қатысушылар бұл туралы хабарлауы керек болған жағдайда кері санақ басталады. Тоннельден шығу уақыты шектеулі – 15 минут. Робот туннельден кетіп жатқанда уақыт тоқтайды.
Қорытынды
Бұл жобамен жұмыс жасап білетін балалар түрлі жобаларды жоспарлап, оны дамытуды, әр түрлі бағдарламалармен жұмыс жасауды меңгереді. Сондай-ақ, ұялы телефонға және компьютерге арналған ойындар құрастыруды, «Maceblok» конструкторы арқылы роботтарды жинап, әрі бағдарламалауды, 3D обьектілер мен интерьерді моделдеуді де меңгеріп шығатын болады. Соңғы он жылдықта әлем оның қалыптасуының басты құралы-сандық технология болып табылатын, жаңа типтегі экономикаға қарқынды үмтылуда [1]. Заманауи жағдайда бизнес саласындағы ақпараттық технологиялар мен сандық технологиялардың бірлесуі технологиялық алмасу мен бәсекеге қабілетті мемлекет қалыптасуының негізгі факторы болып табылады. Оқу оқушылардың техникалық және шығармашылық дамуына, логикалық ойлауын қалыптастыруға, сараптау мен құрастыруын дамытуға бағытталған.
Менің жобамда орындалатын жұмыс түрі: робот сенсорларын орнату, мобильді роботқа қосымша қосымшаларды орнату, логистикалық тапсырмаларды орындау үшін мобильді роботты басқару бағдарламасын құру.