Исследовательский проект «Создание Lego-робота «Дрессированная машинка»

МОУ Уваровская СОШ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

Создание Lego-робота

«Дрессированная машинка"

                                                        Автор: Гладко Никита

                                                                                 Ученик 4 «А» класса

                                                                                   Руководитель: Цветкова Л.В.

                                                                                 Учитель информатики

Уваровка

2019г.

Содержание

1.Введение…………………………………………………………………

2.Основная часть.

             2.1 Развитие образовательной робототехники……………………………………….

             2.2 Обзор конструктора LEGO WEDO …………………………………………...........

             2.3 Дизайн и разработка программируемой модели LEGO ……….……………….

         3. Программирование модели………………………………………………………

         4. Заключение………………………………………………………..…….………

         5. Источники информации……………………………………………………….

1.Введение

На уроках по внеурочной деятельности нас познакомили с программируемым конструктором LEGO WeDo и его возможностями.

Цель. Разработать умную машинку, останавливающуюся на краю стола.

Задачи:

- изучить возможности современной образовательной робототехники;

- сделать обзор самого популярного программируемого детского конструктора;

- создать собственную модель, которая самостоятельно останавливается на краю стола;

- рассмотреть разнообразность возможностей датчиков, входящих в комплект конструктора LEGO.

Поэтому гипотезой  нашего исследования является следующее: технических возможностей конструктора достаточно для создания умной машинки.

Актуальность.

В современных условиях все большее внимание уделяется развитию робототехники. Чрезвычайно важно, чтоб любой человек смог, если не программировать , то хотя бы управлять роботизированным устройством. Вот почему чрезвычайно научиться использовать стандартные функции конструктора, для создания самобытных роботов-игрушек .Выработанный навык с успехом ,в последствии, может быть использован при программировании более прикладных моделей, таких как умный дом или робот-пылесос и т.п. Лего-роботы помогают фантазировать, раскрывать творческий потенциал, моторику, мышление и логику.

В ходе исследования я использовала следующие методы:

1. наблюдение;

2.мозговой штурм;

3. анализ источников информации

.

2.Основная часть.

2.1 Развитие образовательной робототехники

Робототехника – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства. Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика, физика, математика, а также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Как никогда возрос спрос на инженерные кадры, которые способны проектировать, создавать, управлять и модернизировать высокотехнические и робототехнические устройства. Соответственно, разработана образовательная схема развития личности в инженерно-техническом направлении. Ветка развития идёт с дошкольного возраста и вплоть до окончания высшего учебного заведения. В основе этой ветки стоят два направления: предметная, интегрируемая современная образовательная среда и образовательная робототехника. Предметная, интегрируемая современная образовательная среда:

интерактивное оборудование;

программно-аппаратные комплексы;

цифровые лаборатории;

цифровые интерактивные образовательные программы;

современная материально-техническая база предметных кластеров.

Формирует информационно-коммуникационную, естественнонаучную, техническую компетентности.

                   2.2   Обзор конструктора LEGO WEDO

В мире разработано и разрабатывается множество конструкторов, программного обеспечения, интерактивного оборудования и современного учебного материала, так или иначе связанных с образовательной робототехникой.

Образовательная робототехника от компании Lego достаточно грамотно продумана, но мала насыщена, скорее всего, это было сделано с определённой коммерческой выгодой. Даже сам набор Перворобот Lego Education WeDo поделён на две части: базовый и ресурсный. Базовый набор содержит минимальное количество деталей, но сервомотор, коммутатор и два датчика. Ресурсный набор состоит только из дополнительных деталей в достаточно существенном количестве.

2.3 Для своей модели я решил использовать датчик расстояния, для создания возможности остановки машины на краю и мотор для обеспечение движения машинки.

Во всех моделях, которые мы создавали на занятиях, датчик расстояния использовался только горизонтально. Для того, чтоб машинка у нас могла останавливаться на краю стола, мы разместили датчик вертикально, чтоб пока машинка ездит по столу, расстояние не менялось А как только она подъезжает к краю, датчик срабатывает и дает сигнал остановиться. Чтобы машина успевала затормозить, датчик расстояния должен быть вынесен немного вперед относительно передних колес

Движение машины обеспечивается за счет ременной передачи и сервопривода..

Установив, выбранные датчики, мы провели первые испытания машинки. Она у нас ездила и останавливалась.

Теперь можно было пустить вход фантазию, и заняться внешним оформлением машинки.

3.Программирование модели.

Для того, чтобы моя модель двигалась, и не просто двигалась, а еще и выполняла мои команды я использовал программное обеспечение от компании Lego.

В результате написанной программы моя машина начинает движение, достигнув края стола останавливается, потом я подношу руку снизу к датчику расстояния и машина начинает двигаться назад в течении 4 сек. И останавливается.  Заключив эту программу в цикл, мы получим бесконечный процесс движения машинки по столу.

                                            4.Заключение

В процессе подготовки этой работы, мною были изучены материалы из разных источников по выбранной теме.

Можно с уверенностью сказать,что робототехника – одно из самых передовых направлений науки и техники, а образовательная робототехника – это новое междисциплинарное направление обучения детей, интегрирующее знания о физике, мехатронике, технологии, математике, кибернетике и ИКТ, позволяющее вовлечь в процесс инновационного научно-технического творчества учащихся разного возраста. Она направлена на популяризацию научно-технического творчества и повышение престижа инженерных профессий среди молодежи, развитие у молодежи навыков практического решения актуальных инженерно-технических задач и работы с техникой.

Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным.

Проведя исследования, я понял, что конструкторы LEGO способствуют стимулированию конструктивного воображения при  создании постройки по собственному замыслу, воспитывает трудолюбие и упорство, развивает логического мышление.

Процесс создания робота мне понравился, и я хочу продолжить свои разработки в дальнейшем.

                                         5.Источники информации

1. Каталог сайтов по робототехнике http://robotics. ru/.

2. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). — М.; «ЛИНКА – ПРЕСС», 2001.

3. «Робототехника для детей и родителей», автор С. А. Филиппов. 3-е издание книги.

4. Уроки Лего-конструирования в школе: методическое пособие. А. С. Злаказов, Г. А. Горшков, С. Г. Шевалдина. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.

5. Официальный сайт LEGO Education: http://www.lego.com/ruru/mindstorms

7. Сайт Всероссийского учебно-методического центра образовательной робототехники: http://xn----8sbhby8arey.xn--p1ai/