«Робот - эко помощник»
Муниципального автономного образовательного учреждения
дополнительного образования «Билибинский районный Центр дополнительного образования «Центр дополнительного образования»
Центр цифрового образования детей «IT-КУБ» г. Билибино
XI Всероссийская конференция «Юные техники и изобретатели»
Номинация: Умный дом
Название работы: «Робот - эко помощник»
на базе образовательного конструктора LEGO EDUCATION WEDO 2.0
Руководитель проекта:
Пилецкая–Лысенкова Екатерина Геннадьевна
Чукотский АО, Билибинский р-он, г. Билибино
2024 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение
Актуальность
Преимущества проекта
Гипотеза
Цель
Задачи
2. Основное содержание
4. Заключени
5. Список литературы
Введение:
Современный мир переживает период трансформации, что требует быстрого и продуктивного приложения усилий в области создания высокотехнологичных робототехнических комплексов (систем) и технологий нового поколения. В наше время технологии становятся все более важными и в повседневной жизни. Ведь они могут значительно облегчить нашу жизнь, особенно в сфере домашнего хозяйства - появление Умных домов тому подтверждение.
Умный дом - это дом, в котором установлены различные устройства, подключенные к сети Интернет, которые позволяют автоматизировать и контролировать различные аспекты жилища. Эти устройства могут взаимодействовать между собой и с вами через централизованную систему управления, обычно с помощью мобильного устройства или голосовых команд.
Умный дом предлагает множество преимуществ и возможностей, таких как:
1. Безопасность: они обычно оснащены системами безопасности, такими как камеры видеонаблюдения, датчики движения, датчики дыма и утечки газа, которые могут предупредить вас о потенциальных угрозах и опасностях.
2. Энергоэффективность: с помощью умных термостатов, умных освещений и других устройств можно эффективно управлять потреблением энергии, что помогает снизить счета за электроэнергию.
3. Комфорт: можно настроить умный дом так, чтобы он соответствовал вашим потребностям и предпочтениям. Например, автоматизировать освещение, температуру и звуковые системы.
4. Удобство: управление всеми устройствами в доме из одного места делает жизнь более удобной. Вы можете контролировать все - от замков на дверях до системы полива растений - с помощью своего смартфона.
5. Связь: можно обеспечить лучшую связь между членами семьи. Например, оставлять заметки на цифровых дисплеях или использовать голосовые сообщения для общения в разных частях дома.
Умный дом может быть чрезвычайно полезным для пожилых людей, предоставляя ряд преимуществ и улучшений для их комфорта и безопасности. Например, автоматизация некоторых задач – освещения, температуры и других аспектов дома может значительно облегчить повседневные задачи пожилых людей.
Мы предполагаем частично решить одну из задач - путем введения автоматизированной системы – Робота – эко помощника.
1.1 Актуальность: Проект "Робот-эко помощник" актуален в современном мире, где автоматизация и робототехника играют все более значимую роль в повседневной жизни людей. В настоящее время умные дома с роботами-помощниками становятся все более популярными. Возможность автоматизировать задачи, связанные с бытовыми потребностями, является актуальной в контексте современной ритмичной жизни. Робот, способный самостоятельно транспортировать мусорную ёмкость с придомовой территории, не только экономит время и усилия хозяев, но также способствует созданию более чистой и комфортной обстановки. Этот проект не только демонстрирует возможности технологий LEGO EDUCATION WEDO 2.0, но и внедряет инновационные подходы к решению повседневных задач в домашнем хозяйстве.
Преимущества проекта:
1. Автоматизация уборки: Робот-помощник самостоятельно определяет необходимость уборки и выполняет эту задачу без участия человека.
2. Эффективность: Благодаря использованию технологий искусственного интеллекта, робот обеспечивает эффективную и точную работу.
3. Удобство: Жители дома больше не нужно беспокоиться о вывозе мусора - робот-помощник берет на себя эту ответственность.
4. Экологичность: Автоматический вывоз мусора помогает оптимизировать процесс утилизации отходов, что способствует заботе об окружающей среде.
1.3 Гипотеза: Мы предположили, что с помощью образовательного конструктора мы сможем сконструировать модель автоматизированной системы - «Робота – эко помощника», обладающую необходимым функционалом для выполнения работ по транспортировке мусора.
1.4 Цель проекта:
1. Создание робота-помощника для уборки мусора в придомовой территории.
2. Улучшение качества жизни хозяев дома.
3. Повышение эффективности и удобства уборки в домашних условиях.
1.5 Задачи:
Изучение популярной научно-технической литературы по данному направлению;
Подготовка необходимого перечня составляющего оборудования для выполнения модели (конструктор LEGO EDUCATION WEDO 2.0,ноутбук, программное обеспечение);
Конструирование модели автоматизированной системы «Робот - эко помощник»;
Программирование управления роботом из – вне;
Тестирование работы робота.
Основное содержание:
Какую проблему решает проект:
- эффективного управления мусором на придомовой территории, обеспечивая автоматический вывоз скопившегося мусора без необходимости участия человека.
Механизм решения задачи:
- основан на использовании автоматизированной системы, созданной из образовательного конструктора LEGO EDUCATION WEDO 2.0, которая самостоятельно определяет необходимость вывоза мусора и затем Робот - эко помощник транспортирует ёмкость с мусором за пределы придомовой территории.
Что требуется для реализации механизма:
- программирование установки для определения уровня заполненности контейнера с мусором, разработка робота и его программирования для автоматического вывоза контейнера с мусором.
Образовательные конструкторы LEGO EDUCATION WEDO 2.0. для всего проекта
А) Создание установки определения заполненности контейнера: двигатель + датчик движения + смартхаб + детали конструктора
Б) Создание робота – эко помощника: двигатель + датчик движения + смартхаб + детали конструктора
В) Создание программы управления установкой определения заполненности контейнера
Данный код демонстрирует логику программы для установки.
Г) Создание программы управления робота – эко помощника
Этот простой код демонстрирует логику программы для робота.
Принцип реализации механизма:
Установка определяет уровень заполненности контейнера, если он заполнился, меняет цвет индикатора на зелёный и объявляет звуковой сигнал для поднятия шлагбаума. Робот находится в состоянии ожидания до тех пор, пока не увидит поднятый шлагбаум, что означает для него - начать свою работу по транспортировке контейнера за пределы придомовой территории. Эко помощник ждёт забора мусора, затем возвращается на стартовую зону. После возвращения робота в первоначальное положение, шлагбаум опускается до следующего вывоза.
Ожидаемые результаты от реализации проекта:
- включают повышение эффективности сбора мусора, снижение нагрузки на жителей Умного дома, а также улучшение общей чистоты и порядка.
Какие новшества включает проект:
- автоматизацию процесса вывоза мусора, использование робототехники для решения бытовых задач - это решение объединяющее передовые технологии и практическую пользу для повседневной жизни.
Где еще может быть применим проект:
- в других областях, где требуется автоматизированное управление отходами, например, в офисных зданиях, торговых центрах или на производственных площадках.
Вывод:
Цель проекта достигнута, мы разработали автоматизированную систему, которая позволяет самостоятельно транспортировать мусорную ёмкость с придомовой территории, не только экономит время и усилия хозяев, но также способствует созданию более чистой и комфортной обстановки. Проект "Робот-помощник" в номинации Умный дом представляет собой инновационное решение, объединяющее передовые технологии и практическую пользу для повседневной жизни.
Заключение:
Этот проект демонстрирует, что даже самые маленькие изобретатели могут внести значительный вклад в решение экологических проблем с помощью технологий. Робот-эко помощник не только облегчает жизнь людей, но и способствует сохранению окружающей среды. Этот опыт показывает, что даже самые простые конструкторы могут быть использованы для создания инновационных решений, и вдохновляет нас на то, чтобы продолжать исследовать возможности технологий в области охраны окружающей среды.
5. Список использованной литературы:
1. "Роботы. Как они работают" - Н. А. Васильев. – Санкт-Петербург, 2018. -256 с.
2. "Умный дом своими руками: практическое руководство по автоматизации жилья" - И. В. Кузнецов. – М.: ДМК Пресс, 2019. – 288 с.
3. "Робототехника для детей и родителей: с нуля до первого робота" - А. С. Соболев. - Манн, Иванов и Фербер, 2017. – 224 с.
4. "Лего-робототехника: пошаговое руководство для начинающих" - Д. Ю. Кабанов. - БХВ-Петербург, 2016. – 160 с.
5. Дополнительная образовательная программа по техническому конструированию «РобоСтарт» на основе использования образовательного конструктора LEGO EDUCATION WEDO 2.0. – М. Издательство Перо, 2021. – 116 с.
Программное обеспечение:
Программное обеспечение для образовательных конструкторов LEGO EDUCATION WEDO 2.0.
Инструкции по сборке LEGO EDUCATION WEDO 2.0
Дедушка ГуРу