Понятие технического творчества все прочнее укрепляется в образовательной деятельности дошкольного и школьного образования. Многим очевидны плюсы таких образовательных конструкторов. Недавно на рынке появилась новая разработка корейских инженеров – конструктор UARO.
Конструктором UARO мы занимаемся с этого учебного года. На мой взгляд, конструктор имеет очень хорошее решение. Это линейный конструктор, имеет один базовый набор- основные детали, 3 дополнительных ресурсных набора, в составе которых электронные компоненты: пульт управления, центральная плата, доска и блоки кодирования
Публикация «Видеоотчет „Робототехника в ДОУ“» размещена в разделах
- Видео
- Роботы и робототехника. Программирование
- Темочки
В составе конструктора яркие пластиковые детали-рамочки. Элементы конструкции крепятся пластиковыми гайками и болтами. В результате модели получаются крепкие, ими интересно играть, они не ломаются. В наборе много декоративных мягких элементов для детского творчества. Вам кажется сконструировать модель из такого конструктора сложно для ребенка?
Что такое робототехника? Зачем она нужна?
Это не так -детали легко соединяются между собой. Посмотрите, какие модели могут собирать дети. Создавать игрушки своими руками по схеме или по собственному замыслу – мечта ребенка.
Роскомнадзор: youtube.com нарушает законодательство РФ
Публикации по теме:
Робототехника в дошкольной образовательной организации ЧТО ТАКОЕ РОБОТОТЕХНИКА?Слайд 1 Инновационные процессы в системе образования требуют новой организации системы в целом, особое значение.
Инновационный опыт работы «Робототехника» Пояснительная записка Современный дошкольник, в большинстве случаев, видит, играет и получает уже готовые предметы: игры, игрушки, предметы.
Конструирование и робототехника в ДОУ — первый шаг в приобщении детей к техническому творчеству В связи с качественным скачком развития новых технологий в XXI веке обществу требуются люди, способные нестандартно решать новые проблемы,.
Здоровьесберегающие технологии. Единая неделя иммунизации — 2018. Видеоотчет о мероприятиях в ДОУ С 23 по 29 апреля 2018 г. страны Европейского региона ВОЗ проведут Европейскую неделю иммунизации (ЕНИ) – ежегодное мероприятие, направленное.
Программа дополнительного образования «Робототехника» Учебно-тематический план » Робототехника». № Тема Количество часов Теория Практика 1. Знакомство с конструктором LegoWedo 1час 0.5часа 0.5.
Робототехника для дошкольников Робототехника для дошкольников Современные дети живут в эпоху активной информатизации, компьютеризации и роботостроения. Технические достижения.
Робототехника. Икаренок Конкурс. г. Нижний Тагил. Ездила посмотреть,что это такое и с чем едят. После длительного отпуска 2 лет. Вышла на работу и поняла, что.
Фотоотчет «Робототехника в детском саду» Современное общество и технический мир не разделимы в своем совершенствовании и продвижении вперед. Мир технологии захватил всю сферу человеческого.
Фотоотчет «Робототехника в ДОУ» С сентября 2018 года в нашем детском саду воспитанники старшего дошкольного возраста начали осваивать новый вид дополнительной образовательной.
- Видео
- Роботы и робототехника. Программирование
- Темочки
Источник: www.maam.ru
Как устроены современные роботы
Сегодня нейронауки и робототехника развиваются рука об руку. О том, как изучение мозга вдохновляет на создание роботов, рассказал главный научный сотрудник Центра биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ Михаил Лебедев.
Роботы интересны нейронаукам, а нейронауки интересны роботам — об этом была наша статья Neuroengineering challenges of fusing robotics and neuroscience в журнале Science Robotics. Такое совместное развитие способствует прогрессу в обеих отраслях, приближая нас к созданию более совершенных роботов-андроидов и к более глубокому пониманию устройства нашего мозга. А в какой-то степени — к объединению биологических организмов с машинами, к созданию кибернетических организмов (киборгов).
Нейронаука для роботов
По своему устройству роботы нередко копируют человека. Это касается той части роботов, которым важно имитировать человеческие действия и поведение — индустриальным машинам нейронауки не так важны.
Самое очевидное, что можно использовать при разработке робота — делать его внешне похожим на человека. Роботы часто имеют две руки, две ноги и голову, даже если это не обязательно с инженерной точки зрения. Особенно это важно в тех случаях, когда робот будет взаимодействовать с людьми — похожей на нас машине проще доверять.
Можно сделать так, чтобы не только внешний вид, но и «мозг» робота был похож на человеческий. Разрабатывая механизмы восприятия, обработки информации и управления, инженеры вдохновляются устройством нервной системы людей.
Например, глаза робота — телекамеры, которые могут двигаться в разных направлениях — имитируют зрительную систему человека. Опираясь на знание о том, как устроено зрение человека и как происходит обработка зрительного сигнала, инженеры проектируют сенсоры робота по тем же принципам. Таким образом робота можно наделить, например, человеческой способностью видеть мир трехмерным.
У человека есть вестибулоокулярный рефлекс: глаза при перемещении стабилизируются с учетом вестибулярной информации, что позволяет сохранять стабильность картинки, которую мы видим. На теле робота также могут быть датчики ускорения и вертикализации. Они помогают роботу учитывать движения тела для стабилизации зрительного восприятия внешнего мира и совершенствования ловкости.
Кроме того, робот может ощущать точно так же, как человек — на роботе может быть кожа, он может чувствовать прикосновение. И тогда он не просто произвольно движется в пространстве: если он дотрагивается до препятствия, он его ощущает и реагирует так же, как человек. Он может использовать эту искусственную тактильную информацию и для схватывания предметов.
У роботов можно имитировать даже болевые ощущения: какое-то прикосновение ощущается нормально, а какое-то вызывает боль, что в корне меняет поведение робота. Он начинает избегать боли и вырабатывает новые модели поведения, то есть обучается — как ребенок, который впервые обжегся чем-то горячим.
Не только сенсорные системы, но и управление своим телом у робота можно спроектировать по аналогии с человеком. У людей ходьбой управляют так называемые центральные генераторы ритма — специализированные нервные клетки, предназначенные для контроля автономной моторной активности. Есть роботы, в которых для управления ходьбой была использована та же идея.
Кроме того, роботы могут обучаться у людей. Робот может совершать действия бесконечным числом способов, но если он хочет имитировать человека, он должен наблюдать за ним и пытаться повторять движения. При совершении ошибок он сравнивает с тем, как это же действие совершает человек.
Роботы для нейронауки
Как может использовать роботов нейронаука? Когда мы изготовляем модель биологической системы, мы начинаем лучше понимать, по каким принципам она работает. Поэтому создание механических и компьютерных моделей управления движениями нервной системой человека приближает нас к пониманию нервных функций и биомеханики.
А наиболее перспективное направление использования роботов в современной нейронауке — это проектирование нейроинтерфейсов, систем для управления внешними устройствами с помощью сигналов мозга. Нейроинтерфейсы необходимы для разработки нейропротезов (например, искуственной руки для людей, лишившихся конечности) и экзоскелетов — внешних каркасов тела человека для увеличения его силы или восстановления утраченной двигательной способности.
Робот может взаимодействовать с нервной системой через интерфейс в двух направлениях: нервная система может подавать командный сигнал роботу, робот от своих сенсоров может подавать человеку сенсорную информацию, вызывая реальные ощущения — за счет стимуляции нервов, нервных окончаний кожи или самой сенсорной коры мозга. Такие механизмы обратной связи позволяют восстановить чувствительность конечности, если она была утрачена. Они также необходимы для более точных движений роботизированной конечностью, так как именно на основе сенсорной информации от рук и ног мы корректируем движения.
Здесь возникает интересный вопрос — следует ли нам управлять через нейроинтерфейс всеми степенями свободы робота, то есть насколько конкретные команды мы должны ему посылать. Например, можно «приказать» роботизированной руке взять бутылку воды, а конкретные операции — опустить руку, повернуть ее, разжать и сжать пальцы — она совершит сама. Этот подход называется совмещенным контролем — через нейроинтерфейс мы даем простые команды, а специальный контроллер внутри робота выбирает наилучшую стратегию для реализации. Либо можно создать такой механизм, который не поймет команды «взять бутылку»: ему нужно посылать информацию о конкретных, детализированных движениях.
Современные исследования
Ученые в области нейронаук и робототехники изучают различные аспекты работы мозга и устройства роботов. Так, в университете Дьюк я проводил эксперименты с нейроинтерфейсами на обезьянах — так как для точной работы интерфейсов необходимо их прямое подключение к зонам мозга и не всегда такие экспериментальные вмешательства возможны на людях.
В одном из моих исследований обезьяна ходила по дорожке, активность ее моторной коры мозга, ответственной за движение ног, считывалась и запускала ходьбу робота. При этом обезьяна наблюдала этого ходящего робота на экране, который был перед ней расположен.
Обезьяна использовала обратную связь, то есть корректировала свои движения на основе того, что она видит на экране. Таким образом разрабатываются наиболее эффективные для реализации ходьбы нейроинтерфейсы.
Кибернетическое будущее
Подобные исследования ведут нас к инновационным разработкам в будущем. Например, создание экзоскелета для восстановления движений у полностью парализованных людей уже не кажется недостижимой фантазией — необходимо только время. Этот прогресс может сдерживать недостаточная мощность компьютеров, но за последние десять лет развитие и здесь было колоссальным. Вполне вероятно. что скоро мы увидим вокруг людей, которые используют для передвижения не коляски, а легкий, удобный экзоскелет. Люди-киборги станут для нас чем-то обыденным.
Коммерческая разработка таких систем идет по всему миру, в том числе и в России. Например, в известном проекте «ExoAtlet» разрабатывают экзоскелеты для реабилитации людей с двигательными нарушениями. Центр биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ поучаствовал в разработке алгоритмов для этих машин: директор Центра профессор Алексей Осадчий и его аспиранты разработали нейроинтерфейс, запускающий шагательные движения экзоскелета.
Сотрудник ЦБИ НИУ ВШЭ Николай Сметанин в процессе отладки модуля идеомоторного нейроинтерфейса для управления экзоскелетом нижних конечностей компании Экзоатлет
Быстрое развитие человекоподобных роботов-андроидов тоже становится реальностью. Вполне вероятно, что скоро вокруг нас будут ходить роботы, которые будут имитировать нас во многих аспектах — двигаться как мы и думать как мы. Они смогут выполнять часть работы, прежде доступной только человеку.
Очевидно, что мы будем видеть развитие и робототехники, и нейронаук, и эти области будут сближаться. Это не только открывает новые возможности, но и создает новые этические вопросы: как мы должны относиться к роботам-андроидам или людям-киборгам.
И все-таки пока человек лучше, чем робот, во многих отношениях. Наши мышцы наиболее экономичны: достаточно съесть бутерброд, чтобы хватило энергии на весь день. У робота заряд батарей закончится через полчаса. И хотя может быть гораздо мощнее, чем человек, он часто оказывается слишком тяжелым. Элегантность и оптимизация энергетических затрат — тут человек пока превосходит робота.
Хотя недалеко то будущее, когда это изменится — в данном направлении работают десятки тысяч талантливых ученых и инженеров.
Беседовала Анастасия Лобанова
Источник: www.hse.ru
Перспективная робототехника
Сегодня робототехника 1 движется семимильными шагами, каждый день в СМИ появляются сообщения о новейших роботах, автономных транспортных средствах и андроидах, которые уже приступили к работе в МФЦ или на каком-нибудь вредном и опасном для человеческого организма производстве. Чтобы рассказать о них всех, не хватит никакой книги, скорее придется писать многотомный фолиант вроде Большой советской энциклопедии, поэтому в данном разделе мы остановимся на наиболее интересных разработках и наиболее перспективных на наш взгляд роботах.
Современных людей больше всего привлекают и удивляют презентации человекоподобных роботов или гуманоидов. Особый фурор вызвала гиперреалистичная мимика и естественность движений человекоподобного робота Ameca 2 , которого создала британская компания Engineered Arts.
В отличие от подавляющего большинства других механических людей Ameca может улыбаться, подмигивать, поджимать губы, хмуриться, изображать удивление или испуг и даже злиться. Все эти возможности робот получил благодаря операционной системе Tritium и технологии создания мимики Mesmer. В наши дни Ameca уже начал работать в Музее будущего в Дубае (ОАЭ), хотя его разработка еще далека от завершения. Инженеры Engineered Arts продолжают улучшать Ameca, однако робот вряд ли в ближайшие годы поступит в розничную продажу.
Робот Ameca, которого создала британская компания Engineered Arts
Если Ameca поражает возможностями своей оригинальной и «живой» мимики, то роботы компании Boston Dynamics удивляют немалой подвижностью и способностью заниматься паркуром. Сама Boston Dynamics появилась в 1992 году, когда инженер Массачусетского технологического института Марк Рэйберт решил создавать роботов, передвигающихся по образу людей и животных.
Одной из важнейших разработок компании стал роботизированный мул под названием BigDog, выпущенный в 2004 году. Эта машина на четырех ногах могла передвигаться по пересеченной местности и тащить на себе десятки килограммов груза. Однако из-за медленной скорости и высокого уровня шума — прототип работал на двигателе внутреннего сгорания — проект BigDog завершился в 2015 году.
Но робот послужил основой для создания платформы робособак Spot, которые сегодня работают в качестве сторожей и охранников на различных заводах и гидроэлектростанциях. Четвероногая машина благодаря камерам и датчикам умеет ориентироваться в пространстве, самообучаться, распознавать людей и объекты, безопасно спускаться и подниматься по лестницам, а электрический привод позволяет ей передвигаться практически бесшумно. Spot можно использовать как в помещении, так и на пересеченной местности. В последние годы робособак Spot совместно с дронами применяет армия США для патрулирования мексиканской границы. Китайские производители, которые выполняют заказы для оборонной промышленности Поднебесной, активно копируют платформу робопсов, чтобы оснащать ее пистолетами-пулеметами или снайперскими винтовками.
Помимо робособак Boston Dynamics в 2013 году представила человекоподобного робота Atlas, который объединил в себе все прототипы антропоморфных машин, ранее созданных компанией. Atlas имеет стереокамеры, дальномеры, две ноги и пару рук с тонкой моторикой и 28 степенями свободы, его рост составляет полтора метра, робот весит больше 80 кг и может поднять около 11 кг грузов. Atlas умеет ходить, бегать, переносить вещи и совершать сложные акробатические трюки.
Роботы Boston Dynamics — Spot и Atlas
Сегодня робособаки и гуманоиды Boston Dynamics стали очень популярны — во многом благодаря активной рекламной кампании, которую проводит фирма Марка Рэйберта. Роботы бегают, прыгают, занимаются паркуром, танцуют под хит Permission to Dance группы BTS — популярного коллектива из Южной Кореи, — наряжают елку к Новому году 3 или участвуют в показе мод в Париже, где «раздевают» модель Рианну Ван Ромпей 4 , в общем, производят настоящий фурор.
Развитие технологий машинного зрения, искусственного интеллекта и подвижности роботов привело к возможности создания полноценных человекоподобных роботов. В фарватере этого направления робототехники решил оказаться и основатель компаний Tesla и SpaceX Илон Маск. Он объявил о планах своей автомобилестроительсной фирмы Tesla, которая выпускает электромобили, в скором времени начать создавать человекоподобных роботов. Первый из них под названием Tesla Bot (позже переименованный в Optimus) был представлен 30 сентября 2022 года.
Компьютерная модель внешнего вида робота Tesla Optimus
Во время мероприятия Tesla показала два человекоподобных робота Optimus. Сперва появился андроид без внешних панелей, который самостоятельно вышел на сцену, помахал присутствующим и даже немного потанцевал. А затем был продемонстрирован видеоролик, в котором Optimus переносит коробку и поливает цветы. Во время презентации было заявлено, что при росте около 1,7 м и весе 56 кг Optimus получит 40 степеней свободы и будет развивать скорость не более 8 км/ч.
По сути, Tesla Optimus — это электрокар Tesla в другом обличье, ведь в роботе установлены устройства, аккумуляторы, приводы и датчики, аналогичные тем, что и в системе автономного вождения электромобилей Tesla.
Реальный прототип Tesla Optimus
В перспективе человекоподобный робот Tesla должен заменить людей на фабриках компании, а также поступить в свободную продажу. Робот сможет работать на складах или на линии сортировки, пользоваться различными инструментами, например ручкой для письма, а также визуально оценивать окружающую обстановку. В будущем роботы Tesla, согласно задумке Маска, отправятся покорять космос, в частности, Марс.
Однако презентацию современного гуманоидного робота Илона Маска подпортил тот факт, что китайский производитель смартфонов и электроники, компания Xiaomi, презентовала собственного человекоподобного робота под названием CyberOne, который очень напоминал концепт Tesla Optimus, на месяц раньше Tesla — 11 августа 2022 года. Рост CyberOne составляет 177 см, масса — 52 кг, робот способен передвигаться со средней скоростью 3,6 км/ч.
Человекоподобный робот CyberOne (Xiaomi)
Робот оснащен комплексом сенсоров, которые позволяют ему ориентироваться в пространстве, распознавать людей, находящихся поблизости, и взаимодействовать с ними. CyberOne способен отвечать на вопросы и беседовать на различные темы, распознавая 45 человеческих эмоций. Робот может переносить небольшие предметы и готов стать помощником по дому, выполняя мелкие поручения.
Однако, как отмечают в компании Xiaomi, проект CyberOne имеет в первую очередь исследовательскую направленность, поэтому вряд ли в ближайшие годы у кого-то дома появятся электрические служанки и слуги CyberOne. Но отчаиваться не стоит, Илон Маск планирует внедрить Tesla Optimus во многие домохозяйства уже к 2050 году, осталось подождать совсем немного.
Взглянув на перспективных роботов, можно предположить, что в будущем нас и вправду ожидают человекоподобные машины, почти не отличающиеся от людей внешними данными, в том числе с активной мимикой лица (Ameca), способностями к бипедализму (Atlas) и интеллектом, сравнимым с реальными людьми либо даже в чем-то их превосходящим.
1 Историю роботов и автоматов см. в ТрВ-Наука №№ 330, 332, 334, 336, 339, 353, 354, 356, 358, 359, 361–364, 376, 377.
2 Ролики, демонстрирующие возможности робота Ameca на канале Engineered Arts на YouTube.
3 Tree’s Company | Happy Holidays from Boston Dynamics. YouTube-канал Boston Dynamics.
Источник: elementy.ru