shkolageo.ru 1


Международный Фестиваль «Звезды Нового Века» - 2012

Гуманитарные науки (от 8 до 10 лет)


«РОБОТЫ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА»


Замахаев Глеб, 8 лет

ученик 1-го класса


Руководитель работы:

Мельникова Ирина Анатольевна,

учитель начальных классов,


МАОУ СОШ № 101

г. Пермь Пермского края


2012 г.


Содержание:

Введение 3

1. Что такое робот 5

2. История создания робота 5

3. Как устроены роботы и как они работают 6

4. Как роботы помогают людям 7

4.1. Роботы спасатели 8

4.2. Роботы-шпионы 10

4.3. Роботы-врачи 11

4.4. Роботы в космосе 11

5. Роботы как люди 12

6. Практическая часть 13

6.1. Анализ анкетирования одноклассников 13

6.2. Домашний эксперимент 17

Заключение 18

Список литературы 19


Введение

С развитием технического прогресса нашу жизнь заполонили роботы. Посмотрите вокруг: мы каждый день пользуемся сотовыми телефонами, компьютерами, ездим на машинах, в больших торговых центрах пользуемся эскалаторами, а в высотных домах – лифтами, чтобы подняться или опуститься с этажа на этаж. Мы часто пользуемся автоматами с разной едой, сладостями и напитками: опускаем монетки, нажимаем кнопочки, чтобы выбрать то, что мы хотим съесть или выпить, а автомат дает нам то, что мы выбрали.

Роботы используются на заводах и промышленных предприятиях для выполнения однообразной и часто опасной работы. Больше всего промышленных роботов используется в автомобильной промышленности, где они выполняют сварку, покраску и сборку деталей. Роботы пока ещё не заменили полностью людей в промышленности, но использование труда человека в производстве сокращается. Полностью автоматизированные фабрики есть в Техасе, это, например, фабрика IBM для сборки клавиатур. Люди там уже не нужны: абсолютно всё производство, от момента выгрузки материалов и до получения готовой продукции у погрузочных ворот, полностью роботизировано и может работать круглосуточно и без выходных.


Роботы – это механические помощники человека, которые выполняют работу по заложенной в них программе и могут реагировать на то, что их окружает. Роботы изменили жизнь человека, многие люди не могут жить без роботов.

С момента своего появления роботы тоже очень изменились от очень простых механизмов до сложных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека.

В ходе своей научно-исследовательской работы я постараюсь доказать, что человек в современной жизни не сможет прожить без роботов и что роботы могут заменить человека.


Актуальность: 
Тема   роботов  меня интересует давно. Я часто смотрю по телевизору программы и фильмы про роботов, в которых роботы помогают людям в их жизни, а иногда даже могут вместо человека делать какую-нибудь сложную работу. Я часто слышу в научных передачах слова «робототехника», «нанотехнологии». Мне интересно, что же это такое. В моей жизни я тоже часто сталкиваюсь с роботами. Например, дома у меня есть игрушки на радиоуправлении, у всех в нашей семье есть сотовые телефоны, дома у нас есть компьютер, телевизор, пылесос, стиральная машина, микроволновая печь, а у моей сестры есть электронная книга размером с обычную, но в неё вмещается более 10 000 книг, которые можно прочесть – это как небольшая библиотека, которая умещается в школьном рюкзаке. Вся эта робототехника во многом нам помогает, облегчает нашу жизнь. Я задумался над  тем, а сможет ли человек прожить без роботов и может ли робот заменить человека.

Цель:

Узнать - знают ли люди, что их повсюду окружают роботы, какие существуют роботы, какую пользу они приносят людям и могут ли роботы заменить человека. Заинтересовать как можно больше людей темой про роботов.

Задачи:

• найти информацию о роботах;

• выяснить у одноклассников: знают ли они, что их окружают роботы, какие роботы их окружают в жизни и могут ли они обойтись без роботов;


• провести эксперимент: сможет ли моя семья обойтись без роботов в течение одной недели.

Объект исследования:

Жизнь человека и роботы.

Предмет исследования:

Влияние роботов на жизнь человека.

Методы исследования:

Изучение специальной литературы, просмотр программ телевидения, поиск информации в интернете, ознакомление одноклассников с возможностями, которые предоставляют роботы человеку, анкетирование одноклассников перед ознакомлением с темой и после, эксперимент в моей семье, анализ и обобщение полученной информации.

Гипотеза работы:

Человек не может обойтись без роботов. Робот может заменить человека.


  1. Что такое робот

Роботы – это необычный тип машин, которые сконструированы таким образом, чтобы выполнять сложные виды работ самостоятельно – без участия человека.

Большинство роботов не похожи на человека, однако способны выполнять многие «человеческие» работы намного лучше, чем мы с вами.

Роботы очень выносливые, они могут работать сутками без сна и отдыха, им не нужно есть и пить. Роботы не жалуются на низкую зарплату, им не нужны выходные и перерывы. Единственное, что им нужно – это технические осмотры и изредка – ремонт.

Название «робот» происходит от чешского слова «robota», означающего тяжелую, трудную работу. Поэтому роботам обычно поручают самую трудную, тяжелую и опасную работу.


  1. История создания робота

Несколько тысячелетий назад люди задумались о создании приспособлений и машин, которые могли бы работать вместо человека. Сначала люди начали изобретать устройства, которые помогали облегчить их повседневный труд, например, плуг, гончарный станок и другие. Но у людей была мечта – создать искусственное существо, похожее на человека.


Задолго до появления современных роботов существовали небольшие механические фигурки на основе часовых механизмов (их нужно было заводить, как механические часы), которые умели двигаться, рисовать, играть на музыкальных инструментах. Например, механический рыцарь, которого изобрел Леонардо да Винчи и механическая утка, которую изобрел французский инженер Жак де Вокансон. Механическая утка состояла из 400 подвижных деталей, она умела махать крыльями и клевать корм.

Однако, эти механические существа не были настоящими роботами, потому что они не могли реагировать на окружающую обстановку.

В 20-том веке для выставок стали конструировать роботов, которые уже были похожи на современных. В 1939 году в Америке был построен двухметровый робот «Электро». Внутри робота находился мотор и патефон, благодаря которым «Электро» мог поворачивать голову и издавать звуки, похожие на речь. Вместе с «Электро» был создан механический пёс «Спарко», который умел ходить, лаять и поворачивать голову по команде.

После изобретения в 1940 году компьютера, стали появляться электронные промышленные роботы. Первым роботом, освободившим человека от трудной и опасной работы, в 1962 году стал робот «Юнимейт». Он работал на автомобильном заводе «Дженерал моторс», его работа заключалась в передаче и перемещении горячих деталей после их изготовления.


  1. Как устроены роботы и как они работают

Роботы бывают разных размеров от микроскопических – похожих на маленьких мушек, до огромных – размером с многоэтажный дом.

В каждом роботе есть подвижные части – шарниры – похожие на суставы человека, при помощи которых робот может двигаться. Конечности робота, при помощи которых он может брать, поднимать, опускать и перемещать предметы или выполнять какие-нибудь работы, называются манипуляторами. Роботы могут передвигаться по земле, по горам, могут опускаться под воду, летать по воздуху. Например, «Робострайдер» может ходить по воде как водомерка, а «Робопайк» плавает, как рыба.


Роботы исследуют всё, что находится вокруг них при помощи сенсоров – специальных видеокамер, датчиков расстояния и других специальных устройств. Всё, что «видит» робот, и вся информация, которую он получает, поступает в небольшой встроенный внутри робота контроллер – компьютер, который обрабатывает полученную роботом информацию, принимает решения и дает команды всем узлам робота.

Силу и способность двигаться роботу дают электрические моторы или двигающиеся при помощи воздуха или жидкости цилиндры, которые называются приводом.

Некоторыми роботами люди могут управлять, находясь от них очень далеко, при этом команды роботу человек посылает по радиосвязи или по подключенному к роботу кабелю. Например, робот Джейсон-младший может проникать в затонувшие корабли и подводные лодки, обследовать их изнутри, делать фотографии и подбирать обнаруженные внутри затонувших судов предметы.

Некоторые роботы могут выполнять задания сами, без управления человеком. Такие роботы запрограммированы человеком на самостоятельную работу. Про таких роботов говорят, что они обладают искусственным разумом или интеллектом.


  1. Как роботы помогают людям

Существует два основных типа роботов: промышленные – те, которые трудятся на заводах и фабриках и обслуживающие – те, которые работают в домах, офисах, в парках и садах.

Промышленные роботы больше всего используются для изготовления и сборки автомобилей. Они могут покрасить кузов, приварить друг к другу детали и собрать детали автомобиля как конструктор. Например, робот - «рука» на автомобильном заводе осуществляет сварку деталей. «Скайуош» - огромный робот – рука длиной 33 метра моет самолеты всего за три часа. Самым сильным в мире промышленным роботом считается «Кука-титан», его могучая рука длиной 3,2 метра может поднять целую тонну груза.

Обслуживающие роботы помогают людям в больницах, офисах, домах и садовых участках. В таких роботах встроены сенсоры, которые могут обнаружить любое препятствие, и помогают роботам свободно передвигаться, не на что не натыкаясь. Например, домашний робот-уборщик «ИРТ» самостоятельно чистит и моет пол в комнате. Робот-помощник «Робови» не только может возить в магазине тележку с продуктами, но и подскажет какие из них надо купить. При этом с роботом можно даже посоветоваться. Домашний робот «ПаПеРо» следит за кондиционированием воздуха и отоплением в помещении, открывает окна, ориентируясь на погоду. Робот-повар «Мотомэн» получив голосовые указания от человека, готовит еду. Садовый робот «Слагбот» может отыскивать улиток, портящих растения. Он их собирает и уничтожает. Робот-секретарь «Вакамару» при помощи колесиков передвигается по офису и напоминает людям о запланированных встречах и переговорах. Робот-бармен «Синтия» с помощью рук-манипуляторов может смешивать 75 видов коктейлей и подавать напитки людям.


4.1. Роботы-спасатели

Современные мобильные  роботы  работают во вредных или опасных для человека условиях. Например, при ликвидации последствий аварий, при работе с взрывоопасными предметами. Использование мобильных  роботов  в таких условиях позволяет человеку не рисковать своей жизнью и здоровьем.

Роботы участвуют в операциях по спасению людей при катастрофах, обезвреживают взрывные устройства, отыскивают места утечки опасных газов, чтобы не произошел взрыв. Например, робот-«змея» может двигаться внутри газовой трубы. Его видеокамеры и датчики отыскивают места поломки трубопровода и места утечки газа. Промышленный робот «Рози» помогал людям разбирать сломавшийся ядерный реактор.

Все знают, что работа пожарных очень опасна. Поэтому были созданы роботы для тушения пожаров. Это японский робот «Гардробо», у него есть мощные водяные пушки, при помощи которых он тушит пожар, а его корпус сделан из специальной сверхпрочной пластмассы, которая выдерживает температуру до 1250 градусов.

Спасательные роботы, такие, как «Гибискус», могут проникать в узкие щели между обрушившимися плитами в зданиях при землетрясениях и других катастрофах. Микрофоны и встроенные инфракрасные сенсоры позволяют роботам обнаруживать оставшихся под завалами людей. Гигантский робот-спасатель «Энрю» разбирает завалы при обрушении домов и зданий. Робот «БЕАР» выносит раненых с поля боя в безопасное место.

Человек не может выполнять работу на большой глубине из-за того, что давление воды погубит человека, ведь на глубине свыше 2-х километров давление воды может раздавить даже корпус подводной лодки. Поэтому для подводных работ роботов делают из титана и других сверхпрочных материалов. Подводные роботы, такие как «Супер-Ахиллес» и «Зевс» обследуют обломки затонувших кораблей и самолетов, отыскивают и поднимают на поверхность «черные» ящики, ценные вещи и изучают подводный мир.


Для обнаружения и обезвреживания взрывчатки существуют роботы-саперы, оборудованные специальными видеоустройствами. Такие роботы передают изображение взрывных устройств человеку, находящемуся на безопасном расстоянии. Рука робота может безопасно для находящихся вблизи взрывчатки людей захватить бомбу, переместить её в специальный контейнер, чтобы избежать взрыва. Для уничтожения взрывного устройства некоторые роботы используют водяную пушку. Вода выстреливает тонкой струёй с очень большой силой, разрушает электрические провода бомбы и предотвращает взрыв.


4.2. Роботы-шпионы

Большинство людей не замечают, что рядом с ними повсюду действуют роботы-полицейские, роботы-охранники и роботы-шпионы. Роботы охраняют важные объекты и добывают секретную информацию о террористах.

Роботы-охранники в отличие от охранника-человека могут работать 24 часа в сутки без сна, еды и воды, их трудно отвлечь, и они могут поднять тревогу, если на них совершено нападение.

Роботы часто выполняют очень опасные задания. Например, они могут обследовать логово бандитов или доставить мобильный телефон преступнику, захватившему заложников, чтобы с ним могли поговорить полицейские.

Полицейские дирижабли и беспилотные летательные аппараты наблюдают за территорией, фотографируют и передают людям, находящимся на земле, информацию о происшествиях, о военных базах противника.

Робот-шпион «Сайфор» очень похож на летающую тарелку и имеет форму двухметрового бублика. Он может зависнуть в воздухе напротив окна высотного здания, посмотреть, что происходит в помещении, может сбросить подслушивающее оборудование.

Существует летающий робот «Драгонфлай» размером с кончик пальца, похожий на маленькую муху, который может следить за опасными преступниками и выводить боевые ракеты на цель.

«Робарт-III» патрулирует офисы и склады, открывает и закрывает двери и отыскивает проникших в помещение преступников. В его руку встроено устройство, которое может стрелять шестью дротиками со снотворным.


В глазах робота «Марон-1» встроены камеры, которые ведут съемку внутри дома. Если в доме появится посторонний, его фотографию робот передает на мобильный телефон хозяина.


4.3. Роботы-врачи

Роботы успешно проводят операции на глазах, на головном мозге, используя очень тонкие инструменты. Роботы могут круглосуточно вести наблюдение за больными, которым требуется постоянный уход. Роботы никогда не устают и их стальные руки не дрожат после нескольких часов работы.

Во время операций роботов-хирургов контролируют врачи. Например, хирургический робот «Да Винчи» состоит из четырех манипуляторов, установленных на операционном столе. Врач сидит за компьютерным экраном и панелью управления и видит перед собой орган, который оперируется и все действия робота. Врач управляет роботом при помощи джойстиков, а робот при этом повторяет все движения врача. При этом врач может находиться в другом городе.

Роботы-сиделки «Перл», «Фло» ухаживают за пациентами больниц. Они подчиняются голосовым командам и могут доставлять больным лекарства, еду, питье, контролировать самочувствие больного и вызвать врача.

Пять лет назад исследователям из Канады удалось запустить в артерию человека крошечного наноробота. Нано означает, что размер робота очень-очень маленький, почти невидимый. Если один миллиметр разделить на миллион частиц и взять одну частицу – вот такого размера будет наноробот. Такой робот может быть запущен в организм человека через иголку шприца. Роботы – невидимки могут исследовать кровь, ткани и клетки человека и искать в них пораженные места. Отыскав причину болезни, нанороботы могут спасти множество жизней.


    1. Роботы в космосе

В космосе тоже работают роботы. Людям для работы в космосе нужны воздух, вода, еда и разные инструменты, а роботам для работы в космосе нужен только источник энергии.

Основные работы в открытом космосе при строительстве Международной космической станции (МКС) выполняли роботы. Люди отправляют роботов в космос для исследования космического пространства. Например, робот «Соджорнер» был первым роботом-вездеходом, оказавшимся на поверхности Марса.


Отсутствие на Марсе кислорода, воды и высокая температура (до 100 градусов) затрудняют исследование этой планеты людьми. Поэтому люди поручили исследование Марса роботам-марсоходам. Такие роботы оборудованы различными сенсорами, инструментами и манипулятором при помощи которых марсоходы могут убирать с пути тяжелые камни и исследовать почву планеты.


  1. Роботы как люди

Ученые всегда хотели создать механическую копию человека. Целью роботостроителей является создание робота подобного человеку с развитым искусственным интеллектом. Но человек – это очень сложное существо. Человек может чувствовать, выражать эмоции, такие как радость, гнев, грусть, страх и другие. Человек обладает мощным мозгом, совершает множество движений. Поэтому машине – роботу очень сложно повторить человека, робот не может быть таким, как человек.

Ученые-исследователи всего мира работают над созданием роботов похожих на людей. Например, есть робот – партнёр для танцев, который реагирует на перемещения человека и копирует движения тела и рук человека.

У японского робота «Робови-2» чувствительная кожа, которая сделана из нескольких слоев силикона, под которыми располагаются датчики-контакты. «Робови-2» знал, с какой силой к нему прикасаются. Когда его толкали, он говорил: «Ой».

Робот «ТРОН-Икс» создан для испытания человеческих мускулов. Роботы «ХОАП-2» и «Морф-3» умеют делать движения карате и кикбоксинга. Сейчас ученые работают над созданием искусственных мышц, чтобы создать роботов – тренеров, готовящих к соревнованиям людей.

Робот «ПаПеРо» может различать человеческие лица и голоса. «ПаПеРо» реагирует на прикосновения и речь, может говорить, поворачивать голову к собеседнику и передвигаться. Он может присматривать за детьми, может работать экскурсоводом в музеях. На его голове находится множество сенсоров, которые помогают ему определить: гладят его, хвалят или ругают.

На лицах роботов «Кисмет» могут появляться эмоции: гнев, страх, радость.


Робот «АСИМО» стал первым человекоподобным роботом. Он может свободно ходить, огибать углы, подниматься и спускаться по лестнице. Главный секрет этого робота – в рюкзаке за спиной, в котором находятся мощные компьютеры, управляющие роботом. У робота есть подвижные суставы, при помощи которых он двигается и сохраняет равновесие. «АСИМО» умеет реагировать на голосовые команды, танцевать, узнавать человеческие лица, бить по футбольному мячу и бегать по кругу.

В будущем роботы смогут выполнять всё, что может человек. Человек больше не должен будет работать, всё будет обеспечиваться трудом роботов. Люди будут значительно больше заниматься творчеством, отдыхать и наслаждаться жизнью.


6. Практическая часть

6.1. Анализ анкетирования одноклассников по теме «Роботы в жизни человека»:

Я предложил ребятам, которые учатся вместе со мной в первом классе, ответить на несколько вопросов на тему «Роботы в жизни человека»:


  1. Окружают ли вас в жизни роботы?

(Варианты ответа: да, нет)

  1. Нужны ли роботы людям?

(Варианты ответа: да, нет)

  1. Для чего нужны роботы?

(Варианты ответа: чтобы помогать людям, чтобы навредить людям)


  1. Может ли робот выполнять работу вместо человека?

(Варианты ответа: может, не может)

  1. Может ли человек обойтись без роботов?

(Варианты ответа: может, не может)

  1. Может ли робот заменить человека?

(Варианты ответа: может, не может)

  1. Какие роботы есть в вашей жизни?

(напиши)

Анкетирование проводилось перед ознакомлением с темой и после. В анкетировании приняли участие 25 человек. Результаты анкетирования:



До ознакомления с темой

После ознакомления с темой

























Какие роботы есть в вашей жизни?


Пылесос, стиральная машина, компьютер, миксер, микроволновая печь, сотовый телефон.

Какие роботы есть в вашей жизни?


Пылесос, стиральная машина, компьютер, сотовый телефон, посудомоечная машина, кухонный комбайн, микроволновая печь.

По результатам анкетирования выяснилось: мои одноклассники знают, что их в жизни окружают роботы, что роботы нужны людям, что роботы нужны для того, чтобы помогать людям, что роботы могут выполнять любую работу вместо человека. Также я выяснил, что ребят в жизни окружают лишь обслуживающие роботы-помощники.


По двум вопросам мнение ребят разделилось:

1) до ознакомления с темой о роботах 19 человек из 25 считали, что человек не может обойтись без роботов, а после ознакомления с темой о роботах только 15 человек ответили также, а 10 человек посчитали, что человек может обойтись без роботов.

2) до ознакомления с темой о роботах 13 человек считали, что робот может заменить человека, а 12 считали, что не может. После ознакомления с темой о роботах уже 15 человек ответили, что робот не может заменить человека, а 10 человек посчитали, что может.

Я думаю, что ответ на вопрос: «Может ли человек обойтись без роботов или не может?» зависит от того, в каких условиях живет человек. Если взрослый или ребенок живет в большом городе, мегаполисе, у него обеспеченная семья, много денег, он очень деловой и активный - он ответит, что человек не может обойтись без роботов, потому что жизнь этого человека очень насыщенная: нужно успеть сделать много дел за день, решить много вопросов с разными людьми и в разных местах, нужно быстро передвигаться по городу. Поэтому человек, облегчает свою жизнь при помощи всевозможных роботов и без роботов обходиться не может. А если человек живет в небольшом городе или деревне, где жизнь не такая активная и продвинутая, или живет в семье, где робототехникой вообще не пользуются, то он ответит, что человек может обойтись без роботов. 

Еще я думаю, что дети в своей жизни пользуются робототехникой меньше, чем взрослые и, поэтому, многие из моих одноклассников ответили, что человек может обойтись без роботов.

При ответе на вопрос: «Может ли робот заменить человека?» мнение моих одноклассников разделилось потому, что всё зависит от того, как рассуждать. Например, если рассуждать: может ли робот заменить человека при выполнении какой-нибудь работы, то тогда человек ответит, что робот может заменить человека. А если рассуждать: может ли робот заменить человека как живое существо, то тогда ответом будет – нет, робот не может заменить человека, потому что у человека очень сложный живой организм, человек обладает разумом, умеет чувствовать и делиться своими чувствами с другими. Человек может любить, радоваться, заботиться о других людях и животных, может плакать и грустить, а робот не может.



6.2. Домашний эксперимент: сможет ли моя семья обойтись без роботов в течение одной недели.


При помощи эксперимента я решил проверить смогут ли члены моей семьи в течение одной недели обойтись без роботов-помощников. В эксперименте принимали участие все члены моей семьи: папа, мама, сестра и я – всего 4 человека. Мы решили в течение одной недели не пользоваться нашей робототехникой: сотовыми телефонами, компьютером, телевизором, пылесосом, стиральной машиной, микроволновой печью.



В течение одной недели без сотовых телефонов мы смогли обойтись всего 2 дня – в субботу и в воскресенье, без компьютера мы продержались 3 дня, стиральной машиной и микроволновой печью мы смогли не пользоваться 6 дней, а без пылесоса и телевизора мы легко обошлись всю неделю.

В результате эксперимента было установлено, что человек не может обходиться без роботов.


Заключение

За время своего существования роботы побывали в таких местах, куда не может попасть ни один человек, выполнили сложнейшие задания, которые не под силу выполнить человеку, и изменили жизнь многих людей. И это только начало! В самом ближайшем будущем появятся новые, еще более удивительные роботы!

Результат работы, выводы: Я познакомил ребят с роботами, заинтересовал их этой темой. Я выяснил, что мои одноклассники знают, что их окружают роботы, выяснил, что в жизни их окружают лишь обслуживающие роботы. Вместе со своими одноклассниками я убедился, что роботы нужны для того, чтобы помогать людям, что роботы могут выполнять любую работу вместо человека. В ходе эксперимента было доказано, что человек не может обходиться без роботов. Я пришел к выводу, что робот может заменить человека только при выполнении какой-нибудь работы или действия. Чувствовать как человек и быть таким же разумным существом, как человек, робот не может.

Список источников информации и иллюстраций:

Литература:

  1. Клайв Гиффорд «Роботы».

  2. Документальный фильм «Роботы такие похожие на людей».

Сайты в интернете:

  1. www.roboting.ru