РаботаНекрасовГоризонтОткрытийx

Частное учреждение
Средняя общеобразовательная школа «Петровская школа»
Северного округа г. Москвы
«Использование роботов LEGO MINDSTORMS для изучения основ
программирования»
Учащийся 4 «А» класса
Некрасов Михаил Александрович
Волынец Людмила Владимировна,
классный руководитель.
г.Москва, 2015 г.
Оглавление
Оглавление ................................................................................................................................ 2
Введение .................................................................................................................................... 3
Использование роботов LEGO MINDSTORMS для изучения основ программирования 5
1.
История, теория и практика роботостроения ................................................................. 5
2.
Программирование ............................................................................................................ 5
2.1 Что такое программирование ........................................................................................ 5
2.2 Основные операторы языка программирования ......................................................... 6
3.
Разработка действующей модели робота ........................................................................ 7
3.1 Моделирование роботов и выбор элементной базы ................................................... 7
3.2 Создание модели робота ................................................................................................ 7
3.3 Алгоритм работы робота ............................................................................................... 7
3.4 Программные средства Lego Mindstorms ..................................................................... 8
3.5 Примеры применения основных операторов языка программирования Lego
Mindstorms ............................................................................................................................. 8
3.6 Программирование модели робота ............................................................................. 10
3.7 Результат работы модели робота ............................................................................... 11
4. Участие в конференции - первом туре X Конкурса «Эксперимент в Космосе» .......... 11
Выводы и практические рекомендации ............................................................................... 11
Заключение.............................................................................................................................. 12
Список литературы ................................................................................................................. 13
Приложение 1. О роботах и истории роботостроения ........................................................ 15
П1.1 Что такое робот? ........................................................................................................ 15
П1.2 Что приводит в действие робота? ............................................................................ 16
П1.3 Три поколения роботов: промышленные, адаптивные и роботы с искусственным
интеллектом ........................................................................................................................ 17
П1.4 Использование роботов в космосе ........................................................................... 21
Приложение 2. Описание состава исходных деталей и датчиков для конструирования
робота....................................................................................................................................... 25
Приложение 3. Этапы сборки модели робота...................................................................... 26
Приложение 4. Участие в конференции ............................................................................... 28
П4.1 Конференция в ГБПОУ «Воробьевы горы» (Дворце пионеров на Воробьевых
горах) ................................................................................................................................... 28
П4.2 Роботрон Марс Кружка робототехники в ГБОУ ЦРТДЮ "Гермес" .................... 30
П4.3 Итоги выступления на конференции ....................................................................... 32
П4.4 Программа конференции .......................................................................................... 33
П4.5 Список докладов по секциям.................................................................................... 36
Стр. 2
Введение
Тема проекта: «Использование роботов LEGO MINDSTORMS для
изучения
основ
программирования».
Актуальность
работы:
Роботостроение и программирование в XXI веке являются одними из
самых перспективных направлений развития науки, техники, они находят
применение во всех сферах жизни человека. Изучить основы этих отраслей
знания необходимо любому человеку, особенно вступающему в жизнь.
Автор рассмотрел интересующую его тему, удачно совмещающую
его хобби и его желание в будущем стать изобретателем
–
роботостроение. Была выдвинута гипотеза, что основным навыкам
программирования можно научиться в процессе создания действующей
модели робота. Для выполнения работы была выбрана подходящая для
решения задачи элементная база – набор LEGO Mindstorms. Рассмотрена
история вопроса (история развития роботостроения, вхождение роботов в
жизнь человека, перспективы развития робототехники). Были поставлены
задачи
–
построить
адаптивного
робота,
выполняющего
исследовательские и охранные функции, изучить основы теории и
практики
программирования
на
примере
языка
программирования
процессора NXT.
Практическим
конструирование
результатом
выполнения
работы
стало
робота, разработка программ его функционирования
(сбора грунта, защиты). Данный проект, подтвержденный демонстрацией
опытного образца, может послужить основой для дальнейшей работы по
совершенствованию конструкции и расширению ее функций на основе
новых программ.
В первой части работы произведен краткий обзор эволюции
мирового роботостроения и средств
создания роботов, а также основ
программирования.
Огромное внимание в работе было уделено практической части.
Изучен состав и возможности набора роботов MindStorms, язык
Стр. 3
программирования и графическая платформа NXT-G. Создана модель
экспериментального робота, производящего исследования грунта на
космических объектах и разработаны программы в соответствии с
запланированными
функциями.
Программы
были
помещены
в
программируемый блок, произведены тестирование и полевые испытания
модели.
В
результате
выполнения
работы
сконструирована
и
запрограммирована действующая модель робота, который умеет собирать
образцы грунта на космических объектах, а также
защищаться от
возможного нападения или неблагоприятных условий в космосе.
Цель
проекта:
изучение
теории
роботостроения
и
программирования, исследование возможности использования набора
LEGO Mindstorms для изготовления адаптивного робота, создание и
программирование робота, выполняющего различные полезные функции,
получение
навыков
программирования,
которые
потом
будут
использоваться в процессе обучения в школе и в дальнейшей жизни.
Проектный
продукт:
робот
LEGO
MINDSTORMS,
спроектированный, собранный и запрограммированный автором работы
План работы:
1. Найти и изучить материалы об истории роботостроения – сентябрь.
2. Занятия в кружке робототехники в ГБОУ ЦРТДЮ "Гермес" – с
сентября по настоящее время
3. Занятия в кружке робототехники в Петровской школе – с октября по
настоящее время
4. Составить проект робота – октябрь.
5. Создать опытную модель робота – октябрь-ноябрь.
6. Запрограммировать робота – ноябрь.
7. Подготовить презентацию проекта - ноябрь – начало декабря.
Стр. 4
8. Принять участие в конференции - первом туре X Конкурса
«Эксперимент в Космосе» в ГБПОУ «Воробьевы горы» (Дворце
пионеров на Воробьевых горах)
9. Провести предзащиту.
10. Выступить на конкурсе проектных работ «Горизонт открытий»
Использование роботов LEGO MINDSTORMS для изучения
основ программирования
1. История, теория и практика роботостроения
Идея создания роботов появилась очень давно. Человек всегда мечтал
получить себе помощника в разных видах деятельности. Сейчас человека
уже окружают много роботов, и вскоре мы не будем представлять свою
жизнь без них. Роботостроение сейчас находится на переднем крае науки
и техники. Особенно необходимо использование роботов там, где человек
находиться не может – например, на далеких космических объектах.
Подробнее о роботах и истории их развития – в Приложении 1.
2. Программирование
2.1 Что такое программирование
Сам по себе робот – просто набор деталей, если он не оснащен
программой действий. Чтобы он производил полезные операции, его надо
«научить» выполнять работу - запрограммировать.
Для составления программ существуют разнообразные языки
программирования.
Язык программирования - это фиксированная система обозначений
для описания алгоритмов и структур данных. В узком смысле
программирование - это кодирование: реализация одного или нескольких
взаимосвязанных алгоритмов на некотором языке программирования. В
Стр. 5
более широком смысле программирование - процесс создания программ, то
есть разработка программного обеспечения.
Программирование сочетает в себе элементы искусства, науки,
математики и инженерии.
2.2 Основные операторы языка программирования
Любая программа использует основные операции и понятия –
 начало программы,
 конец программы,
 типы данных,
 ввод-вывод данных,
 арифметические операции,
 логические величины и операторы,
 циклы
 другие. [13]
Каждый конкретный язык программирования имеет свои средства и
способы оформления этих понятий и операций, но все они подчиняются
одним и тем же законам. Поняв и выучив эти законы на примере хотя бы
одного языка программирования, любой человек может легко освоить и
другие языки [14], [15].
Для обучения программированию может использоваться любой язык
программирования. В данной работе для обучения программированию
используется язык, созданный разработчиками микропроцессора NXT для
программирования роботов LEGO MINDSTORMS.
Стр. 6
3. Разработка действующей модели робота
3.1 Моделирование роботов и выбор элементной базы
Люди только учатся делать роботов с искусственным интеллектом.
Ни одного такого робота пока не существует, хотя некоторые шаги в этом
направлении уже сделаны (см. [1], с. 53–62).
Но робота с адаптивным управлением можно сделать уже сейчас.
За основу возьмем LEGO Mindstorms ([16], [17], [18]) - конструктор,
который мог бы легко изменяться и настраиваться для выполнения других
задач, не только тех, которые планировали решать производители
конструкторов.
В Приложении 2 приведен состав исходного набора деталей и датчиков
для конструирования модели робота.
3.2 Создание модели робота
Взяв за основу эту элементную базу, будем конструировать робота,
который будет выполнять необходимые функции.
В Приложении 3 приведены этапы процесса разработки и
конструирования модели робота.
3.3 Алгоритм работы робота
Сформулируем алгоритм работы робота: он должен:
1) Начать работу
2) Двигаться вперед, пока не увидит препятствие, а по его обнаружении
остановиться
3) Выстрелить резинкой (забор пробы грунта или защита).
4) Забирает грунт, разворачивается
5) Едет в течение 5 сек и останавливается, конец работы
Стр. 7
3.4 Программные средства Lego Mindstorms
Для программирования используется новая графическая платформа,
простая в освоении, но позволяющая запрограммировать необходимые
функции и действия.
Программа использует все основные операторы: начало программы,
конец программы, циклы, обработка условий, а также операторы действий
робота.
Рис. 16 Основные блоки для программирования робота Mindstorms
3.5 Примеры применения основных операторов языка
программирования Lego Mindstorms
При программировании робота используются как стандартные
операторы, имеющиеся в любом языке программирования, так и
специальные команды.
В базовом наборе имеются датчики, поэтому программа имеет
средства работы с ними (ультразвуковой датчик, датчик звука, датчик
касания, датчик оборотов, датчик освещенности), а также имеется
Стр. 8
возможность выполнять операции для синхронизации и связи: кнопка
NXT, «принять сообщение/Bluetooth», «таймер».
Параметры управления могут принимать значения: «Постоянно»,
«Датчик», «Время», «Считать», «Логика», при помощи этих средств
можно запрограммировать робота для выполнения достаточно сложных и
полезных задач.
Примеры использования основных операторов:
1. Блок перемещения приводит робота в движение сразу после
запуска программы.
2. Запускается цикл, который повторяется до тех пор, пока датчик
не получит сигнал от препятствия. В цикле непрерывно считываются
показания датчика. Генерируется логическое значение, которое является
истинным, если происходит событие – пришел сигнал от препятствия.
3. После этого производится запуск резинки, захват пробы и
разворот.
4. Дальше запускается цикл движения робота в течение 5 сек, по
прохождении этого времени происходит останов робота и конец работы.
Компонент «Движение» отвечает за активацию моторов, которые
начинают вращаться с выбранной скоростью.
Рис. 17. Параметры оператора «Движение»
Компонент «Цикл» дает возможность повторять установленные
действия и завершать повторения по установленным событиям.
В нашем случае используется сенсорный датчик и событием
является наличие объекта, находящегося на расстоянии меньше 10 см от
датчика.
Стр. 9
Рис. 18. Параметры оператора «Цикл»
3.6 Программирование модели робота
Созданная на компьютере программа загружается в блок робота Lego
Mindstorms. В процессе отладки и тестирования мы убеждаемся в том, что
все действия робота соответствуют алгоритму и цели работы.
Рис. 19. Программа работы робота
Стр. 10
3.7 Результат работы модели робота
Рис. 20. Робот в работе
4. Участие в конференции - первом туре X Конкурса
«Эксперимент в Космосе»
Робот принимал участие в конкурсе в составе коллектива Кружка
робототехники в ГБОУ ЦРТДЮ "Гермес", работа получила диплом за IV
поощрительное место.
Выводы и практические рекомендации
Гипотеза доказана – создание робота на базе LEGO MINDSTORMS
позволяет освоить основы программирования. Полученные во время
работы знания и умения помогут облегчить обучение в школе, особенно на
уроках информатики и математики.
Данная работа позволила автору раскрыть свои способности в
изобретательстве, реализовать на практике свое понимание принципов
взаимодействия человек-машина.
Стр. 11
В процессе работы автор научился ставить задачу, искать способы ее
решения, организовывать процесс конструирования и разработки. Автор
получил
огромный
опыт
конструирования,
программирования
и
принципов разработки программ.
Заключение
Целью работы было доказательство возможности создания робота,
выполняющего функции космического робота-разведчика (в качестве
примера был реализован робот с двумя функциями: разведчик-сборщик
грунта и сторож), адаптивно меняющегося к условиям окружающей среды,
на основе комплектующих набора LEGO MINDSTORMS.
В процессе выполнения работы были выбраны технические средства
для реализации цели – конструирования робота, выполняющего полезные
функции. В результате самостоятельно был конструирован робот, освоены
основы программирования, составлены, загружены в носимый блок робота
и протестированы программы функционирования робота. Разработанный
робот демонстрирует выполнение задач, поставленных в работе (с
функциями сбора проб грунта и защиты).
Рис. 31. Робот-исследователь
Стр. 12
Список литературы
1. Мацкевич В. В. Занимательная анатомия роботов – М., Радио и
связь, 1988. – с. 3–5, 7– 9, 11, 37–38, 49–50, 53–62
2. Промышленный робот. [Электронный ресурс]
http://nayka102.jimdo.com/%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D0
%B8%D1%82%D0%B8%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D1%81%
D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F/%D1
%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BA%D0%B8-%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%
D0%BC%D1%8B/%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D
1%88%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82/
3. Робот. Он-лайн энциклопедия. [Электронный ресурс]
http://megaznanie.ru/index.php/encyclopedia/technician/5308-2010-0808-09-23-38.html
4. Фотография робота Леонардо да Винчи с выставки моделей, июль
2013 (Венеция) http://tsnec.gallery.ru/watch?ph=kpO-eUOwJ
5. Что такое робот. Как происходит перемещение звеньев
манипулятора [Электронный ресурс]
http://board.matrixplus.ru/hurobot03.htm
6. Промышленные роботы манипуляторы [Электронный ресурс]
http://robo24.ru/promyshlennye-roboty
7. [Электронный ресурс] http://www.comforttrade.ru/files/img_price/112311170222.jpg
8. Насколько изменит мир искусственный интеллект? [Электронный
ресурс] http://www.tesla-tehnika.biz/change-word-intelligence.html
Стр. 13
9. Роботы в космосе. [Электронный ресурс]
http://old.computerra.ru/xterra/36917/
10. [Электронный ресурс] http://www.mk.ru/science/2014/11/14/apparatfily-zaburilsya-v-kometu-no-skoro-syadet-batareya.html
11.[Электронный ресурс]
http://en.wikipedia.org/wiki/67P/Churyumov%E2%80%93Gerasimenko
12. [Электронный ресурс]
https://twitter.com/ESA_Rosetta/status/532565327721545728/photo/1
13.Уоллес Вонг. Основы программирования для "чайников"
Оригинальное название: Beginning Programming for Dummies.
Четвертое издание. Издательство: Диалектика, 2007
14. Юрий Первин. Информатика дома и в школе. Книга для ученика.
Издательство: БХВ-Петербург, 2003
15. Юрий Первин. Информатика дома и в школе. Книга для учителя.
Издательство: БХВ-Петербург, 2003
16.LEGO MINDSTORMS NXT Второе поколение роботов лего
[Электронный ресурс] Адрес: http://housea.ru/index.php/history/51958
17.Описание робота LEGO MindStorms [Электронный ресурс] Адрес:
http://shop.lego.com/en-US/LEGO-MINDSTORMS-NXT-2-0-8547
18.Инструкция к LEGO MindStorms [Электронный ресурс] Адрес:
http://service.lego.com/en-us/buildinginstructions/
19.Анонс пресс-службы Московского городского Дворца детского
(юношеского) творчества [Электронный ресурс] http://dvorecpionerov.ru/18_nov_2014_experement_v_kosmose
Стр. 14
Приложение 1. О роботах и истории роботостроения
П1.1 Что такое робот?
Робот — автоматическое устройство, имеющее манипулятор —
механический аналог человеческой руки — и систему управления этим
манипулятором. Обе эти составные части могут иметь различное
устройство — от самого простого до очень сложного. Манипулятор
обычно состоит из шарнирно соединенных звеньев, как рука человека
состоит из костей, связанных суставами, и заканчивается чем-то вроде
кисти человеческой руки. На конце манипулятора также может быть
рабочий инструмент, например, дрель, гаечный ключ, краскораспылитель
или сварочная горелка (см. [1], [2], [3]).
Первого робота-воина изобрел еще Леонардо да Винчи более 500 лет
назад ([4]). В черновиках мастера обнаружили рисунок и описание робота,
который мог приподниматься и садиться, двигать руками и шеей.
Стр. 15
Рис. 1. Модель робота Леонардо да Винчи (фотография с выставки в г.
Венеция, июль 2013)
П1.2 Что приводит в действие робота?
Как
робот
может
двигаться?
Звенья
манипулятора
робота
перемещаются при помощи приводов — аналогов мускулов человеческой
руки (см. [1], с. 3–5).
Часто для этого используют
электродвигатели. Такой привод
состоит из редуктора (системы зубчатых передач, которые снижают число
оборотов двигателя и увеличивают вращающие моменты) и электрической
схемы
управления,
которая
регулирует
скорость
вращения
электродвигателя (см. [2], [3]).
Стр. 16
Рис. 2. Манипулятор, приводимый в движение электроприводом
Может применяться и гидравлический привод. В цилиндр 1, в
котором находится поршень 2, соединенный с помощью штока с
манипулятором 3, поступает под давлением жидкость, которая передвигает
поршень в ту или иную сторону, а вместе с ним и «руку» робота.
Направление этого движения определяется тем, в какую часть цилиндра (в
пространство над поршнем или под ним) попадает в данный момент
жидкость. Гидропривод может сообщить манипулятору и вращательное
движение. Точно так же действует пневматический привод, только вместо
жидкости здесь применяется воздух (см. [2], [3], [5]).
Рис. 3. Манипулятор, приводимый в движение гидроприводом
П1.3 Три поколения роботов: промышленные, адаптивные и роботы с
искусственным интеллектом
Стр. 17
Самые первые образцы первого поколения простых промышленных
роботов, практически одни манипуляторы, были созданы в 1962 году в
США. Они работали по одной программе, которая не менялась в процессе
работы. Такие роботы автоматизировали выполнение несложных операций
при одних и тех же внешних условиях. Они были дешевы, просты, их было
легко перепрограммировать. Они вполне могут заменить человека при
выполнении тяжелых и опасных однообразных операций.
Такие роботы могут выполнять операции сварки (например,
точечной сварки кузовов легковых автомобилей), загружать и разгружать
грузы. Роботы обслуживают прессы, устанавливают колеса на легковые
автомобили, помогают выполнять простые операции в быту (см. [1], с. 7–
8).
Но даже малейшее изменение окружающей обстановки, малейший
сбой в процессе работы ведут к нарушению действий такого робота, и
требуется вмешательство человека.
Рис. 4. Промышленный робот ([6])
Второе поколение роботов, адаптивные роботы, могут изменять свои
действия в зависимости от обстановки (см. [1], с. 11, 37–38). Если объект, с
Стр. 18
которым
работает
робот,
поворачивается
или
перемещается,
или
появляется препятствие, эти роботы могут выполнить разные действия для
выполнения задачи.
Робот должен постоянно получать информацию о том, что
происходит вокруг него. Поэтому адаптивные роботы имеют значительно
более сложную, состоящую из двух частей, конструкцию, куда входят:
 сенсорные устройства, которые собирают информацию о внешней
среде и о местоположении различных частей робота.
 компьютер, который анализирует эту информацию и в соответствии
с ней и заданной программой управляет перемещением робота и его
манипулятора.
Робот имеет в памяти образы объектов и сравнивает с ними те, которые
он «видит» (форму, цвет и другие признаки), и так может «узнать» объект.
В памяти адаптивного робота заложено столько различных программ,
сколько может возникнуть различных ситуаций.
Пока ситуация не меняется, робот действует по базовой программе.
Когда же внешние датчики сообщают об изменении ситуации, компьютер
робота анализирует ее и выбирает ту программу, которая подходит для
данной ситуации. Например, робот-пылесос может убрать пыль и грязь в
комнате, заставленной мебелью, не задев ее, людей и животных.
Стр. 19
Рис.5. Адаптивный робот ([7])
Третье поколение роботов, роботов с искусственным интеллектом,
пока еще только проектируется.
Их основное назначение — работа в сложной, плохо организованной
среде, притом в таких условиях, когда невозможно предусмотреть все
варианты ее изменения (см. [1], с. 49–50). Робот должен самостоятельно
думать и координировать свои действия по желанию самой машины, а не
установки, заложенной в «мозг» компьютера
Получив какую-то общую задачу, такой робот должен будет сам
разработать программу ее выполнения для каждой конкретной ситуации
(тогда как адаптивный робот может лишь выбирать одну из предложенных
программ).
В случае, если операция не удалась, робот с искусственным
интеллектом
сможет
проанализировать
неудачу,
составить
новую
программу и повторить попытку.
Стр. 20
Рис. 6. Гипотетический робот с искусственный интеллектом ([8])
На данный момент роботы научились различать людей по лицам и
голосу, самостоятельно принимают решения и действуют автономно. Это
уже является значительным шагом в направление робототехники и
прогресса для будущего.
П1.4 Использование роботов в космосе
Наиболее актуально применение роботов там, где человек находиться
не может, или где он ограничен окружающими условиями, особенно в
космосе. Роботы должны помогать людям или вовсе заменять космонавтов
при выполнении особо опасных или сложных задач, при выполнении
повторяющихся операций, отнимающих много времени работ и даже
миссий, которые человек выполнить просто не может. Они выполняют
задания быстрее и точнее людей, работают круглосуточно, не нуждаясь в
перерывах на обед и сон ([9]).
Стр. 21
Рис. 7. Робот
12 ноября 2014, после 10-летнего полета на расстояние более 500 млн
км от Земли, исследовательский робот "Филы" европейского научного
космического зонда "Розетта" впервые в истории человечества совершил
успешную посадку на ядро кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Удачную
посадку модуля на ядро кометы ученые расценили как третье эпохальное
событие в освоении космоса после полета Гагарина и высадки астронавтов
США на Луну ([10]).
Стр. 22
Рис. 8 Снимок кометы 67P/Чурюмова — Герасименко, сделанный 19
сентября 2014 года камерой КА «Розетта» ([11])
Спускаемый модуль Philae («Филы») стал первым в истории,
достигшим
поверхности
кометы.
Ему
были
поставлены
задачи
исследований в разных областях. Одними из них были исследования,
которые могут пролить свет на происхождение жизни на Земле. Он собрал
информацию о химическом составе объекта. Он поможет решить и
проблему кометной безопасности для землян: по одной из теорий
"Тунгусский метеорит" был кометой. Аппарат передал исследователям
изображения и научные данные, в том числе результаты первого в истории
науки бурения кометы.
Рис. 9 . Посадка «Филы»([12])
«Филы» сначала совершил посадку точно в запланированном районе,
однако потом отскочил от поверхности, после чего оказался уже в менее
удачном для работы месте. Удачно посадка прошла только с третьего раза.
Робот попал на каменистый грунт, где мало солнечного света. Он
опирается только на две из трех своих опор (что делало крайне
рискованной попытку повторного выстрела гарпунов, поскольку модуль
Стр. 23
могло откинуть в космос). Гравитация же кометы массой в 10 млрд тонн
слишком мала, чтобы прочно удерживать на себе какое-либо тело. Посадка
осложнилась еще и тем, что вышел из строя подруливающий реактивный
двигатель. Через 56 часов работы сели батареи ([10]).
Все это делает совершенно необходимым разработку более устойчивой
системы, более устойчивой, более надежной, с лучшими средствами сбора
информации.
Стр. 24
Приложение 2. Описание состава исходных деталей и датчиков для
конструирования робота
Наборы LEGO Mindstorms комплектуются набором стандартных
деталей LEGO (палки, оси, колеса, шестерни), а также процессором,
Bluetooth-связью, динамиком, графическим дисплеем, тремя двигателями и
набором датчиков.
Рис. 10. Базовый комплект деталей
Стр. 25
Рис. 11. Набор датчиков для робота Mindstorms
Приложение 3. Этапы сборки модели робота
На рисунках в Приложении 2 можно увидеть несколько вариантов
проектируемого робота на разных этапах разработки модели – от набора
деталей до готового образца.
Выберем все необходимые детали и произведем сборку модели.
Стр. 26
Рис. 12
Рис. 13. Первый вариант робота
Рис. 14. Второй вариант робота
Стр. 27
Рис. 15. Третий вариант робота
Приложение 4. Участие в конференции
П4.1 Конференция в ГБПОУ «Воробьевы горы» (Дворце пионеров на
Воробьевых горах)
29 ноября 2014 года в ГБПОУ «Воробьевы горы» (Дворце пионеров
на
Воробьевых
горах)
[19.]
проходил
первый
тур
X
Конкурса
«Эксперимент в Космосе» по направлениям:
•
«Физико-технические исследования, астрофизика, геофизика (ДЗЗ)
и физика космоса».
•
«Наука о жизни» – биология микроорганизмов, растений и
животных, экология, медицина;
•
«Космонавтика и космические исследования» - реферативная секция
Стр. 28
Рис. 21. Дворец пионеров, конференция «Эксперимент в космосе»
Рис. 22. На конференции «Эксперимент в космосе»
Стр. 29
П4.2 Роботрон Марс Кружка робототехники в ГБОУ ЦРТДЮ
"Гермес"
Кружок робототехники в ГБОУ ЦРТДЮ "Гермес", в котором я
занимаюсь, участвовал в первой секции конференции. Программа
Московской городской открытой научно-практической конференции и Х
Конкурса «Эксперимент в Космосе» в Приложении 1.
Рис. 23. Список докладов конференции «Эксперимент в космосе», первая
секция
Мы показывали своих роботов, которые могут выполнять разные
космические исследования и работы.
Стр. 30
Рис. 24. Робот-исследователь космических грунтов на конференции
«Эксперимент в космосе»
Робот собран из деталей роботов NXT и EV3 LEGO MINDSTORMS,
Стр. 31
Рис. 25, 26, 27, 28. Выступление на конференции «Эксперимент в космосе»
П4.3 Итоги выступления на конференции
Наша работа получила IV поощрительное место
Стр. 32
Рис. 29, 30. Свидетельство об участии в конференции и диплом
П4.4 Программа конференции
Программа Московской городской открытой научнопрактической конференции и Х Конкурса
«Эксперимент в Космосе»
29 ноября 2014 год
09:00 – 10:00 – регистрация участников конференции
10:00 – 10:30 – открытие Конкурса
10:30 – 13:30 – защита проектов на секциях; круглый стол
«Проектно-исследовательская
области.
Школьные
деятельность
исследовательские
в
аэрокосмической
проекты
–
шаг
в
профессию».
13:30 – 14:00 – обеденный перерыв
Стр. 33
14:00 – 14:30 – продолжение работы круглого стола
14:30 – 15:00 – подведение итогов Конкурса
ЧЛЕНЫ ЖЮРИ
Председатель жюри
1. Свертилов Сергей Игоревич – д. ф-м. н., зам. зав. кафедрой физики
космоса Физфака МГУ им. М.В. Ломоносова.
Секция «Физико-технические эксперименты»
1. Свертилов Сергей Игоревич – д. ф-м. н., зам. зав. кафедрой физики
космоса Физфака МГУ им. М.В. Ломоносова, председатель жюри
секции.
2.
Десинов
Лев
Васильевич
–
заведующий
лабораторией
дистанционного зондирования земли института географии Российской
академии наук.
3. Попов Александр Сергеевич – старший преподаватель кафедры
Аэрокосмические системы МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Секция «Наука о жизни»
1. Эгнаташвили Тинатин Давидовна – заслуженный работник культуры
РФ, заведующая отделом экологии ЦЭиАО ГБПОУ «Воробьевы горы»,
председатель жюри секции.
2. Абрамов Сергей Маркович – к. биолог. н., научный сотрудник
Биофака МГУ им. М.В. Ломоносова.
3. Левинских Маргарита Александровна – д. биолог. н., ведущий
научный сотрудник ИМБП РАН.
4. Седлецкий Владислав Сергеевич – главный специалист проекта,
ИМБП РАН.
Реферативная секция «Космонавтика и космические исследования»
1. Татарников Андрей Михайлович – к. ф-м. н., научный сотрудник
ГАИШ МГУ им. М.В. Ломоносова, председатель жюри секции.
Стр. 34
2. Родионова Елена Борисовна – гл. специалист отдела астрономии и
космонавтики ЦЭиАО ГБПОУ «Воробьевы горы».
3. Чемодурова Ольга Леонидовна – педагог дополнительного
образования отдела астрономии и космонавтики ЦЭиАО ГБПОУ
«Воробьевы горы».
Стр. 35
П4.5 Список докладов по секциям
СПИСОК ДОКЛАДОВ ПО СЕКЦИЯМ
Секция «Физико-технические эксперименты»
(руководитель секции – руководитель программы
«Эксперимент в космосе», педагог дополнительного
образования ЦЭиАО ГБПОУ «Воробьевы горы» Школяр Елена
Владимировна)
1.
Космический исследователь. Захаров Владимир, 6 класс, ГБУДО
ЦРТДЮ «Гермес». Руководитель: Дмитриева Л.Н., педагог доп.
образования.
2.
Роботрон Марс. Захаров Владимир, Титов Иван, Некрасов
Михаил, Каширин Антон, Чебыкин Мирослав, Лапин Андрей,
Денисова
Дарья,
6 класс,
ГБУДО
ЦРТДЮ
«Гермес».
Руководитель: Дмитриева Л.Н., педагог доп. Образования.
3.
Робот - геолог. Есенин Даниил, 6 класс, ГБОУ СОШ №1155.
Руководитель: Пригодский В.Б., учитель технологии.
4.
В космос – на лифте с космическими вездеходами?! Сучков
Александр,
7 класс,
ГБОУ
СОШ
№2006.
Руководители:
Мухутдинова Ф.М., учитель физики, Шестенко-Чистяков А.Б.,
руководитель астрономического кружка «Арзамас-Кассиопея»,
инженер-конструктор 1 категории.
5.
Выращивание кристаллов меди в невесомости. Ширяев Павел,
Паксяйкина Анастасия, Панкратов Всеволод, 7 класс, ГБОУ СОШ
№1413. Руководитель: Ширяева М.Ю., учитель химии, Довгопол
Н.Б.
Стр. 36
6.
Исследователь лунных морей. Каширин Антон, 7 класс, ГБОУ
СОШ №1236. Руководитель: Дмитриева Л.Н., педагог доп.
образования.
7.
Обучающая
игра
«Первый
космический
полет».
Сюрись
Александр, Сараев Илья, Обливанов Никита, Валиулин Максим,
Дорофеев Глеб, ГБОУ СОШ №15. Руководитель: Дюкарева О.Ю.
8.
Диффузия в космосе. Гилядова Анна, Родникова Екатерина, 7,
8 классы, ГБОУ СОШ №224. Руководитель: Шомахова З.С.,
учитель физики.
9.
Электромагнитный ускоритель масс (ЭМУМ). Коровинская
Екатерина, Заболотный Денис, 8 класс, ГБОУ ЦО №717.
Руководитель: Дмитриева О.А, учитель физики.
10.
Космический лифт. Бенусса Амин, Клименко Антон, 8 класс,
ГБОУ СОШ №1155. Руководитель: Пригодский В.Б., учитель
технологии.
11.
Получение информации с космической съемочной системы
LAND-SAT TМ на заданную территорию. Волкова Вера,
Гончаренко Андрей, Цыганок Николай, 8 класс, СОШ №354
им. Д.М.Карбышева.
Руководитель:
Митрофанов
Е.М.,
преподаватель МИИГАиК.
12.
Наблюдение за главными проблемами окружающей среды из
Космоса.
Сорокин
Георгий,
9 класс,
ГБОУ
СОШ
№1155.
Руководитель: Полосина О.С., учитель географии.
13.
Робот – аппарат для космических исследований. Рабинович
Роман, 9 класс, ГБОУ ЦО №1486. Руководители: Козлов А.Г.,
учитель технологии, Недумова М.А., к.п.н., педагог-организатор
НИР.
14.
Определение
прозрачности
атмосферы
по
результатам
измерений излучения от звезд небесной сферы. Коррекция
результатов измерений на учет коэффициента пропускания
Стр. 37
атмосферы. Карелина Елена, 9 класс, ГБОУ Гимназия №1516.
Руководители:
Григорьян
И.С.,
зам.
директора
гимназии,
Никишина Е.Б., учитель физики.
15.
Исследование
искусственной
эрозии
почвы
при
слабой
гравитации. Папиашвили Эльвина, Скворцова Анастасия, ЦФМО
гимназия №5 г. Юбилейный МО. Руководитель: Лебедев В.В., д.
техн. н., проф. кафедры «Прикладная механика и математика»
МГСУ.
16.
Беспилотная
система
глобального
наблюдения.
Кисель
Дмитрий, 10 класс, Хоркин Денис, 10 класс, Босколо Стефано, 8
класс, ГБОУ СОШ №224. Руководители: Пименова Л.В., учитель
математики;
Фалалеев
Н.С.,
студент
ФНМ
МГУ
им. М.В. Ломоносова.
17.
Перспективы
получения
полиамидных
плёнок
в
условиях
космического полёта. Борисов Илья, 9 класс, МБОУ СОШ №3 г.
Королев МО. Руководитель: Платова Е.А., учитель химии.
18.
Повышение продолжительности функционирования космических
аппаратов за счет рациональной эксплуатации энергетической
установки. Савин Лев, колледж градостроительства и сервиса
№38. Руководитель: Иванов В.Н., зав. лабораторией.
19.
Разработка
экологически
ориентированных
транспортных
средств на основе альтернативных источников энергии для
эксплуатации в экстремальных условиях. Андреев Вячеслав,
Тихоненко Андрей, Фомин Илья, Семёнов Николай, Исайкин
Григорий. Дмитровский
(отделение
среднего
институт
непрерывного
профессионального
образования
образования).
Руководители: Вихляева Н.В., преподаватель физики, Оборотова
Т.А.,
преподаватель
материаловедения,
Родина
Т.Е.,
преподаватель экологии. Консультанты: д. пед. наук, кандидат
физ.-мат. наук Самоненко Ю.А., к. хим. наук Жильцова О.А.
Стр. 38
Секция «Наука о жизни»
(руководитель – к.п.н., магистр экологии и
природопользования, педагог дополнительного
образования ЦЭиАО ГБПОУ «Воробьевы горы» Колосков
Александр Викторович)
1. Космическая редиска. Самохина Анна, Копченко Дарья, 6 класс,
ГБОУ СОШ №1413. Руководители: Евсеева Г.И., учитель физики,
Евграфова М.В., учитель биологии.
2. Влияние длительного космического полёта на семена лука.
Фоменко Мария, 9 класс, МБОУ СОШ №3, г. Королев, МО.
Руководитель: Платова Е.А., учитель химии.
Богатов Матвей, Власова Маргарита, Ворона Арсений, ГБОУ СОШ
№1413. Руководитель: Евсеева Г.И., учитель физики.
3. Звёздная моль. Мокиевский Николай, 7 класс, ГБОУ СОШ №1265.
Руководитель: Колосков А.В., педагог доп. образования ГБПОУ
«Воробьевы горы».
4. Жидкостное дыхание. Лысов Иван, Остапенко Дмитрий, Остапенко
Алексей,
Чесалов
Дмитрий,
8 класс,
ГБОУ
СОШ
№354.
Руководитель: Филатов А.Н.
5. Муравьи-космонавты.
Мануилов
Филипп,
ЦЭиАО
ГБПОУ
«Воробьевы горы». Руководитель: Колосков А.В., педагог доп.
образования ГБПОУ «Воробьевы горы».
6. Нематоды-космонавты.
Лицев
Александр,
ЦЭиАО
ГБПОУ
«Воробьевы горы». Руководитель: Колосков А.В., педагог доп.
образования ГБПОУ «Воробьевы горы».
7. Влияние
длительного
жизнедеятельность
белых
космического
карликовых
полёта
тропических
на
мокриц
(Trichorhina tomentosa). Мишина Ирина, 9 класс, МБОУ СОШ №3,
г. Королев, МО. Руководитель: Платова Е.А., учитель химии.
Стр. 39
8. Оценка спелости плодов с помощью результатов исследования
проводимости водных растворов солей. Шадрин Игорь, Лучинская
Полина,Игольников
Андрей,
9 класс,
ГБОУ
лицей
№1568.
Руководители: Лущекина О.Б., учитель физики, Митрошина С.М,
учитель химии.
9. Животные в космосе. Бородовская Виктория, Зародова Анастасия,
Дмитриенко Алена, 10 класс, ГБОУ СПО КГИС №38. Руководитель:
Хламова.И.В., учитель биологии.
10.
Влияние образа жизни человека на возникновение сахарного
диабета 2-го типа и его осложнений: пути решения проблемы.
Оганисян Гурген, 10 класс, ГБОУ СОШ №1150. Руководитель:
Еремейко Н.А., учитель биологии.
11.
Выращивание плодовых деревьев на ионитопонике в условиях
космической станции. Еремин Алексей, ГБОУ СПО КГиС № 38.
Руководители: Алявина А.К., Терзиева Т.А.
Реферативная секция «Космонавтика и космические
исследования»
(руководитель секции – заведующий отделом астрономии
и космонавтики ЦЭиАО ГБПОУ «Воробьевы горы»
Николаев Николай Николаевич)
1. Исследование неба с помощью телескопа. Налогин Александр,
Адамов Егор, Жарикова Елизавета, Скопинцева Юлия, 4 класс,
ГБОУ ЦО №1468. Руководители: Абрамова Л.Н., Недумова М.А.
2. Космоэлектростанция. Серга Михаил, 4 класс, ГБОУ СОШ
№1886. Руководитель: Халикова К.К.
Стр. 40
3. Будущее
космонавтики.
Футурологический
анализ
фантастических фильмов про космос. Железнов Егор, 6 класс,
ГБОУ СОШ №1386. Руководитель: Борисова Е.В.
4. Пульсары нейтронные звезды. Трацевский Клавдий, 7 класс,
ГБОУ СОШ №1155. Руководитель: Горыня Л.Н.
5. Результаты
астрономических
наблюдений
и
научных
открытий в 2014 году. Алмазбек кызы Арууке, 7 класс, ГБОУ
СОШ №1034. Руководитель: Панькина Л.В
6. Космическая легостанция «ЛУНА 1». Шуралева Анастасия,
Меджидова Сакинат, Меджидов Абакар, Фёдорова Елизавета,
Вдовин Даниил, Ткаченко Николай, Шуб Андрей, 7, 8, 9 классы.
ГБОУ СОШ №717. Руководитель: Дмитриева О.А., учитель
физики.
7. Проект ракеты «Мечта». Ткаченко Николай, Киселев Алексей,
Вдовин Даниил, 8 класс, ГБОУ СОШ №717. Руководитель:
Дмитриева О.А., учитель физики.
8. Прототип дисколета в виде летающей тарелки. Величенков
Дмитрий, Туманов Георгий, Дудоладов Даниил, Матвеев Данила,
8 класс, ГБОУ СОШ №1155. Руководитель: Пригодский В.Б.,
учитель технологии.
9. Встреча неизбежна?!. Гусельников Иван, 8 класс, ГБОУ СОШ
№1460.
Руководитель:
Кондратенко
Е.Г.,
руководитель
школьного музея авиации и космонавтики им. Ю.А. Гагарина.
10.
Полет на Марс и его колонизация как следующий
логичный шаг в развитии космоса. Кучерявый Петр, 8 класс,
ГБОУ СОШ №2105. Руководитель: Рязанова Ж.А.
11.
Способы ориентации при попадании в экстремальную
ситуацию. Марс. Кузнецов Дмитрий, 8 класс, МБОУ СОШ №3, г.
Королев,
МО.
Руководитель:
Офицерова
И.А.,
учитель
географии.
Стр. 41
12.
Космос.
Мищенкова,
9
класс,
ГБОУ
СОШ
№2114.
Руководитель: Гавриленко И.М.
13.
Промышленное исследование Луны. Миронова Мария,
Сергиенкова Алина, 10 класс, ГБОУ СОШ №1474. Руководитель:
Лазарева Н.В., учитель физики.
14.
Центр
популяризации
астрономических
знаний:
Московский планетарий. Дюкин Максим, Алыбаев Тилек,
Басурманов Антон, ГБОУ СПО КГИС №38. Руководитель:
Смоляков А.С.
15.
Космонавты – герои Великой отечественной войны.
Гусева Екатерина, Кудряшов Владимир, 11 класс, ГБОУ СОШ
№1413. Руководители: Ширяева М.Ю., Довгопол Н.Б.
Стр. 42