Закураев Р.А.
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОНСТРУКТОРЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ПРОЕКТОВ ПО ФИЗИКЕ *
Аннотация:
основная область робототехники заключается в разработке и управлении роботами. Робототехника в первую очередь использует знания из областей информатики, электроники и машиностроения. Научно стандартизированного определения термина «робот» пока не существует. Разные машины с разными характеристиками, мобильностью и автономностью называются роботами. Само слово «робот» происходит от славянского выражения robota, означающего «работа» или «работа». В работе составлен обзор физических симуляторов для использования на занятиях физики, обсуждаем функции, преимущества, приложения и варианты использования различных симуляторов
Ключевые слова:
робототехника, физика, конструкторы, симуляторы, физические эксперименты, сравнение роботов
УДК 37.022
Закураев Р.А.
магистрант
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
(г. Нальчик, Россия)
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОНСТРУКТОРЫ
ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ПРОЕКТОВ ПО ФИЗИКЕ
Аннотация: основная область робототехники заключается в разработке и управлении роботами. Робототехника в первую очередь использует знания из областей информатики, электроники и машиностроения. Научно стандартизированного определения термина «робот» пока не существует. Разные машины с разными характеристиками, мобильностью и автономностью называются роботами. Само слово «робот» происходит от славянского выражения robota, означающего «работа» или «работа». В работе составлен обзор физических симуляторов для использования на занятиях физики, обсуждаем функции, преимущества, приложения и варианты использования различных симуляторов.
Ключевые слова: робототехника, физика, конструкторы, симуляторы, физические эксперименты, сравнение роботов.
Введение
Робототехнические конструкторы для выполнения исследовательских проектов по физике позволяют проводить подавляющее большинство исследований. Обычно тестируют и доказывают теоретические методы на симуляторе, поскольку сами роботы часто дороги, хрупки и дефицитны. Симуляторы преодолевают эти проблемы, поскольку они обеспечивают дешевую среду и позволяют пользователям получать доступ к множеству желаемых роботов без возможности поломки физической платформы.
В существующей литературе есть ряд исследований, в которых сравнивается воспроизведение реальной физической точности и удовлетворения ограничений физических движков, однако эти исследования часто сравнивают только небольшое подмножество симуляторов и обычно сосредоточены на специализированных задачах или подобластях без учета робототехники в целом [1]. Многие исследования обобщают информацию, которую можно легко получить с веб-сайтов и форумов симуляторов, не добавляя существенной ценности с исследовательской точки зрения [2]. Возможности этих симуляторов в различных задачах, связанных с робототехникой, не исследуются и не сравниваются друг с другом.
Робототехника в физике
Робототехника для проведения исследовательских проектов по физике уже внедряется в повседневную деятельность человека. И с каждым годом, с одной стороны, автомобили становятся все более высокотехнологичными, а с другой – простыми в управлении, благодаря чему интерес к этой области проявляют пользователи-любители. Так, китайская компания Vincross представила целый набор (конструкторы роботов) для создания роботов MIND KIT (конструкторы роботов). С таким комплектом собрать и запрограммировать собственного робота с индивидуальными функциями могут не только инженеры, имеющие опыт в этой сфере, но и энтузиасты техники [3].
Курс физики средней школы и оборудование по образовательной робототехнике предоставляют им такую возможность. Рассмотрим пример постановки роботизированного эксперимента по исследованию закономерностей колебаний пружинного маятника. В эксперименте в полном объеме реализованы три системы кибернетической модели робота. Это системы управления, исполнения и сбора данных. Робот функционирует по схеме с обратной связью. Система управления формирует команды для системы исполнения по заданной программе, а система сбора данных обеспечивает обратную связь с системой управления, «информируя» ее о состоянии внешней среды и результатах выполнения команд [4]. В данном эксперименте на автоматическом уровне реализуются: физические манипуляции с элементами установки, сбор и обработка данных, а также их вывод на экран микропроцессора и компьютера. Последовательно запускаются механизмы, обеспечивающие: вывод системы из положения равновесия и «гашение» свободных колебаний, изменение массы маятника за счет увеличения числа грузов в подвесе, изменение жесткости пружины, которое достигается уменьшением длины ее рабочей части.
Наиболее полным и простым решением является применение решенийробототехники для выполнения лабораторных работ по физике. Наофициальном сайте Лего существует часть «Физические эксперименты» с использованием базового набораLEGO. Это 14 экспериментальных проектов,где можно изучать различные области физики.
Использование робота черепахи при изучении понятия «Траектория»
В данном случае сначала вводиться понятие: Траектория – это линия, вдоль которое движется тело. Затем можно продемонстрировать Робота-черепаху, показывая взаимосвязь физики и реальной жизни. Так как данный робот - это робот-трейсер, то есть робот, который передвигается по линии. Линейный трассировщик - это самопередвигающийся робот, который движется по заданной траектории и который называется AGV(AutomaticGuidedVehicle – Автоматически управляемое транспортное средство). Робот-трейсер с помощью сенсора следует к месту назначения по траектории, нарисованной на земле. Линейная трассировка, как правило, используется в беспилотных машинах, которые автоматически перемещают вещи на фабриках, конвейерных лентах или погрузчиках.
Использование робота-черепахи при обобщении материала по теме: «Равномерное движение».
В качестве иллюстрации использования заданий по робототехнике в физике можно привести такой пример: при изучении темы: «Изучение равномерного движения» можно использовать следующие задания:
Область физической и реабилитационной медицины включает вторичную профилактику, междисциплинарную диагностику, лечение и реабилитацию соматических нарушений, структурных и функциональных нарушений с помощью консервативных, физических, мануальных и натуропатических лечебных мероприятий, а также методов реабилитационного вмешательства.
Выводы и заключения
Наборы для сборки роботов со множеством интеллектуальных красочных компонентов, которые светятся и издают звуки. А когда «робот» собран, вы можете свободно настраивать программы и функции многих комплектов через приложение для программирования и, таким образом, оживлять робота, для проведения исследовательских проектов по физике. Наборы роботов в игровой форме способствуют творчеству, концентрации и логическому пониманию.
Таким образом, симуляторы для проведения исследовательских проектов по физике помогают исследованиям в области робототехники и физики множеством способов. Преимущества включают снижение затрат, лучшее управление временем и дополнительный уровень безопасности при работе со сложными средами. В ближайшие годы будет опубликовано больше исследований, подобных этим, по мере появления новых тренажеров и устаревания некоторых опытных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Номер журнала Вестник науки №6 (63) том 2
Ссылка для цитирования:
Закураев Р.А. РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОНСТРУКТОРЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ПРОЕКТОВ ПО ФИЗИКЕ // Вестник науки №6 (63) том 2. С. 239 - 244. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/8798 (дата обращения: 17.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+