Презентация "Использование роботов в различных сферах деятельности человека"

Использование роботов в различных сферах деятельности человека. Автор: педагог-организатор МБОУ «СОШ №2 им.А.И.Исаевой», города Нефтеюганска, ХМАО-Югры Максём Раиса Петровна. Роботы-исследователи

• Роботы исследователи предназначены для проведения исследований в химии, биологии, для изучения космоса и мирового океана, т.д.

Роботы-исследователи незаменимы при изучении опасных для человека локаций и явлений, а также там, где требуется большая точность или физическая сила. Они могут забраться туда, куда людям ход заказан: глубоко под воду, в жерло вулкана или, наоборот, на уровень органов и даже отдельных клеток живого организма

• Катер. Роботизированные катера исследуют и изучают реки, озера и моря. Особенно они полезны в экстремальных условиях — например, во льдах Дальнего Севера
• Батискаф / глайдер. Роботы-батискафы и роботизированные глайдеры с разными принципами движения оказывают нам неоценимую помощь в исследовании морских глубин.
• Станция. Роботизированные подводные и донные станции ведут длительное наблюдение за экологией и геологией глубин и помогают отслеживать экологическую, геологическую, ледовую и другую обстановку на недоступной человеку глубине и в неподходящих условиях.
• Вулкан. На планете есть и другие места, куда человеку не забраться (например, вулканы и гейзеры). Построенный из устойчивых к высоким температурам и ядовитым газам материалов робот способен проводить исследования даже в момент пиковой сейсмической активности. НАСА разработало уже два таких робота.
•  

Исследования глубин. Витязь-Д - комплекс для глубоководных подводных исследований. В 2020 году успешно выполнил погружение на дно Мариинской впадины. 

Работа роботов на орбите Космороботы – это роботы, приспособленные работать в космическом пространстве. Преимущество космических роботов перед человеком заключается в том, что они могут работать в крайне неблагоприятных условиях (например, в космосе есть радиация, поэтому человек не может выйти в открытый космос без скафандра, чего нельзя сказать про робота) и обходиться без каких-либо ресурсов (например, топлива), так как в большинстве случаев они работают на солнечных батареях. Также гораздо легче будет пережить потерю такого робота, чем гибель астронавта. Обычно, задача косморобота заключается в проведении какой-нибудь научной работы (например, собрать образцы грунта, просканировать их и отправить собранные данные учёным на Землю). Вообще-то, тоже самое может сделать и обычный робот, работающий на земной поверхности, но к космороботу есть несколько основных требований, которым он должен соответствовать.

• Например:
• перенести запуск
• функционировать в сложных условиях враждебной среды
• весить как можно меньше
• потреблять мало энергии и иметь долгий срок службы
• работать в автоматическом режиме
• обладать чрезвычайной надежностью

• Самые известные роботы, которых используют в космических исследованиях - это роверы. Они функционируют в автоматическом режиме и приспособлены для передвижения по поверхности другой планеты. Обычно они комплектуются научно-исследовательским оборудованием, камерой, передатчиком (для связи с Землей) и солнечными батареями, для долгой и автономной работы.

Луноход -1

• Развитие робототехники сильно повлияло на процесс освоения космоса.
• Первый робот, использованный в космосе, – это советский «Луноход-1», появившийся на поверхности Луны в 1970 году.
• За год ему удалось произвести физико-механический анализ грунта в 500 точках, а также химический анализ грунта в 25 точках.
• За прошедшие годы робототехника не стояла на месте, поэтому роботы, отправляющиеся в космос сегодня, сильно отличаются от своих предшественников.  

Луна-16.Первый в истории полёт на Луну и обратно

• Общая масса колонки грунта, доставленной на Землю, составила 101 грамм. «Луна-16» стала первым автоматическим аппаратом, доставившим внеземное вещество на Землю (ранее его доставляли лишь пилотируемые экспедиции: «Аполлон-11» — 21,5 кг и «Аполлон-12» — 34 кг). 

Луноход-2

• Луноход-2 - второй в мире дистанционно-управляемый самоходный аппарат. Он был разработан для фотосъёмки и видеосъёмки
• На поверхность луны был доставлен станцией «Луна-21» 15 января 1973 года. Технические характеристики были примерно такие же, как и лунохода-1. Но главным отличием Лунохода-2 от Лунохода-1 являлось наличие третьей телекамеры, установленной на уровне человеческих глаз, что позволяло смотреть намного дальше. Также у него увеличилась масса по сравнению со своим младшим собратом, и составила 836 килограмм.
• При посадке у него была повреждена система навигации, из-за чего экипажу лунохода пришлось ориентироваться по Солнцу и по звездам. Проработал он почти 5 месяцев, за которые он успел преодолеть 37 километров, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки, после чего вышел из строя из-за перегрева аппаратуры внутри корпуса.

• Луна-21.
• На борту Луноход-2.

Марсоходы

• Марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити» - аппараты близнецы, успешно запущенные на Марс в 2004 году. Отправлены они были туда , в принципе, для одной цели – установить, была ли когда-нибудь на Марсе вода или нет.
• На марсоходах этого типа установлено 6 колес, каждое из которых имеет свой собственный электродвигатель. Для разворота марсоход поворачивает передние и задние колёса на нужный угол, разворачиваясь при этом практически «на месте». Телекамеры отдалены друг от друга примерно на расстояние глаз человека.
• С помощью научного оборудования он берет образцы грунта, анализирует их и отправляет данные учёным.

Модели всех трёх марсоходов в сравнении: Соджорнер (самый маленький), Спирит/Оппортьюнити (средний), Кьюриосити (самый большой) Марсоход- «Спирит» «Оппортью́нити»  второй марсоход космического агентства НАСА из двух, запущенных США  Разработки новых марсоходов Роботы-роверы роботизированные падающие кубы, которые могут перемещаться сами собой, без всяких колёс или гусениц.

Задачи: изучить сейсмику Марса, температурный режим на глубинах до 5 метров, выявить распределение масс в центре планеты, изучение размеров, плотности и общей структуры Марса, ядра, мантии и коры. 

Роботы-аватары

• это роботы, полностью копирующие людей, и способные в точности повторять движения человека, находящемся в специальном костюме. Смысл в том, что человек, например какой-нибудь ученый, надевает специальный костюм, после чего робот начинает повторять все движения головы, ног, рук и даже пальцев.
• Наиболее универсальными машинами для выполнения сложных операций в околоземном космосе, на Луне и других планетах будут именно человекоподобные аватары.

Робонавты

• Цель запуска робота — проверка его функционирования в условиях невесомости, изучение влияния на его работу космического и 
• электромагнитного
•  излучения.

Бортовой свободно летающий робот

• оснащен камерой, микрофоном, RFID-сканером. Задачи на борту: отслеживание качества воздуха, уровня шума, а также выполнение ряда задач с целью снижения нагрузки на космонавтов.

• Робот НАСА “Супершар” сможет исследовать Титан. Посадка космического робота на другую планету никогда не было лёгкой.

Для обеспечения безопасности.

• Боевой робот (военный робот) — устройства автоматики, заменяющее человека в боевых ситуациях для сохранения человеческой жизни или для работы в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.

Роботы широко применяются полицией, органами государственной безопасности, аварийно-спасательными службами, силами ведомственной и вневедомственной охраны.

• Дрон-охранник. При обнаружении таких аномалий, как наличие посторонних, пожар или появление незнакомых объектов, администратор системы получает уведомление через приложение.

• многофункциональных беспилотных авиационных
• многофункциональные беспилотные авиационные комплексоы вертолетного типа.
• Они предназначены для использования в качестве летающих мишеней при испытании новых видов вооружений.
• Использование «дрона-мишени» дает возможность оценить точность наведения и эффективность поражения целей.

Обеспечение безопасности — самое главное направление робототехники. После спада эйфории относительно роботов люди начали задумываться о безопасности себя и своих данных.

• Пожарные роботы (роботизированные установки) активно применяются в пожаротушении. Робот способен самостоятельно без помощи человека обнаружить очаг возгорания, рассчитать координаты, направить огнетушащее средство в центр возгорания. Как правило, данные роботы устанавливаются на взрывоопасных объектах. Робот-полицейский в Индии.

С 2003 г. в испытуемые машины начали усаживать манекены, имитирующие детей в возрасте 18 месяцев и трех лет в специальных креслах. Подробнее на Autonews: https://www.autonews.ru/news/59b109269a79478756995b29 Роботы-исследователи в медицине.

Робот используется в больницах для определения диагноза и способа лечения. Врач загружает в суперкомпьютер сведения, полученные от пациента, симптомы, результаты анализов и прочую информацию, IBM Watson ее анализирует и выводит результат.

Роботы-исследователи в медицине и спорте.

• Практика показывает, что когда речь идет об обработке данных, компьютеры намного превосходят людей. Очередным доказательством этого тезиса является робот производства KUKA, принимающий участие в исследовательском проекте Высшей школы физкультуры и спорта в Кельне .Здесь он служит в качестве чувствительного пресса для ног, используемого для проведения ортопедических анализов.

• Два робота UR5 впечатлили и сотрудников больницы Копенгагенского университета в Гентофте. Первый робот берет образец крови и помещает его в сканер штрих-кода. Камера видеонаблюдения фотографирует цвет шляпки винта, и робот направляет образец в одну из четырех стоек в соответствии с цветом. Второй робот отбирает образцы в стойке и помещает их в устройство подачи для центрифугирования и анализа. Роботы обрабатывают около 3000 образцов в день, 7-8 пробирок в минуту. Они позволили лаборатории вовремя справляться с работой

Роботы в промышленности

• Манипуляторы Universal Robots позволяют заменить исследователей и операторов, выполняющих рутинные операции в опасных и грязных условиях, чтобы снизить риск заболеваний, вызванных повторяющимися движениями, и риск производственного травматизма. 

• Дроны позволяют предприятиям существенно улучшить процесс мониторинга и обеспечить высокое качество выпускаемой продукции или предоставляемых услуг. К примеру, автономные средства, оснащенные технологиями инфракрасного или теплового зрения, могут собирать точную информацию о температуре поверхности деталей и состоянии оборудования, а в случае перегрева - моментально оповещать о неисправности.

Дроны — это, в основном, летающие аппараты с дистанционным управлением (то есть на самом деле они не совсем роботы). В более широком смысле — это мобильные, автономные аппараты, запрограммированные на выполнение каких-либо задач. Они применяются для промышленных приложений, таких как проверка безопасности, в целях мониторинга и для научных исследований, в опасных местах, на пересеченной местности. В настоящее время такие аппараты могут использоваться под водой и в космосе. Внедрение в них возможности работать автономно позволит этим мобильным роботам самостоятельно формировать и посылать отчеты или самим выбирать команды управления по мере необходимости.

• Европейское агентство морской безопасности (EMSA) и Европейское космическое агентство (ESA) недавно предложили контролировать с помощью дронов уровень вредных выбросов кораблей на самых загруженных европейских маршрутах – в проливе Ла-Манш, Северном море, Балтийском море и Ботническом заливе.

Разработка адресована промышленным заказчикам. Морской дрон уже используется владельцами водных хозяйств и нефтегазовыми компаниями для исследования подводной инфраструктуры.

• Вместо того чтобы спускаться под воду для обследования судна или ставить его в сухой док, можно воспользоваться роботом. Владелец судна проводит осмотр самостоятельно и своевременно.

Подводные аппараты востребованы при обследовании морского дна, геофизических исследованиях, спасательных работах, обследованиях телекоммуникационной инфраструктуры, мониторинге состояния опор буровых платформ или кораблей, состояния турбин гидроэлектростанций. во время экспедиции в Арктику, целью которой было наблюдение с воздуха за белыми медведями и изменяющейся средой их обитания

• мониторинг мест массового скопления людей, карантинных зон, движения автотранспорта;

мониторинг последствий изменения климата К роботам-учёным можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса и были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и «ниши Хеопса». Сфера развлечений

• Роботы-исследователи используются для испытания технически сложных атракционов, для оценивания уровня опасности для посетителей. Например, «Американские горки» и т.д.

Благодарю за внимание! Презентация создана с использованием информации открытых источников сети Интернет