Тема: Основи автоматики і робототехніки

Мета навчання:

Навчальна: сформулювати нові знання у здобувачів освіти за розділом Основи автоматики і робототехніки. Внесок українських учених у формування сучасного стану й розвиток інформаційних технологій, автоматики та робототехніки.

Розвиваюча: розвивати  пізнавальну активність, критичне мислення

Виховна: виховання професійної компетентності, удосконалення методики виховного впливу

Типи уроку: засвоєння нових знань (лекція)

Методи навчання: словесний, наочний, практичний

Форми організації пізнавальної діяльності: індивідуальна, групова, колективна

Засоби навчання: Технічні засоби навчання, допоміжні матеріали

План

1. Основні поняття автоматики і робототехніки.

2. Внесок українських учених у формування сучасного стану й розвиток інформаційних технологій, автоматики та робототехніки

3. Презентація

Слайд 1

На сучасних підприємствах більшість виробничих процесів автоматизовані.

Слайд 2

Автоматизація — це напрям розвитку техніки й технологій, що характеризується звільненням людини не тільки від фізичної праці, пов’язаної з виробничими процесами, а й від оперативного керування відповідними механізмами (мал. 1).

Автомат (від грец. automatos — самодіючий) — пристрій, машина, що виконує всі операції за заданою програмою, яка не потребує безпосередньої участі людини в процесі отримання, передавання, розподілу (використання) енергії, матеріалів або інформації.

Технологічними машинами керують комп’ютери, а виконання трудомістких, монотонних або небезпечних для виконання людиною операцій здійснюють спеціальні програмно керовані машини — роботи.

Слайд 3

Робот — це машина, створена людиною й керована нею або безпосередньо, або опосередковано через програму, створену людиною.

Датчик (давач) — пристрій, вузол машини (автомата), призначений для перетворення зовнішнього впливу на сигнал, що може опрацьовуватися автоматом.

Слайд 4

Залежно від виконуваних завдань роботів умовно поділяють на промислові, військові, медичні тощо (мал. 2).

Слайд 5

 ЦІКАВИ ФАКТИ

Дізнайтеся більше

• Слово «робот» слов'янського походження. Його придумав чеський письменник Карел Чапек, який описав «механічних людей» 1920 року, утворивши його від слова «робота».

• 1942 року американський письменник-фантаст Айзек Азімов уперше вжив термін «робототехніка», а також сформулював три закони для роботів:

Слайд 6

1. Робот повинен виконувати накази людини.

2. Не завдавати людині шкоди.

3. Уміти захищати себе, якщо це не суперечить закону 2.

На попередньому уроку ми детально розібрали історію робототехніки

Сьогодні розглянемо  Внесок українських учених в розвиток робототехніки

Слайд 7

Розвиток робототехніки в Україні

1948 року в Києві під керівництвом С. Лебедєва було розроблено ЕОМ МЕРМ (малая електронна рахункова машина). Це була найбільш швидкодіюча ЕОМ на той час у континентальній Європі.

Слайд 8

У 1958 В. М. Глушковим була запропонована концепція універсальної керуючої машини, яка згодом була реалізована в серійній ЕОМ Дніпро та в наступних серіях керуючих машин. В основі моделі УМШН — напівпровідникова елементна база (до того практично всі ЕОМ використовували електронні лампи), апаратний захист програм та даних, невелика розрядність, оптимальна для завдань управління технологічними процесами. Одночасно з розробками машини «Днепр» з ініціативи В. М. Глушкова було розпочато спорудження в Києві спеціалізованого заводу (пізніше відомого як ВО «Електронмаш»), який серійно випускав цю ЕОМ. Машина «Днепр» була гідним конкурентом найкращим американським аналогам, і понад 10 років її використовували у виробництві.

Слайд 9

На основі української керуючої ЕОМ «Днепр» у 1959-1963 роках на Миколаївському суднобудівному заводі було впроваджено систему «Авангард» — робототехнічну систему для викреслювання деталей корпусів суден у масштабі 1:1 та для газорізальних робіт, створено інші робототехнічні комплекси, у тому числі для космічної техніки.

Слайд 10

1965 року на ЕОМ серії «МИР» (від рос. — машина инженерных расчетов) застосували апаратну реалізацію мови програмування Аналітик, що дозволило проводити аналітичні перетворення, у тому числі диференціювання та інтегрування формул.

Слайд 11

1966 року в Інституті кібернетики АН УРСР під керівництвом В. Глушкова завершено розробку проекту великої ЕОМ «Україна», ідеї якої пізніше були використані у великих американських ЕОМ 1970-х років

Слайд 12

1972 року в Інституті кібернетики АН УРСР під керівництвом М. Амосова було створено автономний транспортний робот «Таїр», система управління якого ґрунтувалася на використанні нейронної мережі. Робот міг цілеспрямовано рухатися, об’їжджаючи перешкоди. Для пересування використовував тактильні датчики, оптичний далекомір та інші допоміжні пристрої.

Слайд 13

На розробках Інституту кібернетики УРСР протягом 1975-1980 років було створено понад 100 промислових роботів, організовано серійне виробництво 40 моделей.

1979 року розпочато випуск високопродуктивних багатопроцесорних управляючих обчислювальних комплексів (УОК) ПС 2000, де застосовували розпаралелювання операцій, так, як це робиться в сучасних комп’ютерах. Завдяки цій технології стало можливим створення автономних транспортних засобів, складних робототехнічних систем.

Сьогодні на світовому ринку робототехніки лідирують Японія та Німеччина — ці країни виробляють понад половину всієї роботизованої продукції у світі. Досягнення України в цій галузі не такі значні, але є і промислові виробники, і цікаві стартапи.

Від початку 80-х у науково-дослідних установах широко використовували систему «Оксамит», яка була однією з перших портативних систем збирання й опрацювання результатів вимірювань, побудованих на базі персональної ЕОМ українського виробництва ДВК-1. А збирали плати для ДВК на київському заводі «Електронмаш» промислові роботи з програмним керуванням.

Слайд 14

Особливе місце серед промислових роботів посідають роботи-зварники, визнаним лідером серед розробників яких є Інститут електрозварювання імені Євгена Патона НАН України. Перші автомати для зварювання українські вчені під керівництвом Є. Патона розробили ще під час Другої світової війни і вперше у світі застосували для зварювання танкової броні.

Слайд 15

З 1953 до 2020року директором Інституту електрозварювання імені Євгена Патона НАН України під керівництвом Б. Патонаі до сьогодні інститут розробляє й випускає широкий асортимент зварювальних роботів, які користуються попитом не тільки в Україні, але й за кордоном.

Слайд 16

Закріплення вивченого матеріалу

Відповідь а).

Слайд 17

• Автоматизація — це
• Автомат – це
• Робот — це
• Датчик (давач) —
• Нагадайте три закони для роботів
• Пригадайте українських учених, які зробили внесок в розвиток робототехніки

Слайд 17

Висновок уроку

Роботи навколо нас. Іноді вони маленькі і непомітні, іноді великі індустріальні. Ми їх сприймаємо частиною мрій про далеке безтурботне майбутнє людства або як загрозу його зникнення. Вони оживають у фільмах, коміксах, книгах, наукових лабораторіях та автоматизованих заводах і кожного разу вражають людей новими можливостями та перспективами.

Вітчизняна робототехніка відроджується разом з усією нашою промисловістю, економікою і народним господарством в цілому. Робототехніка швидко охопила всі основні галузі господарства.

Слайд 18

Рефлексія

-  Якою була тема уроку?

- Що ви дізнались нового на уроці

- Що вам найкраще запам'яталось?

Слайд 19

Д/З

Підготувати доповідь про одного з видатних українських науковців у галузі технології.