Nepogrešljiva robotika

Nepogrešljiva robotika

(e-učna pot)

Avtor: Sabina Tamše

Težavnost: od 7. do 9. razreda OŠ

Predvideni čas: 10-20 min

Pozdrav, sem RR1! Tudi jaz sem robot prav posebne vrste. Kakšne?

Zdaj vstopaš v zgodbo o robotih. Predstavil ti bom zgodovino moje robotske vrste. Spoznaj, kdaj smo se roboti pojavili, kako in zakaj smo postali nepogrešljivi! Potem boš vedel tudi, kakšne vrste robot sem jaz!

Neke vrste roboti se pojavljajo že v starih mitologijah, na primer kot mehanski služabniki, ki jih je ustvaril starogrški bog Hefajst (pri Rimljanih Vulkan, kot se verjetno še spomniš iz prejšnje žareče teme), ali pa kot stvor golem iz židovskega izročila …

Ampak tukaj boš srečal resnične, prve, avtomate in pripotoval skozi čas do humanoidnih robotov, vrste, ki ji pripadam tudi jaz.

Paaazi, začetek! Stopnja: Ogrevanje

Hitro se podaj na učno pot in odkrij, kako so roboti že vpleteni v človeška življenja, pa se tega sploh ne zavedate. Spoznal boš, da roboti bistveno prispevamo k boljšemu življenju …

Klikni na film. Pozorno si ga oglej in se pripravi na na ogled moje zgodbe, zgodbe o svetu robotov.

Naprej

Stopnja: Ogrevanje

(parna_priprava.jpg)

V filmu izveš, kaj so že v stari Grčiji uporabljali za premikanje predmetov.

Nazaj na ogled filma

Pravilen odgovor je:

Na povezavi lahko odkriješ, kdo je izumil vrtečo kroglo ali bučo. To je bil starogrški učenjak iz 1. stol. pr. n. št., ki je dokazal tudi, da je zrak snov. Njegovo ime je:

Preveri

Bravo, kar pogumno naprej!

Naprej

Naka. Oglej si še enkrat film in uporabi povezavo na strani!

Nazaj na ogled filma

Ponovi

Stopnja: Ogrevanje

(figure_stolp.jpg)

Kdo je izumil učinkovit način avtomatizacije, s katerim so se v zvonikih premikale figure?

Preveri

Odlično, dober začetek!

Naprej

Mja … Pravo boš zadel, če boš izbral tiste, ki so izdelovali odlične urne mehanizme!

Ponovi

Stopnja: Še vedno ogrevanje

(Vitez_Da_Vinci.jpg)

Še preden se v 18. stoletju pojavijo prve avtomatizirane lutke, je eden največjih umetnikov renesanse izdelal risbo viteza v oklepu, ki je lahko vstal in premikal roke ter usta.

Ta umetnik je .

Ugotovi, ali so našteta dela njegova ali ne.

Mona Liza
Harlekin
Devica v votlini
Impresija, vzhajajoče sonce
Da.
Ne.
Da.
Ne.

Preveri

Odlično! Harlekina je na različne načine rad upodabljal najbolj znani slikar 20. stoletja, Pablo Picasso, medtem ko je sliko Impresija, vzhajajoče sonce naslikal prav tako velik umetnik 19. stoletja Claude Monet.

Naprej

Naka. Oglej si še enkrat film in si pomagaj s povezavo na strani ter poskusi še enkrat!

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre že skoraj zares

(prebavljajoca_raca.jpg)

Jacques de Vaucanson je bil francoski inženir in izumitelj iz 18. stoletja. Izumil je prve mehanske naprave, ki oponašajo osnovne življenjske funkcije, na primer dihanje in prebavo.

Najbolj znana med njegovimi napravami je raca, ki prebavlja. Zato ga nekateri viri omenjajo kot očeta robotov.

Raca, ki je jedla, pila, prebavljala in izločala zelene liste, je imela precej zapleten mehanizem. Trebuh je imela odprt, da je bil opazovalcem viden.

Iz približno koliko delov je bil sestavljen mehanizem race?

Preveri

Odlično! Vaucanson je bil velik izumitelj, ki je poskušal avtomatizirati tudi francosko tekstilno industrijo. To mu ni uspelo, tkalci pa so ga zaradi njegovih idej na cesti obmetavali s kamenjem.

Naprej

Hm, preveč ali premalo. Vklopi možgančke ali pa še enkrat poglej film in hitro ugani pravo!

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre že skoraj zares

(Pisec_mehanizem.jpg)

V 18. stoletju so nastali verjetno najslavnejši avtomati iz preteklosti. To so Pisec, Risar in Glasbenica.

Izdelal jih je Švicar Pierre Jaquet-Droz. Najbolj zahteven med njimi je bil Pisec, sestavljen iz približno 6000 delov. To je lutka otroške postave, ki piše z gosjim peresom. Pisec je lahko napisal več različnih sporočil, sestavljenih iz največ štiridesetih črk ali znakov. Ko je pomakal pero v črnilo, je njegov obraz sledil gibanju roke.

V Piscu sta krmiljenje opravljala krmilna bobna, ki pomenita prvo obliko programiranja naprav.

Oglej si povezavo, ki prikazuje Jaquet-Drozove avtomate v gibanju. Iz česa so bili sestavljeni ti avtomati?

Preveri

Bingo! Ti avtomati so bili mehanske naprave.

Naprej

Ne bo prav. Pomagaj si s povezavo na strani in opravi popravni izpit takoj zdaj!

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre že skoraj zares

(Capek_RUR.jpg)

Avtomati preteklosti so predhodniki današnjih robotov. Prvi pomemben avtomat je ura oziroma urni mehanizem. Prvi urni mehanizmi so dobili energijo z utežjo (potencialna energija), potem so uporabljali napeto vzmet (energija elastičnosti), danes pa jih poganja električna baterija (električna energija).

Prve avtomate je pogosto poganjal tudi vodni pritisk. Med prve avtomate spadajo tudi igrače in glasbeni avtomati.

Robot je naslednik avtomata. Besedo si je v dvajsetih letih prejšnjega stoletja izmislil češki pisatelj Karel Čapek v svoji igri z naslovom Rossumovi univerzalni roboti. Pisatelj je besedo skoval iz češke besede robota. Oglej si pomen besede v SSKJ in ugotovi, kaj pomeni.

Preveri

Odlično ti gre. Prava glavca! Sicer pa danes roboti opravijo že kar veliko človeku nevarnega in težaškega dela.

Naprej

Hm. A se hecaš? Hitro poskusi še enkrat!

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre že skoraj zares

(moderen_mehanski_robot.jpg)

Tako avtomati kot roboti opravljajo delo samodejno. Bistvena razlika med njimi je, da je robot bolj uporaben in prilagodljiv kot avtomat.

Zakaj? Ker je robote mogoče programirati. Zato lahko opravljajo več dejavnosti ali nalog, ki so določene z nekim programom. Avtomati pa so prilagojeni samo določenemu opravilu in jih ni mogoče programirati za več različnih nalog.

Ugotovi, ali so naprave avtomati ali roboti.

mlekomat
telefonski odzivnik
humanoidni Asimo
električna zobna ščetka
vozili Spirit in Opportunity
avtomat
robot
avtomat
robot
avtomat
robot

Preveri

Odlično! Si vedel, da je kar približno polovica vseh robotov na svetu v Aziji, od tega kar 30% na Japonskem? V Evropi je okoli 30 robotov, v Severni Ameriki okoli 15%, najmanj pa jih je v Avstraliji in Afriki – le 1%?

Naprej

Ups, ne bo prav! Za pravilen odgovor si pomagaj s povezavami, pa bo;)

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre zares

(cip.jpg)

Roboti so programirani, da lahko izvajajo več nalog naenkrat po določenem programu. Programiranje pa je področje, ki je tesno povezano z razvojem računalništva.

Zgodovino računskih strojev lahko razdelimo na obdobje zgodnjih mehanskih računskih naprav (abak – preprosto mehansko računalo) in kasnejših mehanskih naprav, na primer stroj po zamisli Charlesa Babbagea je stroj, ki zna računati vse, kar je mogoče izračunati. Zaradi pomanjkanja denarja ni bil stroj nikoli do konca izdelan in nanj so vsi pozabili. Potem so nastopili elektromehanski računalniki in elektronski računalniki, razcvet računalnikov pa se zgodi šele okoli leta 1970, ko uspe izdelava prvega procesorja (Intel) v enem integriranem vezju.

Procesor je omogočil izdelavo tako “majhnih” računalnikov, da so lahko stali na mizi. Prej so bile namreč to ogromne naprave, ki so zavzemale veliko prostora.

Poveži vedo s področjem, s katerim se ukvarja. Pomagaj si s SSKJ, če so ti področja neznana.

robotika
fizika
računalništvo
mehanika
ukvarja se z razvojem robotov in njihovo uporabo
proučuje lastnosti in zgradbo snovi ter vplive snovi in energije
proučuje delovanje računalnikov in njihovo uporabo
proučuje gibanje in mirovanje teles ter sile, ki to povzročajo

Preveri

Odlično, bistra glavca!

Naprej

Ups, ne bo prav! Pomagaj si s povezavo na strani.

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre zares

(SpiritOpportunity.jpg)

Roboti danes označujejo elektronske programirane naprave. Med seboj se razlikujejo po zmožnosti premikanja oziroma gibanja. Če se roboti lahko premikajo, so to premični ali mobilni roboti. Ti so lahko:

  • mobilni roboti s kolesi
  • mobilni roboti z nogami
  • kotaleči roboti
  • leteči roboti
  • roboti, ki se premikajo z drugimi sredstvi

Med mobilne robote s kolesi spadata tudi Nasina robota Spirit (Duh) in Opportunity (Priložnost), ki raziskujeta Mars že od leta 2004.

Med roboti, ki se lahko premikajo le delno, je najbolj značilna robotska roka. Robotsko roko ponavadi imenujemo industrijski robot. Veliko jih uporabljajo v tovarnah, kjer opravljajo dela, ki so zelo težka ali se zelo ponavljajo.

Robote lahko ločujemo tudi po njihovem namenu. Če so namenjeni težkemu delu v tovarnah, so to industrijski roboti. Poveži oznake robotov z delom, ki ga opravljajo.

raziskovalni roboti
laboratorijski roboti
medicinski roboti
industrijski roboti
roboti v vsakodnevnem življenju
Edine prave raziskovalne robote je razvila NASA, ameriška agencija za vesoljski program in raziskave. Ti roboti so v vesolju in delujejo popolnoma samostojno, saj imajo izdelan sistem senzorjev, človek pa jih lahko nadzoruje s pomočjo računalniških ukazov.
Imajo napredne mikroračunalnike, povezane s prefinjenimi senzorji in izdelanimi "rokami". Ti roboti se uporabljajo za merjenje natančnih količin kemikalij na eno tisočinko mililitra.
Nadomeščajo človeka pri zahtevnih operacijah, saj so veliko bolj natančni. Kirurg lahko operira bolnika sede za računalnikom, po katerem nadzoruje delo robota. Na daleč deluje kot igranje video igrice, v resnici pa je to zelo zahtevna naloga.
Pogosto so to računalniško vodene robotske roke, ki pobirajo in odlagajo predmete, varijo, sestavljajo ...
Pomagajo pri vsakodnevnih opravilih, na primer košnji trave, lahko pa so tudi prenašalci zdravil v bolnišnicah ali stražarji ...

Preveri

Tako je. Med raziskovalne robote spadata Spirit in Opportunity na Marsu, med robote v vsakdanjem življenju pa Asimo, ki prinaša kavo, odpira vrata …

Naprej

Hej, ne se hecat v Veseli šoli! Obriši prah z možgančkov in poskusi še enkrat.

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre zares

(mehanicni_turek.jpg)

Danes je veliko raziskav usmerjenih v razvoj računalniškega vida in umetne inteligence.

(kiber_1.jpg)

Umetna inteligenca (v angl. A.I.) poskuša ustvariti programe, ki bi delovali podobno kot človeški možgani in bi posnemali človeški način razmišljanja. V filmu je bil prikazan avtomatiziran šahovski mojster Turk, ki pa se je izkazal za grdo prevaro, saj ga je v notranjosti upravljal človek. Več o prevari in programih za igranje šaha lahko izveš na povezavi.

Drugačen primer pa je šahovski program Deep blue, ki je leta 1997 premagal svetovnega šahovskega prvaka Garija Kasparova. Deep Blue je imel vgrajenih več kot 200 čipov, od katerih je lahko vsak izračunal kar od dva do tri milijone razporeditev na sekundo; program je tako lahko izračunal 200 milijonov razporeditev na sekundo.

Toda tudi to še ni prava inteligenca. Je rezultat programov, ki vnaprej določijo poti, po katerih program izvrši ukaze. Prava umetna inteligenca naj bi se zavedala same sebe, tako kot se zaveda človek, in mislila po svoje. To pa v bližnji prihodnosti ni najbolj verjetno.

Kaj pomeni angleška kratica A.I.? Pomagaš si lahko s slovarjem.

Preveri

Bravo, čista naravna inteligenca!

Naprej

Hej, uporabi povezavo, če ti odgovor ne pomežikne!

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre zares

(humanoiden_robot.jpg)

Človeku podobne mobilne robote imenujemo humanoidni roboti. Beseda humanoiden izhaja iz latinščine in pomeni človeški. Humanoiden robot označuje robota, ki ima človeške značilnosti, na primer dve nogi, roki in glavo.

Humanoidni robot spada v skupino mobilnih robotov z nogami, kamor spadajo tudi štirinožni, šestnožni, osemnožni in večnožni roboti. Na tej povezavi lahko vidiš tako humanoidne robote kot tudi druge vrste robotov.

Humanoidni roboti imajo elektronska tipala. Namesto oči imajo videokamero, ki omogoča pregled nad okoljem. Mikrofoni zaznavajo zvoke. Tipala za pritisk pa so tista, ki robotu, ki mora nekaj stisniti ali prenesti, povedo, kako močno lahko določeno stvar oprime.

S čim takšen robot prejema in oddaja informacije?

Preveri

Odlično! Si vedel, da obstajajo tudi t. i. socialni roboti? Ti se s človekom sporazumevajo na poseben način. Svoja čustva kažejo s premikanjem ustnic, očesnih vek in ušes. Socialni roboti lahko pomagajo na primer otrokom z avtizmom, da lažje navežejo stik.

Naprej

Ups, če bi bil robot, bi moral zdaj ponovno zagnati vgrajene računalnike! Poskusi ponovno.

Ponovi

Stopnja: Zdaj gre zares

(rokovanje.jpg)

Nekateri znanstvenofantastični filmi prikazujejo zelo črno prihodnost, v kateri roboti povsem prevladajo nad človeško raso ali pa to celo uničijo...

Resnica pa je, da nam tehnologija omogoča boljše življenje.

Z industrijsko revolucijo so ročno delo zamenjali stroji. Takrat se je pojavilo tudi prvo nezadovoljstvo ljudi s stroji, saj so delavci v prvih tovarnah za svoje težke pogoje dela krivili stroje. Drugi so mislili, da so stroji krivi, da ljudje nimajo dela, zato so jih začeli namerno razbijati in uničevati. To gibanje na začetku 19. stol. se je imenovalo:

Preveri

To je to! Tako se imenuje po začetniku protestov, Nedu Luddu.

Naprej

Uh, ne se hecat! Hitro si oglej povezavo.

Ponovi

Stopnja: Bližaš še velikemu finalu!

(robotska_roka.jpg)

Delavci so šele pozneje spoznali, da stroji niso njihovi pravi nasprotniki. Danes nekatera težja dela namesto ljudi opravljajo roboti, na primer robotske roke v tovarnah pobirajo in odlagajo izdelane predmete.

Robote uporabljamo tudi za veliko nevarnih del, kot so delo z radioaktivnimi snovmi, delo na vulkanih in odstranjevanje bomb. Kako je videti delo raziskovalnega robota, si oglej na povezavi.

Brez robotov, ki opravljajo težka, nevarna ali pa zelo zahtevna dela, ki jih človek ne zmore, bi bila naša življenja drugačna … Človeku sovražna in samozadostna umetna inteligenca pa se zdi predvsem plod domišljije.

Kateri izum označuje začetek industrijske revolucije, ki je pomenila mejnik v razvoju tehnologije?

To je .

Preveri

Odlično! James Watt je s prvo uspešno tehnično izvedbo parnega stroja (izboljšava Newcombovega stroja) naredil, da je ta postal naenkrat nepogrešljiv. Parne stroje so uporabljali za pogon strojev v tovarnah, železniških lokomotiv in ladij. Osnovno gorivo za parne stroje je bil premog, ki so ga morali kopati tudi otroci.

Naprej

Hej, ne se hecat. Ponovi vajo, tokrat uspešno.

Ponovi

Stopnja: Veliki finale

(61asimo.jpg)

Ne v romanu, temveč v resničnem življenju je humanoidni robot Asimo neke vrste pisarniški pomočnik, ki pospremi goste v sprejemnico in jim prinese čaj … Verjetno ni naključje, da je njegovo ime zelo podobno imenu velikega pisca znanstvene fantastike Isaaca Asimova.

Pisec znanstvene fantastike Isaac Asimov je v svojem delu postavil tri zakone robotike, ki so postali pravilo pri načrtovanju razvoja umetne inteligence v resničnem svetu. Izberi, kateri trije členi so Asimovi zakoni:

Preveri

Bravo! Tole ti gre odlično od rok.

Naprej

Huh, uporabi rajši povezavo in poskusi še enkrat.

Ponovi

Stopnja: Veliki finale

(tekmovanje.jpg)

Človek si je ves čas prizadeval s pomočjo tehnologije spreminjati svoje življenjsko okolje. V 21. stoletju mu roboti omogočajo raziskovanje tistih predelov, kamor človek sam nima dostopa ...

Robotika je veda o robotih in njihovi uporabi. Spada med sodobne tehnologije današnjega časa in se zelo hitro razvija! Kar nekaj je svetovnih in domačih tekmovanj iz robotike, na katera se lahko že zdaj vključiš. Oglej si povezavo in odgovori na vprašanja.

Kako imenujemo s slovenskim izrazom tekmovanje First Lego League (FLL)?

Katere so stalne teme tekmovanja RoboCupJunior (RCJ)?

Preveri

Bingo! Prva liga, si že skoraj na koncu.

Naprej

Hej, ne se hecat. Oglej si povezavi in ne rešuj na pamet, da ne padeš iz prve v zadnjo ligo;)

Ponovi

Stopnja: Veliki finale

(robocup_nogomet.jpg)

V razvoju umetne inteligence je pomemben mejnik dan, ko je računalnik premagal Garija Kasparova.

Pomemben mejnik na področju umetne inteligence bo tudi dan, ko bo ekipa robotskih tekmovalcev prvič premagala človeško ekipo svetovnih prvakov v nogometu.

Ta mejnik ni izmišljotina, ampak naj bi se kmalu uresničil. Cilj velike skupine znanstvenikov, ki se vsako leto srečajo na tekmovanju RoboCup, je, da do leta 2050 zgradijo robotsko ekipo, ki bo sposobna premagati svetovne prvake v nogometu. Pravila, po katerih igrajo roboti, so zato zelo podobna pravilom nogometa, ki jih določa svetovna nogometna organizacija FIFA. Oglej si, kako je z umetno inteligenco pri robotih za igranje nogometa in izberi pravilni odgovor.

Kako imenujemo računalnik robota, ki igra nogomet?

Preveri

Odlično! Tako mu rečemo zato, ker robota krmili (ne pa krmi, kajne).

Naprej

Ajoj, oglej si povezavo, pa bo šlo!

Ponovi

Stopnja: Še malo – pa konec!

(kiber_4.jpg)

Fill the gaps with the words given bellow! (Drag the words to the correct sentences!)

The end effector
The power supply
Computer program
Controller
Manipulator
is the robot’s hand.
provides power to the robot.
is a set of coded instructions the robot must follow.
is a tiny computer that acts as the robot’s brain and contains the computer program.
is the robot’s mechanical system.

Preveri

Excellent! Well done!

Naprej

Sorry, that’s not it! Try again!

Ponovi

Stopnja: Zadnji korak in …

(kiber_mesto.jpg)

Za konec pa še poveži filmske robote s filmi, v katerih so se pojavili! Če znaš angleško, si lahko pomagaš s seznamom 50 najboljših filmskih robotov.

Vojna zvezd
Terminator
Transformerji
Roboti
Wall-E
A.I.(Umetna inteligenca)
Matrica
R2-D2
T-800 Series Terminator
Optimus Prime
Rodney Copperbottom
Eva
David
stražarji

Preveri

Bravo, kakšen poznavalec znanstvene fantastike! Ne spreglej povabila za skupinsko izdelavo robota iz lego kock, ki lahko tvoji skupini prinese LEGO MINDSTORMS Education NXT set za izdelovanje in programiranje robotov - preveri Novice. Se vidimo prihodnjič!

Naprej

Ups, ne bo šlo? Tukaj je seznam, zapomni si, kdo kam spada;) Vojna zvezd: R2-D2 Terminator: T-800 Series Terminator Transformerji: Optimus Prime Roboti: Rodney Copperbottom A.I. (Umetna inteligenca): David Wall-E: Eva Matrica: stražarji

Ponovi

Ne prezrite: Imaš tudi vi več vprašanj, kot je odgovorov? Tv program da Vinci Learning - ker je užitek vedeti več.