184,23.docx

1. Інформаційно- дослідницький STEM проект : « Роботи в нашому житті»
Проект розроблений для учнів 11 класу.
Проблема : Чи можна самостійно зібрати робота за готовими схемами та
«змусити» його цілодобово досліджувати, охороняти навколишні об’єкти?
Мета проекту : ознайомити здобувачів освіти з основами робототехніки та
програмування; підтримати інтерес здобувачів освіти до вивчення природничо-
математичних та спеціальних дисциплін, виявити рівень сформованості
навичок самонавчання, розвивати пізнавальні можливості здобувачів освіти,
творчі навички, критичне мислення.
Завдання проекту :
 Зібрати інформацію про існуючих роботів – дослідників;
 Провести теоретично дослідження основних функцій робота-
шпигуна,приводної системи та системи само навігації,взаємодію робота з
ПК та смартфоном.
 Розвиток пізнавальних і творчих здібностей учасників проекту;
 Удосконалення життєвих компетентностей здобувачів освіти.
Обладнання:
 Комплектуючи деталі робота-шпигуна (схеми та деталі Джиммі
Уайатта та його команди взяти з журналів «РОБОТ- ШПИГУН»);
 СD –ROM з ключами для встановлення програмного забезпечення;
 покрокові інструкції та схеми по збиранню робота-шпигуна;
 комп’ютер;
 смартфон;
 Інтернет, Wi-Fi.
І Актуальність проблеми.
Чи потрібні роботи в житті сучасної людини? Чи можуть вони полегшити
життя людини? Ці питання неодноразово піднімалось у всьому світі.
Використання високих технологій раніше асоціювалося виключно з
космічними образами і громіздкими андроїдами, завойовувати чергову планету.
Але тепер розумні пристрої оточують нас навіть в побуті та повсякденному
житті. Причому ми не беремо до уваги науково-технологічні центри і заводи.
Ми можемо зіткнутися з роботами навіть у власній квартирі.
Автономний пилосос, самостійно проводить прибирання, є
найпоширенішим прикладом вигідного співіснування людини і механізму в

2. одному будинку. Представники штучного інтелекту чистять басейни, освоюють
масаж і навіть доводять до ладу газони біля будинку. Ви все ще думаєте, навіщо
потрібні роботи в звичайному житті? Пора переходити на новий рівень життя і
перекласти більшу частину роботу на надійні і безвідмовні плечі механічних
помічників.
ІІ Етапи реалізації проекту.
Діагностико- концептуальний:
1.Створення і визначення функцій пошуково-дослідницьких груп.
2.Розподіл доручень між керівниками та учасниками проекту.
3.Пошук інформаії з даної теми.
Організаційний:
1.Теоретичні дослідження за темами:
 Сучасні моделі роботів. Три закони робототехніки.
 Основні функції робота-шпигуна. Приводна система та система само
навігації.
 Система стеження. Взаємодія робота з ПК та смартфоном.
2.Ознаймлення зі змістом журналів :Робот –шпигун».
3.Збирання матеріалів про техничні можливості робота шпигуна.
4.Систематизація та оформлення знайденого матеріалу.
Практичний :
1. Послідовне удосконалення камери робота за схемами та покроковій
інструкції з готових комплектуючих деталей.
2. Встановлення програмного забезпечення на комп’ютер та смартфон.
3. Розміщення матеріалів проекту на сайті училища та в соціальних мережах .
ІІІ Очікувані результати.
Удосконалення компетентностей здобувачів освіти :
 міжпредметна компетентність-здатність виявляти естетичне ставлення до
світу в різних сферах діяльності людини, оцінювати предмети і явища, їх
взаємодію;

3.  інформаційно-комунікаційна компетентність - здатність здобувачів
освіти використовувати інформаційно-комунікаційні технології та
відповідні засоби для виконання особистісних і суспільно значущих
завдань;
 комунікативна компетентність - здатність особистості застосовувати у
конкретному виді спілкування знання мови, способи взаємодії з людьми,
що оточують її та перебувають на відстані, навички роботи у групі,
володіння різними соціальними ролями;
 проектно-технологічна компетентність - здатність здобувачів освіти
застосовувати знання, уміння та особистий досвід у предметно-
перетворювальній діяльності;
 уміння вчитися самостійно;
 створення ілюстрованих та інформаційних матеріалів.
Вступне слово викладача :
В даний час автоматизація досягла такого рівня, при якому технічні об’єкти
виконують не тільки функції з обробки матеріальних предметів, а й починають
виконувати обслуговування і планування. Людиноподібні роботи вже
виконують функції секретарів та гідів. Робототехніка вже виділена в окрему
галузь. Інтенсивне застосування роботів в побуті, на виробництві, в воєнній
промисловості потребує, щоб користувачі володіли сучасними знаннями в
галузі управління роботами, що дозволить розвинути нові розумні, безпечні та
більш просунуті автоматизовані системи.
Робототехніка – це проектування, конструювання та програмування
всіляких інтелектуальних механізмів – роботів, які мають модульну структуру і
володіють потужними мікропроцесорами.
У роботі над проектом брали участь 3 групи експертів, які працювали
над заданими темами. Від кожної групи виступає експерт, який висвітлює свою
тему.

4. Проведемо презентацію нашого проекту , ознайомившись з теоретичним
матеріалом.
Теми досліджень кожної групи:
 Сучасні моделі роботів. Три закони робототехніки.
 Основні функції робота - шпигуна. Приводна система та система
самонавігації.
 Система стеження. Взаємодія робота з ПК та смартфоном.
Сучасні моделі роботів. Три закони робототехніки.
Виступи супроводжуються демонстрацією презентацій.
Перший експерт : Ро́бот (від чеськ. robota) — автоматичний пристрій,
що призначений для виконання виробничих та інших операцій, які зазвичай
виконувались безпосередньо людиною. Для опису автоматичних пристроїв дія
яких, не має зовнішньої схожості з діями людини, переважно використовується
термін «автомат». Прийнятий зараз у всьому світі термін був запропонований
чеським письменником Карелом Чапеком та його братом Йозефом і вперше
використаний у 1921 в п'єсі К.Чапека «Р. У. Р.» (чеськ. R.U.R.; скорочення від
чеськ. Rossumovi univerzální roboti). Так він назвав механічні істоти, які зовні
нагадували людей. Спочатку для означення такого типу технічних об'єктів було
використане слово похідне від латинського «labor» (робота), але потім Карел
Чапек прислухався до поради свого брата Йозефа й зупинився на похідній від
чеського «robota». Чеською слово означало «важка робота», «каторжна робота».
Це цілком відповідало змістові п'єси, у якій роботи виконували замість людей
усю найважчу або рутинну працю.
Види роботів:
Андроїд – людиноподібний робот. В більшості випадків, це
електромеханічні роботи, які мають зовнішність, схожу на людину. В деяких
творах андроїдами називаються повністю органічні, але штучні істоти. В

5. більшості науково-фантастичних фільмів та книг, андроїд є комбінацією цих
двох понять: поверх механічного скелету прикріплені м'язи та шкіра.
Промисло́вий ро́бот — багатоцільовий маніпуляційний робот, що
складається з механічного маніпулятора і перепрограмованої системи
керування, який застосовується для переміщення об'єктів в просторі трьох і
більше координат та для виконання різноманітних виробничих процесів.шення
схожості з людиною.
Транспортний робот-транспортний ро́бот, як правило, є транспортним
засобом з автоматизованим управлінням або штучним інтелектом. Існують
роботи, які сконструйовані спеціально для перевезення вантажів і адаптовані до
їх підняття, перестановки тощо.

6. Побутовий ро́ бот – робот, спеціалізований на допомозі людині в
звичайному житті. Побутові роботи мають великий потенціал, більшість людей
вважають, що в найближчому майбутньому вони будуть дуже широко
використовуватись.
Бойовий робот - може замінити людину в бойових ситуаціях для
збереження життя або для роботи в умовах підвищеної складності для людей в
військових цілях: розвідка, бойові дії, розмінування і т. д.
Три закони робототехніки :
Робот не може нашкодити людині або через свою бездіяльність
допустити, щоб людині було завдано шкоди.
Робот мусить підкорятися наказам людини, коли ці накази не суперечать
Першому закону.
Робот повинен дбати про свою безпеку доти, поки це не суперечить
Першому і Другому законам.

7. Основні функції робота-шпигуна. Приводна система та система само
навігації.
Другий експерт :
Виступи супроводжуються демонстрацією презентацій.
Робот-Шпигун- справді розумний виріб. На відміну від іграшки або
радіокерованого автомобіля він відчуває навколишній світ і сам приймає
рішення - робить те, що належить справжньому роботу.
Робот-Шпигун удосконалюється і розвивається як жива істота.
Зробивши кілька перших рухів він починає реагувати на світ. Незабаром він
готовий об'їжджати предмети, що зустрічаються у нього на шляху і слідувати за
предметом, що рухається. Перешкод він уникає так само спритно, як і світла.
Основні функції робота-шпигуна:
 висока маневреність та потужність;
 обходить джерела світла і може слідувати за ними;
 високотехнологічна лідарна система виявлення об'єкта;
 дистанційне управління за допомогою радіо керування або зі смартфону;
 стеження по маяку;
 сприйняття тепла від живих об'єктів;
 відеокамера для стеження з ПК;
 вбудована система нічного бачення;
 картування місцевості та використання інфрачервоних маяків;
 приводиться у дію пультом дистанційного керування. (5-10 м відстань
керування) та за допомогою ПК або смартфону.

8. Привідна система робота. Робот має зносостійка коробку передач,
удосконалена система керування двигуном. Кожен із двох контролерів мотора
оснащений системою керування із зворотним зв'язком, який стежить за
швидкістю та пройденою відстанню. Робот який повинен сам контролювати
свою роботу і одночасно передавати інформацію про своє місцезнаходження
необхідно кожну секунду знати про те, де він знаходитись (одометрія). Робот-
шпигун робить це шляхом стеження за швидкістю свого переміщення та
положення коліс, використовуючи інформацію зворотного зв'язку від оптичних
датчиків та драйвера двигуна.
Робот-шпигун може виконувати команди з дистанційного пульта
керування.
Роботом шпигуном можна керувати з радіокерування трьома способами:
 режим дистанційного керування;
 перемикання режимів;
 режим дистанційного програмування.
Кожен рухливий робот, опинившись у незнайомому місці, має вміти
збирати інформацію. Для цього робот має скануючий ЛІДАР (оптичну
локаційну систему). Як це працює? ЛІДАР випромінює промінь інфрачервоного
світла, а потім шукає відображення від об'єкта, що спіймав цей промінь.
Переміщуючи детектор з боку в бік на своїй моторизованій руці, робот
може виконувати докладний аналіз предметів, що перегороджують його шлях, і
виробляти новий шлях руху, обминаючи перешкоди.
У своєї комплектації робот має ЛІДАР; маяк-детектор38КГц; 2 світлових
детектора, один керований при зворотному зв'язку драйвер двигуна.
Система стеження. Взаємодія робота з ПК та смартфоном.
Третій експерт :
Важлива функція будь-якого шпигуна - стеження. У робота є в наявності :
 маяк системи стеження;
 скануючий детектор об’єктів;

9.  пасивний інфрачервоний детектор.
Специфікація системи стеження:
 Скануючий ЛІДАР та маяк детектор 38 КГц;
 ПІФ детектор;
 360-градусний інфрачервоний маяк;
 25 кнопковий пульт дистанційного керування.
Часто вам буде хотітися відправити робота на виконання місії в місце,
відмінне від того, де знаходитесь ви, і при цьому потрібно буде бачити
просування робота. Ми зможемо зробити це, встановивши бездротову радіо
точку 2,4 ГГц. Протягом роботи робот постійно відсилатиме на ваш ПК всю
інформацію, яку він отримує зі своїх датчиків. Завдяки положенню датчиків на
колесах та ЛІДАР-датчику побудує карту приміщення, в якому він знаходиться.
Робот взаємодіє з ПК через прямий потік даних, розширене
програмування, сканування простору,вдосконалення дистанційної функції.
Робот має модуль бездротових даних 2,4ГГц, вузол бездротового зв'язку.
Робот має удосконалені дистанційні функції:
 прямий контроль;
 дистанційне перемикання режимів;
 відтворення звуку;
 додаткові засоби керування(перемикач на дисплеї ПК, можна
давати команди голосом з ПК(за допомогою радіо гарнітури).
Під час проходження робота через навколишнє середовище ми на своєму
ПК бачитимемо графічне відображення того, за чим спостерігає робот кожним
зі своїх датчиків. Доступні дві опції: огляд з висоти пташиного польоту та с
кута зору самого робота. Завдяки оптичним датчикам, драйверу двигуна робот
точно знає скільки він пройшов і в якому напрямку.
У поєднанні з датчиком. здатним визначити тверді об'єкти, ці дані можна
використовувати для побудові плану приміщення на сітці, принцип гри
"Морський бій".

10. Для керування роботом зі свого смартфону, необхідно встановити на
нього спеціальний додаток. Додаток дозволяє отримати доступ практично до
всіх функцій робота:аудіо, відео, фотозйомка . Можна налаштувати голосову
активізацію режимів і функцій, переміщення голосовим керуванням, передачу
голосу.
Робот також вміє записувати аудіо та відео в режимі он-
лайн,телеуправління на веб-основі. Робот має режим нічного бачення.
Викладач : Ви зробили обґрунтовані теоретичні дослідження, але
найцікавіше це практичний досвід. Ми переходимо з вами від теорії до
практики. Перед початком практичной роботи нагадую вам правила техніки
безпеки під час роботи з комп’ютером:
 тримайте робоче місце охайним, не розміщуйте на ньому сторонніх
речей;
 не намагайтеся самостійно усунути перебої в роботі комп’ютера, при
їх виникненні негайно покличте викладача;
 не торкайтеся задніх стінок монітора та системного блока, не чіпайте
дротів живлення;
 акуратно вставляйте і виймайте змінні носії;
 не торкайтеся екрана монітора руками (це забруднює його і порушує
антиблікове покриття);
 категорично забороняється знімати кришки корпусів пристроїв
комп’ютера, самостійно без дозволу викладача приєднувати і
від’єднувати пристрої комп’ютера.
Кожна група отримує завдання: ознайомитися (заздалегідь) з
технічними можливостями робота-шпигуна.
Далі необхідно покроково встановити плату кутового механізму та мотор
похилого механізму камери робота - шпигуна згідно отриманих інструкцій за
готовими деталями та схемами, встановити роботу - шпигуну програмне
забезпечення. Дослідити можливості робота та презентувати свою роботу.

11. Перша група отримує практичне завдання: встановлення плати
кутового механізму камери. Здобувачі освіти приступають до виконання
своєї частини роботи згідно з покроковой інструкцієй ( Додаток 1).
Практичне завдання для другої групи – ознайомиться з інструкцією
(Додаток 2) та встановити мотор для похилого механізму камери. Здобувачі
освіти приступають до виконання своєї частини роботи згідно з покроковой
інструкцієй.
Третя група отримує практичне завдання: встановлення програмного
забезпечення на комп’ютер та спробувати адаптувати робота до свого
смартфона. Здобувачі освіти приступають до виконання своєї частини роботи
згідно з покроковой інструкцієй (Додаток 3).
Після виконання поставлених задач кожна група презентуює свою
частину роботи. Якщо все зробили правильно, - тоді відеокамера працює як
«ідеальний шпигун», роботом можна буде керувати з ПК та за допомогою
смартфону.

12. Заключне слово викладача.
За час виконання проекту ви зрозуміли що таке типи з'єднань деталей
наочно.Усвідомили , що від роботи кожного з вас залежить кінцевий результат
роботи. Зрозуміли навіщо вивчати стільки предметів, де вони нам знадобляться
в подальшому житті. Слід зазаначити, що в галузі робототехники, незважаючи
на багато досягнень, ми стоїмо лише на початку розвитку цього важливого
наукового напрямку . І тут з’являються дуже великі перспективи зближення
людини і роботів.Робототехніка складна галузь, але ви побачили, що зібрати
робота своїми руками можна! Ви самостійно зібрали частину механізмів
робота. Ви змогли встановити програмне забезпечення та адаптувати робота до
своїх смартфонів. Ви працювали в групах та отримали результат своєї праці-
робот працює!
Оцінювання результатів роботи здобувачів освіти проводиться згідно
критерії оцінювання роботи груп на етапах завдання (Додаток 4). Кожна група
робить самооцінювання своєї роботи. (Додаток 5)
Додаток 1
Крок 1.Для того, щоб встановити печатну монтажну плату необхідно
від’єднати камеру. Від'єднайте стрічковий кабель, що з'єднується з чотирьох
дротів (три чорних і одного коричневого), від роз'єму на звороті камери.

13. Крок 2. Зніміть зі штирів з обох боків корпусу похилого механізму лівий
та правий утримувачі камери.
Крок 3. Посуньте камеру вперед і зніміть її з хвоста.
Крок 4.Зніміть похилий механізм викрутивши чотири 6мм гвинта-
саморіза.
Крок 5. Акуратно зніміть нижню частину корпусу похилого механізму.
Крок 6. Візьміть друковану монтажну плату і встановіть її на верхній
частині похилого механізму. щоб три гнізда пройшли через прямокутні отвори.
Крок 7. Зафіксуйте друковану плату 5 мм гвинтом-саморізом.
Додаток 2.
Крок 1 Обвернути приводний ремінь навколо роликового блоку,
розташованого з правого боку корпусу камери. Камеру потрібно буде підняти
над верхньою частиною корпусу.
Крок 2. Натягніть приводний ремінь на білий ролик на похилий механізм
камери. Ремінь має бути туго натягнутим. Розмістіть двигун у поглибленні у
верхній частині корпусу для похилого механізму так, щоб він був встановлений
у верхній частині друкованої плати.
Додаток 3.
Крок 1. Вставьте СD –ROM в дисковод ПК. На ПК повинна бути
встановлена ОС Windows XP, а оперативна пам'ять не менше ніж 1ГБ.
Крок 2. На екрані з'явиться вікно "Майстер установок". Натиснути кнопку
"Далі".
Крок 3. Прочитайте та погодьтеся з ліцензійною угодою. Натиснути
кнопку "Далі".
Крок 4. У зеленому вікні введіть 20-значний серійний номер ключа
продукту. Натиснути кнопку "Далі".
Крок 5.Оберіть тип встановлення. Краще "Повне встановлення" .Далі
натиснути –«встановити».

14. Крок 6. Якщо брандмаузер Windows системи захисту повідомляє про
блокування програми, натисніть кнопку "Розблокувати".
Крок 7. Встановити програму SpyRobotController на свій смартфон;
робот -шпигун буде підтримувати зв'язок зі смартфоном через Wi-Fi .
Додаток 4
Критерії оцінювання роботи груп на етапах завдання
№ Назва критеріїв Бали
1 Теоретичне дослідження 10
2 Встановлення плати кутового механізму камери 1-50
3 Встановлення мотору для похилого механізму камери 1-50
4 Встановлення програмного забезпечення 1-50
5 Креативність, творчість,організованість під час роботи в
групі
10
150-170 балів – «високий рівень»;
20- 150 балів – «достатній рівень»;
10-20 балів - «середній рівень»;
До 10 балів – «низький рівень»
Додаток 5
Оцінювання роботи в малих групах
Ця форма дає можливість оцінити роботу малої групи самим учасникам групи.
Можна ставити значок (наприклад,+ чи ) у відповідній графі, відзначаючи,як
працював кожен учасник групи. Або група в цілому.
Показники Завжди Інколи Ніколи
Ми перевірили, що
кожний учасник
групи розуміє, що
треба робити

15. Ми допомагали один
одному, щоб усі
могли зрозуміти і
застосувати на
практиці набуту
інформацію
Ми надавали
можливість всім
взяти участь в
обговоренні та
зробити практичне
завдання
Ми з’ясували те, що
нам було
незрозуміло
Список використаних джерел:
1. Кендау,Д., Доерті,Д., & Йост,Д.(2006 р.) Intel® Навчання для майбутнього.
Видавництво Київ 2006, «Нора – прінт», навчальний посібник-106с.
2. Крамаренко, Т. Г., Банада, О.С.(2020) Робототехніка як напрямок STEM-
освіти та її зв'язок з математикою.
http://elibrary.kdpu.edu.ua
3.Муковіз,О.П.(2010) Формування вмінь самостійної пізнавальної діяльності
у студентів педагогічних ВНЗ засобами інформаційних технологій.
Видавництво ПП Жовтий О.О Умань.2010-180 с.
4. Методичні рекомендації щодо розвитку STEM-освіти у закладах загальної
середньої та позашкільної освіти у 2019/2020 навчальному році. Лист ІМЗО
№ 22.1/10-2876 від 22.08.19 року.
https://imzo.gov.ua
5.Морзе, Н.В., Струтинська, О.В., & Умрик, М.А.,(2020) Освітня
робототехніка як перспективний напрям розвитку STEMосвіти.
https://openedu.kubg.edu.ua/jo
6. Робот шпигун.(2010) https://presstochka.com.ua/ua/g17615725-robot-shpion