Робототехника и конструирование: Ошибка 404: страница не найдена

Робототехника: конструирование и программирование – ГБУ ДО ДДТ «Преображенский»

Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.

В современном обществе идет внедрение роботов в нашу жизнь, очень многие процессы заменяются роботами. Сферы применения роботов различны: медицина, строительство, геодезия, метеорология и т.д. Очень многие процессы в жизни человек уже и не мыслит без робототехнических устройств (мобильных роботов): робот для всевозможных игрушек, робот – сиделка, робот – нянечка, робот – домработница и т.д.

Программа по робототехнике «Робототехника: конструирование и программирование» направлена на обучение детей конструированию механизмов, используемых при строительстве различных роботов, алгоритмизации, основам программирования в различных средах, как визуальных, так и текстовых. 

В ходе изучения программы учащиеся получат более широкие представления о сферах применения роботов, научатся строить роботов на основе образовательных наборов Lego Mindstorms NXT и EV3 2.0, познакомятся со способами программирования роботов и освоят некоторые из них. Так же, учащиеся повысят свои навыки работы с персональным компьютером. Проводятся соревнования по робототехнике, учащиеся участвуют в различных конкурсах, в основе которых использование новых научно-технических идей, обмен технической информацией и инженерными знаниями.

Срок обучения:

2 года

Возраст детей:

7-16 лет

Педагог:

Моисеев Никита Владиславович – педагог дополнительного образования 1 категории

Телефон для связи или email:

+7 921 797-00-84

[email protected]

Адрес:

Воскресенская наб., д. 24, лит. А

Страница в VK:

https://vk.com/preo_robot

Робототехника как средство… Педагогический опыт

Целью внедрения робототехники во внеурочную деятельность является создание благоприятных условий для разностороннего развития личности: интеллектуального развития, удовлетворения интересов, способностей и дарований обучающихся, их самообразования, профессионального самоопределения.

Для тех детей, которые с раннего возраста в игровой форме приобщаются к довольно сложной мыслительной, творческой и практической деятельности, в дальнейшем успешная перспектива освоения трудных процессов создания универсальных роботов очевидна. Благодаря инновационным методам ее можно назвать уникальной. В данном комплексе ребятам предлагается изучить основы программирования и робототехники с помощью LEGO.

LEGO — одна из самых известных и распространённых ныне педагогических систем, широко использующая трёхмерные модели реального мира и предметно-игровую среду обучения и развития ребёнка. Перспективность применения LEGO-технологии обусловлена её высокими образовательными возможностями: многофункциональностью, техническими и эстетическими характеристиками, использованием в различных игровых и учебных зонах. С помощью LEGO технологий формируются учебные задания разного уровня — своеобразный принцип обучения «шаг за шагом», ключевой для LEGO педагогики. Каждый ученик может и должен работать в собственном темпе, переходя от простых задач к более сложным.

Легоконструирование с компьютерной поддержкой позволяет внедрять информационные технологии во внеурочную деятельность, овладевать элементами компьютерной грамотности, формировать умения и навыки работы обучающихся с современными техническими средствами.

В результате внедрения легороботов в образовательный процесс конструкторы помогают сформировать и развить следующие УУД:

• Мотивационную основу внеурочной деятельности;
• Планирование своих действий в соответствии с поставленной задачей и условиями её реализации;
• Осуществление анализа объекта с выделением существенных признаков и несущественных;
• Осуществление синтеза как составление целого из частей;
• Создание возможности существования у людей различных точек зрения, в том числе не совпадающих с его собственной.

Таким образом, робототехника обладает большим потенциалом в формировании УУД учащихся, она придает учащимся высокий мотивационный импульс. Занятия робототехникой, будь то уроки или внеурочное занятие, пользуются большой популярностью у школьников. Правильная организация, в соответствии с компетентностно-ориентированным подходом, усиливают эффект. Новые подходы в образовании заставляют и педагога переосмыслить используемые методы и приемы обучения, заставляют учиться, искать и двигаться вперед.

Занятия по робототехнике предоставляют возможности для разностороннего развития учащихся и формирования важнейших компетенций, обозначенных в стандартах нового поколения. С целью реализации системно-деятельностного подхода в обучении и развития у учащихся инженерного мышления педагоги используют в своей работе следующие приёмы преподавания робототехники:

• Конструирование по образцу

Это показ приемов конструирования робота (или конструкции).

Сначала рассматривается робот, выделяются основные части. Затем вместе с учащимся отбираются нужные детали конструктора по величине, форме, цвету и только после этого собираются все детали вместе. Все действия сопровождаются разъяснениями и комментариями педагога.

• Конструирование по модели

В модели многие элементы, которые её составляют, скрыты. Учащийся самостоятельно определяет, из каких частей нужно собрать робота (конструкцию). При конструировании по модели активизируется аналитическое и образное мышление.

• Конструирование по заданным условиям

Учащемуся предлагается комплекс условий, которые он должен выполнить без показа приемов работы. То есть способов конструирования педагог не дает, а только говорит о практическом применении робота. Ребенок учится анализировать образцы готовых изделий, выделять в них существенные признаки, группировать их по сходству основных признаков, понимать, что различия основных признаков по форме и размеру зависят от назначения (заданных условий) конструкции. В данном случае развиваются творческие способности школьника.

• Конструирование по замыслу

Освоив предыдущие приемы робототехники, учащиеся могут конструировать по собственному замыслу. Теперь они сами определяют тему конструкции, требования, которым она должна соответствовать, и находят способы её создания. В конструировании по замыслу творчески используются знания и умения, полученные ранее. Развивается не только мышление детей, но и познавательная самостоятельность, творческая активность. Учащиеся свободно экспериментируют со строительным материалом. Роботы становятся более разнообразными и динамичными.

Для стимулирования учащихся организуются соревнования роботов внутри учреждения. Ради победы в соревнованиях у детей возникает стимул изучить и более сложные темы, такие как: логика, или более сложный язык программирования робота.

Таким образом, образовательная робототехника:

• Эффективно формирует универсальные (метапредметные) учебные действия учащихся;
• Действенно развивает научно-техническое творчество и инженерно-конструкторское мышление учащихся;
• Администрация, педагогический коллектив, учащиеся, родительская общественность, социальные партнеры школы содействует развитию исследовательских и проектных навыков учащихся в различных предметных областях знаний;
• Способствует развитию интереса к инженерно-техническим наукам и профессиональной ориентации воспитанников;
• Развивает у учащихся умение коллективного взаимодействия на конечный результат.

LEGO-конструирование и робототехника

1.Сведения об объединении:
– название: “LEGO-конструирование и робототехника”
– количество групп в объединении: 2 группы;
– количество детей в объединении: 40 детей.

– фотоотчет о занятиях объединения

2.Сведения о руководителе объединения: 
Сазонова Наталья Викторовна, учитель начальных классов;
– образование: высшее;
– стаж работы в МБОУ СОШ №21: 25 лет;
– квалификационная категория: высшая;
– курсы повышения квалификации по профилю объединения:
– “Конструирование и робототехника в начальной школе на базе LEGO Education WeDo 2.0”, 8 часов, Институт новых технологий, г. Москва
 – “Методика использования робототехнической платформы LEGO Education WeDo 2.0 в начальной школе”, 36 часов, Центр онлайн-обучения Нетология-групп, г. Москва.

-“Формирование предметных и метапредметных результатов в условиях реализации ФГОС общего образования”, 24 часа, 2015-2016.
– “Формирование УУД в условиях учебного сотрудничества в соответствии с требованиями ФГОС НОО”, 72 часа, АСОУ, 2016-2017.
– “Технологии достижения планируемых результатов”, 36 часов, АСОУ, 2018-2019.

3.Сведения о программе объединения:

-Срок реализации программы: 2 года;
– Возраст обучающихся: 8-11 лет;
– Уровень программы: базовый;

Перечень методического обеспечения программы:

Перечень мероприятий, в которых участвует объединение:

• Открытый районный конкурс конструирования и робототехники;
• Районный фестиваль с использованием образовательных конструкторов “Волшебник Лего”;
• Муниципальный конкурс рисунков “Робот будущего” проводимый в рамках районного фестиваля по робототехнике

4.Результативность участия объединения в мероприятиях различных уровней

Открытый районный конкурс конструирования и робототехники вноминации “Модели своими руками”:

Районный фестиваль с использованием образовательных конструкторов “Волшебник Лего”:

Муниципальный конкурс рисунков “Робот будущего” проводимый в рамках районного фестиваля по робототехнике:

5.Список публикаций о детском объединении в СМИ, социальных сетях за текущий учебный год:

facebook.com
vk.com
infourok.ru

6.Договора о сотрудничестве

Робототехника и конструирование для детских садов – Компания «Партнер»

Робототехника и конструирование для детских садов – Компания ПАРТНЕР – Популярные направления в образовании детей

Компания «Партнер» предлагает большой выбор оснащения для робототехники и конструирования для детских садов по выгодным ценам с доставкой по России.

Робототехника и конструирование знакомят детей с простейшими механизмами и позволяют на практическом уровне освоить такие важные физические понятия, как сила тяжести, гравитация, движение, ускорение и др.   Робототехника становится всё более популярным направлением в образовании, которое является познавательным и увлекательным занятием для детей всех возрастов, в том числе и для дошкольников. 

Современные робототехнические конструкторы –  важный образовательный инструмент, который в значительной степени способствует активному развитию логического мышления, речи, тактильного и зрительного восприятия.

Занимаясь робототехникой и конструированием  дети развивают внимательность, аккуратность, дисциплину, воображение, ответственность, учатся работать в дружной команде. Эти занятия позволяют ребенку пройти путь от простого к сложному, поучаствовав сначала в стадии разработки проекта, а затем, получив готовый результат при финальной сборке всех деталей.

В каталоге нашей компании представлен широкий ассортимент уникального оснащения для робототехники и конструирования разнообразного дизайна и размеров, разных ценовых категорий. Яркие расцветки и многообразие деталей порадуют малышей, их родителей и персонал детского сада.Изделия отвечают всем требованиям качества: безопасности, функциональности, долговечности и привлекательности. 

Материалы, из которых выполнены оснащение для робототехники и конструирования, проходят тщательный отбор, соответствуют всем требованиям гигиенической безопасности, имеют необходимые сертификаты, являются безопасными и экологически чистыми. 

Всё необходимое оборудование для оснащения детских садов можно приобрести в Компании «Партнер».

Если у вас остались какие-либо вопросы, то вы можете задать их нам по телефону, указанному в контактах нашего сайта или в форме обратной связи.

Первые шаги от конструирования к LEGO-конструированию и робототехнике в ДОУ

Так сложилось, что мы живём в мире цифровых технологий и грандиозных открытий. Именно поэтому прогресс не стоит на месте и внедрение инноваций коснулось всех сфер нашей жизни. Изменения, безусловно, затронули и систему образования, особое значение в которой уделяется дошкольному образованию, ведь именно в этот период закладываются все «фундаментальные кирпичики» становления талантливой личности ребёнка. В рамках ФГОС перед педагогом поставлены непростые задачи формирования мотивации и развития творческой, познавательной деятельности. Решение данных задач требует создания особых условий, базой для этого может служить конструирование.

В детском саду конструирование было всегда, оно охватывает все возрастные группы. Конструирование всегда проводится в доступной игровой форме с усложнением, от простого к сложному, простые кубики постепенно переходят в конструкторы, состоящие из простых геометрических фигур, затем появляются первые механизмы и как самое сложное – программируемые конструкторы. Использование различных конструкторов побуждает к одновременной работе обоих полушарий головного мозга и рук, что положительно сказывается на всестороннем развитии ребёнка.

Актуальность введения LEGO-конструирования и робототехники в детском саду исходит из задач, которые сейчас стоят перед системой российского образования:

– начальная подготовка инженеров-творцов, которые могли бы изобретать и внедрять новые технологии, аналогов которым не было в мире. Уже на данный момент можно утверждать, что в ближайшие годы самыми востребованными профессиями будут инженерные специальности. Соответственно, те дети, которые будут увлекаться конструированием и робототехникой уже сейчас – это наши будущие инженеры-инноваторы, которые будут востребованы в разных сферах жизнедеятельности.

Конструкторы LEGO на сегодняшний день незаменимые материалы для занятий в дошкольных учреждениях. В педагогике LEGO-технология интересна тем, что, строясь на интегрированных принципах, объединяет в себе элементы игры и экспериментирования.

Что же такое робототехника? Робототехника – это создание роботов из специальных конструкторов. Мы с этой целью используем наборы LEGO WEDO 2.0, в состав которых входят пластиковые детали, двигатели, различные датчики (передвижения, наклона) и среда разработки программ, непосредственно с которой и нужно работать, чтобы «оживить» робота.

Причины все более активного вхождения LEGO-конструирования и робототехники в дошкольное образование связаны с ее возможностями, решаемыми с ее помощью задачами:

– развитие мелкой моторики за счет работы с мелкими деталями конструкторов;

– навыки математики и счета: даже на уровне подбора деталей для робота приходится иметь дело с балками разной длины, сравнением деталей по величине и счетом;

– первый опыт программирования;

– навыки конструирования, знакомство с основами механики и пропедевтика инженерного образования;

– работа в команде: робота обычно делают вдвоем или втроем;

– навыки презентации: когда проект завершен, надо о нем рассказать.

Каждая из этих задач сама по себе не уникальна, и можно с легкостью найти еще десяток занятий, ее решающих, но робототехника удивительным образом их все в себе соединяет. Робототехника – это идеальное сочетание развлечения с развитием, удовольствия с пользой.

Во время занятий детям выдаются наборы конструкторов и инструкции, по которой нужно собрать определенную модель. После сбора модели начинается самая ответственная часть работы – программирование. В конце занятия происходит тестирование роботов, с помощью блютуз адаптера собранные модели подключаются к компьютеру и по запрограммированной схеме «оживают».

Прежде чем приступить к апробированию робототехники с детьми, был проведен мастер-класс с педагогами нашего ДОУ, чтобы они сами попробовали и прочувствовали весь процесс создания робота и его «оживления».

Только после того как технология была опробована на взрослых, наши детки приступили к освоению робототехнических технологий и приобретению новых навыков.

Таким образом, использование робототехники в ДОУ позволяет поднять на более высокий уровень развитие познавательной активности дошкольников, а это одна из составляющих успешности их обучения в школе и профориентирования после её окончания.

Робототехника – ТЕХНО-KIDS

Что такое Робототехника

Робототехника – мультидисциплинарная наука, которая объединяет программирование, алгоритмику, логику, механику, математику и физику. На занятиях ребенок сможет получить базовые знания в этих сферах, плюс закрепит то, что проходит в школе – и это будут именно практические навыки.

Например, на занятии придется рассчитать радиус поворота робота. Ребенок может сделать это путем перебора цифр в программе, либо вспомнить формулу, которую учил на уроке, посчитать и проверить – поедет робот или нет. Практическое применение знаний лучше закрепляет пройденный в школе материал.

• Развивает мелкую моторику.
• Повышает внимание и усидчивость.
• Учит как математическому счету, так и определению формы и размера деталей.
• Дает начальные навыки проектирования, конструирования и программирования.
• Учит работать в команде (работа ведется в паре).

Робототехника преподносится ребенку в игровой форме с использованием знакомых многим детям деталей конструкторов LEGO.

Решения LEGO® Education в области робототехники рассчитаны на детей, начиная с дошкольного возраста и заканчивая классами основной школы.

Обучение всегда состоит из 4 этапов:

• Установление взаимосвязей.
• Конструирование.
• Рефлексия.
• Развитие.

При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев – Маши и Макса. Использование этих анимаций, позволяет проиллюстрировать занятие, заинтересовать учеников, побудить их к обсуждению темы занятия.

Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей. В каждом задании комплекта для этапа «Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции.

Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом. В разделе «Рефлексия» учащиеся исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели.

Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют учащихся на дальнейшую творческую работу. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.

Кружки Робототехники

В нашем центре проводятся занятия в кружках:

Робототехника и конструирование

Цель программы: ознакомление с основами конструирования и программирования учебных роботов.

Задачи программы

Обучающие:

развитие инновационной творческой деятельности обучающихся на занятиях по конструированию и робототехнике;

развитие сформированных универсальных учебных действий через создание на занятиях учебных ситуаций, постановку проблемных задач, требующих выбора, обоснования и создания определенной модели конструкции, написания алгоритма действий робота с помощью пиктограмм графического языка;

формирование представлений о социальных и этических аспектах научно-технического прогресса;

Развивающие:

развитие навыков взаимной оценки;

развитие навыков рефлексии, готовность к самообразованию и личностному самоопределению;

формирование представления о мире профессий, связанных с робототехникой, и требованиях, предъявляемых такими профессиями, как инженер, механик, конструктор, архитектор, программист, инженер-конструктор по робототехнике.

Воспитательные:

содействовать социальной адаптации обучающихся в современном обществе, проявлению лидерских качеств;

воспитывать ответственность, трудолюбие, целеустремленность и организованность.

Метапредметные универсальные учебные действия:

– регулятивные:

владение основами самоконтроля, самооценки, осуществление контроля своей деятельности, корректирование своих действий в соответствии с изменяющейся ситуацией;

– познавательные:

умение читать схемы сборки, инструкции;

умение составлять схемы и строить конструкции по собственному замыслу;

– коммуникативные (обеспечивающие возможность сотрудничества):

умение сотрудничать с педагогом и сверстниками, работать в группе: находить общее решение на основе согласования позиций и учёта общих интересов и мнений при выполнении учебно-исследовательских работ и проектов по робототехнике; умение устанавливать необходимые контакты с другими людьми.

Процесс проектирования робототехники

Робототехника Процесс проектирования

Определение Проблема

Вы столкнулись с ситуацией. Вот два примера:

А сообщество хочет построить зоопарк роботов, в котором “животные” двигать головой, открывать рты и издавать соответствующие звуки, когда они чувство, что кто-то идет им навстречу.Спроектировать и построить прототип устройство, которое могло бы удовлетворить эту потребность.

Местный зоомагазин хочет продать ряд устройств, которые автоматически кормят маленькие домашние животные в клетках (например, кролики, песчанки, мыши и т. д.), когда их владельцы уехали на выходные. Спроектируйте и создайте прототип устройства, которое может удовлетворить эту потребность.

Вам нужно определить, какую проблему вы пытаетесь решить, прежде чем пытаться спроектировать и построить робота для решения проблемы.Найдите время, чтобы изучить количество различных ситуаций, и как только вы определились, что это за ситуация есть, и вы точно понимаете, в чем проблема, а затем напишите бриф по дизайну в журнале регистрации (это будет ваш рабочий документ, когда вы будете работать над своим роботом. Этот журнал может быть бумажным или электронным документом.) краткое изложение, объясняющее проблему, которую необходимо решить.

Исследования и проектирование

• сбор информация

• идентификация конкретные детали конструкции, которые должны быть выполнены

• идентификация возможные и альтернативные конструктивные решения

• планирование и разработка соответствующей структуры, которая включает чертежи

Имея написали бриф, теперь вы готовы собрать информацию, которая поможет вы создадите успешный дизайн.Для начала вам нужно будет решить, какая информация вам нужно. Это будет отличаться от проекта к проекту, а также будет зависит от объема информации и знаний, которые у вас уже есть. Полезный Шаг будет заключаться в использовании следующей диаграммы. Задайте пять вопросов, затем прочтите колонка, озаглавленная Сбор информации . Это поможет вам спланировать тип информации, которую вам необходимо собрать.

Сбор информация может включать чтение, слушание, проведение интервью и наблюдение.

А Спецификация – это подробное описание решаемой проблемы. Это должен «разъяснять», чего именно должен достичь дизайн.

Создание Опытный образец

Вы в идеале следует подумать как минимум о трех разных способах решения проблемы прежде чем сосредоточиться на чем-то конкретном. Наброски и заметки требуется на данном этапе. Вы также можете создавать прототипы, используя для этого лего. шаг. Создав прототип лего, сделайте цифровую фотографию Это. Распечатайте картинку и сделайте заметки под картинкой в ​​своем журнале книга.Выбрав одно решение, вернитесь к списку спецификаций. вы сделали. Убедитесь, что все спецификации удовлетворены.

Сейчас Пришло время создать рабочие чертежи. Это рисунки, которые поможет вам, когда вы начнете создавать прототип вашей конструкции. (Здесь снова могут быть вашими лучшими друзьями лего и цифровая камера.) Вы можете вы можете делать свои рисунки вручную или можете использовать программу рисования на компьютере, чтобы помочь вам.

Определить график работы для себя. Составьте расписание, показывающее, сколько времени вы ожидаете потратить на каждую часть процесса проектирования. Ваше планирование должно также убедитесь, что у вас есть все необходимые материалы и оборудование, вам нужно завершить свой проект.

Дом ваш робот

Строительство теперь можно приступить к работе. Вот несколько сайтов, которые помогают с:

Программирование и тестирование вашего робота

Сейчас пора запрограммировать вашего робота.Этого можно добиться разными способами. способами. Использование может достичь элементарного интеллекта вашего робота, используя только реле, потенциометры, переключатели и некоторые дискретные компоненты. Ты может повысить сложность интеллекта вашего робота, добавив больше датчиков и продолжая в том же духе использовать зашитую логику. Представляя более сложный элемент управления, микропроцессор, вы представляете значительный новый инструмент в решении проблемы управления роботом.Для наших роботов мы использовали RCX Brick, который впервые был разработан Фредом Мартином из Массачусетского технологического института. Программируемый кирпич. См. Следующие два примера программирования:

Mindstorms ™

Robolab ™ имеет два уровня программирования.

Однажды вы написали свою программу и загрузили ее в блок RCX, используя Инфракрасный отправитель, пришло время проверить вашего робота, чтобы убедиться, что он действительно делает то, что вы хотите это сделать.

Оценка ваш робот

Как работа по строительству и программированию прогрессирует, и дизайн начинает занимать shape, вы автоматически проводите испытания конструкции. Вы также необходимо пройти системные испытания на различных этапах строительства. Если любой из тестов показывает, что у вас отказ в суставе или той части ваша структура не соответствует спецификациям, тогда вам придется сделать изменения в вашем плане.

Когда сборка и программирование завершены, необходимо протестировать весь проект чтобы увидеть, выполняет ли он ту работу, для которой был разработан. Оценка требует затем быть написанным. Это должно быть заявление с изложением сильных сторон и слабые места в вашем дизайне. Он должен описывать, в чем вы преуспели, и если вам не удалось достичь целей, изложенных в спецификациях.

Здесь это список вопросов, которые помогут вам подготовить это заявление.

• Как хорошо работает дизайн?

• ли дизайн хорошо выглядеть?

• Is продукт безопасен в использовании?

• Сделал Я адекватно планирую свою работу?

• Сделал Я считаю конструкцию простой или сложной?

• Были наиболее подходящие используемые материалы?

• Сделал это стоило больше или меньше, чем ожидалось?

• Как мог бы я улучшить свой дизайн?

Проектирование роботов – основная перспектива проектирования

Разработка робота

Очень легко оказаться ошеломленным количеством проблем, которые необходимо решить в любом процессе проектирования, не говоря уже о конструкции робота.Чтобы справиться с этим, мы используем различные инструменты, которые позволяют нам выявлять, понимать и решать эти сложности.

Одним из таких инструментов является наша карта возможностей. Мы отображаем пространство возможностей дизайна с трех разных точек зрения: потребности и желания пользователей, технологические возможности и рыночные факторы. Мы создаем большую карту для заметок, на которой показаны все потребности, цели и технические возможности, которые мы можем. Подход «одной карты» позволяет команде видеть все в одном месте – так что они могут начать соединять точки.Затем мы представляем как можно больше возможностей дизайна продукта, возможностей дизайна и возможностей бренда. Мы не ограничиваемся предвзятыми представлениями, вместо этого мы воображаем идеи, которые могли бы реализовать, и идеи, которые могли бы преследовать другие, создавая мир возможностей. Обладая широким спектром выявленных идей, мы можем предвидеть конкурентные позиции, совершенствуя свои. Затем мы превращаем эти идеи в материалы для совместного создания для дизайнерских исследований. Исследование дизайна, в отличие от исследования рынка, позволяет людям воплотить в жизнь свое личное идеальное будущее.Речь идет о понимании причин, по которым пользователи предпочитают одни вещи другим. Мы проводим как можно больше исследований в области дизайна, используя наши материалы для совместного творчества, чтобы побудить к глубокому диалогу со всеми заинтересованными сторонами. Предлагая пользователям «построить» своего личного идеального будущего робота, а затем сравнивать эти идеальные личные представления, чтобы найти закономерности, мы понимаем, что действительно важно и почему.

При хороших результатах исследования дизайна у вас будет материал, необходимый для создания спецификации требований к конструкции, которая выходит далеко за рамки требований, типичных для технических характеристик.У вас также будет все необходимое для установления базовой структуры желаемых взаимоотношений между человеком и роботом. Поняв потребности и цели пользователей и расставив приоритеты по функциям и преимуществам, вы сможете определить каждое взаимодействие – кто их инициирует, как они проявляются с течением времени и с помощью каких средств массовой информации или поведения. Понимая, как ваши пользователи и клиенты хотят сотрудничать и как они хотят разделить контроль, вы сможете определить способы обучения и преподавания (в двух направлениях) в контексте рабочей и нерабочей деятельности в сложные сетевые информационные и социальные структуры.

Конечно, описанный выше процесс – это только начало вашего пути к проектированию роботов, но глубокое понимание потребностей, целей и желаний заинтересованных сторон имеет основополагающее значение для нашего окончательного успеха. Поскольку вы и мы вносим свой вклад в разработку любого проекта, усовершенствованного роботами, очень важно, чтобы мы подталкивали себя к новым высотам дизайна. Чтобы создать наилучшее возможное будущее, мы должны мыслить и проектировать на большем количестве уровней, более совместными и более ответственными, чем когда-либо прежде.

_______________________________________________________________________

Скотт Стропкей – основатель и партнер Essential Design.

Essential Design – ведущая консалтинговая компания в области инновационной стратегии и дизайна. Мы работаем в сфере здравоохранения, потребительского и коммерческого секторов, помогая нашим клиентам создавать и продвигать на рынок комплексные цифровые, физические и сервисные услуги.

КАК СОЗДАТЬ РОБОТА 81001

ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ РОБОТА

Что такое роботизированная конструкция?

Роботизированный дизайн – это создание плана или соглашения для построения робота или роботизированной системы (как в архитектурных чертежах, инженерном чертеже, рабочем процессе, принципиальных схемах).Дизайн имеет разные коннотации в разных областях. В некоторых случаях непосредственное строительство объекта (например, гончарное дело, инженерия, менеджмент, графический дизайн) также считается дизайном.

Более формально роботизированная конструкция определяется как; ( существительное ) спецификация робота, представленная проектировщиком роботов, предназначенная для достижения целей в конкретной роботизированной среде, с использованием набора примитивных компонентов, удовлетворяющих набору требований с учетом ограничений; ( глагол, переходный ) для создания роботизированной конструкции в роботизированной среде

Этапы ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РОБОТА

Robotee использует RSF (Robotee Solution Framework) , который представляет собой развивающуюся структуру для разработчиков роботов.RSF – это совокупность решений, состоящих из моделей, принципов и дорожных карт, разработанных для стандартизации качества в процессах разработки роботов.

Вам необходимо определить, какую проблему вы пытаетесь решить и какие цели вы хотите достичь , прежде чем пытаться спроектировать и построить робота. Потратьте время на изучение ряда различных ситуаций, и как только вы определились с ситуацией и точно поймете, в чем проблема, напишите краткое описание проекта в журнале учета (он станет вашим рабочим документом, когда вы будете работать над своим робот.)

Часто конструкторы роботов и инженеры не выдумывают идеи сами по себе, а подвергаются бомбардировке проблемами клиента, общества или окружающей среды, которые необходимо решить для удовлетворения основной «потребности». Без четкого определения этой потребности и целей процесс инженерного проектирования не может начаться. Много времени и много карьеры были потрачены впустую в погоне за неопределенной целью.

Шаг-1 – это краткое описание
– проблема, которую необходимо решить,
– и цели, которые должны быть достигнуты.

Проблема должна быть точно и реалистично определена, чтобы приступить к процессу ее решения.
1. Получите четкое представление о параметрах проблемы.
2. Составьте список из целей и расположите их в порядке важности .
3. Определите Ограничения задачи.
4. Во многих случаях робот не может сделать все, что представляет собой проблема. Важно, чтобы отдавал приоритет и спроектировал машину, которая может делать большинство и очень хорошо выполнять некоторые задачи.

Написав бриф, теперь вы готовы собрать информацию . Сначала вам нужно будет решить, какая информация вам нужна. Это будет отличаться от проекта к проекту, а также будет зависеть от объема информации и знаний, которые у вас уже есть.

Какова практическая функция дизайна? – Что должен делать мой робот?
Практические функции дизайна могут включать:

• движение: Как робот будет двигаться в своей среде?
• манипуляция: Как робот будет перемещать или манипулировать другими объектами в своей среде?
• энергия: Как работает робот?
• интеллект: Как робот «думает?»
• sensing: Как мой робот «узнает» или определит, что находится в его среде?

Исследования должны быть целенаправленными и включать новые идеи и тщательное изучение старых подобных идей.Иногда старые идеи оказываются лучшими. Вы когда-нибудь слышали поговорку “Не изобретать велосипед?” Старые идеи, которые потерпели неудачу, иногда оказываются крупными исследовательскими золотыми приисками; эта идея могла потерпеть неудачу из-за отсутствия новых технологий, которые могут существовать сейчас.

– Изучить другие решения тех же и похожих проблем,
– Определить конкретные детали проекта, которые должны быть удовлетворены,
– Определить возможные и альтернативные проектные решения
– Спроектировать и спроектировать соответствующую структуру, которая включает чертежи

Мозговой штурм:

Первый шаг – это начать набросок , чтобы получить идеи на бумаге.Наброски и рисование от руки позволяют вам раскрыть свою творческую сторону. Важно иметь точные и полные эскизы, чтобы воплотить идею в руки или чертежи и модели САПР. На этом этапе также можно создать виртуальный прототип или протестировать продукт на компьютере. Вы можете найти потенциальные, а иногда и дорогостоящие недостатки в дизайне до того, как будет построен реальный макет.

Рисуйте и обсуждайте идеи в группах . Идеи – плохие идеи.Важно учитывать все подходы к проблеме. Тот, который вначале казался невозможным или не имевшим смысла, может оказаться подходящим вариантом в конце. Не так много проектов проходят разработку с первой попытки или на основе лучшей на тот момент идеи. Финальный проект обычно состоит из набора идей ; некоторые из них считались слишком рискованными, дорогостоящими или просто безумными.

Решения необходимо разделять по их плюсам и минусам. Это задание лучше выполнять в группе. Мозговой штурм поощряет максимальное количество вкладов с разных уровней опыта и различные подходы к проблеме. Альтернативные решения могут быть проанализированы и каталогизированы в зависимости от достоинств и возможного использования. После того, как эти идеи были доведены до приемлемого количества, цифры должны быть обработаны, чтобы оценить вероятность и стоимость успешного результата, используя индивидуальные решения. Здесь играют роль более важные факторы, такие как здравый смысл и инстинкт.Если что-то не так, не делай этого.

Лучший способ узнать, будет ли проект работать в реальных условиях, – это построить прототип .

На этом этапе требуются эскизы и примечания . (Возможно, вы можете создать прототипы с помощью лего для этого шага. После того, как вы создали прототип лего, сделайте его цифровую фотографию.) Распечатайте рисунок и сделайте заметки под изображением в своем бортовом журнале. После того, как вы остановились на решении, вернитесь к списку сделанных вами спецификаций.Убедитесь, что все спецификации удовлетворены.

Если первоначальный дизайн и прототип не полностью решают проблему или спецификации, не соответствуют проектным параметрам или не выходят за рамки приемлемой стоимости, дизайнер может пойти « обратно к чертежной доске » (или компьютеру). В процессе инженерного проектирования есть цикл, в котором можно вернуться к дизайну и уточнить или изменить его.

Пришло время изготовить рабочие чертежи. Это чертежи, которые помогут вам, когда вы начнете конструировать своего робота.(Здесь опять же, lego и цифровая камера могут быть вашими лучшими друзьями.) Вы можете рисовать вручную или использовать компьютерную программу для рисования, которая поможет вам.

В процессе сборки необходимо учитывать материалы, процессы, конструктивные ограничения и стоимость . Компании вкладывают значительные средства в заводы и инфраструктуру для создания своих проектов, поэтому чем эффективнее будет выполнено проектирование, тем лучше будет сборка.Как только процесс сборки начнется, компания может начать окупать свои инвестиции во весь процесс проектирования за счет маркетинга и продажи продукта.

По мере продвижения строительных работ и обретения формы вы будете автоматически проводить испытания конструкции. Вам также необходимо будет пройти системные испытания на различных этапах строительства. Если какой-либо из тестов показывает, что у вас есть сбой в соединении или эта часть вашей конструкции не соответствует спецификациям, вам придется внести изменения в свой план.

Когда сборка завершена, весь проект должен быть протестирован, чтобы убедиться, что он выполняет ту работу, для которой был разработан. Затем необходимо написать оценку. Это должно быть заявление, описывающее сильные и слабые стороны вашего дизайна. Он должен описывать, где вы преуспели, а где не смогли достичь целей, изложенных в спецификациях.

Вот список вопросов, которые помогут вам подготовить это заявление.
• Насколько хорошо дизайн функционирует?
• Хорошо ли выглядит дизайн?
• Безопасен ли продукт в использовании?
• Правильно ли я спланировал свою работу?
• Я нашел конструкцию простой или сложной?
• Были ли использованы наиболее подходящие материалы?
• Это стоило больше или меньше, чем ожидалось?
• Как я мог улучшить свой дизайн?

По мере прохождения цикла проектирования роботов конструкция развивается.Обычно первый продукт называется версией 1. По мере развития дизайна проблема решается все лучше.

Управление, робототехника, проектирование и производство

Лаборатория перспективного производства

В области передовых производственных процессов и систем текущие исследования сосредоточены на лазерной обработке материалов. Ведутся исследования по лазерному формованию металлической пены; микромасштабная лазерная ударная обработка для уменьшения коррозионного растрескивания под напряжением, обработка материалов с использованием лазерного луча улучшенного качества.Как численные, так и экспериментальные работы проводятся с использованием современного оборудования, инструментов и вычислительной техники. Для совместной работы установлены тесные связи с промышленностью. (Подробнее о Лаборатории перспективного производства)

Группа систем управления

Control Research делает упор на итеративном обучении контроле (ILC) и повторяющемся контроле (RC). ILC создает контроллеры, которые учатся на предыдущем опыте выполнения определенных команд, например, роботы на сборочной линии, стремящиеся к высокоточным механическим движениям.RC учится устранять повторяющиеся возмущения, такие как прецизионное движение с помощью зубчатой ​​передачи, механической обработки, точного наведения на спутник, ускорителей частиц и т. Д. Также проводятся исследования по усовершенствованной идентификации системы с построением математических моделей на основе данных ввода-вывода. Результаты могут быть отправной точкой для проектирования контроллеров, но они также изучаются как средство оценки ущерба в строительных конструкциях по данным землетрясений. (Подробнее о Группе систем управления)

Лаборатория творческих машин

В Creative Machines Lab нас интересуют роботы, которые творят, и роботы, которые сами по себе творческие.Мы разрабатываем новые автономные системы, которые могут автоматически проектировать и изготавливать другие машины. Мы работаем над самовоспроизводящимися роботами, самовоспроизводящимися роботами, роботами, которые со временем улучшаются, и роботами, которые конкурируют и взаимодействуют с другими роботами. Мы строим роботов, которые рисуют произведения искусства, готовят еду, строят мосты и изготавливают других роботов. Наша работа основана на биологии, поскольку мы ищем новые биологические концепции для инженерии и новые инженерные идеи в биологии. (Подробнее о Лаборатории творческих машин)

Лаборатория робототехники и реабилитации

Исследования в области робототехники сосредоточены на разработке новых реабилитационных машин и алгоритмов обучения для функциональной реабилитации взрослых и детей с нервными нарушениями.Исследование также направлено на проектирование интеллектуальных машин с использованием принципов теории нелинейных систем, вычислительных алгоритмов для планирования и оптимизации. Лаборатория разработки робототехнических систем (ROSE) разрабатывает технологии, способные решать сложные проектные проблемы, такие как системы с тросовым приводом, недостаточно задействованные системы и т. Д. и другие. Лаборатория робототехники и реабилитации (ROAR) специализируется на разработке новых и инновационных технологий для улучшения качества помощи и результатов лечения пациентов. Лаборатория разрабатывает новые экзоскелеты для тренировки верхних и нижних конечностей пациентов с инсультом, а также мобильные платформы для улучшения социализации детей с физическими недостатками.(Подробнее о Лаборатории робототехники и реабилитации)

Лаборатория робототехники и мобильности

Лаборатория роботизированных манипуляций и мобильности (ROAM) специализируется на управлении двигателями роботов, проектировании механизмов и датчиков, планировании и обучении, причем все они направлены на демонстрацию сложных двигательных навыков, таких как ловкие манипуляции. Нас интересуют такие прикладные области, как универсальная автоматизация в производстве и логистике, вспомогательная и реабилитационная робототехника в здравоохранении и космическая робототехника.(Подробнее о Лаборатории манипуляции роботами и мобильности)

Дизайн, синтез и обработка робототехники

Полный процесс создания робота – это сначала определение потребности, а затем определение проблемы, которую необходимо преодолеть, чтобы удовлетворить потребность.

Лен Кальдероне для | Робототехника Завтра

Так ты хочешь робота? Почему? Перед тем, как спроектировать робота, вам нужно будет решить, какую цель или проблему вы решаете.Существует множество конструкций роботов, от роботов с конвейера до роботов-служб быстрого реагирования. Каждый тип робота справляется с ситуацией по-своему. Поэтому вам нужно будет точно понимать, что вам нужно сделать, прежде чем проектировать робота. Возможно, вы даже найдете готовую модель, которая будет соответствовать всем требованиям.

Когда используется слово «робот», многие люди думают о роботах гуманоидного типа, которых видели в фильмах. На самом деле современные роботы – это довольно простые устройства. Движения, которые мы считаем само собой разумеющимися, например, поднятие монеты со стола, очень сложны для робота; но если он спроектирован правильно, робот может выполнять операцию с точно такими же движениями, не утомляясь и с безошибочной точностью, работая круглосуточно и без выходных.Из-за этой повторяемости роботы в основном предназначены для промышленных работ, таких как повторяющаяся покраска и сварка, в то время как другие используются для подъема и размещения продуктов в машинах и упаковках.

Начните с написания краткого описания в блокноте. Это можно изменить по мере продвижения дизайна. Просто напишите короткое заявление, объясняя, что вы хотите, чтобы робот делал. Будьте готовы рассмотреть альтернативные варианты дизайна, если первая концепция окажется непрактичной.Не помешает добавить рисунки. Они не обязательно должны быть идеальными, но рисунки помогут вам в мыслительном процессе.

Некоторые вещи, которые вам необходимо учитывать при разработке, – это движение робота; как он будет питаться; и мозг, стоящий за машиной. Его движение будет определяться окружающей средой, в которой будет использоваться робот, и отведенным пространством. Вам нужно будет решить, какие функции робот будет выполнять в этом пространстве; и вам нужно будет определить, будет ли робот работать от тока здания или от батареи.Одним из самых сложных проектов будет его мозг. Насколько робот должен чувствовать для выполняемой работы?

Общая форма будет иметь важное значение для прочности, долговечности, устойчивости и безопасности робота. Затем следует рассмотреть вопрос о пригодности материалов, из которых изготовлен робот, поскольку роботы состоят из всего, от пластика до нержавеющей стали.

Физические свойства материалов, используемых в конструкции роботов, имеют много элементов, которые необходимо учитывать. Материал должен быть мягким или твердым? Модуль упругости – это жесткость материала или то, насколько трудно его растягивать, сгибать или сжимать, когда он подвергается нагрузке.Материал с низким модулем упругости будет растяжимым и податливым. Материал с высоким модулем упругости будет твердым, как металл. Материалы деформируются по-разному при приложении нагрузок и напряжений. Способность вещества противостоять или передавать напряжение важна при определении того, подходит ли конкретный материал для конкретной робототехнической цели. Модуль упругости уже известен для самых разных материалов, включая металлы, дерево, стекло, резину, керамику, бетон и пластмассы.

Напряжение – это сила, приложенная к площади, выраженная в фунтах на квадратный дюйм (psi). Деформация – это мера степени деформации материала при приложении напряжения, которая рассчитывается путем измерения степени деформации при воздействии напряжения. Модуль упругости можно рассчитать, разделив напряжение на деформацию.

Эластичность – это способность материала возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки или напряжения. Упругая деформация обратима, и материал вернется в свое прежнее состояние.Под воздействием сильного напряжения материалы могут деформироваться и не вернуться к своим первоначальным размерам. Это называется пластической деформацией или пластической деформацией.

Обычный материал используется для создания большинства роботов, но в некоторых специализированных моделях используются специальные материалы, такие как титан или композитные углеродные волокна. Условия эксплуатации и требуемая прочность являются основными факторами при выборе материала. Сталь, чугун и алюминий чаще всего используются для рук и оснований, и если робот мобильный, у него будут резиновые шины.Другими конструктивными особенностями являются электроника и проводка, а также управление гидравлическим маслом или сжатым воздухом.

Недавно появились высокоавтоматизированные методы синтеза дизайна. Доступность современных вычислительных инструментов может упростить возможности производительности, которые необходимо оценить перед выбором подходящей конфигурации. Когда дизайнер сталкивается с множеством вариантов выбора типа и компоновки деталей на начальном этапе проектирования, выбор основан на знании задачи, рабочей области и собственном опыте дизайнера.

Один из вариантов этого метода – использовать программные инструменты, которые помогают проектировщику в процессе проектирования. Современные программные инструменты для синтеза и анализа могут дать проектировщику гибкость в изучении вариантов путем построения компьютерных моделей, которые повышают уверенность в выборе конструкции.

Synthesis упрощает альтернативные конфигурации. Несколько программ, которые моделируют и имитируют роботов: Robotics Toolbox для проектирования последовательной связи; Роботект для моделирования и анализа; RobotAssist для моделирования и управления роботами; и CimStation Robotics, программное обеспечение для трехмерного моделирования для автоматизации производства.

Наука о синтезе и обработке является важным компонентом при разработке широкого спектра соответствующих материалов. В области робототехники стремятся подражать характеристикам движений человека, которые важны для работы робота. Одна из важнейших проблем синтеза человеческого движения – это повторение. Цель состоит в том, чтобы понять движение человека. Таким образом, математические модели оказались ценными инструментами для прогнозирования двигательного контроля, которые характеризуют некоторые элементы опорно-двигательного аппарата.

После того, как законченный робот заработает, компьютерная программа дает контроллеру команду переместить робота через серию движений. Производятся точные записи этих движений, и любые проблемы устраняются.

Полный процесс создания робота – это сначала определение потребности, а затем определение проблемы, которую необходимо преодолеть, чтобы удовлетворить потребность. Составьте список целей и перечислите их в порядке важности, помня, что один робот может не справиться со всеми сегментами потребности.Вам следует изучить другие решения той же или подобной проблемы. Возможно, ответ на вашу проблему уже существует. Затем проанализируйте среду, в которой будет работать робот, уделяя особое внимание конкретным требуемым размерам и размерам.

Этап проектирования робота – самый сложный из всего процесса. Опытный дизайнер должен уметь адаптироваться при принятии трудных решений и быть готовым идти на компромиссы и исключения, чтобы дизайн был работоспособным и практичным.Затем полный дизайн преобразуется в чертеж САПР с виртуальным прототипированием робота на компьютере, чтобы обнаружить любые недостатки, которые могут существовать.

Следующим этапом является создание прототипа, который представляет собой точную рабочую модель окончательной конструкции. Прототип оценивается на предмет стоимости, эстетики, долговечности, простоты конструкции и соответствия критериям проектирования. Это этап, на котором вносятся изменения или доработки, если решение не полностью отвечает потребностям. На этом этапе самое время построить робота.

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения RoboticsTomorrow

Эта запись не имеет комментариев. Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии.Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

Onshape 3D CAD и дизайн изделий

Ускорьте разработку продукта.Onshape – единственная платформа для разработки продуктов «программное обеспечение как услуга» (SaaS), которая сочетает в себе САПР, встроенное управление данными, инструменты для совместной работы в реальном времени и бизнес-аналитику. Подпишитесь на бесплатную пробную версию.

Robotics by Design Lab отметит свой первый год исследований онлайн-мероприятием 4 февраля

ПАРИЖ – Сто лет назад родился Исаак Азимов, создатель термина «робототехника».Его видение жизни, разделяемой роботами и устройствами искусственного интеллекта, еще не совсем реальность. Но в 2018 году французское правительство запустило национальную исследовательскую программу под названием « для значимого искусственного интеллекта, », которая показала его сильное желание инвестировать в новые технологии, такие как искусственный интеллект и робототехника.

В этом контексте год назад Стратегическая школа дизайна в Париже создала лабораторию Robotics by Design (RbD) Lab, совместную лабораторию, объединяющую компании, академических исследователей, экспертов в области робототехники и мировых лидеров в области дизайна и инноваций вокруг целого набора исследований. темы.Лаборатория разрабатывает и проводит эксперименты с использованием ИИ и социальных роботов, чтобы понять, как эти новые технологии влияют на личную и профессиональную жизнь. Его конечная цель – создать новую экологию совместной жизни, способствовать инновациям, которые имеют смысл и открывают реальные возможности.

В ознаменование первого года своей деятельности лаборатория проведет первое из ежегодных общественных мероприятий 4 февраля с 17:00 до 19:00 по центральноевропейскому времени / с 11:00 до 13:00 по восточному стандартному времени. Виртуальное мероприятие, которое является бесплатным и открытым для публики, будет:

• Продемонстрируйте деятельность лаборатории в течение первого года ее существования
• Объедините свои обширные сообщества вокруг конференции по социальной робототехнике под руководством профессора Адрианы Тапус из Лаборатории автономных систем и робототехники ENSTA Paris, Institut Polytechnique Paris; и
• Проведите неформальное обсуждение

RbD Lab исследование организовано вокруг четырех сквозных исследовательских тем и четырех профессиональных докторских проектов:

• Как искусственный интеллект и робототехника могут способствовать повышению качества жизни персонала и жителей домов престарелых?
• Робототехника «Икигай»: рычаг для повышения вовлеченности рабочих и обеспечения высоких производственных показателей.[«Икигай» означает «причина существования»].
• Использование искусственного интеллекта и роботов для сохранения отношений между домашним животным и человеком и поддержки старения в домашних условиях.
• Модели поведенческого развития умных существ в контекстных, социальных и коллективных взаимодействиях.

Помимо Стратегической школы дизайна, в проекте участвуют три известных французских университета (Grandes Ecoles) и их академические лаборатории: ENSTA Paris из Политехнического института, CESI с лабораторией LINEACT и UPEC с лабораторией LISSI.Другие известные ученые, участвующие в проектах, включают Стефана Виаль, профессора дизайна в Квебекском университете в Монреале (UQÀM), Луизу Дамиано, профессора эпистемологии науки, этики и философии социальных роботов в Мессинском университете в Италии, и Джентиане. Венчур, профессор робототехники в Университете ТУАТ в Токио, Япония.

Консорциум также включает передовых партнеров в области дизайна и промышленности:

• Spoon, французский стартап в области робототехники
• Кориан, европейский лидер в области домов для престарелых, и Фонд Кориана за хорошее старение
• BNP Paribas Cardif, международный специалист по личному страхованию
• SNCF, национальная государственная железнодорожная компания Франции
• Altran, мировой лидер в области инжиниринга и исследований и разработок, и frog, одна из ведущих мировых дизайнерских и инновационных фирм, входящие в группу Capgemini.

Многие виды деятельности лаборатории включают семинары и мероприятия, исследования и прототипы, а также публикации. В течение следующих четырех лет он будет проводить ежемесячные собрания докторантов под названием Robotoriales, RoboCamp – ежегодное мероприятие для всех участников совместной лаборатории – и общественные мероприятия с приглашенными участниками исследования, открытыми для расширенных сообществ лаборатории.

Чтобы зарегистрироваться на празднование 4 февраля, нажмите здесь.

Для получения дополнительной информации посетите www.roboticslab.design или свяжитесь с [email protected].

Робототехника в архитектуре и строительстве: отраслевой сдвиг | Мыслительное лидерство

23 октября, 2019

Робототехника в архитектуре и строительстве меняет подход архитекторов к проектированию. Эта технология – не просто пустяк – она ​​скоро станет фундаментальной частью архитектурного процесса. Подобно тому, как изобретение сверхпрочного портландцемента и инновационного программного обеспечения для информационного моделирования зданий (BIM) значительно улучшило наши методы проектирования и строительства зданий, робототехника будет играть не менее важную роль в нашей отрасли.Архитекторы, которые используют эту интригующую и динамичную технологию сейчас, будут лучше оснащены для проектирования наиболее эффективных зданий будущего.

Робототехника уже используется практически на каждом этапе процесса проектирования здания, от первоначального анализа площадки до строительства. Вот что делает эту технологию такой полезной для архитекторов: роботизированные системы гибки и могут быть созданы для решения широкого круга архитектурных задач.

Это потому, что термин «робототехника» невероятно широк. Это относится к любой машине или технологической системе, которая выполняет набор задач, которые обычно выполняются вручную людьми. Когда большинство людей думают о робототехнике, они обычно представляют себе идущих и говорящих гуманоидов, сделанных из металла. На самом деле эти роботы часто выглядят как любые другие строительные инструменты. Они бывают самых разных форм и размеров в зависимости от роли, которую они призваны выполнять на сайте.

Почему архитекторам следует использовать робототехнику в архитектуре и строительстве? У роботов есть несколько преимуществ перед людьми.

1. Роботы часто могут выполнять одни и те же задачи намного быстрее и могут даже работать над проектами круглосуточно и без выходных, не уставая.
2. Технология менее подвержена ошибкам; Продукты, которые создают роботы, более последовательны по форме, конструкции и общему качеству.
3. Роботы могут выполнять опасные строительные работы (например, демонтаж зданий или сложные работы с краном), что снижает риск травм рабочих.
4. Операция в целом более экономична, поскольку менеджеры проектов и архитекторы могут нанимать меньше людей для проектирования и строительства конструкций.

Когда архитекторы применяют эту технологию, они могут создавать здания с меньшими затратами и в рекордно короткие сроки.

Робототехника в архитектуре и строительстве – новая технология, но это не совсем неизведанная территория. Архитекторы уже используют робототехнику в архитектуре и строительстве для выполнения таких задач, как:

• Создание точных 3D-моделей: Роботы создают мелкомасштабные модели зданий с большой точностью, особенно с помощью 3D-печати.Более того, архитекторы могут фактически протестировать различные типы материалов в этих моделях, чтобы определить, какие материалы будут самыми прочными или наиболее гибкими в областях, где требуется дополнительная прочность или гибкость.
• Создание строительных деталей: Роботизированные производственные инструменты обрабатывают как большие, так и маленькие нестандартные строительные детали с большой точностью и детализацией. Некоторые производители робототехники также объединяют несколько инструментов в одного робота, чтобы весь процесс можно было выполнить в одном месте и за меньшее время.
• Сборка на месте: Длинные манипуляторы заменяют краны на некоторых строительных площадках. Эксперты по робототехнике также начинают использовать дроны и роботизированные вертолеты, чтобы устанавливать на место небольшие кирпичи и другие детали, которые обычно требуют использования гидравлического подъемника или сложных строительных лесов.
• Учет расширения материала или математических ошибок во время строительства: Пористые материалы иногда расширяются при намокании. Архитекторы должны либо математически учитывать это расширение, когда заказывают материалы, либо использовать компенсационные швы во время строительства.Если части не подходят друг к другу, это может отложить реализацию проекта на несколько месяцев, пока архитекторы будут ждать изготовления новых деталей. Роботы на месте в режиме реального времени реагируют на ошибки строительства, либо изменяя размеры существующей детали, либо производя новую деталь в течение часов, а иногда и минут.
• Помощь зданиям в достижении целей устойчивого развития: Архитекторы могут встраивать роботов непосредственно в само здание, которые контролируют температуру, уровень освещения, качество воздуха, движение и многое другое.Эти маленькие роботы, называемые краевыми обезьянами, устанавливаются на фасаде здания и запрограммированы на регулировку термостатов, окон, жалюзи, освещения и дверей для экономии энергии.

Робототехника постоянно развивается. Хотя сейчас у этой технологии много интересных применений, в ближайшие десятилетия она станет только более эффективной и удобной. Инновационные достижения в области робототехники сформируют архитектурную отрасль будущего.

Архитекторы начинают изучать, как эту технологию можно использовать не только для базового моделирования, строительства, сборки, устранения неисправностей на месте и повышения энергоэффективности.В будущем робототехника, вероятно, будет играть еще большую роль в архитектурном процессе, чем сегодня.

Робототехника в архитектуре и строительстве со временем может быть использована для:

• Создавайте «живые» здания: исследователи из MIT Media Lab работают над созданием биополимеров (природных материалов, таких как целлюлоза), которые реагируют на окружающую среду так же, как и живой организм. Материал подключен к сети машинного обучения и запрограммирован на изменение при определенных условиях, таких как яркий дневной свет, высокие или низкие температуры или дождливая погода.
• Строительство в непригодной для проживания среде: изменение климата может изменить окружающую среду до такой степени, что пригодной для жизни земли станет гораздо меньше. Когда ледяные шапки тают, вода поднимется, вынуждая жителей прибрежных районов перемещаться вглубь суши; пустыни также будут расширяться с повышением температуры. Архитекторы могут использовать робототехнику для строительства пригодных для жилья структур в районах, которые обычно не подходят для жизни человека, например в океанах или пустынях. Роботы построят все структуры, необходимые людям для выживания в этих средах, задолго до прибытия первых жителей.Это экономит драгоценные ресурсы, потому что архитекторам не нужно искать способы поддержки удаленных групп рабочих в суровых климатических условиях.
• Создавайте новые дизайны: Машинное обучение все еще очень ограничено, когда дело доходит до творчества и спонтанного дизайнерского вдохновения. Однако технологические прорывы могут сделать роботов будущего более творческими. Эти роботы могли предлагать интересные решения сложных проблем, о которых архитекторы никогда раньше не задумывались.

Мы все еще находимся на ранних стадиях робототехники в архитектуре и строительстве, поэтому эти инновации могут быть недоступны архитекторам до тех пор, пока технология не будет усовершенствована и тщательно протестирована. Тем не менее, важно подумать об этой технологии будущего прямо сейчас, чтобы архитекторы могли оставаться в авангарде того, что возможно в настоящее время.

Использование робототехники в архитектуре и строительстве когда-то было предметом научной фантастики.Теперь это не только возможно, но и уже используется на объектах для создания современных и элегантных зданий. В данном случае вопрос не в , будет ли робототехника играть роль в архитектуре будущего – это вопрос , насколько робототехника будет контролировать процесс проектирования и строительства.

В конечном счете, человек-архитектор по-прежнему незаменим в процессе проектирования. Самым большим ограничением робототехники в архитектуре и строительстве является отсутствие человеческого участия, в первую очередь, когда дело касается творчества.Архитекторы обладают богатым пониманием истории архитектуры и могут использовать весь свой опыт, чтобы придумывать новые идеи.

Отрасль робототехники более ограничена по своим масштабам, и алгоритмы машинного обучения еще не овладели искусством творчества или дизайнерского вдохновения. Эти алгоритмы ограничены информацией, которой они подвергаются и которой они обучаются, которая часто бывает неполной. Разнообразный штат архитекторов лучше подготовлен для изобретения новых дизайнов и выбора тем или произведений искусства, которые сделают пространство более теплым и гостеприимным для всех сообществ.

В будущем роботы, вероятно, будут обладать мелкой моторикой и математическими вычислениями, необходимыми для воплощения проектов в реальность.