Прежде чем планировать сложные системы управления, необходимо понять, как работают простые системы. Затем понять, как они работают совместно и какое влияние оказывают друг на друга. Предлагаю двигаться по порядку: автоматическая система в нашем понимании, это независимая от внешних факторов и влияния человека, система поддерживающая необходимые параметры или совершающая заданные действия. Проще понять это на примере работы, какого-либо доступного устройства. Пусть будет утюг. Да, очень простое и надежное устройство состоит из двух ключевых элементов:
1 регулятор температуры(бывает электронный или электромеханический).
2 Нагревательный элемент. (в нашем понимании, просто нагрузочное сопротивление)
Принцип работы следующий, при включении утюга происходит нагрев спирали или ТЭНы или просто нагревательного элемента. Если процессом не управлять, то нагреватель может уйти в перегрев (если мощность нагрева больше заданной) или будет недогрев, если мощность меньше расчетной.
Чтобы система была управляемой и не вышла из под контроля, мы ставим "регулятор".В данном случае с точки зрения системного подхода - это измеритель температуры, который в случае превышения, заданной температуры, отключает нагрузку от питания. Проще говоря, пошел нагрев выше заданной температуры, отключили подпитку, остыла на определенную величину, снова включили. Итак до бесконечности.
В большинстве утюгов роль регулятора выполняют - биметаллические пластины, а принцип действия следующий, берутся две пластины из разных металлов и соединяются определенным образом, за счет разных тепломеханических свойств металлов при определенной температуре, происходит отгибание одной пластины от другой.
На утюге есть круглая ручка, которая зажимает или отжимает пластины между собой, меняя температуру при которой будет размыкание. Очень сложно, конечно, понять сразу,
Суть немного в другом. В том, что мы настроили систему обратной связи по перегреву. Пошел перегрев - отключение, идет остывание, идет включение. Аналогично работает множество приборов. Робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
Робототехника - первая ступень овладения техническими знаниями в области автоматизации. Она непосредственно связана с такими науками как электроника, механика, информатика, радиотехника.
Виды робототехники: строительная, промышленная, авиационная, бытовая, экстремальная, военная, космическая, подводная.
Слово «робот», придумал в 1920 г. чешский писатель Карел Чапек в своей научно-фантастической пьесе. В ней созданные роботы, работают без отдыха, потом восстают и губят создателей
Робот – автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Робот действует по заранее заложенной программе. Информацию о внешнем мире робот получает от датчиков (аналогов органов чувств). При этом робот может, как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.
Когда же появились первые роботы!?
Оказывается, первые мысли к созданию роботов возникли еще до нашей эры: в середине 3-го тысячелетия египтяне изобрели «думающих машин» - внутри статуй прятались жрецы, чтобы давать предсказания и советы. А в 50-х 19 века были найдены чертежи человекоподобного робота, сделанные Леонардо да Винчи, примерно в 1495 году. На чертеже был детально изображен механический рыцарь, который мог сидеть, раздвигать руки, двигать головой, открывать и закрывать челюсти. По его замыслам работой рук должно было управлять механическое программируемое устройство в груди, ноги должны были управляться с помощью рукоятки, приводящий в движение трос, связанный с ногами. До появления промышленных роботов считалось, что роботы должны выглядеть подобно людям.
Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон в 1738 создал механическую утку, покрытую настоящими перьями, которая могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно.
Швейцарский часовщик Пьер-Жак Дро в 1770г создал автомат "Писец". Это сидящая за столом девочка, которая выписывала аккуратным почерком буквы, слова и даже могла нарисовать собаку. При этом она плавно покачивала головой и опускала веки в такт движения руки.
Но слова РОБОТ на тот момент еще не существовало. И появилось оно из под пера чешского писателя, которого звали Карел Чапек, написавшего произведение РУР.
Позднее еще один писатель сформулировал правила поведения Роботов.
Развитие робототехники и систем искусственного интеллекта идет семимильными шагами. Ещё 10 лет назад разрабатывались только управляемые манипуляторы. Программы искусственного интеллекта были нацелены на узкий круг решаемых задач. С развитием ИКТ произошёл качественный скачок развития робототехники.
Развитие роботов в дальнейшем, сможет значительно изменить образ жизни человека. Машины, наделенные интеллектом, смогут использовать для самых различных работ, в первую очередь тех, выполнение которых небезопасно для человека.
Домашняя работа. Нарисовать эскиз своего робота.