3.1. Роботтың түрлері және оларды қолдану

Информатика, 5 сынып. Оқулық: Қадырқұлов Р. А., Нұрмұханбетова Г. К. (Алматыкітап баспасы, 2023). 3 бөлім: Роботтехника. 62–65-беттер.

Нені үйренесің

• Робот дегеніміздің не екенін және бұл сөздің қайдан шыққанын түсіндіруді.
• Кез келген құрылғыны «сезін — ойла — әрекет ет» ережесі бойынша тексеруді.
• Роботтың түрлерін ажыратуды: өндірістік, медициналық, тұрмыстық, әскери роботтар және робот-мұғалім.
• Айналаңнан роботтарды тауып, олардың қай түрге жататынын анықтауды.

Ой қозғау

• Роботты «тірідей» көріп пе едің? Көп ықтимал, көргенсің: робот-шаңсорғыш, зауыттағы автомат, көрмедегі немесе сауда орталығындағы роботтар.
• Робот қарапайым машинадан, мысалы велосипедтен, немен ерекшеленеді? Велосипед педаль айналдырғанда ғана жүреді. Робот бағдарлама бойынша өзі жұмыс істейді.
• Робот «көру» және «есту» үшін не қажет? Датчиктер: камералар, микрофондар, жанасу және қашықтық датчиктері.
• Роботтар қай жерде адамнан пайдалырақ? Ауыр, жалықтыратын немесе қауіпті жерде: зауытта, мина тазалауда, ғарышта.

Тақырыпты талдаймыз

«Робот» сөзі қайдан шыққан

Сөзді чех жазушылары, ағайынды Карел мен Йозеф Чапектер ойлап тапты. 1920 жылы Карел Чапектің «Россумның әмбебап роботтары» пьесасы жарық көріп, сөз бүкіл әлемге тарады. Чех тілінде robota — еріксіз ауыр еңбек. Қазақ тілінде роботты «құлтемір» деп те атап жүр — сөзбе-сөз «темір құл».

🌟 «Робот» сөзі кез келген нағыз роботтан да ескі! Алдымен адамдар роботтарды кітапта ойлап тапты, содан кейін ғана жасады.

Сонымен, робот деген не

Робот — тірі ағзаға ұқсатып жасалған автоматты құрылғы. Ол өзіне алдын ала жүктелген бағдарламаға сәйкес әрекет етеді. Ол сыртқы әлем туралы ақпаратты датчиктер (сенсорлар) арқылы алады, біз көз бен құлақ арқылы алатындай. Робот өздігінен немесе өзіне командалар беретін адамның — оператордың басқаруымен жұмыс істей алады.

Оқулықта қатаң анықтама да бар: робот — екі немесе одан да көп ось бойынша бағдарламаланатын, белгілі бір дербестікпен жұмыс істеп, алға қойылған міндеттерді орындайтын механизм.

Адамға ұқсас роботтарды андроидтар деп атайды. Оларды көбіне ойыншық немесе үй жұмысына көмекші ретінде қолданады.

Үш қадам ережесі: сезін — ойла — әрекет ет

Құрылғыны робот деп атауға болады, егер ол үш нәрсенің бәрін бірден істей алса:

💡 Таймері бар кір жуғыш машина кесте бойынша тек «әрекет етеді». Ал робот-шаңсорғыш «сезінеді» де, «ойлайды» да. Сондықтан шаңсорғыш — робот, ал қарапайым таймер — робот емес.

Роботтың негізгі түрлері

• Өндірістік — зауыттарда адамдардың орнына жұмыс істейді: робот-станоктар, өндірістік желілер (конвейерлер), манипуляторлар. Мысалы, көліктің кузовын дәнекерлейді.
• Медициналық — хирургиялық ота жасауға, тамырға дәрі жіберуге, массажға көмектеседі. Ең танымал хирургиялық робот — Да Винчи: оны дәрігерлер басқарады, ал ол өте дәл қозғалыс жасайды. Ең нәзік оталар үшін ғалымдар кішкентай нано-роботтар жасап жатыр.
• Тұрмыстық — үйде көмектеседі: робот-шаңсорғыш, робот-ит, робот-хатшы.
• Әскери — қауіпті жерлерде адамды алмастырады: робот-минатазалаушылар, робот-барлаушылар, робот-санитарлар.
• Робот-мұғалім — дауыстап оқиды, бірнеше тілде сөйлейді, тапсырма береді. Бірақ эмоцияны жақсы түсінбейді, сондықтан сыныпты тірі мұғалімдей қызықтыра алмайды.

📌 Робототехника саласы әлі жас. Роботтың көптеген түрі әлі дамып келеді, болашақта жаңалары пайда болады — мүмкін, оларды сен өзің ойлап табарсың.

🌟 Оқулықта айтылғандай, ең алғашқы роботтардың бірін американдық инженер 1927 жылы Нью-Йорктегі көрмеге арнап жасаған. Ол қарапайым командаларды орындап, бірнеше сөз тіркесін айта алған.

📕 Оқулықта бұл инженерді «Д. Уэксли» деп, ал көрмені «Дүниежүзілік» деп атайды. Әдетте бұл роботты (Televox) Westinghouse фирмасының инженері Р. Уэнслимен байланыстырады, ал 1927 жылы Нью-Йорктегі көрме дүниежүзілік болған жоқ.

Түсінгеніңді тексер

Өзіңді тексер

• Робот деген не? Өзіне салынған бағдарлама бойынша жұмыс істейтін автоматты құрылғы, әлем туралы датчиктер арқылы біледі.
• Чех тіліндегі robota сөзі нені білдіреді? Еріксіз ауыр еңбекті.
• Құрылғыны робот ететін үш шарт қандай? Sense — сезін, Think — ойла, Act — әрекет ет. Үшеуі бірден.
• Адамдарға роботтар не үшін керек? Адамды ауыр, біркелкі немесе қауіпті жұмыста алмастыру үшін.
• Робот-мұғалім неге тірі мұғалімнің орнын әлі баса алмайды? Ол эмоцияны түсінбейді және сыныпты шынайы қызықтыра алмайды.

Жаттығуларды шығарамыз

№ 1

(оқулықта нөмірсіз тапсырма: «Ойлан», 1-сұрақ) «Робот» дегеніміз не? Ол қашан пайда болған?

Қалай ойлаймыз. Ажырат: сөз қашан пайда болды және машиналар қашан пайда болды.

Жауап үлгісі. Робот — бағдарлама бойынша жұмыс істейтін және әлем туралы датчиктер арқылы ақпарат алатын автоматты құрылғы. «Робот» сөзі 1920 жылы ағайынды Чапектердің пьесасында пайда болды. Алғашқы нағыз қарапайым роботтар 1920-жылдары, ал зауыттық роботтар XX ғасырдың ортасында пайда болды.

Жауабы: робот — бағдарлама бойынша жұмыс істейтін, датчиктері бар автомат; сөз 1920 жылы пайда болды, алғашқы робот-машиналар содан кейін көп ұзамай жасалды.

№ 2

(оқулықта нөмірсіз тапсырма: «Ойлан», 2-сұрақ) Роботтар туралы не білесің?

Қалай ойлаймыз. Мультфильмдерді, ойыншықтарды, жаңалықтардағы және өзің көрген роботтарды еске түсір.

Жауап үлгісі.

• Роботтар зауыттарда, ауруханаларда, үйде болады.
• Робот-шаңсорғыш пәтерді өзі жинап, зарядқа қайтып барады.
• Марсты аралап, суретке түсіретін роботтар бар.
• Роботтарды адамдар бағдарламалайды — мысалы, информатика сабағында Lego жиынтығынан.

Жауабы: әркімнің өз тізімі болады; басты нәрсе — робот не істейтінін және қай жерде жұмыс істейтінін атау.

№ 3

(оқулықта нөмірсіз тапсырма: «Ойлан», 3-сұрақ) 1-суретке қара. Қай салаларда роботтар қатысады?

Қалай ойлаймыз. Суретте үш робот: біреуі кеңседе көмектеседі, екіншісі асханада тамақ әзірлейді, үшіншісі мысықтың қасында еден жуады.

Шешуі.

1. Андроид-робот ноутбуктың алдындағы қызға қағаздарды ұсынып тұр — кеңседегі жұмыс, хатшы міндеті.
2. Екі манипулятор-қолы бар робот кәстрөлдері бар плитаның жанында тұр — асхана, тамақ әзірлеу.
3. Швабрасы мен шелегі бар робот — үй тазалау.

Жауабы: кеңсе жұмысы, тамақ әзірлеу, үй жинау — бәрі тұрмыс және қызмет көрсету саласына жатады.

№ 4

(оқулықта нөмірсіз тапсырма: «Роботтың қандай түрлері бар?» сұрағы, 2-суреттен кейін) Қазіргі уақытта роботтың қандай түрлері бар?

Қалай ойлаймыз. «Роботтың негізгі түрлері» кестесін есіңе түсір.

Жауабы: өндірістік, медициналық, тұрмыстық, әскери роботтар және робот-мұғалім.

№ 5

(«Талдау», жұппен жұмыс) Өздерің күнделікті өмірде теледидардан немесе интернеттен көріп жүрген роботтардың тізімін жасаңдар. Оларды роботтың қай түріне жатқызасыңдар? Егер сендер білетін роботтар жоғарыда айтылған түрлердің ешқайсына жатпаса, онда атқаратын қызметіне қарай роботтың жаңа түрін ұсынып, атау беріңдер.

Қалай ойлаймыз. Алдымен роботтарды жазып ал, содан кейін әрқайсысына сұрақ қой: ол қайда жұмыс істейді және не істейді?

Жауап үлгісі.

Жауабы: әр жұптың өз тізімі болады; сәйкес келмеген роботтарды «ғарыштық», «робот-курьерлер», «робот-даяшылар» деп атауға болады.

№ 6

(«Жинақтау», 1-тапсырма, топпен жұмыс) Өздеріңді робот құрастырушы инженерлер командасы деп есептеп, төмендегі тапсырманы орындаңдар. Күнделікті тұрмыстағы адам қызметінің бірін ауыстыратын роботтың жобасын ұсыныңдар.

Қалай ойлаймыз. Жалықтыратын немесе көп уақыт алатын істі таңдаңдар: гүл суару, ыдыс жуу, итті серуендету, кілт іздеу.

Жауап үлгісі. «Тамшы робот-бағбаны» жобасы. Ол терезе алдындағы сөрелер мен балкон бойымен жүріп, құмыралардағы топырақтың ылғалдылығын тексереді және топырақ құрғақ болса, гүлдерді суарады. Иесі демалысқа кетсе де, суару туралы ойлаудың қажеті болмайды.

Жауабы: әр команданың өз жобасы болады; роботтың атын айтып, ол адамның қандай жұмысын алмастыратынын көрсету маңызды.

№ 7

(«Жинақтау», 2-тапсырма) Өздерің ұсынған роботтың үлгілік сызбасын салыңдар.

Қалай істейміз.

1. Корпусын қарапайым тіктөртбұрышпен немесе шеңбермен салыңдар.
2. Оның немен қозғалатынын салыңдар: дөңгелек, шынжыр табан, аяқ.
3. Датчиктерді көрсеткілермен белгілеп, жазыңдар: «ылғал датчигі», «камера».
4. «Қолдарын» немесе құралдарын белгілеңдер: шланг, ұстағыш, щетка.
5. «Миы» — бағдарламасы бар блоктың қайда екенін жазыңдар.

Жауабы: бөліктерінің жазбалары бар сызба. Қағазға немесе графикалық редакторда (Paint, Krita) салуға болады.

№ 8

(«Жинақтау», 3-тапсырма) Өздерің ұсынған роботтың қызметін тізіп жазыңдар.

Қалай ойлаймыз. Sense — Think — Act ережесі бойынша өтіңдер: робот нені сезінеді, нені шешеді, не істейді.

Жауап үлгісі (робот-бағбан үшін):

• Sense: топырақтың ылғалдылығын өлшейді, құмыраларды камерамен көреді, бактағы су деңгейін біледі.
• Think: қай гүлді бірінші суаратынын және қанша су құятынын шешеді.
• Act: құмыраға жақындап, суарады, зарядқа қайтып барады; су біткен болса — телефонға хабарлама жібереді.

Жауабы: «сезін — ойла — әрекет ет» үш қадамына бөлінген қызметтер тізімі.

№ 9

(«Үй тапсырмасы», 1-тақырып) «Бүгінгі әскери роботтардың дамуы» зерттеу жобасын орында: алғашқы әскери робот қашан пайда болды; робот-танктер; ұшқышсыз ұшатын роботтар; робот-минатазалаушылар (сапёрлер).

Қалай ойлаймыз. Әртүрлі дереккөздерді пайдалан: энциклопедия, ғылыми-көпшілік сайттар, хабарлар. Әр фактінің қайдан алынғанын жазып отыр.

Қалай істейміз.

1. Әскерде қашықтан басқарылатын машиналар алғаш рет қашан қолданыла бастағанын тап.
2. Әр түрі үшін (танк, ұшқыш, сапёр) оның не істейтінін, оны қалай басқаратынын, адамдарға қалай көмектесетінін тап.
3. Бөлек тармақпен, мұндай роботтардың басты пайдасы — адам өмірін сақтау екенін жаз: қауіпті жерге адам емес, машина барады.
4. 4–6 слайд немесе плакат жаса.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Тақырып әскери: сенімді дереккөздерді таңдауға көмектесіңіз және мина тазалайтын, құтқаратын роботтарға назар аударыңыз: олар аумақты миналардан тазартып, адамдарды құтқарады.

Жауабы: төрт сұраққа да жауабы және дереккөздер тізімі бар жоба.

№ 10

(«Үй тапсырмасы», 2-тақырып) «Адам мен робот» зерттеу жобасын орында: адам қалай жұмыс істейді, робот қалай жұмыс істейді, салыстыру кестесін құр.

Қалай ойлаймыз. Бірдей белгілер бойынша салыстыр.

Кесте үлгісі.

Жауабы: салыстыру кестесі және қорытынды: робот дәл, ауыр және қауіпті жұмыста жақсы, ал адам — шығармашылықта және қарым-қатынаста.

Жадынама

• Робот бағдарлама бойынша жұмыс істейді және ақпаратты датчиктер арқылы алады.
• Робот сезіне, ойлай және әрекет ете білуі керек.
• Роботтың түрлері: өндірістік, медициналық, тұрмыстық, әскери және робот-мұғалім.
• Роботтар адамдарды ауыр және қауіпті жұмыста алмастырады.
• Робототехника жас — роботтың жаңа түрлері әлі пайда болады.

Шағын тест