IV четверть 5 урок 7 класс. Творческий проект Сумоист

Самые популярные соревнования роботов - "Сумо". Главная задача робота-сумоиста состоит в том, чтобы вытолкнуть за пределы ринга своего соперника. Существует множество вариантов правил проведения этого состязания, накладывающих различные ограничения в первую очередь на размеры и конструкцию роботов, тем не менее, базовые алгоритмы поведения робота при этом очень похожи. Поэтому наш урок в значительной степени будет направлен на реализацию программы поведения, а в завершающей части урока рассмотрим некоторые советы по практической подготовке к соревнованию роботов.

«Тело» нашего сумо-робота готово и отдельные его компоненты «мозг» — микроконтроллерная плата, «глаза» — сенсоры расстояния и черного/белого, «сильные ноги» — двигатели и драйвер управления ими, «кровь и регулятор давления крови» — батарея и преобразователь напряжения DC-DC, «кровеносная система» — провода и макетные платы, скелет – база, отвал, бампер, крепежные элементы – нормально функционируют.

Функционируют отдельно друг от друга.

Что сделает робота «человеком»?

Божественный Замысел.

Безусловно, в человеческом понимании этого сложного философского понятия. J

Этим Замыслом будет программа действий робота в «мире» робота – на ринге (дохё) для соревнований роботов-сумо.

Что он должен будет сделать в краткий миг своего «просыпания» на поле боя перед новым «сном» после выключения кнопки питания – все зависит от Вас – вашей Идеи, воплощенной в программу действий робота.

Чем более точно Вы продумали поведение робота – тем более он будет успешен в своей «жизни». Какие «знания» вы ему дали, чему Вы его обучили – только это он постарается воплотить в жизнь.

От лирики перейдем к практике. J

Давайте начнем с простого замысла – Вашему роботу надо будет просто «в лоб» вытолкнуть соперника с ринга сразу после старта поединка.

Для того, чтобы трансформировать эту идею в программу надо разобраться с окружающими Вашего робота обстоятельствами и его поведением в этих обстоятельствах.

Обратите внимание на правила боя – это фактически «законы физики» для робота. Их нельзя нарушать.

Итак, что должен наш сумо-робот сделать  при такой расстановке (предположим он стоит в левой нижней четверти ринга)?

1. Увидеть соперника передним датчиком расстояния.
2. Если увидел, то начать движение на него и вытолкнуть с ринга

Для простоты сейчас не рассматриваем случаи, когда расстановка роботов отличается от вышеприведенной (другие четверти ринга, роботы ближе или дальше друг от друга).

С пунктом номер один все примерно понятно. Крутим левый двигатель вперед, правый одновременно назад. Время работы двигателей экспериментально подбираем так, чтобы робот повернулся примерно на 135 градусов.

Второй пункт с задачей увидеть соперника давайте разбирать подробнее. Первое – на каком расстоянии будем искать соперника? Помним, что ринг для минисумо имеет диаметр 77 сантиметров и выбранные нами датчики отлично измеряют расстояние от 10 до 50 сантиметров. Итак вывод простой – с учетом расстановки роботов противника лучше искать на расстоянии до 30 сантиметров от себя – будет меньше ошибок поиска.

Третий пункт также непрост. Итак – нашли и выталкиваем соперника – с этим все понятно. А если не увидели его на этом месте (он начал движение и ушел на другую позицию пока мы поворачивали робота предположим) – что будем делать? Давайте попробуем повернуться направо на небольшой угол и еще раз поискать соперника. Все эти действия будем делать если датчики черного/белого не выехали на белое поле.

Поле для проведения соревнования. Правила соревнования. 

Не смотря на то, что соревновательная дисциплина "Сумо" большинством организаторов соревнований позиционируется как состязание, предназначенное для начинающих робототехников, она пользуется неизменным вниманием не только участников, но и зрителей! Соревнования проводятся на двух видах полей: либо белый круг, ограниченный черной окружностью, либо, наоборот, черный круг, ограниченный белой окружностью. Очень часто макет поля наносится на круглый подиум небольшой высоты. В этом случае побежденный робот принуждается к падению (бывает, что с подиума падают оба участника битвы).

Это поле представляет собой белый круг, ограниченный черной окружностью. С классическими правилами проведения соревнования "Сумо" по версии Российской ассоциации образовательной робототехники вы можете ознакомиться под спойлером ниже:

Конструкция робота для соревнования "Сумо". 

Базовое поведение робота в "Сумо". Роботу также необходимо найти внутри поля объект и вытолкать его за пределы круга. Различия, как водится, кроятся в деталях: теперь этот объект в свою очередь ищет нашего робота и тоже жаждет вытолкать его поскорее. 

Тем не менее - сосредоточимся на своей цели: искать соперника нам по-прежнему будет помогать один из датчиков, способных определять предметы на расстоянии (инфракрасный или ультразвуковой), а своевременно определять черную границу поля будем с помощью датчика цвета. 

Для того, чтобы защитить впереди расположенный датчик от взаимодействия с соперником, соорудим бампер и закрепим его на нашем роботе. 

Можете поэкспериментировать и придумать собственный вариант конструкции.

Подумайте, какие  можно построить модели роботов, чем они могут отличаться?

Сделайте презентацию-проект "Мой робот сумоист"

Практическая работа.

В вашей команде будут проектировщики и конструкторы.

Обсуждаете все вместе будущую модель, выдвигаете идеи, записи и зарисовки делают в тетрадь проектировщики

1. Сделайте эскиз придуманной вами модели.

2. Укажите, какие механизмы в вашей модели , как они работают, напишите расчеты передаточного отношения.

3. Напишите описание.  

Приступаем к сборке.

Предлагаемый вариант модели

Задание для тех кто на Смешанном обучении или на больничном

1. Нарисуйте эскиз своей модели робота сумоиста.

2. Постройте в программе LDD свою модель

Если есть возможность, можно построить из конструктора вашу работу, сфотографировать и вставить в презентацию.

Работы ребят