Инженерные задачи в робототехнике: точное перемещение, одометрия, навигация и локализация мобильного робота — тест

Завершающий раздел курса учит относиться к роботу как инженер: сформулировать задачу, выбрать физическую модель, рассчитать параметры и проверить результат опытом. Сквозной пример — точное перемещение мобильного робота: сколько градусов должен повернуться мотор, чтобы проехать ровно метр, и почему, проехав несколько метров, робот всё равно «теряет», где находится.

Содержание

Что такое инженерная задача и её состав: условие, ограничения, критерии успеха. Физическая теория как основа решения, значение задач в обучении и жизни. Классификация инженерных задач, общие методы решения. Технология решения инженерных задач средствами робототехники. Точное перемещение мобильного робота: связь угла поворота колеса с пройденным путём, повороты дифференциального шасси. Навигация и локализация мобильного робота: одометрия, накопление ошибки, ориентиры, маяки, датчики.

Задания

Пятнадцать заданий на двадцать пять минут: выделить в задаче условие, ограничения и критерий, расставить этапы решения, вычислить угол поворота мотора для заданного пути, найти путь по числу оборотов, объяснить накопление ошибки одометрии, выбрать способ уточнить положение робота, сопоставить метод решения и пример.

Разбор

Пояснения показывают расчёты через длину окружности колеса и объясняют, почему проскальзывание и неравные диаметры колёс сбивают одометрию, зачем роботу ориентиры на поле и чем навигация (куда ехать) отличается от локализации (где я сейчас).

Кому и когда

Работа завершает курс и подходит как итоговый контроль перед соревнованиями или защитой проекта. Числа подобраны для устного счёта с π ≈ 3,14. Учитель увидит, кто умеет связать физическую модель с программой робота, а кто решает задачи только подбором.

Как и на чём выполнять тест

Комплект работает и на школьном компьютере, и на личном смартфоне ученика. Поскольку для работы можно указать окно выполнения, ученики вправе проходить её дистанционно, из дома. Чтобы снизить риск списывания, фиксируются попытки переключиться на другие вкладки браузера или другие приложения.