Роботите: как мисли машината
Ще разбереш как роботът усеща, мисли и действа, защо марсоходът кара сам и откъде идва думата робот.
Бип-буп! Аз съм Робко и имам загадка за теб: как мога да мисля, щом нямам мозък като твоя? Хайде да разкрием тайната ми!
История от живота
През август 2012 г. роботът Кюриосити кацна на Марс. Сигналът от Земята до Марс пътува между около 3 и 22 минути, в зависимост от това къде са двете планети. Това значи, че хората не могат да го управляват като с джойстик в реално време. Затова Кюриосити сам гледа с камерите си, сам преценява къде има камъни и сам спира пред опасност. Той е обикалял по Марс години наред, далеч след планираните 2 години на мисията.
Разбери го стъпка по стъпка
- Усещам
Роботът има сензори: камери, микрофони, датчици за допир, разстояние или светлина. Те са неговите очи, уши и пръсти. Без сензори роботът е сляп.
- Мисля
Компютърът в робота, контролерът, получава данните от сензорите. Той следва програма, написана от човек: ако видиш стена, завий. Това се нарича алгоритъм.
- Действам
Моторите движат колела, ръце или крака. Те се наричат задвижващи механизми. Роботът действа и пак проверява със сензорите какво се е случило.
- Учи ли се роботът
Някои съвременни роботи използват изкуствен интелект. Те разглеждат хиляди примери и сами откриват правила. Но пак не чувстват и не разбират света като човек.
Представи си така: Роботът е като готвач, който следва рецепта. Очите му (сензорите) виждат продуктите, рецептата (програмата) казва какво да прави, а ръцете му (моторите) бъркат тестото. Ако в рецептата има грешка, тортата ще се провали, дори готвачът да е перфектен.
- 11. СензорСензорът за разстояние засича стена на 20 см
- 22. КонтролерПолучава числото 20
- 33. ПрограмаАко разстоянието е под 30 см, завий
- 44. МоториЛявото колело спира, дясното върти
- 55. Пак сензорПроверява: няма стена, карай напред
Решени примери
Прахосмукачката-робот се удря в дивана. Какво прави?
Сензорът за удар усеща препятствието, програмата казва: върни се и завий, а моторите изпълняват. Така тя усеща, мисли и действа.
Защо роботът на Марс не може да се управлява с джойстик?
Командата пътува минути до Марс. Докато стигне, роботът може вече да е паднал в яма. Затова той трябва сам да взима малки решения.
Автоматичната врата в магазина робот ли е?
Тя има сензор и мотор, но прави само едно просто нещо. Учените наричат роботи по-скоро машините, които сами решават между няколко действия.
Внимавай с тези грешки
- Роботите са умни като хората и имат чувства.Роботите следват програми и правила. Те не чувстват радост или тъга, дори да изглеждат така.
- Всички роботи приличат на човек с ръце и крака.Повечето роботи изобщо не приличат на хора: ръце в заводи, прахосмукачки, дронове, марсоходи.
- Роботът никога не греши.Ако програмата или сензорът сгрешат, роботът също греши. Затова инженерите тестват много.
Задачи
Лесни
Огледай се вкъщи. Намери 3 машини със сензор (нещо, което усеща).
Подсказка
Кое у вас се включва само или реагира на допир?
Отговор
Например: телефон (камера, екран с допир), хладилник (термометър), пералня (сензор за вода), автоматична лампа.
Подреди правилно: действам, усещам, мисля.
Подсказка
Първо роботът трябва да разбере какво има около него.
Отговор
Усещам, мисля, действам.
Средни
Напиши програма за робот-приятел, който да стигне от чина ти до вратата. Ползвай само команди: напред 1 крачка, завий наляво, завий надясно.
Подсказка
Изпробвай я! Приятелят трябва да прави само точно това, което пише.
Отговор
Всяка програма е вярна, ако приятелят стигне до вратата, без да се удари. Пример: напред 3, завий наляво, напред 5.
Сигналът до Марс пътува 12 минути. Ако изпратиш команда и чакаш отговор, след колко минути ще разбереш дали роботът я е изпълнил?
Подсказка
Сигналът трябва да отиде и да се върне.
Отговор
След поне 24 минути: 12 минути до Марс и 12 минути обратно.
Трудни
Робот-прахосмукачка стои пред стълба. Кой сензор ѝ трябва, за да не падне, и какво ще пише в програмата?
Подсказка
Какво се променя под робота, когато стигне ръба?
Отговор
Сензор, който гледа надолу и мери разстоянието до пода. Програма: ако подът изчезне (разстоянието стане голямо), спри и завий.
Измисли робот, който помага в училище. Кажи кои сензори има, какво мисли и какво прави.
Подсказка
Ползвай схемата: усещам, мисля, действам.
Отговор
Всеки отговор е верен, ако има поне 1 сензор, 1 правило ако-тогава и 1 действие.
Човекът-робот
Цел: Да разбереш, че роботът изпълнява точно командите, дори когато са грешни.
- Разделете се по двойки: програмист и робот.
- Роботът затваря очи (или носи шал на очите) и прави само каквото чуе.
- Програмистът пише на лист команди, за да заведе робота до предмет в стаята, например топка.
- Програмистът чете командите една по една, без да добавя нищо.
- Ако роботът се обърка, поправете програмата и опитайте пак. Сменете ролите.
Накрая: Показвате най-кратката програма, която работи, и разказвате коя грешка ви е изненадала.
Тест с точки
10 въпроса, 18 точки, оценка накрая и разбор какво да преговориш.