Abstract

This article describes a class project of cyber-driver, i.e. an android robot controlling a mobile platform. This project can be used both to teach high-school students in programming, hardware design and foundations of robotic science by solving some important and scientifically interesting tasks. Despite the great number of modern android robotics systems, their software controlling systems often have serious issues. Such actions as rough terrain movement or stairs climbing can be performed simply and accurately by both humans and animals but not by biosimilar robots. The traditional systems in these cases demand many complex and precise settings to perform such movements and nevertheless they remain very vulnerable to random factors. In robotic perception models the situation is similar: casual human tasks as image recognition or scene analysis need complex algorithms and huge computer resources if performed by robots. Biologically-inspired models can improve matters in robotic science. Human movement copying is often used for solving this problem in practice but it does not allow copying considerable aspects of movement controlling in nervous system. Both controlling quality and testing quality for the aforementioned tasks can be essentially improved if the robot uses techniques similar to central motor programs of human. This project helps students to study this important domain. Besides, robotic perception can imitate biological systems more closely. Such biologically-inspired perception models give structure to computer vision systems and allow developing these systems quicker. The cyber-driver project is an example of biologically-inspired educational system. The system proposed consists of android robot that can manipulate levers, wheels and buttons, and mobile robotic platform. Educational robotic platform YARP-3 allows easy modification of constructing arms and grippers encouraging students’ creativity. The software of the robot can automatically perform some of the driver’s tasks (indicators recognition, obstacle avoiding and movement without collisions). The project uses some key features of robotic science, which are interdisciplinarity and competitive spirit, to improve students’ experience. The project’s architecture allows modifications in both mathematical and practical aspects of the result system’s description. Besides that, some extra suggestions about project-based inquiry in robotics are made.

Highlights

  • Цель данной работы – описать учебный проект для школьников старших классов по созданию робота-водителя, позволяющий обучать их программированию, схемотехнике, началам робототехники в процессе решения практически важных и интересных с научной точки зрения задач

  • The traditional systems in these cases demand many complex and precise settings to perform such movements and they remain very vulnerable to random factors

  • Human movement copying is often used for solving this problem in practice but it does not allow copying considerable aspects of movement controlling in nervous system

Read more

Summary

Теоретические основы проекта

Современные человекоподобные роботы – сложные и дорогие технические устройства, способные выполнять многие действия аналогично тому, как их выполняют люди: ходить на двух ногах, манипулировать предметами, узнавать людей, общаться с ними. Которые должен решать робот, достаточно просты, то можно разработать для него систему управления, в том числе и биологически-инспирированную, которая позволит достичь поставленной цели. Но можно пойти другим путём – создать человекоподобного робота, который способен выполнять работу водителя обычного автомобиля без специального оборудования. Однако в учебном проекте можно ограничиться созданием малого антропоморфного робота для управления моделью автомобиля. Что при создании любого робота, способного действовать аналогично человеку, весьма важно проверить его работу: насколько хорошо он справляется с типичными «человеческими задачами»? Работа водителя подходит для такой проверки очень хорошо: во-первых, движения опытного водителя-человека отработаны, экономичны и вместе с тем разнообразны, он может при необходимости действовать очень быстро и точно, но может и расслабиться, если обстоятельства позволяют – ценное качество для экономии ресурсов робота. Описываемые далее варианты учебного проекта можно рассматривать как попытку направить обучение школьников в этом направлении

Общее описание учебного робота
Аппаратное обеспечение робота
Программная система управления движением антропоморфного робота
Программная система восприятия окружающей обстановки
Результаты проектирования
16. Физиология человека
16. Fiziologiya cheloveka
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.