Ρομπότ και αισθητήρες
Μηχανές που «βλέπουν» και «ακούνε» γύρω μας, και πώς αποφασίζουν.
18 λεπτά
Θα μάθεις να
- Να εξηγείς τι είναι ένας αισθητήρας και να τον συγκρίνεις με τις αισθήσεις μας.
- Να αναγνωρίζεις αισθητήρες φωτός, απόστασης, αφής, θερμοκρασίας και ήχου σε μηχανές γύρω μας.
- Να περιγράφεις τα τρία μέρη ενός ρομπότ: αισθητήρας, πρόγραμμα που αποφασίζει, κινητήρας που κάνει.
- Να διαλέγεις ποιος αισθητήρας χρειάζεται για μια δουλειά.
Μηχανές που «καταλαβαίνουν»
Πλησιάζεις την είσοδο του σούπερ μάρκετ και η πόρτα ανοίγει μόνη της. Νυχτώνει και τα φώτα του δρόμου ανάβουν, χωρίς να πατήσει κανείς διακόπτη. Η ρομποτική σκούπα χτυπάει στο πόδι της καρέκλας, κάνει πίσω και αλλάζει δρόμο.
Πώς «ξέρουν» αυτές οι μηχανές τι γίνεται γύρω τους; Έχουν αισθητήρες.
Ένας αισθητήρας είναι ένα μικρό εξάρτημα που μετράει κάτι από τον κόσμο γύρω του: πόσο φως έχει, πόσο μακριά είναι ένα εμπόδιο, πόση ζέστη κάνει. Και δίνει αυτή τη μέτρηση στον υπολογιστή της μηχανής, συνήθως ως αριθμό.
Σαν τις αισθήσεις μας
Εμείς έχουμε μάτια, αυτιά, δέρμα. Οι μηχανές έχουν αισθητήρες που κάνουν παρόμοια δουλειά:
| Αισθητήρας | Τι μετράει | Σαν ποια αίσθηση | Πού τον βρίσκεις |
|---|---|---|---|
| φωτός | πόσο φως έχει | όραση (φως-σκοτάδι) | φώτα δρόμου, οθόνη κινητού που χαμηλώνει |
| απόστασης | πόσο μακριά είναι κάτι | όραση (κοντά-μακριά) | αισθητήρας στάθμευσης, αυτόματη πόρτα |
| αφής | αν κάτι τον πατάει ή τον ακουμπάει | αφή | προφυλακτήρας ρομποτικής σκούπας, κουμπιά |
| θερμοκρασίας | πόση ζέστη ή κρύο κάνει | αφή (ζεστό-κρύο) | κλιματιστικό, θερμοσίφωνας, ψυγείο |
| ήχου | πόσο δυνατός είναι ο ήχος | ακοή | λάμπα που ανάβει με παλαμάκια, μικρόφωνο |
Υπάρχει όμως μια μεγάλη διαφορά. Ο αισθητήρας δεν νιώθει τίποτα. Ο αισθητήρας φωτός δεν «βλέπει» ότι νύχτωσε. Μετράει έναν αριθμό, π.χ. «φως: 12», και αυτό είναι όλο.
Αισθάνομαι, αποφασίζω, κάνω
Τι κάνει τη μηχανή να αντιδράσει; Ένα ρομπότ έχει τρία μέρη που δουλεύουν μαζί, το ένα μετά το άλλο:
- Αισθητήρας: μετράει κάτι. («Το εμπόδιο είναι 5 εκατοστά μπροστά.»)
- Πρόγραμμα: ο υπολογιστής του ρομπότ διαβάζει τη μέτρηση και αποφασίζει τι να κάνει, με κανόνες που έγραψε ένας άνθρωπος. («Όταν κάτι είναι πολύ κοντά, σταμάτα και γύρνα.»)
- Κινητήρας (ή λάμπα, ή ηχείο): κάνει αυτό που αποφασίστηκε. Οι ρόδες σταματούν και η σκούπα στρίβει.
Και μετά ξανά από την αρχή: ο αισθητήρας μετράει πάλι, το πρόγραμμα αποφασίζει πάλι, πολλές φορές το δευτερόλεπτο.
Θυμήσου τα προγράμματα με τουβλάκια: ο υπολογιστής κάνει ακριβώς ό,τι του λένε. Το ίδιο ισχύει για κάθε ρομπότ. Αν ο άνθρωπος ξέχασε να γράψει τι γίνεται όταν η σκούπα φτάσει σε σκάλα, η σκούπα δεν θα «σκεφτεί» να σταματήσει.
Ποιος αισθητήρας χρειάζεται;
Ο Άκης δοκιμάζει
Διάλεξε μια μηχανή και δοκίμασε αισθητήρες. Ποιος της λέει αυτό που πρέπει να ξέρει;
Ας το κάνουμε μαζί
Η Μυρτώ το λύνει σιγά σιγά · Παράδειγμα 1
Μια ρομποτική σκούπα καθαρίζει το σαλόνι και φτάνει σε έναν καναπέ. Τι κάνει ο αισθητήρας, το πρόγραμμα και ο κινητήρας;
Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.
Παράδειγμα 2
Η Ελένη θέλει να φτιάξει στο εργαστήρι ένα φωτάκι νυκτός για τον διάδρομο, που ανάβει μόνο όταν είναι σκοτάδι και περνάει κάποιος. Τι χρειάζεται;
Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.
Ασκήσεις
Τα κατάφερες;
- Να εξηγείς τι είναι ένας αισθητήρας και να τον συγκρίνεις με τις αισθήσεις μας.
- Να αναγνωρίζεις αισθητήρες φωτός, απόστασης, αφής, θερμοκρασίας και ήχου σε μηχανές γύρω μας.
- Να περιγράφεις τα τρία μέρη ενός ρομπότ: αισθητήρας, πρόγραμμα που αποφασίζει, κινητήρας που κάνει.
- Να διαλέγεις ποιος αισθητήρας χρειάζεται για μια δουλειά.
Λύσε τις ασκήσεις πιο πάνω και θα δεις εδώ πού στέκεσαι.