Созданный учащимися исследовательский проект по робототехнике "Проблемы слабовидящих людей" содержит описание хода работы для реализации поставленной цели создать роботов для помощи слабовидящим людям при переходе проезжей части дороги.

Подробнее о проекте:

Тема исследовательской работы о роботах для перехода проезжей части слабовидящими, выбранная автором проекта, очень актуальна, так как ВОЗ считает, что 10% населения планеты имеют нарушения зрения. Но разные – от нарушения цветового зрения до полной слепоты. Многие слабовидящие надеются, что можно положиться на технику, что есть или будут устройства, которые будут чай заваривать, в магазин за них ходить, подсказывать путь движения по дороге и так далее. В творческом проекте собирается модел робота, который позволит слабовидящим людям безопасно переходить проезжую часть.

Предложенная авторами исследовательская работа по робототехнике на тему "Проблемы слабовидящих людей" будет интересна для учеников школы, увлекающихся робототехникой, компьютерным программированием и лего-конструированием, поможет выявить у них интерес к роботостроению, программированию и конструированию. В исследовательском проекте рассматривается проблема в данной области в городе Колпашеве, а также учащийся знакомится с существующими технологиями по решению этой проблемы.

Оглавление

Введение
1. Исследование проблем слабовидящих людей.
1.1 История появления специальных устройств для слабовидящих людей.
1.2 Причины проблем слабовидящих людей в г. Колпашево.
1.3 Решение проблемы.
2. Конструирование.
2.1 Конструирование моделей роботов.
2.2 Программирование роботов.
Заключение
Список источников
Приложения

За прошедший год в Томской области произошло 778 ДТП. При этом, пострадало 943 человека, а погибло 78 человек. Не исключено, что среди пострадавших и погибших есть слабовидящие люди.

Считается, что слепых людей в мире не очень много. Но слепота – это понятие не чёткое. Есть те, кто не отличает день от ночи, а есть те, кто не видит номер автобуса. Ещё есть такая вещь, как ситуационная слепота, например, когда тебя отвлекли: вроде всё видишь, но в голове ничего не откладывается. Ещё есть слепота временная, если ты входишь в тёмное помещение из светлого и наоборот. И у всех слабовидящих людей возникают проблемы при переходе проезжей части дороги.

ВОЗ считает, что 10% населения планеты имеют нарушения зрения. Но разные – от нарушения цветового зрения до полной слепоты. Многие слабовидящие надеются, что можно положиться на технику, что есть или будут устройства, которые будут чай заваривать, в магазин за них ходить, подсказывать пуь движения по дороге и так далее.

Цель данного проекта: создать роботов для помощи слабовидящим людям при переходе проезжей части дороги.

Задачи:

1. Изучить проблему в данной области в нашем городе.
2. Ознакомиться с существующими технологиями по решению этой проблемы.
3. Сконструировать роботов, которые будут оснащены специальными датчиками, способных помогать слабовидящим людям безопасно преодолевать проезжую часть дороги.

Методы:

1. Провести поисково-исследовательскую работу по существующей ситуации в нашем городе.
2. Сделать анализ литературы по решению данной проблемы.

Проектная деятельность – конструирование и программирование моделей роботов.

Большое значение имеет для слабовидящих и слепых людей – трость (Приложение 1).

История белой трости как символа слепоты начинается только с 1921 года. В Великобритании в Бристоле жил молодой профессиональный фотограф Джеймс Бигс, который потерял зрение после несчастного случая. Надо было начинать новую жизнь, и он стал учиться самостоятельно ходить по городу при помощи трости. Но вскоре понял, что на черную трость не реагируют ни прохожие, ни водители. Тогда он покрасил трость в белый цвет.

И она стала заметна. Это новшество подхватили все незрячие не только в Англии, но и в континентальной Европе, Америке, а позднее и в России. После второй мировой войны белая трость приобрела новый вид: американский врач Ричард Хувер, который занимался реабилитацией ветеранов войны, потерявших зрение, обратил внимание на то, что более длинной тростью можно изучать препятствия, находящиеся на пути незрячего человека, и, таким образом, он может передвигаться более уверенно и безопасно.

Именно белая трость ежедневно помогает слепым передвигаться по улицам, переходить дорогу, ориентироваться в незнакомых местах. Без нее проезд до места работы или учебы, поход в магазин и даже обычная прогулка могут закончиться трагически. Однако одна только белая трость вряд ли поможет инвалидам по зрению ориентироваться на местности без соответствующего приспособления городской среды.

Таким приспособлением стал специальный светофор.

Первый в истории светофор был установлен более 150 лет назад – 10 декабря 1868 года. Конечно, внешне он мало напоминал сегодняшние устройства: был на ручном управлении и представлял собой конструкцию из двух семафорных стрелок и газового фонаря.

Светофоры, издающие звук, появились сравнительно недавно, в конце 20-го века, но широкое распространение получили в начале 21-го, хотя не во всех городах они и сейчас имеются в достаточном количестве.

Сами слабовидящие высказываются так: пищащие светофоры дезориентируют. Вот поставили в центре города светофор, который пищит на всю Ивановскую... Всем мешает, никому не помогает, зато понятно, что люди думают о слепых. Когда все четыре светофора начинают пищать, ты совершенно не понимаешь, куда идти. А в середине перекрёстка возникает стереоэффект, что только ухудшает ситуацию. Думаешь, что идёшь на зелёный, а оказывается наоборот.

Сегодня мы хотим посмотреть вокруг глазами слабовидящих людей.

На пересечении улиц Ленина и Горького стоит старое деревянное здание, на котором есть вывеска «Общество слепых г. Колпашево» (Приложение 2). Общество это существует в нашем городе более 30 лет, оно насчитывает в своем составе более 90 человек, каждый из которых имеет частичную или полную потерю зрения. Возглавляет общество Алексей Николаевич – человек неравнодушный, отзывчивый и очень заинтересованный в том, чтобы помочь каждому слабовидящему.

Проблем у таких людей много, и в частности, возникает много трудностей, чтобы попасть в свое общество, в котором регулярно, 3-4 раза в месяц, проходят различные интересные мероприятия: собрания, встречи, тематические вечера.

Мы встретились с представителями общества и узнали их конкретные проблемы.

Надежда Семеновна рассказала, что переход через улицу Челюскина около общества не оснащен знаком перехода (Приложение 3), а на переходе через улицу Ленина там же стоит знак для слабовидящих, но он не оснащен звуковым сигналом, поэтому переходить через проезжую часть очень сложно (Приложение 4).

Татьяна Владимировна пользуется активно общественным транспортом, остановка которого находится на противоположной стороне улицы от здания общества, но дойти до нее бывает очень непросто (Приложение 5).

Председатель общества Алексей Николаевич обращался в администрацию района с просьбой установить дополнительные светофоры в нескольких местах, и пока проблема решается на высоком уровне, мы решили помочь слабовидящим людям осуществлять переход в сложных местах дорог.

Мы обследовали места около Общества слепых и сами убедились, что переход через улицу Ленина выводит человека не на тротуар, а на сугроб зимой и кучу земли летом (Приложение 6).

Следующий сложный участок, который приходится преодолевать слабовидящим людям, – это пересечение улиц Ленина и Челюскина (Приложение 7). Там нет никакого регулирующего знака. И человек, выходящий на проезжую часть, просто рискует попасть под быстро движущийся транспорт.

Мы с ребятами на занятиях по робототехнике задались вопросом: а какие устройства могут облегчить жизнь слабовидящим? Как такие устройства настроить, чтобы они помогли им переходить проезжую часть дороги?

Мы решили создать модели двух роботов.

1) Первый робот должен помочь в переходе человеку от общества через улицу Ленина. Мы решили, что здесь необходим слабовидящему человеку помощник, который может предупредить его о наличии препятствия под ногами (кучи земли или снега).

2) Второй робот должен стоять на пересечении улиц Ленина и Челюскина и останавливать машины, если человек хочет перейти через дорогу.

Для создания роботов мы использовали конструктор MindStorms EV3.

Работая над первым роботом, мы решили усовершенствовать трость, которой пользуются слепые люди. Мы поняли главное, что у современных инвалидов нет возможности иметь хотя бы элементарное представление об окружающем пространстве на расстоянии большем длины трости. Ведь слабовидящий не узнает о препятствии, пока не нащупает его своей тростью.

И мы решили удлинить расстояние, на котором трость будет определять препятствия. Для этого мы установили на трость инфракрасный датчик и программный блок. Инфракрасный датчик определяет расстояние до преграды перед человеком и блок издает предупредительный сигнал («стоп»), если это расстояние меньше 30 см (Приложение 8).

Второго робота мы решили сделать в виде робота-регулировщика и установить его на переходе через улицу Челюскина. Робот имеет два ультразвуковых датчика, которые определяют расстояние до объекта. Первый датчик направлен на проезжую часть дороги и будет реагировать на движущийся транспорт.

Второй датчик направлен в сторону пешехода и будет реагировать на наличие или отсутствие человека рядом с ним. Работает это так: к роботу подошел человек, который хочет перейти через дорогу. Робот начинает сразу проверять, не движется ли по дороге машина. Если машина присутствует на расстоянии, меньшем чем метр, то робот издает сигнал остановиться человеку и выдвигает шлагбаум, чтобы перекрыть дорогу. После этого человек переходит через проезжую часть. Если на дороге нет машин, то робот произносит слово «старт» (Приложение 9).

Вот наши программы:

Программы показали отличные результаты, роботы запрограммированы и функционируют.

Мы получили готовый продукт: интерактивную трость (Приложение 8) и робота-регулировщика (Приложение 9).

В ходе работы мы поняли, что первого робота можно существенно усовершенствовать, а точнее, расположить его не на трости, а на руке, что будет гораздо удобнее в его использовании. У нас получился прибор – это первоначальный экземпляр, в дальнейшем мы будем его изменять и дорабатывать (Приложение 10).

Прибор, который мы хотим сделать, носится на руке, по принципу обыкновенного фонарика. Обнаружив препятствие, он подает вибрационный сигнал разной интенсивности и длительности (зависит от расстояния до препятствия).

Направляя прибор в разные стороны, можно получить четкую картину об окружающих препятствиях, например бордюрах, ступенях, стенах. Предусмотрено несколько режимов работы, как для небольших, замкнутых пространств (квартира), так и для использования на открытом, «уличном» пространстве. Мы надеемся, что скоро нам удастся доработать наш прибор – интерактивный браслет и получить хороший результат.

1. Основы робототехники [электронный ресурс].
2. Робот LEGO MINDSTORMS EV3 [электронный ресурс]. Занимательная робототехника (все о роботах для детей, родителей, учителей и мейкеров) [электронный ресурс].
3. В. Н. Гололобов. С чегo начинаются роботы. О проекте Arduino для школьников (и не только) – Москва, 2011.
4. С. Филиппов. Робототехника для детей и родителей. – Наука, 2011. – 264 с.
5. Робот LEGO MINDSTORMS EV3 [электронный ресурс].
6. Изучаем робототехнику [электронный ресурс].

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Приложение 9

Приложение 10