Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) icon

Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год)


Скачать 16.94 Kb.
НазваниеЗадания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год)
Размер16.94 Kb.
ТипДокументы

Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч. год)


Введение


Бурное развитие техники в XX веке потребовало интеграции механических, электромеханических и электронных устройств. Наиболее удачно такая интеграция воплотилась в виде мехатронных систем. Интеллектуальное поведение машин требует большого количества обратных связей с сенсорами, с помощью которых получают информацию о внешней среде, о параметрах движения. Например, система технического зрения дает информацию об окружающих объектах для исключения столкновений и наездов на препятствия. Ядром устройства управления мехатронных систем является микропроцессор, который реализует интеллектуальное управление с использованием таких методов искусственного интеллекта как нечеткая логика и нейронные сети.

В настоящее время наблюдается интенсивное развитие мехатроники в современном машиностроении и приборостроении, в атомной, космической, нефтяной и газовой промышленности. В России в последние годы становлению мехатроники уделяется повышенное внимание. Президентом России утвержден документ «Основы политики РФ в области развития и технологии на период 2010 г. и в дальнейшей перспективе», где мехатронные технологии включены в число критических технологий РФ.

Мехатроника – область науки и техники, основанная на системном объединении узлов точной механики, датчиков состояния внешней среды и самого объекта, источников энергии, исполнительных механизмов, усилителей, вычислительных устройств (ЭВМ и микропроцессоры).

^ Мехатронная система – единый комплекс электромеханических, электрогидравлических, электропневматических, электронных элементов и средств вычислительной техники, между которыми осуществляется постоянный динамически меняющийся обмен энергией и информацией, объединенный общей системой автоматического управления, обладающей элементами искусственного интеллекта.

Примерами мехатронных систем являются промышленные, подводные и бытовые роботы, беспилотные летательные аппараты, современные автомобили, электромобили и другие транспортные средства, авиационно-космическая техника, «умные» дома, станки с ЧПУ, военная, офисная и бытовая техника.

Какие требования предъявляются к мехатронным объектам? Интеллектуальное поведение машин, сверхвысокие скорости движения рабочих органов машин, сверхвысокие точности перемещения (вплоть до микро- и наноперемещений), микроминиатюризация, высокая надежность и безопасность функционирования.

Следовательно, профессионалу в области мехатроники и робототехники требуются глубокие знания и умения в области механики, электроники, микропроцессорной техники, интеллектуальных систем управления, IT-технологий и программирования.

В связи с повышенным вниманием к становлению мехатроники организован творческий конкурс школьников «Мехатроника и робототехника», в рамках которого предлагается представить на конкурс жюри решение задач. «Школьное» представление о мехатронике как науке может быть сформулировано на стыке математики, физики и информатики. Таким образом, после отделения сюжета задача должна иметь вполне понятную постановку в терминах, знакомых школьнику – на языке математики, физики и информатики.

Для представления решения предложенных задач необходимо составить программу на любом языке программирования высокого уровня, однако нужно помнить, что любая программа – это способ представления решения в виде, удобном для проверки компьютером. Но существует много задач, решение которых невозможно записать в форме программы (либо при этом они теряют свою привлекательность). И эти задачи также представляют интерес при проведении конкурса. Не обязательно сразу ударяться в искусственный интеллект и семантический анализ, возможно в результате всё окажется не таким уж и сложным. Однако для получения максимального балла за задачу необходимо предложить решение в виде программы.


^ Распределение баллов за решение задач (заочный тур)




Название задачи

Максимальный балл

1

Транспортный робот

40

2

Кибербоулинг

40

3

Покорение Марса

30

4

Ящик

30




Итого

140



^ ЖЕЛАЕМ УСПЕХОВ!


ЗАДАЧА 1. ТРАНСПОРТНЫЙ РОБОТ


Для обслуживания четырех станков, находящихся в цехе, используется автономный транспортный робот. В режиме ожидания он находится возле главного контейнера. По команде он должен обойти все станки, собрать обработанные детали, вернуться с ними к главному контейнеру и разгрузиться (рис. 1). Нельзя дважды за обход подходить к одному и тому же станку. Известны попарные расстояния между всеми станками, а также между станками и контейнером. Если обозначить местоположения станков как А1- - - А4, а местоположение контейнера через А0, то все расстояния можно записать в матрицу R размером 5 х 5: R(i,j) определяет расстояние между i–й и j–й точками (R(i,j) может быть не равно R(j,i)).

Задание. Требуется определить самый короткий путь обхода станков.

Замечание. Входные данные всегда таковы, что существует единственный минимальный путь.


INPUT.TXT. Входной файл содержит 5 х 5 матрицу целых чисел (R).


OUTPUT.TXT. Выходной файл должен содержать длину самого короткого пути, на следующей строке номера пунктов, разделенных символом «-». Первый и последний пункты всегда имеют номер 0.


ПРИМЕР.

^ Входной файл:

0 17 10 5 17

18 0 6 12 20

12 5 0 14 19

12 11 15 0 7

16 21 18 6 0


Выходной файл:

50

0-2-1-3-4-0




Рисунок 1 – Транспортный робот

^ ЗАДАЧА 2. КИБЕРБОУЛИНГ


Робот с искусственным интеллектом играет в кибербоулинг (рис. 2). Поле - коридор, расстояние между стенками которого 20 м. По центру коридора стоят кегли (40 шт.), расстояние между центрами кегль 10 м, их радиус равен R. Робот бросает шар радиуса R с начальной скоростью 2м/с, под углом α (от стенки коридора).

Задание: В какую кеглю попадёт шар? Кегли пронумерованы натуральными числами.


INPUT.TXT

Входной файл содержит вещественные числа - α (в радианах) и R.


OUTPUT.TXT

Выходной файл должен содержать одно целое число, равное номеру сбитой кегли. Если шар не попадёт ни в одну кеглю – вывести число 0.

ПРИМЕР.

Входной файл:

0.785 0.1

Выходной файл:

1





Рисунок 2 – Кибербоулинг


^ 3. ПОКОРЕНИЕ МАРСА


При посадке космического робота МС-2014 на Марс была произведена фотосъемка участка приземления – квадрат размера 100 х 100 м. По снимку было установлено, что на этом участке присутствуют 7 интереснейших месторождений метана.

^ Дополнительные данные. На прохождение одного метра поверхности Марса МС-2014 тратит единицу топлива. Координаты «приземления» МС-2013 – центр квадрата, т. е. точка (0,0).


Задание. Какое минимальное количество топлива потребуется потратить МС-2014, чтобы посетить все месторождения?


INPUT.TXT

Во входном файле задано семь пар вещественных чисел: xk, yk, k = 1,…,7. Координаты (xk, yk) – координаты месторождений метана (значения лежат в пределах от -50 до + 50).


OUTPUT.TXT

Выходной файл должен содержать одно вещественное число, с точностью два знака после запятой.


ПРИМЕР.

Входной файл:

    1. -25.571 – (x1, y1)

    1. 30.465 – (x2, y2)

    1. 2.327 – (x3, y3)

    1. 6.789 – (x4, y4)

    1. 12.118 – (x5, y5)

-7.556 35.713 – (x6, y6)

-23.448 2.906 – (x7, y7)


Выходной файл:

158.06


4. ЯЩИК


Задание. Под каким углом к горизонту нужно тянуть за веревку тяжелый ящик массой m кг, чтобы передвигать его волоком по горизонтальной поверхности под действием постоянной по модулю силы F для получения максимального ускорения? Коэффициент трения равен К.

Примечание. При расчетах ускорение свободного падения принять равным 9.81 м/с2.


INPUT.TXT

Входной файл содержит m, F, K - вещественные числа.


OUTPUT.TXT

Выходной файл должен содержать значение угла в градусах с точностью не менее двух знаков после запятой.


ПРИМЕР.

Входной файл:

10 300 0.2


Выходной файл:

11.31





Похожие:

Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconЗадания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год)

Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconЗадания заочного тура (2013)
Г. Первая отечественная публикация известного романа этого автора состоялась в журнале «Новый мир»
Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconМехатроника: мехатроника
Мехатроника – это новая область науки и техники, объединяющая механику, электронику, вычислительную технику (программное обеспечение),...
Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconОтветы на муниципальные этапы всероссийской олимпиады школьников 2013-2014 учебный год

Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconТестовые вопросы и задания по дисциплине Скважинная добыча нефти на 2013-2014 учебный год

Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconИтоги Конкурса до 15 марта 2014 года
В соответствии с планом научной работы академии на 2013 2014 уч год и в целях создания условий для раскрытия интеллектуальных и творческих...
Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconМы подготовили для Вас небольшой сюрприз – творческого задания в рамках интернет-голосования! Чтобы продемонстрировать не только свои внешние данные, но и знание профессии, жизни, владение основами коммуникационных и гуманитарных технологий, и для этого Вам нужно выполнить творческое задание.
Мы подготовили для Вас небольшой сюрприз – творческого задания в рамках интернет-голосования!
Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconПоложение о проведении художественного конкурса «сад добродетелей»
Целью конкурса является создание среды для творческого общения детей и юношества; развитие творческих начал ребёнка на основе православных...
Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) icon4. Перечень экзаменационных вопросов и тестовых заданий
Тестовые вопросы и задания по дисциплине Разработка нефтяных месторождений на 2013-2014 учебный год
Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconСанкт-петербургский государственный институт психологии и социальной работы межфакультетское отделение заочного обучения журнал регистрации самостоятельной работы студентов на 2 семестр 2013-2014 учебный год

Задания для заочного тура творческого конкурса школьников «Мехатроника и Робототехника» (2013-2014 уч год) iconО проведении Открытого городского молодежного творческого конкурса
Открытый городской молодежный творческий конкурс «Ветер Балтики» (далее Конкурс) проводится в рамках мероприятий ведомственной целевой...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы