🔬 Испытания • 📊 Анализ • 🛠️ Оптимизация • 🎤 Защита
5 класс • Технология • 90 минут
👨🏫 Учитель: Ахметов Рустам
🏫 Школа: ГБОУ № 1362
📅 Дата: 2025-06-12
🎯 Цель: Довести проекты до совершенства!
🧪 Наша испытательная миссия:
🎯 К концу урока каждая команда будет иметь:
📚 Основы научной методологии:
🔬 Что такое испытание робота:
1Испытание - это систематическая проверка соответствия
2модели робота заявленным характеристикам и требованиям
3технического задания в контролируемых условиях
4
5Цели испытаний:
6✅ Проверка функциональности всех систем
7✅ Измерение реальных характеристик
8✅ Выявление недостатков и ограничений
9✅ Подтверждение соответствия техническому заданию
10✅ Сбор данных для оптимизации
📊 Типы испытаний роботов:
11. Функциональные испытания
2 - Проверка работы всех заявленных функций
3 - Тестирование в штатных режимах работы
4
52. Нагрузочные испытания
6 - Работа при максимальных нагрузках
7 - Проверка надежности в экстремальных условиях
8
93. Испытания на точность
10 - Измерение погрешности позиционирования
11 - Проверка повторяемости результатов
12
134. Ресурсные испытания
14 - Время автономной работы
15 - Количество рабочих циклов
16
175. Испытания в различных условиях
18 - Разные поверхности, освещение, температура
19 - Проверка стабильности работы
🧪 Контроль переменных:
Принцип “Одна переменная - один тест”:
1Правильно:
2Тест 1: Измерение скорости на гладкой поверхности
3Тест 2: Измерение скорости на шероховатой поверхности
4Тест 3: Измерение скорости при низком заряде батареи
5
6Неправильно:
7Тест: Измерение скорости на шероховатой поверхности
8при низком заряде и плохом освещении
9(слишком много переменных!)
📊 Матрица планирования испытаний:
Тестируемый параметр | Условия | Переменная | Константы | Измерения |
---|---|---|---|---|
Скорость движения | Разные поверхности | Тип поверхности | Заряд 100%, освещение норм. | 5 измерений |
Точность позиционирования | Разные расстояния | Целевое расстояние | Та же поверхность, заряд 100% | 10 измерений |
Время автономной работы | Разные нагрузки | Интенсивность работы | Полный заряд, комн. температура | 3 измерения |
Точность распознавания | Разное освещение | Уровень освещения | Те же объекты, заряд 100% | 20 измерений |
📋 Стандартный протокол испытания:
1ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ №____
2Дата: ___________ Время: ___________
3Команда: _________________________
4Робот: ___________________________
5
6УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЯ:
7□ Температура воздуха: _____ °C
8□ Влажность: _____ %
9□ Освещение: ярко/норм./тускло
10□ Поверхность: _____________
11□ Заряд батареи: _____ %
12
13ТЕСТИРУЕМЫЙ ПАРАМЕТР: ________________
14
15МЕТОДИКА:
161. _________________________________
172. _________________________________
183. _________________________________
19
20РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ:
21Попытка 1: _______ Время: _______
22Попытка 2: _______ Время: _______
23Попытка 3: _______ Время: _______
24Попытка 4: _______ Время: _______
25Попытка 5: _______ Время: _______
26
27СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ: _________________
28СТАНДАРТНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ: ___________
29ПОГРЕШНОСТЬ: ___________________
30
31ОСОБЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ:
32_____________________________________
33_____________________________________
34
35ПОДПИСЬ ЭКСПЕРИМЕНТАТОРА: ____________
✅ Система оценки соответствия ТЗ:
Робот-сортировщик:
1ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ:
2□ Распознает 3 цвета с точностью ≥80%
3□ Сортирует ≥20 объектов за 10 минут
4□ Погрешность размещения ≤3 см
5□ Работает автономно ≥30 минут
6
7ЖЕЛАТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ:
8□ Распознает 5+ цветов
9□ Скорость сортировки ≥3 объекта/мин
10□ Точность размещения ≤1 см
11□ Автономность ≥60 минут
12
13КРИТИЧНЫЕ ОШИБКИ (недопустимы):
14✗ Роняет объекты
15✗ Застревает или опрокидывается
16✗ Неправильно сортирует >50% объектов
17✗ Повреждает сортируемые предметы
Робот-исследователь:
1ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ:
2□ Картографирует область 2×2 м за 15 мин
3□ Обнаруживает препятствия на расстоянии ≥10 см
4□ Передает данные на базовую станцию
5□ Автономно возвращается в начальную точку
6
7ЖЕЛАТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ:
8□ Детализированная карта с размерами объектов
9□ Классификация найденных объектов
10□ Оптимальная траектория исследования
11□ Передача видео в реальном времени
12
13КРИТИЧНЫЕ ОШИБКИ (недопустимы):
14✗ Выходит за границы полигона
15✗ Не может найти дорогу обратно
16✗ Теряет связь с базовой станцией
17✗ Застревает на препятствиях
✅ Проверка базовой функциональности:
Тест 1: Проверка системы движения
1Цель: Убедиться, что робот может двигаться во всех направлениях
2
3Методика:
41. Установить робота в центр полигона 2×2 м
52. Запрограммировать движение по квадрату со стороной 1 м
63. Измерить отклонения в каждой вершине квадрата
74. Повторить тест 5 раз
8
9Критерии приемки:
10✅ Робот завершает маршрут без вмешательства
11✅ Отклонение от маршрута <5 см в каждой точке
12✅ Все 5 попыток успешны
13
14Протокол результатов:
15Попытка | Точка A | Точка B | Точка C | Точка D | Результат
16 1 | 2.3 см | 1.8 cm | 3.1 cm | 2.7 cm | ✅
17 2 | 1.9 cm | 2.4 cm | 2.8 cm | 3.2 cm | ✅
18 3 | 3.4 cm | 1.6 cm | 4.1 cm | 2.9 cm | ✅
19 4 | 2.8 cm | 3.3 cm | 2.2 cm | 3.8 cm | ✅
20 5 | 2.1 cm | 2.9 cm | 3.5 cm | 2.4 cm | ✅
21
22Заключение: ТЕСТ ПРОЙДЕН ✅
Тест 2: Проверка системы восприятия
1Цель: Проверить работу датчиков и распознавание объектов
2
3Методика (для робота-сортировщика):
41. Подготовить по 10 объектов каждого цвета (красный, синий, зеленый)
52. Размещать объекты в случайном порядке
63. Фиксировать правильность распознавания
74. Рассчитать процент точности
8
9Результаты:
10Цвет | Всего | Правильно | Ошибочно | Точность
11Красный | 10 | 9 | 1 | 90%
12Синий | 10 | 10 | 0 | 100%
13Зеленый | 10 | 8 | 2 | 80%
14ИТОГО: | 30 | 27 | 3 | 90%
15
16Заключение: ТЕСТ ПРОЙДЕН ✅ (требуется ≥80%)
🏋️♂️ Тест максимальной производительности:
Тест скоростных характеристик:
1Цель: Определить максимальную скорость и производительность
2
3Для робота-сортировщика:
4Методика:
5- Подготовить 50 объектов для сортировки
6- Засечь время полной сортировки
7- Фиксировать ошибки и сбои
8- Повторить 3 раза
9
10Результаты:
11Попытка | Время сортировки | Объектов/мин | Ошибки | Эффективность
12 1 | 12.5 мин | 4.0 | 2 | 96%
13 2 | 11.8 мин | 4.2 | 1 | 98%
14 3 | 13.2 мин | 3.8 | 3 | 94%
15
16Среднее: 12.5 мин 4.0 об/мин 2 96%
17
18Сравнение с ТЗ:
19Требуется: ≥3 объекта/мин
20Получено: 4.0 объекта/мин
21Превышение требований: +33% ✅
Тест выносливости:
1Цель: Проверить стабильность работы в течение длительного времени
2
3Методика:
41. Запустить робота на циклическую работу
52. Каждые 10 минут фиксировать:
6 - Скорость выполнения операций
7 - Точность работы
8 - Уровень заряда батареи
9 - Температуру компонентов
103. Работать до разряда батареи или появления сбоев
11
12Результаты:
13Время | Скорость | Точность | Заряд | Температура | Примечания
14 10м | 4.1 | 95% | 90% | +2°C | Норма
15 20м | 4.0 | 93% | 78% | +5°C | Норма
16 30м | 3.9 | 94% | 65% | +8°C | Небольшой нагрев
17 40м | 3.7 | 91% | 51% | +12°C | Снижение скорости
18 50м | 3.4 | 88% | 38% | +15°C | Заметное замедление
19 60м | 3.0 | 85% | 24% | +18°C | Критическое снижение
20
21Выводы:
22- Стабильная работа: первые 30 минут
23- Деградация производительности: после 40 минут
24- Критический уровень: 60 минут
📐 Тест точности позиционирования:
1Цель: Измерить точность движения к заданным координатам
2
3Методика:
41. Задать 10 контрольных точек на полигоне
52. Команда роботу двигаться к каждой точке
63. Измерить отклонение от целевой позиции
74. Рассчитать статистические параметры
8
9Контрольные точки и результаты:
10Точка | Цель (X,Y) | Факт (X,Y) | Ошибка X | Ошибка Y | Общая ошибка
11 1 | (50, 50) | (51.2, 48.7) | +1.2 | -1.3 | 1.8 см
12 2 | (100, 0) | (98.9, -0.8) | -1.1 | -0.8 | 1.4 см
13 3 | (75, 75) | (76.5, 73.2) | +1.5 | -1.8 | 2.3 cm
14 4 | (25, 100) | (23.8, 101.4)| -1.2 | +1.4 | 1.8 cm
15 5 | (0, 50) | (1.1, 51.7) | +1.1 | +1.7 | 2.0 cm
16 6 | (50, 25) | (48.6, 24.1) | -1.4 | -0.9 | 1.7 cm
17 7 | (80, 80) | (81.8, 78.5) | +1.8 | -1.5 | 2.3 cm
18 8 | (30, 70) | (31.3, 68.9) | +1.3 | -1.1 | 1.7 cm
19 9 | (70, 30) | (68.7, 31.6) | -1.3 | +1.6 | 2.1 cm
20 10 | (90, 90) | (88.5, 91.2) | -1.5 | +1.2 | 1.9 cm
21
22Статистический анализ:
23Средняя ошибка: 1.9 см
24Максимальная ошибка: 2.3 см
25Стандартное отклонение: 0.3 см
26Требование ТЗ: ≤3 см
27
28Заключение: ТЕСТ ПРОЙДЕН ✅
29Точность превышает требования на 35%
⚡ Тест автономности:
1Цель: Определить реальное время автономной работы
2
3Условия испытания:
4- Полностью заряженный аккумулятор (100%)
5- Комнатная температура (20-22°C)
6- Средняя нагрузка (обычный режим работы)
7- Непрерывная работа до критического уровня заряда (20%)
8
9Протокол измерений:
10Время | Заряд | Выполнено операций | Скорость | Примечания
11 0м | 100% | 0 | --- | Начало теста
12 10м | 92% | 38 | 3.8/мин | Стабильная работа
13 20м | 84% | 76 | 3.8/мин | Стабильная работа
14 30м | 75% | 112 | 3.7/мин | Незначительное снижение
15 40м | 66% | 147 | 3.7/мин | Норма
16 50м | 56% | 180 | 3.6/мин | Лёгкое снижение скорости
17 60м | 46% | 212 | 3.5/мин | Заметное снижение
18 70м | 35% | 242 | 3.5/мин | Стабильно медленнее
19 80м | 24% | 270 | 3.4/мин | Значительное снижение
20 85м | 20% | 280 | 3.3/мин | Критический уровень
21
22Результаты:
23Общее время работы: 85 минут
24Выполнено операций: 280
25Средняя производительность: 3.3 операций/минут
26Требование ТЗ: ≥30 минут
27Превышение: +183% ✅
28
29Характер разряда:
30- Линейный разряд: 0-60 минут
31- Ускоренный разряд: 60-85 минут
32- Деградация производительности: -13% к концу работы
🧮 Базовые формулы для анализа:
Среднее арифметическое:
1x̄ = (x₁ + x₂ + x₃ + ... + xₙ) / n
2
3Пример для измерений скорости:
4Измерения: 3.8, 4.1, 3.9, 4.0, 3.7 объектов/мин
5x̄ = (3.8 + 4.1 + 3.9 + 4.0 + 3.7) / 5 = 19.5 / 5 = 3.9 объектов/мин
Стандартное отклонение:
1σ = √[(Σ(xᵢ - x̄)²) / (n-1)]
2
3Расчет для того же примера:
4(3.8-3.9)² = 0.01
5(4.1-3.9)² = 0.04
6(3.9-3.9)² = 0.00
7(4.0-3.9)² = 0.01
8(3.7-3.9)² = 0.04
9
10σ = √[(0.01+0.04+0.00+0.01+0.04)/(5-1)] = √[0.10/4] = √0.025 = 0.16
Коэффициент вариации:
1CV = (σ / x̄) × 100%
2
3CV = (0.16 / 3.9) × 100% = 4.1%
4
5Интерпретация:
6CV < 10% - отличная стабильность
7CV 10-20% - хорошая стабильность
8CV > 20% - низкая стабильность
📈 График производительности во времени:
1Производительность робота-сортировщика
2(объектов в минуту)
3
4 4.5│
5 │ ●●●
6 4.0│ ●●● ●●
7 │ ●●
8 3.5│ ●●●
9 │ ●●
10 3.0│ ●
11 │
12 2.5└─────────────────────────→
13 0 10 20 30 40 50 60 Время (мин)
14
15Выводы из графика:
16- Стабильная работа: 0-20 мин (4.0-4.2 об/мин)
17- Постепенное снижение: 20-50 мин (4.0→3.5 об/мин)
18- Критическое снижение: 50-60 мин (3.5→3.0 об/мин)
📊 Диаграмма точности по осям:
1Ошибки позиционирования по осям
2
3Ось X: ████████████░░░░ 75% точных (±1 см)
4Ось Y: ██████████████░░ 80% точных (±1 см)
5
6Гистограмма ошибок:
7Ошибка | Ось X | Ось Y
80-1 см | 7 | 8
91-2 см | 2 | 2
102-3 см | 1 | 0
11>3 см | 0 | 0
12
13Вывод: Робот точнее по оси Y, чем по оси X
14Возможная причина: особенности калибровки моторов
✅ Сводная таблица соответствия:
Параметр ТЗ | Требование | Измеренное значение | Соответствие | Примечание |
---|---|---|---|---|
Скорость сортировки | ≥3 об/мин | 3.9±0.16 об/мин | ✅ +30% | Превышает требование |
Точность распознавания | ≥80% | 90% | ✅ +10% | Отличный результат |
Погрешность позиционирования | ≤3 см | 1.9±0.3 см | ✅ -37% | Значительно лучше |
Время автономной работы | ≥30 мин | 85 мин | ✅ +183% | Превосходный результат |
Объем сортировки | 20 об/10мин | 39 об/10мин | ✅ +95% | Вдвое больше нормы |
🏆 Общая оценка проекта:
1Обязательные требования: 5/5 выполнены ✅
2Желательные требования: 3/3 выполнены ✅
3Критические ошибки: 0 ❌
4
5ИТОГОВАЯ ОЦЕНКА: ОТЛИЧНО (100%)
6Проект значительно превосходит требования ТЗ
🏁 Бенчмаркинг с другими проектами:
1Сравнение роботов-сортировщиков класса
2
3Команда | Скорость | Точность | Позиционир. | Автономность | Общий балл
4"Инженеры" | 3.9 | 90% | 1.9 см | 85 мин | 92/100
5"Техники" | 3.2 | 85% | 2.4 cm | 65 мин | 78/100
6"Роботехи" | 4.5 | 95% | 1.2 cm | 45 мин | 89/100
7"Мехатроны" | 2.8 | 88% | 3.1 cm | 75 мин | 71/100
8
9Рейтинг:
10🥇 1 место: "Инженеры" (наша команда)
11🥈 2 место: "Роботехи"
12🥉 3 место: "Техники"
13 4 место: "Мехатроны"
14
15Наши преимущества:
16✅ Лучшая автономность (+89% к среднему)
17✅ Отличная сбалансированность всех параметров
18✅ Высокая надежность (0 критических ошибок)
19
20Области для улучшения:
21🔧 Скорость работы (уступаем команде "Роботехи")
22🔧 Точность распознавания (можно довести до 95%+)
📝 Структурированный анализ результатов:
1ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ:
2
3🎯 ДОСТИГНУТЫЕ ЦЕЛИ:
41. Все функции робота работают стабильно
52. Технические характеристики превышают требования ТЗ
63. Надежность работы подтверждена длительными тестами
74. Энергоэффективность выше ожидаемой
8
9🔧 ВЫЯВЛЕННЫЕ НЕДОСТАТКИ:
101. Снижение производительности при разряде <50%
112. Небольшая асимметрия точности по осям X и Y
123. Нагрев компонентов при длительной работе
134. Возможны единичные ошибки распознавания в условиях плохого освещения
14
15💡 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЛУЧШЕНИЮ:
161. Оптимизировать алгоритм для работы при низком заряде
172. Перекалибровать моторы для симметричной точности
183. Улучшить вентиляцию или добавить систему охлаждения
194. Доработать алгоритм распознавания цветов
20
21🚀 ПОТЕНЦИАЛ РАЗВИТИЯ:
22- Добавление новых функций (распознавание форм, веса)
23- Повышение скорости обработки до 5+ объектов/мин
24- Интеграция с внешними системами управления
25- Масштабирование для промышленного применения
🎯 Систематический анализ недостатков:
Классификация проблем по критичности:
1🔴 КРИТИЧЕСКИЕ (устранить обязательно):
2- Робот не выполняет основную функцию
3- Поломки или повреждения в процессе работы
4- Нарушение требований безопасности
5- Несоответствие обязательным требованиям ТЗ
6
7🟡 ВАЖНЫЕ (желательно устранить):
8- Снижение производительности >20%
9- Точность ниже среднего по классу
10- Нестабильная работа отдельных функций
11- Неоптимальное энергопотребление
12
13🟢 МИНОРНЫЕ (улучшения для совершенства):
14- Незначительные отклонения от идеальных параметров
15- Косметические недостатки
16- Потенциал для дальнейшего развития
17- Дополнительные "nice-to-have" функции
🔬 Диагностика конкретных проблем:
Проблема 1: Снижение скорости при разряде батареи
1Симптомы:
2- При заряде <50% скорость падает на 15-20%
3- При заряде <25% критическое снижение производительности
4
5Диагностика:
6- Измерение напряжения питания: 7.4В → 6.2В → 5.8В
7- Ток потребления моторов увеличивается при низком напряжении
8- Алгоритм не адаптируется к изменению питания
9
10Причина: Фиксированные параметры мощности в программе
Проблема 2: Асимметрия точности позиционирования
1Симптомы:
2- Ошибка по оси X: 1.4±0.4 см
3- Ошибка по оси Y: 1.2±0.2 см
4- Систематическое отклонение влево на 0.3 см
5
6Диагностика:
7- Проверка калибровки колес: левое 5.98 см, правое 6.02 см
8- Разница в диаметрах 0.04 см (0.7%)
9- За 100 см разность составляет 0.7 см
10
11Причина: Некалиброванная разность диаметров колес
💻 Программные оптимизации:
Решение 1: Адаптивное управление мощностью
1def adaptive_power_control():
2 battery_voltage = get_battery_voltage()
3
4 # Адаптация мощности к напряжению питания
5 if battery_voltage >= 7.0:
6 motor_power = 50 # Стандартная мощность
7 elif battery_voltage >= 6.5:
8 motor_power = 55 # Компенсация падения напряжения
9 elif battery_voltage >= 6.0:
10 motor_power = 60 # Дальнейшая компенсация
11 else:
12 motor_power = 70 # Максимальная компенсация
13 warning("Низкий заряд батареи!")
14
15 set_motor_power(motor_power)
16
17 return motor_power
18
19# Результат: стабильная скорость при любом заряде
Решение 2: Коррекция асимметрии движения
1def calibrated_movement():
2 # Коэффициенты коррекции на основе измерений
3 LEFT_WHEEL_CORRECTION = 1.007 # +0.7% для компенсации
4 RIGHT_WHEEL_CORRECTION = 0.993 # -0.7% для компенсации
5
6 def move_forward_corrected(distance):
7 # Время движения для правого колеса (эталон)
8 base_time = distance / WHEEL_CIRCUMFERENCE / BASE_SPEED
9
10 # Скорректированное время для каждого мотора
11 left_time = base_time * LEFT_WHEEL_CORRECTION
12 right_time = base_time * RIGHT_WHEEL_CORRECTION
13
14 left_motor.run(time=left_time)
15 right_motor.run(time=right_time)
16
17 # Результат: симметричное движение с погрешностью <0.5 см
🔧 Механические доработки:
Улучшение 1: Стабилизация захвата
1Проблема: Иногда объекты выскальзывают из захвата
2
3Решение:
41. Добавить резиновые накладки на губки захвата
52. Увеличить усилие сжатия на 20%
63. Добавить датчик давления для контроля захвата
7
8Ожидаемый эффект:
9- Снижение потерь объектов с 2% до 0.5%
10- Увеличение надежности на 75%
Улучшение 2: Система охлаждения
1Проблема: Нагрев компонентов при длительной работе
2
3Решение:
41. Добавить вентиляционные отверстия в корпусе
52. Установить радиаторы на силовые компоненты
63. Оптимизировать компоновку для лучшего воздухообмена
7
8Ожидаемый эффект:
9- Снижение температуры на 8-12°C
10- Стабильная работа в течение 120+ минут
✅ Проверка эффективности доработок:
Тест улучшенной версии:
1СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
2
3Параметр | Версия 1.0 | Версия 1.1 | Улучшение
4-------------------------|------------|------------|----------
5Скорость (заряд 25%) | 3.0 об/мин | 3.7 об/мин | +23%
6Точность позиционир. | 1.9±0.3 см | 1.4±0.2 см | +26%
7Надежность захвата | 98% | 99.5% | +1.5%
8Время до перегрева | 60 мин | 95 мин | +58%
9Общая производительность | 87/100 | 94/100 | +8%
10
11ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Все критические и важные проблемы устранены ✅
📊 Финальная валидация:
1ПОВТОРНАЯ ПРОВЕРКА СООТВЕТСТВИЯ ТЗ
2
3Требование ТЗ | Версия 1.0 | Версия 1.1 | Статус
4-------------------------|------------|------------|--------
5Скорость ≥3 об/мин | ✅ 3.9 | ✅ 4.1 | Улучшено
6Точность ≥80% | ✅ 90% | ✅ 92% | Улучшено
7Позиционир. ≤3 см | ✅ 1.9 | ✅ 1.4 | Улучшено
8Автономность ≥30 мин | ✅ 85 | ✅ 95 | Улучшено
9Надежность 95%+ | ✅ 98% | ✅ 99.5% | Улучшено
10
11ИТОГ: ВСЕ ПАРАМЕТРЫ УЛУЧШЕНЫ БЕЗ УХУДШЕНИЯ ДРУГИХ ✅
📝 Журнал доработок:
1ЖУРНАЛ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОЕКТА "РОБОТ-СОРТИРОВЩИК"
2
3Версия 1.1 от 12.06.2025
4
5ВНЕСЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ:
6
71. Программные изменения:
8 ✅ Добавлена функция adaptive_power_control()
9 ✅ Внедрена система калибровки движения
10 ✅ Оптимизирован алгоритм распознавания цветов
11 ✅ Добавлена диагностика состояния системы
12
132. Конструктивные изменения:
14 ✅ Установлены резиновые накладки на захват
15 ✅ Добавлены вентиляционные отверстия
16 ✅ Улучшена компоновка проводов
17 ✅ Установлен датчик температуры
18
193. Измеренные улучшения:
20 📈 Производительность: +8%
21 📈 Надежность: +1.5%
22 📈 Стабильность температуры: +58%
23 📈 Точность позиционирования: +26%
24
25СЛЕДУЮЩИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ:
26🔮 Добавление функции распознавания форм
27🔮 Интеграция беспроводного управления
28🔮 Масштабирование для работы с мелкими объектами
29🔮 Разработка системы коллективного взаимодействия роботов
🎯 Профессиональная структура защиты проекта:
Слайд 1: Титульный лист (30 сек)
1🤖 РОБОТ-СОРТИРОВЩИК "ИНТЕЛЛЕКТ-1"
2Групповой проект по робототехнике
3
4Команда "Инженеры":
5👨💻 Иванов Петр - программист
6🔧 Сидорова Анна - конструктор
7🧪 Петров Иван - тестировщик
8📋 Михайлова Елена - документалист
9
10Руководитель: Ахметов Рустам
11ГБОУ Школа № 1362, 5 класс
12Июнь 2025
Слайд 2: Постановка задачи (1 мин)
1🎯 ПРОБЛЕМА, КОТОРУЮ РЕШАЕМ
2
3Ситуация:
4В школьной мастерской накапливаются детали разных цветов,
5которые нужно постоянно сортировать вручную
6
7Проблемы ручной сортировки:
8❌ Отнимает много времени у учеников
9❌ Монотонная работа приводит к ошибкам
10❌ Нельзя заниматься сортировкой во время уроков
11
12НАШЕ РЕШЕНИЕ:
13Робот-сортировщик, который автоматически разделяет
14детали по цветам с высокой точностью и скоростью
Слайд 3: Техническое задание (1 мин)
1📋 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
2
3Основные требования:
4✅ Распознавание 3+ цветов с точностью ≥80%
5✅ Сортировка ≥20 объектов за 10 минут
6✅ Автономная работа ≥30 минут
7✅ Погрешность размещения ≤3 см
8
9Дополнительные функции:
10🎯 Подсчет количества отсортированных объектов
11🎯 Индикация состояния и ошибок
12🎯 Возможность изменения настроек
13
14Ограничения:
15📏 Размеры: не более 30×25×20 см
16⚖ Вес: не более 2 кг
17💰 Бюджет: в рамках школьного набора LEGO
Слайд 4: Конструкция робота (2 мин)
1🔧 КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ
2
3Основные узлы:
4🏗 Шасси: Устойчивая рама 24×18 см
5🚗 Движение: 2 мотора + колеса Ø6 см
6🤖 Манипулятор: Захват с сервоприводом
7👁 Распознавание: Датчик цвета RGB
8🧠 Управление: Микроконтроллер EV3
9
10Ключевые особенности:
11⚖ Низкий центр тяжести для устойчивости
12🔄 Поворотная платформа для манипулятора
13📱 Модульная конструкция для обслуживания
14🔧 Быстросъемные элементы для настройки
Слайд 5: Алгоритм работы (1.5 мин)
1🧠 АЛГОРИТМ РАБОТЫ РОБОТА
2
3Основной цикл:
41️⃣ Сканирование рабочей зоны
52️⃣ Обнаружение объекта → Подъезд
63️⃣ Захват объекта → Подъем
74️⃣ Определение цвета → Анализ
85️⃣ Перемещение к соответствующему контейнеру
96️⃣ Размещение объекта → Освобождение захвата
107️⃣ Возврат в исходную позицию
118️⃣ Обновление счетчика → Переход к п.1
12
13Дополнительные функции:
14🔋 Мониторинг заряда батареи
15⚠ Обработка ошибочных ситуаций
16📊 Ведение статистики работы
17🔧 Самодиагностика систем
Слайд 6: Результаты испытаний (2 мин)
1📊 РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНЫХ ИСПЫТАНИЙ
2
3Основные характеристики:
4🏃♂️ Скорость сортировки: 4.1 объекта/мин
5🎯 Точность распознавания: 92%
6📐 Погрешность позиционирования: 1.4±0.2 см
7🔋 Время автономной работы: 95 минут
8🎪 Надежность: 99.5% (495 успешных операций из 500)
9
10Сравнение с требованиями ТЗ:
11Параметр | Требование | Результат | Превышение
12Скорость | ≥3.0 | 4.1 | +37%
13Точность | ≥80% | 92% | +15%
14Позиционирование | ≤3.0 см | 1.4 cm | +53%
15Автономность | ≥30 мин | 95 мин | +217%
16
17🏆 ВСЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРЕВЫШЕНЫ!
Слайд 7: Инновации и особенности (1.5 мин)
1💡 НАШИ ИННОВАЦИИ
2
3Адаптивное управление мощностью:
4🔋 Автоматическая компенсация падения напряжения
5📈 Стабильная производительность при любом заряде
6⚡ Увеличение эффективного времени работы на 25%
7
8Система самокалибровки:
9⚙ Автоматическая коррекция асимметрии движения
10🎯 Повышение точности позиционирования на 26%
11🔧 Адаптация к износу компонентов
12
13Интеллектуальная диагностика:
14🔍 Контроль состояния всех систем в реальном времени
15⚠ Предупреждение о потенциальных проблемах
16📊 Ведение детальной статистики работы
17
18🌟 Результат: Робот, который становится лучше в процессе работы!
Слайд 8: Демонстрация (2 мин)
1🎬 ЖИВАЯ ДЕМОНСТРАЦИЯ
2
3Что покажем:
41️⃣ Включение и самодиагностика (30 сек)
52️⃣ Сортировка 6 объектов разных цветов (60 сек)
63️⃣ Отображение статистики работы (30 сек)
7
8Объекты для демонстрации:
9🔴 2 красных блока → Контейнер A
10🔵 2 синих блока → Контейнер B
11🟢 2 зеленых блока → Контейнер C
12
13Критерии успешной демонстрации:
14✅ Все объекты правильно распознаны
15✅ Точное размещение в контейнерах
16✅ Плавная и быстрая работа
17✅ Отсутствие сбоев и ошибок
18
19🎯 ОЖИДАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ: 100% успешная сортировка за 90 секунд
Слайд 9: Применение и развитие (1 мин)
1🚀 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
2
3Где можно использовать:
4🏫 Школьные мастерские - сортировка деталей и материалов
5🏭 Малые производства - автоматизация упаковки
6♻ Экология - первичная сортировка отходов
7🏠 Быт - организация мелких предметов
8
9Перспективы развития:
10📈 Увеличение скорости до 6+ объектов/мин
11🎨 Распознавание форм и размеров объектов
12🌐 Сетевое взаимодействие нескольких роботов
13🤖 Интеграция с системами умного дома
14📱 Мобильное приложение для управления
15
16💰 Экономический эффект:
17Экономия времени: 4 часа/неделю
18Снижение ошибок: в 10 раз
19Окупаемость: 2 месяца при использовании в мастерской
Слайд 10: Команда и выводы (1 мин)
1👥 НАША КОМАНДА
2
3Роли и достижения:
4👨💻 Петр - создал адаптивные алгоритмы управления
5🔧 Анна - спроектировала устойчивую конструкцию
6🧪 Иван - провел 50+ тестов и оптимизаций
7📋 Елена - организовала документацию проекта
8
9Что мы изучили:
10🔬 Научный подход к инженерным задачам
11💻 Программирование встроенных систем
12⚙ Принципы конструирования механизмов
13📊 Статистический анализ экспериментальных данных
14🎤 Презентацию технических проектов
15
16🎯 ГЛАВНЫЙ ВЫВОД:
17Работая в команде и применяя научный подход,
18можно создать робота, который превосходит ожидания!
19
20СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
21Готовы ответить на ваши вопросы 🙋♂️
🎭 Принципы эффективного дизайна:
Цветовая схема:
1Основные цвета:
2🔵 Синий (#2E4BC6) - надежность, технологичность
3⚪ Белый (#FFFFFF) - чистота, точность
4🔘 Серый (#6C757D) - профессионализм
5🟢 Зеленый (#28A745) - успех, результативность
6🔴 Красный (#DC3545) - внимание, важность
7
8Акцентные цвета:
9🟡 Желтый (#FFC107) - выделение ключевых моментов
10🟣 Фиолетовый (#6F42C1) - инновации, креативность
Шрифты и текст:
1Заголовки: Montserrat Bold, 32-48pt
2Подзаголовки: Montserrat SemiBold, 24-28pt
3Основной текст: Open Sans Regular, 18-20pt
4Код и данные: Fira Code, 16-18pt
5
6Правила текста:
7✅ Не более 7 строк на слайде
8✅ Крупный шрифт (видно с последней парты)
9✅ Контрастные цвета (темный текст на светлом фоне)
10✅ Минимум текста, максимум визуализации
Графические элементы:
1Обязательные элементы:
2📷 Фото робота с разных ракурсов
3📊 Графики результатов испытаний
4📐 Схемы конструкции и алгоритма
5🎬 Скриншоты или видео работы
6
7Дополнительные элементы:
8📈 Иконки для быстрого восприятия
9🎯 Индикаторы прогресса и достижений
10🏆 Элементы геймификации
11🌟 Анимированные переходы (умеренно)
⏰ Тайминг презентации (10 минут + 5 минут вопросы):
1ДЕТАЛЬНЫЙ ПЛАН ВЫСТУПЛЕНИЯ
2
300:00-00:30 Приветствие и представление команды
400:30-01:30 Постановка задачи и ТЗ
501:30-03:00 Техническое решение
603:00-04:30 Алгоритм и программирование
704:30-06:30 Результаты испытаний
806:30-07:30 Инновации и особенности
907:30-09:30 Живая демонстрация
1009:30-10:00 Выводы и перспективы
11
1210:00-15:00 Ответы на вопросы жюри
13
14РЕЗЕРВ ВРЕМЕНИ: ±30 секунд на каждый блок
👥 Распределение ролей при защите:
1Петр (программист):
2- Рассказ об алгоритме и программировании
3- Демонстрация работы робота
4- Ответы на технические вопросы о коде
5
6Анна (конструктор):
7- Описание конструктивных решений
8- Объяснение принципов работы механизмов
9- Ответы на вопросы о надежности
10
11Иван (тестировщик):
12- Презентация результатов испытаний
13- Статистический анализ и выводы
14- Ответы о методах тестирования
15
16Елена (документалист):
17- Ведение презентации, переходы между блоками
18- Формулировка проблемы и выводов
19- Координация ответов на общие вопросы
🗣️ Навыки эффективного выступления:
Голос и речь:
1Правила речи:
2✅ Громкость: слышно в последнем ряду
3✅ Темп: 140-160 слов в минуту (не торопиться!)
4✅ Паузы: после ключевых фраз (3-5 секунд)
5✅ Интонация: подчеркивать важные моменты
6✅ Дикция: четко произносить технические термины
7
8Избегать:
9❌ Слов-паразитов ("эээ", "ну", "как бы")
10❌ Монотонности
11❌ Слишком быстрого темпа
12❌ Тихой речи или бормотания
Язык тела:
1Позитивные сигналы:
2✅ Прямая осанка, плечи расправлены
3✅ Зрительный контакт с аудиторией
4✅ Жесты, дополняющие речь
5✅ Движение по презентационной зоне
6✅ Улыбка и энтузиазм
7
8Избегать:
9❌ Поворотов спиной к аудитории
10❌ Закрытых поз (скрещенные руки)
11❌ Монотонных жестов
12❌ Чтения с листа или экрана
13❌ Нервозности и суеты
🎬 Техническая готовность:
Чек-лист демонстрации:
1ЗА ЧАС ДО ЗАЩИТЫ:
2□ Полная зарядка аккумулятора (100%)
3□ Проверка всех соединений
4□ Тестовый запуск всех функций
5□ Калибровка датчиков
6□ Подготовка объектов для сортировки
7□ Резервная программа на случай сбоев
8
9ЗА 15 МИНУТ:
10□ Финальная проверка работоспособности
11□ Размещение робота в исходной позиции
12□ Проверка освещения рабочей зоны
13□ Готовность запасных объектов
14□ Подключение проектора/экрана
15
16ПЕРЕД НАЧАЛОМ ДЕМОНСТРАЦИИ:
17□ Объяснение аудитории, что будет показано
18□ Установка робота в стартовую позицию
19□ Финальная проверка готовности
🎯 План Б (если что-то пойдет не так):
1Возможные проблемы и решения:
2
3Проблема: Робот не включается
4Решение: Запасной аккумулятор + быстрая замена
5
6Проблема: Ошибка в программе
7Решение: Резервная стабильная версия программы
8
9Проблема: Неточная работа датчика цвета
10Решение: Ручная калибровка + дополнительное освещение
11
12Проблема: Механическая неисправность
13Решение: Видеозапись успешной работы робота
14
15ГЛАВНОЕ ПРАВИЛО: Сохранять спокойствие и продолжать презентацию!
🤔 Типичные вопросы жюри и подготовленные ответы:
Технические вопросы:
1Q: "Почему выбрали именно такую конструкцию захвата?"
2A: "Мы рассматривали 3 варианта: клешневой, вакуумный и магнитный.
3 Клешневой оказался наиболее универсальным для объектов разных
4 форм и материалов. Провели тесты - надежность захвата 99.5%."
5
6Q: "Как робот ведет себя при плохом освещении?"
7A: "Мы тестировали при освещении от 100 до 1000 люкс.
8 При освещении ниже 200 люкс точность падает до 85%,
9 но это все еще выше требования ТЗ. Планируем добавить
10 собственную подсветку."
11
12Q: "Что будет, если батарея разрядится во время работы?"
13A: "Система мониторинга предупреждает при заряде 30% и 20%.
14 При критическом уровне робот завершает текущую операцию
15 и переходит в безопасный режим ожидания."
Проектные вопросы:
1Q: "Как распределялась работа в команде?"
2A: "У каждого была своя зона ответственности, но мы работали
3 совместно на всех этапах. Еженедельные совещания,
4 общий файл документации, взаимная помощь при сложностях."
5
6Q: "Какие были самые большие трудности?"
7A: "Главная сложность - добиться стабильной точности.
8 Пришлось изучить методы калибровки, провести 50+ тестов,
9 внедрить систему автокоррекции. Зато теперь понимаем
10 принципы точного позиционирования!"