podvodnye_roboty

1.

Цели урока:
1. Образовательные:
- Познакомить учащихся с понятием подводных робототехнических систем, их
назначением и применением.
- Изучить основные типы подводных роботов (телеуправляемые и автономные).
- Рассмотреть примеры использования подводных роботов в науке,
промышленности и военной сфере.
2. Развивающие:
- Развивать умение анализировать и сравнивать технические устройства.
- Формировать навыки работы с информацией (поиск, обработка, презентация).
3. Воспитательные:
- Воспитывать интерес к современным технологиям и инженерным профессиям.
- Формировать экологическое сознание (использование роботов для
исследования и защиты морской среды).

2.

Планируемые результаты:
- Предметные:
- Знание основных видов подводных роботов и их функций.
- Понимание принципов работы подводных робототехнических систем.
- Метапредметные:
- Умение работать в группе, обсуждать и аргументировать свою точку зрения.
- Развитие познавательного интереса к техническим инновациям.
- Личностные:
- Осознание роли робототехники в современном мире.

3.

Структура урока:
1. Организационный момент ; - Приветствие, проверка готовности к уроку.
- Мотивация: обсуждение, где могут использоваться подводные роботы (поиск
затонувших кораблей, исследование океана, ремонт подводных трубопроводов).
2. Актуализация знаний:
Вопросы для беседы:
- Какие роботы вам уже знакомы?
- Чем отличаются наземные и подводные роботы?
- Какие трудности возникают при работе под водой?
3. Изучение нового материала :
Определение: Подводные робототехнические системы – это устройства,
предназначенные для работы в водной среде.
2. Типы подводных роботов:
- ТНПА (Телеуправляемые необитаемые подводные аппараты, ROV) – управляются
оператором с поверхности (пример: Deep Discoverer).
- АНПА (Автономные необитаемые подводные аппараты, AUV) – работают по
заданной программе (пример: подводные дроны для картографирования).

4.

Применение:
Подводные робототехнические системы (ПРС) представляют собой
технологические устройства, предназначенные для выполнения различных
задач в подводной среде. Эти системы могут быть управляемыми или
автономными. Способность работать под водой в условиях высокого
давления и низкой температуры делает их важным инструментом в
современных промышленных и научных проектах.
- Научные исследования (изучение морских глубин).
- Промышленность (добыча нефти, ремонт кабелей).
- Военная сфера (поиск мин, разведка).
- Экологический мониторинг.
- Спасательные операции.
Технические особенности:
- Устойчивость к давлению.
- Системы навигации (гидролокаторы, камеры).
- Источники энергии (аккумуляторы, в некоторых случаях ядерные
реакторы).

5. История развития

История подводных робототехнических
систем начинается с первых экспериментов
на рубеже 20 века, когда появились первые
управляемые подводные устройства.
С тех пор технологии значительно
эволюционировали,
и
сегодня
ПРС
используются не только для научных
исследований, но и для выполнения задач в
области военной и гражданской экспертизы,
глубинной разведки и ресурсодобычи.
Разработка
автономных
подводных
аппаратов (AUV) открыла новые горизонты в
изучении океанических глубин.

6. Управляемые подводные аппараты (ROVs)

Управляемые подводные аппараты
(ROVs)
являются
роботами,
которые
управляются оператором с помощью
дистанционного
управления.
Они
используются для выполнения задач, таких
как осмотр, инспекция, обслуживание и
ремонт оборудования на морском дне.
ROVs
могут
быть
оснащены
различными инструментами и сенсорами,
которые позволяют собирать данные,
производить манипуляции и выполнять
сложные операции в труднодоступных
местах.

7. Автономные подводные аппараты (AUVs)

Автономные
подводные
аппараты
(AUVs) действуют без непосредственного
управления
оператором.
Они
могут
выполнять заранее запрограммированные
миссии, такие как картoграфирование
океанического дна и сбор научных данных.
AUVs
значительно
увеличивают
эффективность
работы
в
исследовательских
проектах
и
могут
работать в течение длительного времени,
не требуя вмешательства человека.

8. Гибридные решения

Гибридные
подводные
аппараты
объединяют в себе функции как ROVs, так и
AUVs, что позволяет им адаптироваться к
различным задачам. Эти устройства могут
быть использованы как в автономном
режиме, так и под непосредственным
управлением оператора, что делает их
универсальными
инструментами
для
исследований и добычи ресурсов.
Гибридные решения обладают высоким
уровнем
маневренности
и
способны
выполнять
сложные
миссии
в
разнообразных условиях.

9.

Схема подводного аппарата

10.

Подводные
робототехнические
аппараты
(автономные
и
телеуправляемые) играют ключевую роль в сохранении экологии, помогая
изучать, контролировать и защищать морские и пресноводные экосистемы.
Вот их основные функции:
1. Мониторинг экосистем и биоразнообразия
Исследование морского дна, коралловых рифов и подводных каньонов.
Наблюдение за состоянием редких видов рыб, млекопитающих (китов,
дельфинов) и других морских обитателей.
Анализ распространения инвазивных видов, угрожающих местной фауне.
2. Контроль загрязнения
Обнаружение источников загрязнения (разливы нефти, химические
сбросы, микропластик).
Забор проб воды и донных отложений для лабораторного анализа.
Картографирование зон экологического бедствия.

11.

3. Очистка океана
Поиск и сбор пластикового мусора на дне (например, проекты "The
Ocean Cleanup").
Ликвидация брошенных рыболовных сетей ("сети-призраки"), которые
убивают морских обитателей.
4. Исследование климатических изменений
Изучение таяния ледников и подводной вечной мерзлоты.
Мониторинг температуры, кислотности и уровня кислорода в воде.
5. Защита морской инфраструктуры
Проверка трубопроводов, кабелей и нефтяных платформ на утечки.
Обследование затонувших судов с опасными грузами (топливо,
химикаты).
6. Восстановление экосистем
Участие в программах по восстановлению кораллов (например, 3Dпечать рифов).
Посадка водорослей и морских трав, которые поглощают CO₂.

12.

4.Практическая работа
Перечислить преимущества автономных необитаемых подводных
аппаратов (AUV( перед телеуправляемыми необитаемыми подводными
аппаратами (ROV)
5. Закрепление
Тест «Опросникум» (https://quick.apkpro.ru/survey/117078)

13.

6. Рефлексия
- Что нового узнали?
- Где могут пригодиться эти знания?
- Оцените свою работу на уроке (смайлики / баллы).
7. Домашнее задание:
- Найти в интернете пример подводного робота и описать его функции (3-5
предложений).
- По желанию: подготовить мини-доклад о российских разработках в области
подводной робототехники (например, "Клавесин-2Р-ПМ").

14. Заключение

Подводные
робототехнические
системы представляют собой важный
элемент
современных
технологий,
обеспечивая
широкий
спектр
возможностей
для
исследования
и
эксплуатации морских ресурсов. Их
развитие и интеграция новых технологий
обеспечивают значительный прогресс в
этой области, что открывает новые
горизонты для научного исследования,
промышленного применения и охраны
окружающей среды.