Для того, чтобы рассказ о нашем проекте был понятен всем, нужно продумать презентацию. Мы составили рассказ и распределили роли. В нашей команде есть лидер, оптимист, реалист, скептик, аналитик. Эти роли мы планируем продемонстрировать с помощью смайликов.
Для презентации нашей команды "Шесть капитанов" мы создали плакат, где продемонстрировали наши базовые ценности. Здесь можно увидеть путь, который мы прошли, работая над проектом.
Основные характеристики нашего каравана подводных лодок мы вынесли на плакат. Время выступления всего 5 минут, а рассказать хочется о многом...
Работая на поле мы выполняем 4 заезда и охватываем большое число миссий. Работа ведется с нашим "РобоСтарчиком" версия 3.0.
Для работы на поле в качестве основного датчика мы использовали гироскоп. Во всех прошлых проектах вместо него мы использовали датчики света для движения по линиям и выравнивания по линии с помощью двух датчиков. Это было интересно, но этот путь мы уже освоили, и пора было освоить новые горизонты.
После установки и обкатки гироскопа мы отказались от двух датчиков света для езды по линии, что позволило нам поставить еще один датчик – датчик касания на наше перспективное устройство сделав его более умным.
Гироскоп – это математика и геометрия, он позволяет решать совершенно сумасшедшие задачи! И мы уже достаточно взрослые, чтобы справляться с ними! Гироскоп очень интересный датчик, но он требует серьезной программной работы. Можно твердо сказать, что в этом проекте мы использовали и освоили самые высокие возможности программной оболочки EV 3.
Нам приходилось решать проблему дрейфа гироскопа. Мы написали специальную программу, которая блокировала этот дрейф и сбрасывала значение датчика на ноль. Она стоит в самом начале программы заезда.
Кроме того, мы обнаружили неожиданную особенность гироскопа. При перезагрузке микрокомпьютера или переключения датчика гироскопа, микрокомпьютер может прочитывать значения гироскопа, прибавляя или убавляя от 3 до 10 градусов. Мы не обнаружили описания такой проблемы в русскоязычном сегменте интернета и, возможно, мы первые придумали решение этой проблемы. Для этого мы написали две программы. Первая – vivod выдает данные гироскопа на экран микрокомпьютера, блокируя дрейф. С ее помощью мы замеряем показания гироскопа по всем бортам поля и, если они сильно отличаются от идеальных, мы перезапускаем датчик. Вторая программа – gyroscope, это блок в котором можно выставить нужное число и он добавляет его ко всем значениям датчика гироскопа в программе, которые после него следуют. Таким образом можно сбрасывать накопленную ошибку в нужных местах программы, не переписывая все значения гироскопа.
Еще одна наша находка - использование геометрии для решения задачи рандомного расположения грузов на поле. Расположение контейнеров имеет шесть вариантов решений. Все они располагаются в линию на определенном месте. Заметив это, мы применили самое интересное и неожиданное решение! Самым коротким путем движения робота от конца путей к блокам сортировочного центра является диагональ, мы заметили, что эти линии образуют равносторонний треугольник и в которой линии расположения блоков и движения к ним робота образуют катеты, а линия движения робота от путей – гипотенузу. Мы написали программу в которой использовали формулу Пифагора, и робот вычисляет движение по катету к грузу по длине гипотенузы! В этом решении нам не нужно писать отдельный код для каждого расположения груза. Все просто, меняется длина катета, меняется длина гипотенузы! Это фантастика!
Исследуя тему грузоперевозок, общаясь со специалистами по логистике и посетив судостроительный завод "Красное Сормово" мы выявили несколько фактов:
перевозки грузов водным транспортом являются самыми эффективными с точки зрения энергозатрат;
водные перевозки требуют хорошо развитой инфраструктуры (транспорт, порты, средства погрузки-разгрузки, ремонтные доки);
перевозки водным транспортом имеют ограниченные маршруты;
сегодня многие идеи советских инженеров в области водного транспорта переосмысливаются и обретают новую жизнь;
сегодняшний грузовой флот, по сравнению с кораблями полувековой давности, использует современные детали машины, двигатели, средства навигации и связи.
Мы узнали, что для перевозки грузов используют сухогрузы и наливные суда. Но уже больше века умы учёных, инженеров, фантастов и промышленников занимает проблема освоения северного морского пути. Путь этот труден: льды, сложные погодные условия, короткий световой день зимой и белые ночи летом - всё это осложняет доставку грузов, казалось бы, кратчайшим путём между Америкой, Европой, Россией и странами восточной Азии.
Большая часть побережья Северного Ледовитого океана принадлежит нашей стране, и нужно использовать возможности Северного морского пути. Тем более что этот путь является единственным для доставки продуктов и товаров в некоторые арктические регионы.
Сегодня маршрут Северного морского пути проложен при помощи ледоколов, в том числе и атомных. Но мощные ледоколы очень быстро изнашиваются: на корпус налипает лёд, поверхность обшивки становится шероховатой и ледопроходность снижается. Кроме того, в случае аварии на атомном ледоколе, ущерб экологии будет огромным.
Но достоинства и важность Северного морского пути подчёркивается на государственном уровне. Этот маршрут не загружен транспортом, в отличие от железных или автомобильных дорог. Кроме того, сегодня рассматривается перевозка полезных ископаемых именно арктическим водным транспортом.
Однако есть и проблемы, мешающие транспортному потоку развиваться. В первую очередь это климат:
Транспортные перевозки по Северному морскому пути возможны в течение ограниченного периода (4-5 месяцев) без ледоколов. Шторм и льды опасны для кораблей, экипажа и перевозимого груза.
Какие могут быть решения проблемы:
перевозки по воздуху (тоже ограничено погодой);
железная дорога вдоль побережья (дорого прокладывать и эксплуатировать ветку в условиях сурового севера);
суда на воздушных подушках (невозможно использовать при ветре, неэкономичный расход топлива);
подводные лодки.
Мы решили подробно исследовать последний вариант и прочитали книгу "Арктика за гранью фантастики. Будущее севера глазами советских инженеров, изобретателей и писателей" П. Филина, М. Емелиной, М. Савинова.
Оказывается, с 30-х годов XX века советские инженеры рассматривали возможность перевозок по Северному морскому пути именно подлёдными судами. Было создано множество проектов, и вплоть до 60-х годов они активно обсуждались. Но потом было принято решение об их экономической невыгодности. Строить и эксплуатировать подводную лодку оказалось дороже, чем перевозить грузы обычным морским транспортом.
атомные подводные лодки могут зайти в порт только со специальным разрешением. Это ограничивает международные перевозки
решением может быть использовать дизельного двигателя.
строить подводную лодку очень дорого
решением может быть переоборудование списанных военных подводных лодок
переоборудование списанных подводных лодок не гарантирует безопасность: как правило, такие лодки выработали свой ресурс
нужно строить новые, безопасные и экономичные подлёдные суда, предназначенные исключительно для перевозки грузов
содержать экипаж на подводной лодке дорого. К тому же это вредно для здоровья людей.
можно сделать караваны беспилотных подлёдных судов, где головное судно управляется автопилотом под контролем человека, а остальные следуют за ним в беспилотном режиме.
Какие ещё достоинства и недостатки есть у подводных лодок в Арктике?
Накануне нового года мы начали подготовку макета проекта.
А сразу после нового года мы запрограммировали наш караван беспилотников:
Здесь не видно, но мы сделали пульт, при помощи которого можно управлять подлёдным судном в ручном режиме:
Сейчас мы начинаем работу над корпусом подлёдных кораблей и размышляем над названием. Ведь известно, что как назовёшь судно, так оно и поплывёт!
А тем временем продолжается работа на поле. Мы радуемся первым успехам!
