Роботизированные системы. Программа управления по сигналам датчиков

Выбрать датчик для цели управления, исполнить и проверить свою программу движущегося виртуального робота с условием и повторением. Сравнить тот же алгоритм при изменении препятствия, сохранить два личных плана и восстановить первый для нового запуска; отличать модель датчика от физического устройства. Разобрать транспортный, производственный и бытовой примеры как системы «сигнал — программа — исполнитель».

Дорожка: целые клетки x от 0 до 11. Робот смотрит и движется только вправо. Препятствие находится в клетке b правее стартовой. Модель датчика d сообщает число свободных клеток между роботом и преградой: d=b-x-1, не сантиметры. Вперёд — переход x → x+1, если клетка свободна. Цель основного задания: выполнить ветвь стоп по новому измерению при d=1. Перед КАЖДОЙ проверкой d читается заново. Пять строк языка: повтори N; если d>порог; вперёд; иначе; стоп. Непустых строк ровно 5, допустимы N от 1 до 20 и порог 0–9, сравнения >,>=,<,<=,==,!=. Проверка, которая даёт стоп, тоже входит в число повторений. Стоп завершает исполнение; окончание N повторений — отдельный результат, а не доказательство условного стопа. Занятый ход модель блокирует, не меняя x; это не успешное выполнение. Датчик без ошибок/задержки, нет тормозного пути и физического времени. Точность/безопасность физического робота этим не подтверждаются. В основном B1 N=8 достаточно для двух объявленных препятствий 6/4, но не обещает успех при любом введённом b. План JSON содержит только программу/настройки/свой прогноз, не журнал исполнения; импорт очищает исполнение и требует нового запуска. Данные условные, без личной информации.

Для основной цифровой практики нужна заранее подготовленная школьная среда из инструкции учителя. Прогноз и итог записывай на бумаге; при отсутствии техники цифровое действие проверяют на ближайшей компьютерной практике. Сохраняй первую попытку; исправления отмечай другим знаком.

Безопасное начало

Сухие руки, без напитков у техники. Провода и разъёмы не трогай, о неисправности сообщи учителю. Работай по правилам кабинета. Две полные минуты в середине урока — без экрана и заданий. Внешний ИИ, личные аккаунты и личные данные не требуются.

Что уже нужно знать

Из 8 класса и 015–021: ветвление, конечное повторение, строгое сравнение, трасса, координата и обратная связь. Здесь используется готовая русскоязычная среда «Робот» с пятистрочной программой, а не Python или подключение физического набора. Сохранять и восстанавливать собственный учебный файл уже пробовали в 015; браузер, папки и загрузка JSON подготовлены до урока.

S0. Робот должен обнаружить преграду перед собой до касания. Выбери подходящий тип датчика: касания, расстояния, света или звука. Какие данные получит контроллер?

Устная проба без отметки.

Новый d перед каждым решением

Датчики касания, расстояния, света и звука получают разные сигналы. Контроллер по программе выбирает команду исполнительному устройству, например мотору. В нашей модели робот движется только вправо по клеткам 0–11. d=b-x-1 — число свободных клеток между роботом и преградой, не сантиметры. Перед каждой проверкой d обновляется. Если d>1, одна команда вперёд увеличивает x на 1; иначе стоп завершает программу. Проверка, на которой получен стоп, входит в число повторений. Поэтому N должен допустить и эту проверку, не только движения. Если N закончился раньше, это лимит, а не доказательство условного стопа. Если путь занят, модель блокирует ход без изменения x и не засчитывает цель. Успех основного задания: именно ветвь стоп и d=1. Точное измерение без задержки и движение на целую клетку — допущения модели, не описание физического робота. План JSON содержит программу, настройки и собственный прогноз; журнал из него не восстанавливается, нужен новый запуск. Упрощённые примеры: транспортный робот получает сигнал о преграде и выбирает команду приводу; производственный манипулятор по сигналу наличия детали запускает действие; бытовой робот-пылесос по сигналу о преграде меняет движение. Конкретные реальные устройства сложнее этих схем; наличие автоматики само по себе не означает обучение ИИ.

Во всех числовых задачах d — только свободные клетки. Координата преграды b не является d. Успех основной цели — стоп при d=1, а не просто конец цикла.

Концептуальная иллюстрация. Точные данные определены условиями, таблицами и схемами; предметы на рисунке не являются входными данными.

Личная проба

C1. В модели x=1, препятствие в клетке 6. d — число пустых клеток между ними, клетка препятствия не считается. Правило: d>1 → вперёд, иначе стоп. Найди d до команды, команду и x/d после неё.

Одна минута лично,две на d/движение; в коротком одна+одна. Памятка разрешена.

Измерить перед командой

Другой пример: x=0, преграда 4. До движения d=3,3>1 истинно, после одного шага x=1,d=2. На следующей проверке надо использовать 2, а не прежнее 3. Клетка 4 занята и в число свободных не входит.

A1. На бумаге: старт x=1, препятствие 5, программа повтори 8; если d>1 — вперёд, иначе стоп. Перед каждой проверкой новое d=b-x-1. Запиши строки до команды стоп: номер проверки, x до, d, истина/ложь, команда, x после. Сколько движений и сколько проверок выполнено?

Заготовка для своей записи:

Сначала своя запись и основание, затем сверка.

Полная пауза

Две минуты без проекции, чтения, вычислений и обсуждения. Отведи взгляд и смени позу.

Три прикладные цепочки C2

C2. Лично заполни три цепочки «сигнал → управляющая программа → исполнитель». 1)Транспортный робот останавливается перед преградой. 2)Производственный манипулятор берёт обнаруженную деталь. 3)Бытовой робот-пылесос обходит стену. Для каждого случая запиши сигнал и устройство, которое исполнит команду. Банк сигналов: расстояние/сигнал о преграде; наличие детали. Банк исполнителей: привод транспортного робота; привод манипулятора; привод движения пылесоса. Сигнал о преграде можно использовать в двух случаях. Программу поставь между сигналом и исполнителем; не считай датчик мотором.

Заготовка для своей записи:

Проверка, которая ничего не двигает

Другой пример: x=0, преграда 3, повтори 5 с d>1. Первая проверка d=2 даёт движение в x=1. Вторая d=1 даёт стоп без движения. Всего одно движение, но две проверки; остальные повторы уже не выполняются.

A2. Старт x=0, препятствие 6, новое d читается на каждой проверке. Исполняется программа ниже. Найди конечные x и d, назови причину завершения. Выполнялась ли ветвь стоп? Какое минимальное число повторений нужно здесь, чтобы она успела выполниться при том же сравнении?

повтори 2
если d > 1
  вперёд
иначе
  стоп

Две минуты лично,две на пятую проверку; в коротком две+одна.

Концептуальная иллюстрация. Точные данные определены условиями, таблицами и схемами; предметы на рисунке не являются входными данными.

Свой план и другое препятствие

Пятистрочный каркас готов. В заготовке d>9 намеренно не подходит основному заданию. Дополни его по цели, сначала предскажи x/d, затем подготовь и выполни. Во втором опыте меняется только преграда. Скачанные два своих JSON различают планы, а восстановление первого требует третьего запуска.

B1. Лично в заранее подготовленном браузере открой «Робот — датчик и движение» или локальный 022-robot-lab.html. Нажми «Вернуться к заготовке B1». Старт 0, преграда 6; цель — остановиться по условию при одной свободной клетке. Пять строк уже даны: повтори 8; если d>9; вперёд; иначе; стоп. Замени только 9 на 1, оставь 8 повторений и структуру.

Сначала свой прогноз конечных x,d и числа проверок в тетради; x/d можно также вписать в пустые поля. Нажми «Подготовить», сделай «Один шаг», сверь первую строку, затем «Выполнить до остановки». Запиши фактические x,d, число проверок и причину остановки. В поле имени плана введи 022-A-base или 022-B-base, скачай свой JSON и найди его в загрузках. A/B — выбор имени для первого/второго ученика, знак / не часть имени.

Измени только клетку препятствия на 4, программу и старт оставь. Заново прогноз, «Подготовить» и запуск; запиши новый результат. Сохрани второй файл 022-A-close или 022-B-close.

Через «Восстановить план» выбери СВОЙ первый base-файл. Проверь, что вернулись преграда 6 и твоя программа; журнал пуст. Снова подготовь и выполни её, сравни с первой записью. У каждого два собственных JSON, три фактических запуска и журнал имён/папки, прогнозов, наблюдений. Скачивание само по себе не доказывает правильность программы.

Заготовка для своей записи:

Четырнадцать минут:1 инструкция+6 первый ученик+6 второй+1 личная сверка; на 30 ПК параллельно. У каждого два своих JSON,три запуска и журнал. Первые два запуска и файлы — base/close; третий — после восстановления собственного base.

Проверка вымышленного ответа ИИ

AI1. Вымышленный ИИ пишет: «Можно один раз запомнить d=5 перед движением и потом всегда использовать это старое число. Если повтори 4 завершилось в x=4,d=1, условный стоп уже доказан». Проверь обе фразы для старта 0 и преграды 6, сравнения d>1.

Это заранее составленный учебный пример. Самостоятельно проверь конкретный шаг; обращение к сервису не требуется.

Помощь и резерв

• Считает клетку преграды. d=b-x-1, занятая клетка не свободна.
• Использует старое d. Каждая проверка получает новое измерение.
• Не оставляет проверку для стоп. Учитывать ложный тест внутри N.
• Принимает лимит за успех. Нужны условный стоп и правильный зазор.
• Скачал чужой/не тот JSON. Проверить собственное имя, преграду и код после импорта.

D1. Резерв: робот уже в x=4, преграда 5. Доступно только движение вправо, цель оставлять одну свободную клетку. Чему равно d? Что даст d>1? Можно ли из этого старта получить зазор 1 доступным движением?

D1 — необязательный резерв на 3–4 минуты после основных попыток. При нехватке времени перенести. H1 и весь тест автоматически вместе не назначаются.

Индивидуальный итог

Четыре полные минуты лично. Условия заранее на бумаге. Памятка и разобранные модели разрешены; ключи и веб-разбор закрыты. Учитель не даёт учебных подсказок. Сбор после четырёх минут.

E1. Робот x=2, преграда 7. До движения вычисли d как число свободных клеток. Какую команду выберет d>1 → вперёд, иначе стоп?

E2. Получено новое d=1. Какие команды дадут верное d>1 и ошибочное d>=1, если истина означает вперёд, иначе стоп?

E3. Датчик в нашей модели точен и без задержки. Доказывает ли успешный запуск, что физический робот остановится точно так же? Назови одно неучтённое свойство реального движения или измерения.

Разбор после своей попытки

Показать ответ после выполнения

После исправления выбери один новый пример из самопроверки.

Файлы для собственной практики

• Робот — датчик и движение
• Скачать модель робота и инструкцию для работы без сети

Можно открыть HTML напрямую или заранее распаковать ZIP с HTML/README. Модель работает без сети и установок, без физического робота. Два своих JSON создаются кнопкой скачивания после собственной попытки; готовых решённых планов и личных наблюдений в архиве нет. При восстановлении нужен новый запуск.

Материалы и самопроверка

Презентация, самостоятельный план учителя, рабочий лист, выходной билет и бумажная самопроверка открываются отдельными карточками. DOCX можно смотреть на сайте и скачать. PDF для печати:

• Рабочий лист
• Выходной билет — два на А4
• Самопроверка на бумаге

Самопроверка на сайте: шесть вопросов с пояснениями, отдельно 6–8 минут. Бумажная версия с письменными основаниями и разбором — 8–12 минут. Все шесть новых письменных случаев — ещё 8–10 минут; выбирай прежде всего случай к своей ошибке. Эти модули не прибавляют к основным 45 минутам и не задаются целиком вместе с H1 автоматически. Пояснения и новые случаи для бумажного разбора есть в плане учителя.

Домашний перенос

H1. Дома 5–7 минут на бумаге: старт x=1, преграда 7. d=b-x-1, повтори 8; если d>1 — вперёд, иначе стоп; d читается перед каждой проверкой. Найди конечные x,d и число проверок. Почему новое d необходимо после движения? ПК не нужен.

Полное условие и памятка есть на листе. Решение запиши в тетради. Достаточно 5–7 минут с сохранённой опорой.

Источники

ФРП информатики 7–9 классов, базовый уровень, содержание 9 класса на печатных с. 10–12, результаты с. 19–20 и тематическое планирование с. 43. Соответствующий час авторского КТП 2026/2027. Содержание не расширяется до углублённого курса и не подменяется подготовкой к экзамену. Учебник школы не указан; номера параграфов не назначены.

• Федеральная рабочая программа информатики 7–9 классов, базовый уровень
• Информационно-методическое письмо по информатике на 2026/2027 год
• LEGO Education — управление мотором по сигналу датчика