327
з історії

164
учня

97
для 11 классу

303
відкореговано


Вашій увазі

510
кейсів
Останнє оновлення:
23.03.2017


Кейс-урок «Кто такой андроид?»
Кейс-урок «Кто такой андроид?»

Раздел: Математика и компьютеры

Уровень (класс): 2 +

Тема: Компьютеры и программирование

Цель: Раскрыть тайну «кто такой андроид» и какое место занимает в современном мире

Какая информация меня здесь ждет?

  • Какая информация меня здесь ждет?
  • Чем андроид отличается от других роботов?
  • Кто умнее и талантливее: человек или андроид?
  • Имеют ли роботы права?
  • Может андроид обрадоваться или расстроиться?
  • Какие фундаментальные знания и практические навыки мне пригодятся?
  • Какие андроиды самые известные?
6 разверток по предметам, явлениям и практикам:
Вступление

Кто такой андроид? Робот, похожий на человека. Но насколько похож? Только снаружи, или есть еще что-то, что делает его действительно человекоподобным? А если он похож на человека, то может ли он сделать все, что умеем мы? А испытывать эмоции, иметь настроение, сочувствовать?

Что умеет андроид, чем может научиться, и как его научить? Все эти вопросы встают современным вызовом не только перед инженерами или учеными, но и перед обществом. Роботы, совершенствуясь, становятся социальными - неотъемлемой частью человеческого сообщества. Так где же та грань, которая отделяет андроида от человека?

Технология
Современного человека трудно удивить роботом. Робот стал неотъемлемой часть повседневной жизни: от роботов на производстве к игрушкам-аниматронику, которые по сути тоже являются роботами. Пушистая игрушечная кошка, похожая на настоящую, собачка, которую трудно отличить от живого, пони, которому так и хочется предложить свежей травки - роботы.

А если робот похож на человека внешне, то он называется андроидом (человекоподобным). Ведь многие задачи, которые могут стоять перед таким роботом, удобнее выполнять руками, подобными нашим. И передвигаться удобнее на двух «человеческих» ногах.

Похожим по смыслу, но не тождественным, является слово «киборг». Оно расшифровывается как «кибернетический организм». И он не всегда может быть человекоподобным. Главный акцент при этом делается на объединении (симбиозе) искусственного компьютерного интеллекта и биологического объекта.

Если сравнить промышленного робота, андроида и человека (очень приблизительно) получим следующее:

 

Процессор робота-андроида условно можно считать его «мозгами». Они объединены с системой анализаторов (звука, изображения и т.д.), которые можно сравнить с глазами и ушами робота. Система сенсоров контролирует окружающий робота мир, посылает сигналы, которые обрабатываются процессором. И процессор затем отдает сигнал соответствующим приводам, они работают, и робот осуществляет определенное действие или движение.

Процессор работает благодаря специальной написанной программе. Чем она сложнее, тем «продвинутее» андроид, тем большее количество действий он способен сделать.

Каждый шаг робота - результат работы процессора. Нашими шагами тоже руководит процессор - мозг, но для нас это «естественное состояние», мы и не замечаем этого. И программа наша «пишется» естественным образом: маленький ребенок учится переворачиваться, садиться, вставать, ползать, а потом делает первый шаг.

Если программу робота можно научить управлять шагами, то ее можно и запрограммировать танцевать:

Но в отличие от человека, робот не придумает этот танец сам. Он сделает только то, что запрограммировано заранее.

Некоторые андроиды способны принимать простые решения. Для этого их компьютер процессор обладает искусственным интеллектом. Чем он отличается от обычного? Он способен обрабатывать «новые» сведения, сопоставлять их с известными ему фактами, анализировать и, опираясь на это, принимать решения. Такой робот, упав, поднимется:

Чтобы научить андроида чему-то, это что-то нужно «прописать в его программе». Работа программы основана на алгоритме - последовательности команд, которые должен выполнять андроид. Чем более детальный и сложный алгоритм, тем совершеннее будет программа.

Алгоритм может содержать циклы - несколько повторяющихся действий (групп действий). Наши движения при ходьбе тоже цикл, ведь мы повторяем их столько раз, сколько нужно, чтобы добраться до нужного места.

Также в алгоритме может быть разветвления - возможность выбрать действие в зависимости от условий. Например, вам предлагают несколько конфет. Которую вы выберете? Явно, ту которая вам больше нравится? А если среди них нет вашей любимой, тогда какую? Это и есть разветвления! Только вы выбираете сами, а робот нуждается в подсказке от алгоритма его программы.

Задание:


Представьте себя в роли инженеров, разрабатывающих и программирующих андроида. Сделайте несколько шагов и присмотритесь, какие «операции» при этом выполняет ваше тело.

Попробуйте написать небольшой алгоритм для андроида: какое действие за каким он должен выполнить, чтобы пройти по коридору, например, по классу, или чтобы сесть за парту. Вы можете оформить ваш алгоритм, как списочек последовательных действий - команд для андроида. А можете использовать подсказку и нарисовать «блок-схему» алгоритма:

 

Не забудьте научить вашего андроида садиться на кнопку!

Компьютеры

Андроид - это не только человекоподобный робот, это еще и операционная система. Что такое операционная система? Это программа, которая дает возможность использовать возможности компьютера или другой подобной техники, оборудования.

Операционные системы бывают разные, каждый может выбрать на свой вкус и потребности. И одна из таких операционных систем и получила название «Андроид».

 

Вам наверное знаком такой робот:

 

Зачем она нужна? Представьте, что вы одновременно «дали задачи» своему компьютеру или планшету. Что ему делать в первую очередь, что позже? Как определиться? Даже у человека голова бы пошла кругом! Вот здесь и приходит на помощь операционная система, которая управляет процессами, определяет приоритетность и порядок действий. Она как хороший руководитель для «программ-исполнителей» раздаст всем задачи, и «подскажет» когда они должны быть выполнены.

Андроид имеет «открытый» код, то есть различные команды или отдельные программисты могут писать для него приложения. Так и появляются такие знакомые вам игры для мобильных и планшетов.

Как и живое существо, операционная система растет, учится новому и совершенствуется. Вот так «взрослеет» Андроид:

 

Задание:


Проведите небольшое прикладное исследование. В следующий раз, когда вам случится гаджет с операционной системой Андроид, поинтересуйтесь какая именно версия на нем используется.

Можете дать какую-то «задача» нескольким гаджетам с такой системой различных версий и сравнить, «кто более ловкий». Не забудьте записать свои выводы и обсудить их с одноклассниками.

Интеллект/Эмоции
Кто умнее - робот-андроид или человек? Мозг андроида - процессор с программой. Ее сложность и способности программируются и разрабатываются человеком. Сложные компьютерные программы способны просчитывать «шага вперед». Такая способность - тактика. И искусственный интеллект в этом смысле может быть талантливее человека.

Но человек может разработать дальновидный план, отбросить лишние шаги - создать стратегию. А компьютер (андроид) будет рассматривать и оценивать все возможные комбинации. Поэтому преимущества стратега на стороне человека.

Человеческий интеллект способен к творчеству. А способен ли на творчество искусственный интеллект андроида? На первый взгляд - да. Робот с рукой-манипулятором может нарисовать картину. Но в основе такой картины будет лежать программа, то есть каждая черта на картине будет запрограммирована человеком. А вот творчества, фантазии самого андроида в этом не будет!

Андроиды могут «объединить свои усилия» и создать рок-группу. Но в основе будет слаженность их программ. Музыкальная импровизация возможна только если ее зафиксировать в программе работа. Строго говоря, именно импровизацией она и не будет! Но, музыкой, тем не менее, является:

А способны ли роботы плакать, сочувствовать, радоваться? Есть ли у андроида эмоции? Эмоции андроида - внешнее проявление работы программы. Научить робота эмоциям можно только прописав соответствующие команды в его программе. Печальным его лицо становится не потому, что ему грустно, а от того что срабатывают датчики, их сигнал обрабатывается и дает команду тем деталям, которые отвечают за выражение лица!

Например, японские ученые и инженеры работают над самым эмоциональным андроидом в мире. Научить его проявлять эмоции, титанический труд. Ведь мы учимся на собственном опыте, а вот андроид «учится» командами программы, которую создают специально для него.

Вопрос:


Как вы думаете, каким эмоциям надо научить андроидов в первую очередь?

Философия/Этика

С развитием техники и технологий, с распространением роботов и в промышленности, и в быту, люди все чаще стали видеть в них нечто большее, чем обычную машину. А тем более в роботах-андроидах, которые так похожи на самих людей. Этот момент сосуществования «робот-человек» стал главным во многих произведениях литературы и кинематографа.

Писатели-фантасты наделяют андроидов способностью не только проявлять эмоции, но и действительно их чувствовать. А перед учеными уже встает вопрос - где та грань в сходстве робота и человека, за которую не стоит заглядывать современной технологии? Именно поэтому и появилась робо-этика.

Проблема взаимоотношений «робот-человек» имеет две стороны:

 

Чем шире человечество применяет искусственный интеллект, тем больше этических проблем возникает перед нами. Роботы имеют определенные обязанности, связанные с их применением. Они должны придерживаться правил, прежде всего, не причинить вред человеку никак ни при каких обстоятельствах. Но имеет ли право человек наносить вред роботу?

Если рассматривать андроида или иного робота исключительно как объект собственности, то вступают в силу законы, регулирующие права собственности. Мы можем распоряжаться своей вещью, но не можем чужой. Можно сломать собственную вещь, но нельзя чужую. Но можно ли считать разумного робота собственностью?

Андроиды совершенствуются, становятся более похожими на нас интеллектуально, становятся «социальными»:

В Японии в 2015 году был арестован житель города Йокосуке за агрессию в сторону робота Pepper. Это произошло в офисе мобильного оператора SoftBank. Недовольный клиент повалил робота и начал его толкать.

С другой стороны, кто должен отвечать за вред, который может нанести робот? Сам робот или его владелец? Британские юристы прогнозируют, что со временем даже появится вопрос о предоставлении роботам гражданских прав.

Современные роботы не только продукт технологии, но и сами совершенствуют и производят машины с искусственным интеллектом. Кто тогда становится автором изобретения: владелец или сам робот?

Развитие современной робототехники ставит перед обществом новые вопросы, найти ответы на которые должны не только юристы, но и каждый человек лично для себя.

Спорт

Если андроид подобен человеку, а люди занимаются спортом, то может есть спорт для андроидов? В определенной степени, да. Есть даже Олимпийские игры андроидов, какие проводятся с 2010 года.

Роботы-андроиды соревнуются между собой в различных спортивных дисциплинах от футбола до бокса. Андроиды делятся на три класса: полностью автономные, полуавтономные, и имеющие дистанционное управление.

Каждый класс борется исключительно между собой. Размеры участников составляют от 20 см до 50 см.

Лучше роботам удается гимнастика, а хуже всего - бокс. Хотя некоторые роботы создаются специально для соревнований по борьбе:

Танцы считаются тоже спортивной дисциплиной в современном мире. И роботы этой отрасли осваивают довольно удачно и даже соревнуются между собой:

Вопрос:


В каких еще видах спорта могли бы принимать участие роботы-андроиды?

Искусство/Литература/Кино

Какие андроиды популярнее? Ведь среди них есть настоящие звезды! Давайте вспомним некоторые из них.

1. Айзек Азимов во многих своих произведениях обращался к теме роботов и андроидов, к этическим проблемам с ними связанных. Например, в своем сборнике рассказов «Я робот». Но, вероятно, вам более знаком экранный герой его рассказов:

 

2. Роботы-трансформеры, такие знакомые вам игрушки и герои фильмов или мультфильмов, тоже являются по сути андроидами!

 

А вот их история началась не от книги или фильма, а от обычных «необычных» игрушек. Сначала появилась серия игрушек от компаний «Hasbro» и «TakaraTomy».

Когда они стали популярными, отсняли мультсериал, а в 2007 году на экраны вышел первый фильм про трансформеров, вызвав новый «трансформернийбум».

3. Джордж Лукас придумал своих андроидов - дроидов. Эти персонажи знакомы всем, кто смотрел «Звездные войны». В этом фильме и роботов, и именно андроидов очень много, и они чрезвычайно разнообразны:

Вопрос:


Какие андроиды - герои книг, фильмов или мультфильмов вам известны? Пофантазируйте, если бы у вас был дроид-помощник, то каким вы хотите его видеть? Можете нарисовать «прототип» своего дроида.

Подведение итогов урока-кейса

Наименование

Содержание

1

Результаты урока-кейса можно дополнить такими находками учеников

 

2

Какие 3 сайта помогли найти важную информацию?

http://edufuture.biz/

http://hi-news.ru/robots/kak-ustroeny-roboty.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Android

3

В помощь ученику и коучу:

http://edufuture.biz/https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82#.D0.92.D0.BD.D0.B5.D1.88.D0.BD.D0.B8.D0.B9_.D0.B2.D0.B8.D0.B4

 

4

Где брать информацию для кейса:

http://edufuture.biz/

http://hi-news.ru/robots/kak-ustroeny-roboty.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82#.D0.92.D0.BD.D0.B5.D1.88.D0.BD.D0.B8.D0.B9_.D0.B2.D0.B8.D0.B4

http://www.ua5.org/opersys/34-operacjjna-sistema.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Android

 

5

Локация проведения урока-кейса

Урок – кейс проходит в классе.

6

Соревновательность:

Команды мальчиков и девочек.

Счет составил:….

Задача одна: Каждая из команд выбирает направление для подготовки мини-проекта «Каким я вижу андроида-помичникаи» или «Кем может работать андроид». Проект должен содержать описание андроида (каким его видят ученики): какие черты он должен иметь, какими навыками обладать, как общаться с окружающими? Проект может быть проиллюстрирован рисунками по желанию авторов.

7

Домашнее задание

Проведите мини-исследование: Выберите персонажа мультфильма, кинофильма или даже игрушку, которая по вашему мнению может считаться андроидом. Сделайте ее описание и укажите, какие именно черты и свойства делают этот персонаж андроидом? Какие отличительные особенности вы заметили? Какие функции этот андроид выполняет, для чего предназначен?

 

8

Продолжительность:

90 мин (спаренный урок)

 

9

Возможность схемы проведения с учеником-дублером

 

возможно.

10

Полученные знания и наработанные компетенции:

  •   Знание о различиях и схожие черты роботов и андроидов.
  •   Представление о принципах работы андроидов и технологии, которыев них реализуются.
  •   Знание об этических принципах робототехники.
  •   Знание об операционной системе на примере ОС Андроид.

 

11

Теги:

Робот, операционная система, процессор, андроид, алгоритм, эмоции, робо-этика

 

12

Авторы:

Грабовская Лариса Леонидовна

13

Принимали участие в апгрейде кейса:

 

The End

«Знання завжди повинні бути свіжими!»

Цікаві факти

Протягом життя у людини виділяється така кількість слини, що нею можна заповнити два басейни середнього розміру.

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!