Základné pojmy
Robot
Slovo „robot“ po prvý krát použil Karel Čapek vo svojej divadelnej hre R.U.R. (Rossum’s universal robots). Týmto pojmom označil „mechanických pracovníkov“, ktorí mali nahradiť ľudí pri ťažkej práci.
Existuje množstvo definícií pojmu slova robot. Pozrieme sa na niektoré z nich. Najjednoduchšia definícia pravdepodobne znie: „Robot je stroj, ktorý je možné preporgramovať.” Práve fakt, že sa robot dá preprogramovať, je veľmi dôležitý.
Ďalšia z definícii hovorí: „robot je elektrické zariadenie, ktoré funguje nezávisle od riadenia človeka“. Teda robot je stroj, ktorý by mal vykonávať podobné činnosti ako človek.
Obvykle sa od robota vyžaduje:
- schopnosť premiestnenia,
- schopnosť vzájomného pôsobenia s vonkajšími objektmi,
- väčší počet stupňov voľnosti,
- schopnosť adaptácie,
- rozpoznávania obrazov
- a ďalšie vlastnosti.
Uvádza sa, že robot je zložitý systém so snímačmi, na získavanie informácií z okolitého prostredia, výkonnými mechanizmami pôsobiacimi na objekty v okolí, ktorý je schopný pracovať tak, aby splnil určené úlohy aj v premenlivom prostredí. Ak má byť robot vo vyžadovanej interakcii s prostredím musí:
- vnímať a rozpoznávať prostredie,-
- vytvárať a priebežne prispôsobovať model prostredia
- na základe poznania prostredia a v súlade s určeným cieľom rozhodnúť o spôsobe dosiahnutia cieľa
- ovplyvňovať prostredie, manipulovať s predmetmi, prípadne sa pohybovať v prostredí
- komunikovať s človekom.
Roboty sú obvykle rozdelené do na:
- roboty manipulačné,
- roboty mobilné,
- roboty informačné a riadiace,
- roboty komplexné[1].
Spoločnosť Georga Devola – Unimation ako prvá vyrobila priemyselného robota. Vzhľadom sa vôbec nepodobal na človeka. Jeho hlavnou úlohou bolo prenášanie objektov z miesta na miesto. Neskôr vedúce postavenie v konštrukcií a výrobe robotov získava Japonsko, ktoré má dodnes popredné miesto v priemyselnej robotike aj vo výskume. Roboti sa dnes používajú najmä vo výrobe, montáži, transportoch, vesmírnom bádaní, vojenstve, lekárstve a bezpečnosti.
Algoritmus
Algoritmus je konečná postupnosť presne definovaných inštrukcií na splnenie určitej úlohy. V stručnosti sa dá povedať, že algoritmus je presný návod k zvládnutiu určitej činnosti.
Vlastnosti algoritmov:
- elementárnosť: algoritmus je zložený z jednoduchých krokov, ktoré sú pre vykonávateľa (počítač, nemysliace zariadenie, človek) zrozumiteľné.
- determinovanosť: algoritmus je zostavený tak, že v každom momente jeho vykonávania je jednoznačne určené, aká činnosť má nasledovať, alebo či sa už algoritmus skončil.
- rezultatívnosť: algoritmus dáva pre rovnaké vstupné údaje vždy rovnaké výsledky.
- konečnosť: algoritmus vždy skončí po vykonaní konečného počtu krokov.
- hromadnosť: algoritmus nerieši jeden konkrétny problém, ale rieši všeobecnú triedu obdobných problémov.
- efektívnosť: algoritmus sa uskutočňuje v čo najkratšom čase a s využitím čo najmenšieho množstva prostriedkov.
Etapy algoritmizácie úlohy:
- Formulácia úlohy:jasná a jednoznačná formulácia, ale aj ujasnenie cieľa, ktorý sledujeme riešením príslušnej úlohy.
- Analýza úlohy: zisťuje sa, či úloha je riešiteľná, či má jedno alebo viac riešení, načrtávajú sa možnosti riešenia a rozhoduje sa o druhu metód. Úloha sa zovšeobecňuje a uskutočňuje sa prvá predstava o algoritmickej riešiteľnosti.
- Zostavenie riešiaceho algoritmu: popíše sa logika a postup riešenia úlohy. Výsledkom tejto etapy je riešiaci algoritmus. Do tejto etapy môžeme zahrnúť aj programovanie úlohy.
Program
Program je postupnosť operácií (príkazov) popisujúcich realizáciu nejakej činnosti. Napr. postupnosť inštrukcií pre robota.
Program je algoritmus zapísaný v takej forme, ktorej rozumie počítač (daný program) ale aj osoba, ktorá program vytvára – programátor. Teda program je algoritmus zapísaný v niektorom programovacou jazyku.
Vyjadrenie algoritmu v programovacom jazyku sa nazýva program.
Programovací jazyk
Aj bežný užívateľ dokáže s počítačom „komunikovať“ – ovládať ho pomocou rôznych programov. V prvom rade je to operačný systém, v ďalšej rade aplikačný softvér (textový editor, tabuľkový kalkulátor, grafické programy, multimediálne programy, ...). Tieto programy je ale potrebné nejakým spôsobom vytvoriť. Na vytvorenie programov nám slúžia programovacie jazyky, teda jazyky, ktorým rozumie počítač aj programátor.
Jazyk zrozumiteľný procesoru počítača sa nazýva zdrojový kód. Komunikácia s počítačom pomocou zdrojového kódu by bola veľmi náročná, preto boli vyvinuté programovacie jazyky, ktoré sú zrozumiteľnejšie.
Ak by sme chceli jednoducho zadefinovať pojem programovací jazyk, mohli by sme povedať, že je to súhrn pravidiel, pomocou ktorých prevádzame algoritmy do zrozumiteľnej reči pre počítač.
Detské programovacie jazyky:
- Imagine Logo,
- Karel,
- Baltík,
- Petr,
- Scratch,
- Alice,
Výučbové programovacie jazyky:
- Imagine Logo,
- Baltazar,
- Baltík,
- Karel,
- NXT-G
- Microsoft Small Basic,
- Petr,
- Pascal.
Programovacie jazyky pre NXT kocku:
- NXT-G: ikonografický jazyk od firmy LEGO, ktorý sa dodáva k stavebniciam.
- NXC: je textový jazyk (program sa zapisuje ako text).
- NXT LOGO: je programovací jazyk LOGO pre stavebnice NXT. Umožňuje komunikovať s NXT kockou z prostredia jazyka Imagine Logo. To znamená, že v NXT-G môžeme napísať program pre kocku NXT a potom s ňou komunikovať z prostredia Imagine Logo.
Robota Lego Mindstorms 9797 budeme programovať pomocou programovacieho jazyka NXT-G.
Programovanie
Programovanie je činnosť, ktorú vykonávame pri zápise algoritmu do programovacieho jazyka.
Softvér
Softvér je programové vybavenie počítača. Súbor inštrukcií a informácií, zabezpečuje komunikácia medzi človekom a počítačom a tiež riadi činnosť hardvéru. Medzi softvér môžeme zaradiť operačný systém, grafický program, hry, ... .