Кроме батискафов, есть и другие обитаемые подводные аппараты. Мезоскаф, или исследовательская подводная лодка, в отличие от батискафа, может исследовать только средние глубины (до 1 км). Он не может спуститься на дно океана, но работает на глубинах недоступных для обычных подводных лодок. Мезоскаф легче подводной лодки, он может зависать и дрейфовать в толще воды без движения.
Экипаж мезоскафа может составлять от 3 до 40 чел. В Швейцарии его впервые использовали как туристический подводный аппарат.
Мезоскаф имеет форму цилиндра. Гребной винт находится в хвостовой части, поэтому аппарат может развивать довольно большую скорость. Пассажирские кресла расположены у левого и правого бортов (по 20 шт.). Возле каждого пассажирского кресла размещен иллюминатор. Через него пассажиры могут наблюдать жизнь морских животных. В передней части аппарата расположена пилотская кабина с тремя креслами.
И батискаф и мезоскаф могут самостоятельно передвигаться, у них есть двигатели. А вот батисфера не может самостоятельно передвигаться. Это глубоководный подводный аппарат в форме шара, который опускают под воду на тросе с судна. Его используют для погружения в море уже более 100 лет. Батисфера может достигать глубины в 1000 м и более (максимально – 1375 м).
В настоящее время батисферу почти не используют, поскольку она не может самостоятельно передвигаться.
Вы не поверите, но среди подводных аппаратов есть подводный самолет – батиплан. Он тоже не может перемещаться самостоятельно. Его приводят в движение с помощью специально оборудованного судна. Погружаться батиплан может на небольшую глубину – до 100–200 м. Он вмещает в себя всего одного-двух человек. Вместо балластных цистерн у него подводные крылья. Используется батиплан для наблюдения под водой за работой тралов (больших сеток для ловли рыбы), подводных кино– и фотосъемок, за поведением рыбы в косяке и для других подводных исследований.
Еще одним подводным простейшим аппаратом служит водолазный колокол. Его используют уже более 500 лет. Раньше он представлял собой примитивный инструмент в виде короба или бочки для спуска человека под воду. Водолаза помещали внутрь бочки, в которой можно было дышать. Он мог выходить из бочки и осматривать окружающее пространство, ремонтировать подводную часть корабля или искать сокровища. После выполнения работы водолаз возвращался в колокол и при помощи крана или лебедки его поднимали на корабль. Усовершенствованный водолазный колокол напоминал водолазный скафандр. С помощью водолазного колокола еще в давние времена со дна водоемов доставали пушки, золотые слитки и монеты с затонувших кораблей.
В настоящее время водолазный колокол используют как средство для транспортировки водолазов в водолазном снаряжении на глубину и обратно.
Исследователи морских глубин очень отважные люди. Оказаться на дне моря или океана, куда не проходит даже луч света, всегда опасно. А еще надо проводить исследования. Киты, акулы, рыбы-меч, большие скаты могут принять подводный аппарат за врага и атаковать его.
Совсем недавно исследователи океана сфотографировали такое морское животное, которое никто никогда не видел. Оно похоже на большое толстое одеяло. Как поведет себя это животное, никто не знает.
Управление или приборы в аппарате могут отказать. Хотя и предусмотрен аварийный подъем, но все равно находиться в подводном аппарате опасно. Однако океанские глубины всегда манили и манят к себе исследователей и искателей приключений.
История исследования Мирового океана продолжается. Подводные аппараты становятся все более совершенными. Может, человек скоро раскроет все тайны океана?
Вопросы и задания
● Для чего человеку нужны подводные аппараты?
● Какие подводные аппараты чаще используются в подводных исследованиях? Почему?
● Как устроен батискаф? Как он погружается на морское дно и поднимается наверх?
● Что вы узнали о подводных станциях "Мир-1" и "Мир-2"?
● Чем мезоскаф отличается от батискафа?
● Почему батисфера используется в настоящее время очень редко?
● С какими целями используется подводный самолет?
● Для чего используется водолазный колокол?
Сказка "Как "Мир" знакомился с океаном"
Цель: расширение представления детей о техническом устройстве батискафа "Мир".
Жил-был подводный аппарат батискаф. Звали его Мир, потому что под воду он спускался, чтобы не разрушать подводный мир, а изучать его.
Мир был круглым, как шар. Две стальные ножки помогали ему прочно закрепиться на дне океана. Один, но очень большой глаз видел все, что происходит вокруг на любой глубине. По бокам глаза вместо дужек очков были прожекторы. Они помогали ему видеть в полной темноте. Вместо хвоста у Мира был гребной винт. Во время перемещения в толще океанской воды он крутился и помогал батискафу перемещаться, как хвост помогает плавать рыбам.
Океан Мир любил больше всего на свете. Он манил его своей неизведанностью, таинственностью и величием. Батискаф признавал силу океана, поэтому никогда с ним не ругался, не спорил, а жил в полном согласии и уважении.
Когда Мир первый раз спустился в океан, ему было страшно. Он еще не знал своих возможностей. Батискаф таращил свой глаз на множество морских животных и необычные подводные растения. Все ему было интересно. От восторга он не мог даже выдохнуть. Мир никак не мог понять, почему не может погрузиться глубже. Наконец-то он выдохнул. Вместо воздуха в отсеки залилась вода. Мир стал тяжелеть и погружаться все ниже и ниже. Чем ниже он погружался, тем становилось темнее. Луч света еле-еле пробивался через толщу воды. А скоро стало совсем темно. Батискаф завис, раздумывая, что делать дальше. Уж очень ему хотелось спуститься на дно океана. Тут он вспомнил о прожекторах и быстро их включил. Прожекторы осветили все вокруг. Подводный мир стал сразу каким-то сказочным. Мир видел только то, что попадало в освещенное пространство, поэтому, кто приближается к нему из темноты, он не знал.
Вдруг кто-то огромный подплыл к батискафу. Тот задрожал от страха, но краем глаза увидел чей-то огромный глаз. Кто-то внимательно рассматривал новое морское создание. Это был кит. Он осмотрел батискаф со всех сторон, ткнул его носом и взмахом хвоста ускорил его движение вниз. Батискаф уже приготовился к смерти, но тут он завис, а перед собой увидел улыбающегося кита. Мир понял, что кит просто с ним играет.
– Здравствуйте, уважаемое морское животное, – как можно вежливее произнес Мир, – давайте с вами познакомимся.
– С удовольствием, – пробасил кит, – меня зовут кит, а Вас?
– А я Мир, подводный аппарат. Я приплыл к вам, чтобы познакомиться с жизнью в океане. Расскажите мне, пожалуйста, о себе, а я сделаю много разных фотографий и подарю их Вам на память о нашей встрече.
Кит ни разу не фотографировался и не знал, что такое фотография. Но он видел, что батискаф желает ему добра, и согласился. Долго рассказывал кит о себе, своей стае, детках. А батискаф все записывал и фотографировал. Тут кит услышал трубный зов своих сородичей. Он прорывался даже через толщу воды.
– Мне пора, мой маленький друг, – сказал кит, – я буду о тебе вспоминать. Может, когда-нибудь еще встретимся.
– Спасибо тебе, великан, за рассказ, за доброту, – с сожалением произнес батискаф, – возьми фотографии и сделай из них альбом. Это и будет память о нашей встрече.
Кит махнул своим большим хвостом и поплыл дальше.
Только кит уплыл, как батискаф увидел перед собой большущую рыбину. У нее были злые глаза и острые зубы. Это была акула. Она не любила непрошенных гостей и решила проглотить батискаф. Акула раскрыла свою огромную пасть и стала приближаться к Миру. Но он не растерялся, направил прожектора прямо в глаза акуле. Та на некоторое время ослепла и сделала ужасную гримасу. Такой и сфотографировал ее батискаф. Он успел удрать от акулы, а ей оставил фотографию. Та как увидела фотографию, даже заплакала акульими слезами.
– Неужели я такая страшная? – обиженно спрашивала она у своих подруг. – Просто жить не хочется! И почему я не съела этого нахала?!
Но через некоторое время акула получила по морской почте целую пачку фотографий, которые батискаф сделал из засады. Акулы не видели его, и он смог их спокойно фотографировать. Все подруги были в восторге! Такого альбома не было ни у кого. Они еще долго рассматривали фотографии и хвастались друг перед другом своей красотой и грацией.
А тем временем батискаф уплыл от акул уже очень далеко. Выпустил из себя немного воды, заменив ее воздухом, и поднялся вверх. Он проводил видеосъемку морских рыб, крабов, медуз, мурен, осьминогов и многих других морских животных, которые поражали его своей раскраской, размерами, формами и способом передвижения. Такого разнообразия красок батискаф не видел никогда.
Мир так сосредоточился на видеосъемке, что не заметил, как к нему подплыла рыба-меч. Она приплыла на свет прожекторов. Батискаф случайно растревожил спящую рыбу-меч, и она рассердилась. Со всей скорости она кинулась на батискаф и пронзила своим мечом его внешнюю обшивку. Батискаф даже не понял, в чем дело. Он опомнился, когда увидел, что длинный нос рыбы застрял в нем, а сама она пытается выдернуть свой нос. Миру стало и страшно и смешно. Пришлось рыбе помогать. Она поспешила поскорее уплыть от металлического чудища. Батискафу же пришлось накладывать заплатку на дырку.
Первое знакомство батискафа с океаном подходило к концу. Он устал, набрался впечатлений. Ему хотелось скорее попасть на свой родной корабль, чтобы хорошенько отдохнуть. Он выпустил из себя остатки воды, закачал воздух и стал легким. Всплытие прошло без приключений. На корабле батискаф еще раз просмотрел все фотографии и видео. Поработал он на славу! Теперь можно было и отдохнуть.
Уже засыпая, батискаф услышал содержание радиограммы. На завтра ему предстояло принять участие в поиске авиабомбы, которую сбросил в море бомбардировщик. Но Мир так устал, что думать о предстоящем погружении у него не было сил. Он заснул и всю ночь видел во сне своих новых друзей.
Вопросы и задания
● О каком подводном аппарате говорится в сказке? Опишите его.
● С кем батискаф познакомился при погружении в океан?
● Почему не все морские животные вели себя мирно по отношению к батискафу?
● Как батискаф запечатлевал морских животных?
● Какое устройство помогало батискафу погружаться и всплывать?
● Какое задание ждало подводный аппарат на следующий день?
Робототехника
История робототехники
Цель: ознакомление с историей создания роботов.
Людям кажется, что роботов изобретатели стали создавать совсем недавно. Но это не так.
Ученые считают, что еще великий итальянский художник, конструктор и изобретатель Леонардо да Винчи уже почти 600 лет назад сделал первых робота-рыцаря и робота-льва. Они нашли их чертежи. Механический рыцарь умел двигать руками и ногами, выполнять другие действия. Робот-лев в полный рост, сделанный для короля, удивлял и пугал придворных тем, что мог ходить, двигать головой и хвостом.
Позже появились механические куклы. Например, одна кукла представляла музыканта, который играет на флейте, перебирая пальцами, другая была механической уткой, покрытой настоящими перьями. Она могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно, перемалывать его маленькой внутренней мельницей. Эти механические куклы были созданы во Франции. Позже русские изобретатели создали человекоподобную машину повышенной проходимости – стопоход и радиоуправляемое судно.
Но механические куклы не могли быть толчком к развитию робототехники. Они были лишь развлечением. Настоящая история робототехники началась много позже, когда потребовалось заменить труд рабочих заводов и фабрик на механический. Рабочие автомобильного завода, работая на конвейере, быстро уставали, часто болели. Конвейер – устройство для непрерывного перемещения собираемого или обрабатываемого изделия от одного рабочего к другому. При такой организации труда рабочий в течение всего дня выполняет только одну операцию, например, закручивает гайки. Американские изобретатели придумали первые роботы-манипуляторы. Сначала они окрашивали поверхность автомобиля, затем стали производить сварку деталей автомобиля и его покраску, осуществлять перенос частей и сваренного кузова в цех сборки и другие работы.
Когда появились первые атомные станции, атомное топливо стало использоваться для судов-атомоходов, появилась необходимость изобрести такие роботы-манипуляторы, которые освободили бы людей от работы с очень опасными для человека радиоактивными препаратами. От радиации человек может серьезно заболеть или даже умереть. Эти роботы назвали копирующими манипуляторами, потому что они повторяли действия человека-оператора.
Промышленные роботы выполняли и до сих пор выполняют заданную им жесткую программу.
Более совершенные роботы-манипуляторы могут выполнять работу посложнее, например, сортировать яблоки по зрелости.
Современные роботы с самостоятельной программой могут осуществлять научные космические исследования. Например, созданный в России "Луноход-1", изучающий поверхность Луны. Размером этот робот был со среднюю комнату, а передвигался на колесах. "Луноход-1" передал на Землю тысячи фотографий лунной поверхности и сотни лунных панорам.
Двумя годами позже в Америке был создан робот на колесах, который мог объезжать различные препятствия на ровной поверхности. Он обладал искусственным зрением и зачатками интеллекта.
По окончании работ по изучению Луны в России были созданы роботы, которые обезвреживали взрывоопасные предметы, спасая людей. Сегодня они широко используются службами спасения и безопасности.
Однако многие роботы, которые не были промышленными, не двигались строго по рельсам, имели неустойчивость. Начались работы по изобретению более устойчивых роботов: роботов-лошадей, и роботов на одной ноге, которые постоянно бегали и прыгали. Для исследования других планет создавали роботов, которые могли продвигаться по разным поверхностям. Одни из них похожи на пауков, других насекомых.
Самое большое количество роботов изобретено в Японии. Там же создан первый человекоподобный робот.
Современные изобретатели создают все больше роботов-андроидов. Современные материалы и искусственный интеллект делают андроидов все больше похожими на человека. Это уже не металлические неуклюжие истуканы. У них симпатичное лицо и плавные движения. Они уже могут испытывать эмоции, как люди.
В настоящее время изобретатели нацелены на создание интеллектуальных роботов. Задание этим роботам дается в общей форме, а робот сам принимает решение и планирует свои действия в зависимости от условий и обстановки.
Интеллектуальные роботы значительно отличаются от роботов, в которых изначально заложена программа действий. У них есть сложные технические устройства, с помощью которых робот производит действие, как человек руками и ногами. Они являются исполнительными органами. Еще у них есть датчики. Это такие устройства, которые помогают роботу получать информацию из окружающего мира: видеть, слышать, ощущать, определять расстояние и др. Самой важной для интеллектуального робота является система управления. Это как мозг человека. С помощью этой системы робот запоминает состояние окружающих его объектов и их свойств, распознает изображения, речь, узнает окружающие предметы и их положение в пространстве. Он принимает информацию от датчиков и управляет исполнительными органами. Интеллектуальный робот может планировать свои действия, т. е. определять их последовательность. Свои действия робот может контролировать и останавливать, если они становятся невозможными, определять новые. Робот может выстраивать цели по их значимости. Важное отличие интеллектуальных роботов – то, что они могут подстраивать свое поведение по достижению цели под изменяющиеся условия окружающей среды.
Совсем недавно на международную космическую станцию (МКС) были доставлены два робота – американский и японский.
Интеллектуальные роботы становятся все более похожими на человека. История робототехники продолжается.