Dziękujemy za wsparcie

PARP Logo

Technologia sterowania, czyli kto kim steruje.

Pierwsze na świecie piloty były urządzeniami o częstotliwości radiowej , które nakazywały niemieckim okrętom marynarki zderzyć się z alianckimi łodziami podczas I wojny światowej. W czasie II wojny światowej piloty zdetonowały bomby po raz pierwszy. Koniec wielkich wojen pozostawił naukowców z genialną technologią, której nigdzie nie mógł zastosować. Sześćdziesiąt lat później niektórzy z nas spędzają godzinę szukając pilota, zanim przypomnimy sobie, że na telewizorze znajdują się przyciski.

Wszystko, a zwłaszcza technologia, bardzo się rozwija. Nie jest już potrzebny pilot by kontrolować daną maszynę, wystarczy zaprogramować konkretną sekwencję i maszyna uczyni z niej naszą wolę. Czyli powołując się na powyższy przykład z bombą, zaprogramowana nie potrzebuje aby ktoś ją ręcznie zdetonował – wystarczy technologia sterowania. 

Technologie sterowania

Czym jest technologia sterowania? To nic innego jak oprogramowanie lub maszyna zaprojektowana do osiągnięcia konkretnego celu. Ponieważ komputery nie rozumieją zwykłych języków mówionych, do wykonania zadania wymagają własnego języka maszynowego. Jest to język binarny stworzony wyłącznie przez połączenie serii zer i jedynek w określonej kombinacji. Każda aplikacja, której używasz na komputerze stacjonarnym, tablecie, telefonie, jest skonstruowana przez połączenie niewyobrażalnej kombinacji liczb 1 i 0. 

Nasze całe życie obecnie jest po brzegi wypełnione technologią sterowaną, od ekspresu parzącego poranną kawę, poprzez sygnalizację świetlną w drodze do pracy, a na maszynach w zakładach produkcyjnych kończąc. 

Technologia kontroli służy do:

  • obsługa systemów, np. sygnalizację świetlną,

  • czynności kontrolne, np. ruch robota,

  • tworzenie gier wideo,

  • kontrola urządzeń produkcyjnych, np. wycinarki laserowe.

Komputery postępują zgodnie z instrukcjami lub sekwencjami w nich zaprogramowanymi. Schemat blokowy może być użyty do pomocy przy projektowaniu sekwencji. Akcje można wdrażać, porządkować lub usuwać, jeśli nie jest już potrzebna.

Zalety komputerowych systemów sterowania

  • Komputery nie potrzebują przerw.

  • Komputery mogą w nieskończoność powtarzać działania w identyczny sposób.

  • Komputery mogą pracować w środowiskach niebezpiecznych dla ludzi.

Wady komputerowych systemów sterowania

  • Komputer jest tylko tak dobry, jak jego programowanie, które mogą zawierać błędy.

  • Jeśli komputer jest niewystarczający, może zająć dużo czasu, aby zrobić coś w sytuacji krytycznej czasowo.

  • Komputer mający do czynienia z warunkami nieobjętymi jego programowaniem nie będzie wiedział, co robić.

Systemy sterowania w domu

W naszych domach jest wiele przedmiotów, które wykorzystują systemy sterowania. Obejmują one:

  • czajniki elektryczne

  • pralki

  • piloty do telewizorów

  • urządzenia do nagrywania TV

  • światła bezpieczeństwa

  • odkurzacze zrobotyzowane

Robotyka to rozwijająca się dziedzina możliwa dzięki kontroli. Zdolności robotów poprawią się wraz z rozwojem lepszych sekwencji i technologii.

Jednym z obszarów, w którym robotyka odgrywa ważną rolę, jest bezzałogowa eksploracja odległych planet. Dzięki z góry zaprogramowanym działaniom i możliwości zdalnego sterowania człowiek, „rękoma technologii”,  jest w stanie dokonać wielu niemożliwych rzeczy. 

CAD lub CAM

Projektowanie wspomagane komputerowo (CAD) lub produkcja wspomagana komputerowo (CAM) polega na wykorzystaniu komputerów do projektowania produktów w 2D lub 3D. Są one następnie wytwarzane w drukarkach.

Drukarki 3D i wycinarki laserowe to przykłady działania CAD lub CAM. Człowiek już nie musi operować maszyną, wystarczy, że zaprogramuje konkretny kształt i włączy maszynę. 

Schematy blokowe i sekwencjonowanie

Oprogramowanie może być używany do tworzenia sekwencji na schemacie blokowym, do przeglądania symulacji na ekranie. 

Symbole połączone razem tworzą schemat blokowy. Programowanie schematu blokowego składa się z:

  • sekwencje instrukcji, które prowadzą do rzeczywistej symulacji

  • decyzje, które prowadzą do dwóch różnych działań

  • pętle, które powtarzają akcję, dopóki nie zostanie spełniony określony warunek

  • zmienne, które przechowują dane do wykorzystania w podejmowaniu decyzji

Programowanie wizualne lub za pomocą schematu blokowego można wykorzystać do skupienia się na logice rozwiązania bez rozpraszania się złożonością napisanego języka programowania.

Gry wideo

Gry opierają się na złożonym sekwencjonowaniu i programowanie. W zależności od decyzji gracza gra się zmienia. Im bardziej skomplikowane jest sekwencjonowanie i programowanie, tym więcej opcji ma gracz.

Przykłady oprogramowania, które można wykorzystać do tworzenia gier, obejmują:

  • Adobe Flash

  • Scratch

  • Alice

  • Mission Maker

Na przykład typowa gra w Scratch składa się ze skryptu lub listy poleceń, które powodują, że obiekt zachowuje się w określony sposób. Używa własnego języka programowania schematu blokowego aby tworzyć interaktywne historie, animacje, gry, muzykę i sztukę. Możliwe jest również udostępnianie swoich dzieł innym osobom w społeczności online. Użytkownicy tworzą jawne instrukcje, łącząc bloki kodu w określonej kolejności na różnych elementach zwanych duszkami. Poniżej zrzut ekranu pokazujący grę Flappy Bird „od kuchni” przy użyciu Scratch. 

Łatwo można zauważyć, że technologie sterujące mają swoje plusy i minusy. Jak wszystko na tym świecie. Z jednej strony maszyny ratują nas przed monotonią wykonywania ciągle tej samej czynności, ale też wystarczy wprowadzić do obiegu coś nowego, by maszyna nie wiedziała jak się zachować.