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रोबोट गणित का लाभ

टीम इंजीनियरिंग नोटबुक के पृष्ठ पर बाईं ओर लक्ष्यों और गंतव्यों के रेखाचित्र दिखाए गए हैं, जबकि दाईं ओर विवरण और गणनाएँ दी गई हैं। प्रत्येक आरेख का विस्तारपूर्वक वर्णन किया गया है, जिसमें गणना का उद्देश्य और यह बताया गया है कि यह अगले चरणों को कैसे प्रभावित करता है।
एक टीम अपनी इंजीनियरिंग नोटबुक में मार्ग की योजना बनाने के लिए गणित का उपयोग करती है।

रोबोट गणित का लाभ

रोबोटिक्स टीमें जो आनुपातिक तर्क और पैमाने जैसी गणितीय अवधारणाओं का प्रभावी ढंग से उपयोग करती हैं, आमतौर पर प्रतियोगिताओं में बढ़त हासिल करती हैं। जब ये टीमें प्रतियोगिता के दौरान दूसरों के साथ गठबंधन बनाती हैं, तो वे जल्दी से बदलाव कर सकती हैं, जैसे कि एक नया मार्ग तैयार करना या अपने स्वायत्त कार्यक्रमों के लिए सही मोटर रोटेशन मान निर्धारित करना। परिवर्तनों के पीछे के गणितीय तंत्र को जानने से बहुमूल्य समय बचाया जा सकता है। इसके बाद टीमें उस समय का उपयोग अपने रोबोट में अन्य भौतिक या प्रोग्राम संबंधी बदलाव करने के लिए करती हैं जिससे उनके जीतने की संभावना बढ़ सकती है। आनुपातिक तर्क और पैमाने जैसी "रोबोट गणित" का उपयोग करके टीम के प्रदर्शन
निश्चित रूप से अधिकतम किया जा सकता है। ऊपर दिए गए चित्र में, टीम मैदान के विभिन्न स्थानों
बीच की दूरी की गणना करने के लिए VEX द्वारा प्रदान किए गए मैदान के वास्तविक मापों का उपयोग कर रही है। फिर वे किसी विशेष स्थान से निर्धारित गंतव्य तक की सबसे कम दूरी की गणना करते हैं। स्वायत्त कार्यक्रम के दौरान रोबोट को सटीक रूप से संचालित करने के लिए ये गणनाएँ विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।

चर्चा को प्रेरित करने वाला आइकन चर्चा को प्रेरित करना - पैमाने पर गणित का अनुप्रयोग

प्रश्न: अनुमान लगाने और जाँचने के बजाय आप "रोबोट गणित"उपयोग क्यों करेंगे?
अनुमान लगाने और जाँचने में बहुत अधिक समय लगता है। इसके अलावा, यदि आप अपने रोबोट या उसके प्रोग्राम को समायोजित करने के लिए गणित का उपयोग करते हैं, तो आप प्रत्येक नए मान का अनुमान लगाने और जाँच करने के बजाय व्यवस्थित रूप से अपने नंबरों/मानों में परिवर्तन लागू कर सकते हैं।

प्रश्न:आप कागज पर VEX V5 प्रतियोगिता क्षेत्र का रेखाचित्र बना रहे हैं। वास्तविक आयाम लगभग 12 x 12 फीट से थोड़ा कम हैं क्योंकि मैदान के आंतरिक भाग की परिधि 11.7 x 11.7 फीट है। आप इसे इस प्रकार छोटा करना चाहते हैं कि 1 फुट को 10 मिलीमीटर (मिमी) के रूप में दर्शाया जा सके। ड्राइंग के आकार और वास्तविक आकार का अनुपात 10 मिमी/1 फुट है। स्केल डाउन ड्राइंग के आयाम क्या हैं?
A:स्केल किए गए आयाम 117 मिमी x 117 मिमी हैं।

गणितीय व्याख्या:

अनुपात यह दर्शाता है कि दो अनुपात बराबर हैं।

अनुपात के दो उदाहरण बराबर हैं। दोनों तरफ एक समान हैं। पहला अनुपात 'चित्र का आकार बनाम वास्तविक आकार' है और दूसरा अनुपात भी 'चित्र का आकार बनाम वास्तविक आकार' है।

बाईं ओर के अनुपात के लिए, हम उस अनुपात का उपयोग कर रहे हैं जिसमें चित्र 10 मिमी का है लेकिन वास्तविक आकार 1 फुट है।

  • ध्यान दें कि चित्र का आकार अंश में है और वास्तविक आकार हर में है। दोनों अनुपातों के लिए इन्हें समान रखना महत्वपूर्ण है ताकि वे बराबर रहें।
  • चूंकि हम जानते हैं कि प्रतियोगिता मैदान का वास्तविक आकार 11.7 फीट है, इसलिए हम इसे दूसरे अनुपात के हर में रखेंगे।
  • प्रतियोगिता क्षेत्र के चित्र का आकार अंश में आएगा, लेकिन हमें अभी तक यह आकार ज्ञात नहीं है, हमें इसकी गणना करनी होगी। तो, फिलहाल हम वेरिएबल X को वहाँ रखेंगे।

दो अनुपात बराबर हैं। पहला अनुपात 'दस मिलीमीटर बटे एक फुट' है और दूसरा अनुपात 'चर X बटे ग्यारह दशमलव सात फुट' है।

ईंटों से बनी इमारत के अज्ञात आकार X को ज्ञात करने के लिए, हम वज्र गुणन विधि का उपयोग कर सकते हैं।

दोनों अनुपात पहले की तरह ही दिखाए गए हैं, लेकिन अब क्रॉस मल्टीप्लिकेशन को दर्शाने वाले तीर भी हैं। फिर से, पहला अनुपात 'दस मिलीमीटर बटे एक फुट' है और दूसरा अनुपात 'चर X बटे ग्यारह दशमलव सात फुट' है।

क्रॉस मल्टीप्लिकेशन का उपयोग करने पर हमें निम्नलिखित परिणाम प्राप्त होता है। अगला चरण X द्वारा निर्दिष्ट प्रतियोगिता क्षेत्र के अज्ञात ड्राइंग आकार को ज्ञात करना है।

वज्र गुणन का परिणाम एक समीकरण है, जिसमें लिखा है कि 'एक सौ सत्रह मिलीमीटर को एक फुट से गुणा करने पर एक फुट को चर X से गुणा करने के बराबर होता है'।

X का मान ज्ञात करने के लिए, हमें 1 फुट को X से गुणा करने के फलन को उलटना होगा और दोनों पक्षों को 1 फुट से भाग देना होगा।

यह समीकरण पिछले चरण में हमारे पास मौजूद समीकरण के समान है, लेकिन अब दोनों पक्षों को एक फुट से विभाजित किया गया है। अब यह इस प्रकार पढ़ा जाता है: 'एक सौ सत्रह मिलीमीटर को एक फुट से गुणा करके एक फुट से भाग देने पर एक फुट को चर X से गुणा करके एक फुट से भाग देने के बराबर होता है'।

ध्यान दें कि जब दोनों पक्षों को 1 फुट से विभाजित किया जाता है, तो बराबर चिह्न के बाईं और दाईं ओर फुट की इकाइयाँ रद्द हो जाती हैं, जिससे बाईं ओर केवल मिलीमीटर (मिमी) बचता है।

समीकरण पिछले चरण के समान ही है, लेकिन 'फुट' वाले सभी पदों को काट दिया गया है। अब यह इस प्रकार पढ़ा जाता है: 'एक सौ सत्रह मिलीमीटर चर X के बराबर है'।

इसे और सरल बनाने पर, हम देखते हैं कि दाहिना पक्ष प्रतियोगिता क्षेत्र के हमारे अज्ञात ड्राइंग आकार तक सीमित हो जाता है, जिसे चर X द्वारा दर्शाया गया है।

  • बाईं ओर, हमारे पास 117 मिमी शेष है। इस प्रकार, प्रतियोगिता क्षेत्र के अज्ञात चित्र का आकार 117 मिमी है।

अंतिम परिणाम चर X को परिभाषित करने वाला एक समीकरण है। यह समीकरण कहता है, 'चर X एक सौ सत्रह मिलीमीटर के बराबर है'।

प्रश्न:प्रतियोगिता मैदान के बाहरी हिस्से की परिधि 11.9 गुणा 11.9 फीट है। मैदान के बाहरी भाग के छोटे किए गए आयाम क्या हैं ताकि आप उन्हें आंतरिक भाग के लिए आपके पास पहले से मौजूद ड्राइंग में जोड़ सकें?
A:आयाम 119 मिमी x 119 मिमी हैं, ऊपर बताई गई प्रक्रिया का उपयोग करके।

अपने सीखने का विस्तार करें आइकन अपने ज्ञान का विस्तार करें - प्रतियोगिता क्षेत्र का विस्तार करना

इस वर्ष के VEX रोबोटिक्स प्रतियोगिता क्षेत्र का एक स्केल किया हुआ चित्र बनाएं। निम्नलिखित 2019-2020 टावर टेकओवर फील्ड की एक उदाहरण तस्वीर है, लेकिन वर्तमान वर्ष के फील्ड की तस्वीरें इस लिंक परहैं

2019-2020 टावर टेकओवर गेम फील्ड का ऊपर से लिया गया दृश्य, जिसमें बेलनाकार टावर, घन और टीम गठबंधन स्टेशन शामिल हैं।

शुरुआती छात्र प्रतियोगिता मैदान की एक छवि (जैसे यह वाली) का उपयोग कर सकते हैं और VEX द्वारा प्रदान किए गए वास्तविक मापों और छवि में दिए गए मापों के आधार पर पैमाना निर्धारित कर सकते हैं।
छात्र VEX द्वारा दिए गए आयामों के आधार पर इस वर्ष के मैदान के अपने स्वयं के स्केल किए गए चित्र बना सकते हैं।
छात्र मैदान का अपना स्केल किया हुआ चित्र बना सकते हैं और फिर एक स्वचालित प्रोग्राम को बार-बार चला सकते हैं (योजना बनाना, परीक्षण करना और परिष्कृत करना)।