Όμιλος Εκπαιδευτικής Ρομποτικής

Το ανυψωτικό όχημα είναι ένα όχημα που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά και την ανύψωση αντικειμένων. Σε αυτή τη δράση οι μαθητές κατασκευάσανε ένα απλό μηχανισμό ανυψωτικού οχήματος χρησιμοποιώντας το Nezha Inventor’s Kit V2.

Για το μηχανισμό ανύψωσης χρησιμοποιήθηκαν δοκάρια που συνδεόμενα σχημάτιζαν δύο παραλληλόγραμμα. Τα δύο αυτά παραλληλόγραμμα συνδέθηκαν με ένα σερβομηχανισμό ο οποίος μπορούσε να επεκτείνει  ή να μαζέψει τα παραλληλόγραμμα επιτυγχάνοντας έτσι την ανύψωση ή το κατέβασμα του μηχανισμού ανύψωσης.

Οι μαθητές εργάσθηκαν ομαδικά, επιλύοντας επιμέρους προβλήματα και εφαρμόζοντας δημιουργικά τις ιδέες τους συναρμολόγησαν τα περονοφόρα ανυψωτικά οχήματα. Χρησιμοποίησαν μπλοκ, συνδέσμους, κινητήρες κίνησης και σερβομηχανισμούς.

Με την διαδικτυακή εφαρμογή Makecode, ανέπτυξαν οι μαθητές το κατάλληλο λογισμικό για τον έλεγχο των κατασκευών τους. Οι μαθητές πραγματοποίησαν  πολλά πειράματα και ελέγχους, διαπιστώνοντας στη πράξη, τον καθοριστικό ρόλο που έχει το λογισμικό στη λειτουργία των σύγχρονων μηχανών.

Ο ρομποτικός βραχίονας είναι μια μηχανική κατασκευή η οποία μπορεί να μιμηθεί τις κινήσεις του ανθρώπινου βραχίονα. Στην εποχή μας παίζει σημαντικό ρόλο στη βιομηχανία, την ιατρική, την επιστήμη και σε άλλους τομείς.

Σε αυτή τη δράση είχαμε ως στόχο οι μαθητές μας να πειραματιστούν και να μάθουν κατασκευάζοντας παράλληλα ένα βραχίονα καθώς και τις βασικές αρχές λειτουργίας αυτού του ρομποτικού βραχίονα με το Nezha Inventor’s Kit. Γνωρίζοντας τις βασικές αρχές λειτουργίας ενός ρομποτικού βραχίονα οι μαθητές μπόρεσαν να φανταστούν και τους πιθανούς τομείς εφαρμογής τους.

Οι μαθητές εργάσθηκαν ομαδικά, επιλύοντας επιμέρους προβλήματα και εφαρμόζοντας δημιουργικά τις ιδέες τους συναρμολόγησαν τις μηχανικές κατασκευές. Εκτός από μπλοκ, γρανάζια και συνδέσμους χρησιμοποίησαν κινητήρες κίνησης και σερβομηχανισμούς για τον έλεγχο της κίνησης των ρομποτικών βραχιόνων.

Με την διαδικτυακή εφαρμογή Makecode, οι μαθητές ανέπτυξαν το κατάλληλο λογισμικό για τον έλεγχο των κατασκευών τους. Σ’ αυτή τη φάση οι μαθητές διενεργώντας πολλούς πειραματισμούς και ελέγχους, διαπίστωσαν στη πράξη, τον καθοριστικό ρόλο που έχει το λογισμικό στη λειτουργία των σύγχρονων μηχανών.

Οι μαθητές εκτέλεσαν αρκετά πειράματα  ώστε οι κατασκευές τους να μπορούν να μιμηθούν τις κινήσεις ενός ανθρώπινου βραχίονα και να μπορούν να εκτελέσουν μια ποικιλία εργασιών. Απέδειξαν ότι οι κατασκευές τους θα μπορούσαν να μιμηθούν τις ρομποτικές κατασκευές που λειτουργούν στις βιομηχανίες  ή σε διάφορες ιατρικές εξειδικευμένες επεμβάσεις όπως και σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στην καθημερινή ζωή.

Η τραμπάλα που υπάρχει σχεδόν σε κάθε παιδική χαρά είναι ένας κλασικός τρόπος  διασκέδασης πολύ αγαπητός, κυρίως ανάμεσα στα παιδιά. Χρησιμοποιείται η αρχή της μόχλευσης για να επιτευχθεί  ισορροπία ανάμεσα στα δύο άκρα. Σε αυτή τη δράση χρησιμοποιήσαμε τις συλλογές Nezha Inventor’s για να δημιουργήσουμε μια τραμπάλα που μπορεί να αιωρείται.

Οι μαθητές εργάστηκαν ομαδικά εφαρμόζοντας τις δεξιότητες της επίλυσης προβλημάτων και της δημιουργικής σκέψης, σχεδίασαν και κατασκεύασαν τις κατάλληλες μηχανικές κατασκευές για την υποστήριξη της κίνησης μιας τραμπάλας.

Στη συνέχεια οι μαθητές χρησιμοποίησαν την πλατφόρμα Makecode για τη δημιουργία του κατάλληλου λογισμικού που υποστήριζε τις κατασκευές τους.

Είχαν την ευκαιρία οι μαθητές να πειραματιστούν με τους τρόπους σύνδεσης των μηχανισμών και ιδιαίτερα των γραναζιών για να υποστηρίξουν την ισορροπία και κυρίως την κίνηση της τραμπάλας.

Ο ταλαντευόμενος ανεμιστήρας είναι μια κοινή οικιακή συσκευή που διανέμει στο χώρο τον αέρα κουνώντας την κεφαλή του. Σε αυτή τη δράση κατασκευάσαμε έναν ανεμιστήρα που μπορεί αυτόματα να κινεί και να περιστρέφει αυτόματα τη κεφαλή του χρησιμοποιώντας το Nezha Inventor’s Kit.

Οι μαθητές εργάστηκαν σε ομάδες και η κάθε ομάδα δημιούργησε τον δικό της ανεμιστήρα για να μειώσει τη θερμοκρασία στο χώρα, χρησιμοποιώντας διάφορα μπλοκ, γρανάζια και κινητήρες.

Μετά τη δημιουργία του ανεμιστήρα οι μαθητές είχαν την ευκαιρία να πειραματιστούν με τη χρήση του ποτενσιόμετρου, όπου μπορούσαν οι ίδιοι να ρυθμίσουν τη δύναμη που θα περιστρέφονταν ο έλικας του ανεμιστήρα. Επίσης χρησιμοποίησαν το θερμόμετρο του μικροελεγκτή Microbit για να ρυθμίζεται αυτόματα η δύναμη περιστροφής του έλικα ανάλογα με τη θερμοκρασία του χώρου. Τέλος πειραματίσθηκαν με τον αισθητήρα υπερήχων μετατρέποντας τον ανεμιστήρα σε στεγνωτήρα χεριών.

Για όλες τις κατασκευές οι μαθητές χρησιμοποίησαν την πλατφόρμα Makecode για τη δημιουργία του λογισμικού που υποστήριζε τις κατασκευές τους.

Η άρση βαρών είναι ένα άθλημα όπου κάποιος σηκώνει με τα δύο χέρια του μια μπάρα με δύο δίσκους πάνω από το κεφάλι του. Είναι πολύ δύσκολη η άρση βαρών γιατί απαιτεί μεγάλη δύναμη και πολύ σταθερή ισορροπία καθώς και υψηλό επίπεδο συντονισμού. Επιπλέον, η άρση βαρών απαιτεί ένα πολύ ισχυρό ψυχολογικό προφίλ και θέληση, καθώς υπάρχει μεγάλη πίεση και προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν όταν κάποιος σηκώνει βάρη.

Στη σημερινή δράση χρησιμοποιήσαμε τα Nezha Inventor’s Kit για να δημιουργήσουμε τα ρομπότ που μπορούνε να προσομοιώνουνε τις κινήσεις άρσης βαρών. Στόχοι της δράσης ήταν αρχικά να γίνουν τα βήματα και οι τεχνικές για την κατασκευή των ρομπότ άρσης βαρών χρησιμοποιώντας μπλοκ, κινητήρες και άλλα υλικά. Οι μαθητές εξοικειώθηκαν με τις  μεθόδους μετατροπής της κυκλικής κίνησης σε παλινδρομική κίνηση. Τέλος με τη χρήση της πλατφόρμας Makecode δημιουργήθηκε το κατάλληλο λογισμικό για τον έλεγχο των κινήσεων των ρομπότ άρσης βαρών.

Η αμοιβαία κίνηση είναι η κίνηση που επαναλαμβάνεται σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις. Η κίνηση του κινητήρα είναι κυκλική κίνηση και χρειαζόμαστε μια δομή για να μετατρέψει την κυκλική κίνηση σε παλινδρομική κίνηση.

Σε ομάδες των 3-4 ατόμων, οι μαθητές κατασκεύασαν τα ρομπότ άρσης βαρών, εστιάζοντας στο πώς η κυκλική κίνηση μετατρέπεται σε παλινδρομική κίνηση, πώς χρησιμοποιούνται οι κινητήρες και διάφορες επιλογές πάνω στη σχεδίαση του βραχίονα των ρομπότ.

Έλξεις είναι οι ασκήσεις που χρησιμοποιούμε τη δύναμη μας για να τραβήξουμε το σώμα μας μέχρι τη μπάρα και στη συνέχεια να το κατεβάσουμε πάλι προς τα κάτω, επαναλαμβάνοντας τις ίδιες κινήσεις πολλές φορές.

Στα πλαίσια του ομίλου ρομποτικής, στο εργαστήριο πληροφορικής οι μαθητές χρησιμοποιήσαν τις τρεις συλλογές Nezha Inventor’s Kit  που διαθέτει το σχολείο για να δημιουργήσουν τα ρομπότ που μπορούν να κάνουν pull-ups.

Οι μαθητές εξασκήθηκαν στη συναρμολόγηση του ρομπότ και συγκεκριμένα στο πως να μετακινήσουν τον βραχίονα του ρομπότ, πώς να λειτουργούν οι κινητήρες και πώς να τους χρησιμοποιούν για να οδηγούν την κίνηση του βραχίονα του ρομπότ, πώς να προσομοιώσουν τη διαδικασία της έλξης.

Μέσω της δημιουργίας ενός ρομπότ που κάνει έλξεις, οι μαθητές θα αναπτύξουν δεξιότητες συνεργατικής επίλυσης προβλημάτων.