Ρομπότ που αποφεύγει εμπόδια στο χώρο. Creative Commons, Attribution + Noncommercial + ShareAlike (BY-NC-SA)
Verified
Authors: 'Ιδρυμα Ευγενίδου
Engineering
This content is provided in languages:

Κατασκευή και προγραμματισμός ενός ρομποτικού οχήματος που αποφεύγει τα εμπόδια! Η φύση είναι η πηγή έμπνευσης για τον τομέα της ρομποτικής, γι’ αυτό οι μηχανικοί προσπαθούν να τη μιμηθούν σε πολλές περιπτώσεις. Σε αυτήν την πρόκληση, οι μαθητές κατασκευάζουν και προγραμματίζουν ένα τρίκυκλο ρομπότ που κινείται στον χώρο αποφεύγοντας εμπόδια που παρουσιάζονται στην πορεία του. Το ρομπότ μιμείται τον τρόπο που τα ζώα, όπως οι νυχτερίδες (ή τα δελφίνια κ.λπ.), «βλέπουν» σε ένα σκοτεινό φυσικό περιβάλλον. Το ρομπότ έχει κατασκευαστεί σε ανοιχτή πλατφόρμα arduino και περιλαμβάνει τους κατάλληλους αισθητήρες απόστασης (αισθητήρες υπερήχων), για να «βλέπει» τα εμπόδια. Ένα εντυπωσιακό συμπέρασμα στο οποίο θα καταλήξουν τα παιδιά είναι ότι το ρομπότ «βλέπει ... ακούγοντας». Ο τομέας της ρομποτικής ενσωματώνει όλους τους τομείς των STEM (Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική, Μαθηματικά) με τρόπο που κανένας άλλος δεν μπορεί να καλύψει. Στην πραγματικότητα, ο τομέας της ρομποτικής συνδυάζει τις επιστήμες της μηχανικής, της ηλεκτρολογίας, της ηλεκτρονικής, της μηχανολογίας συστημάτων ελέγχου, της πληροφορικής, της τεχνολογίας, των μαθηματικών, της φυσικής και της βιολογίας. Η πρόκληση του σχεδιασμού και προγραμματισμού ενός ρομπότ που αποφεύγει τα εμπόδια μπορεί να εφαρμοστεί είτε σε σχολεία, είτε σε μουσεία επιστημών, είτε σε εργαστήρια επιστημονικών εκθέσεων. Πρωταρχικός σκοπός αυτής της δραστηριότητας είναι να παρακινήσει τους μαθητές και τους νέους να ενδιαφερθούν για την επιστήμη και την εφαρμοσμένη μηχανική. Γενικά, η ρομποτική μπορεί να εξάψει και να αναπτύξει την έμφυτη περιέργεια των νέων, καθιστώντας πολύ πιο ελκυστική τη διαδικασία μάθησης γύρω από τους τομείς STEM.
Knowledge acquisition gain
  Δεξιότητες: Εισαγωγή στον κόσμο της διαδικασίας σχεδιασμού και στον τρόπο με τον οποίο οι μηχανικοί εργάζονται / ανάπτυξη των δεξιότητων επίλυσης προβλημάτων / πρακτική εφαρμογή της επιστήμης και των μαθηματικών στη μηχανική / ανάπτυξη κριτικής σκέψης / υποστήριξη ομαδικής εργασίας, κινήτρων, αντιμετώπισης προβλημάτων και μάθηση από την αποτυχία / κατανόηση των υλικών και τον ρόλο τους στην διαδικασία σχεδιασμού. Επιστημονικές αρχές/έννοιες που θα εξεταστούν: Προγραμματισμός, αισθητήρες, πλοήγηση.

STEM σταδιοδρομίες και αγορά εργασίας

Υπάρχουν πολυάριθμα επιστημονικά, μηχανικά, τεχνολογικά στοιχεία τα οποία εμπλέκονται στην ανάπτυξη των πραγματικών ρομπότ. Κάποια από αυτά είναι τα εξής:

● Ρομποτική στην υγειονομική περίθαλψη: Διανομή φαρμάκων, χειρουργικές επεμβάσεις και έρευνα

● Ρομποτική τεχνολογία στη γεωργία και στη βιομηχανία παραγωγής τροφίμων: συγκομιδή, συσκευασία ή διανομή τροφίμων.

● Ρομποτική τεχνολογία στην κατασκευαστική βιομηχανία: εφεύρεση και παραγωγή αγαθών.

● Ρομποτική στις τέχνες και τη βιομηχανία της ψυχαγωγίας: παραγωγή και διανομή τέχνης, μουσικής, βίντεο και ζωντανής ψυχαγωγίας.

● Ρομποτική τεχνολογία στον τομέα των επικοινωνιών: ορισμένες μορφές επικοινωνίας αξιοποιούν ή μπορούν να αξιοποιήσουν τη ρομποτική τεχνολογία.

● Ρομποτική στην εξερεύνηση του διαστήματος: Τηλεκατευθυνόμενα Οχήματα (ROVs) και Τηλεχειριζόμενα Συστήματα (RMS) χρησιμοποιούνται σε αποστολές στο διάστημα. Ένα ROV μπορεί να είναι μη επανδρωμένο διαστημικό όχημα που περιστρέφεται ελεύθερο ή προσγειώνεται, όταν έρχεται σε επαφή με μια εξωτερική διαστημική επιφάνεια και εξερευνά το έδαφος. Χρησιμοποιούνται για τη συλλογή δεδομένων και οπτικού υλικού, το οποίο δεν θα ήταν ποτέ δυνατό να γίνει από τον άνθρωπο, χωρίς τη βοήθεια των ρομπότ. Επίσης, οι μηχανικοί βραχίονες RMS βοηθούν τους αστροναύτες να εκτελέσουν πολύ σημαντικές και δύσκολες εργασίες κατά τη διάρκεια των διαστημικών αποστολών τους.

● Υποβρύχια Εξερεύνηση: Τα υποβρύχια ρομπότ έχουν τη δυνατότητα να καταδύονται γρηγορότερα και βαθύτερα από οποιονδήποτε άνθρωπο, να συλλέγουν και να παρέχουν δεδομένα για τη θαλάσσια ζωή. Αυτά τα ρομπότ είναι εξοπλισμένα με αισθητήρες, κάμερες υψηλής ευκρίνειας, τροχούς και άλλες τεχνολογίες για να βοηθούν τους επιστήμονες, όταν εξερευνούν αποβάθρες, θαλάσσιους πυθμένες, φράγματα, κύτη σκαφών και άλλες επιφάνειες.

● Εξερεύνηση Επικίνδυνου Περιβάλλοντος: Τα ρομπότ γίνονται ολοένα και πιο σημαντικά στη διερεύνηση και μελέτη επικίνδυνων και επισφαλών περιβαλλόντων, όπως ηφαίστεια, αίθουσες με φωτιά, χώρους με εκρηκτικά, συντρίμμια σεισμών και σπηλιές.

● Τα ρομπότ χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν άτομα με ειδικές ανάγκες.