Enkle robotarms- og håndvidenskabsprojekter

Enkle elektriske, mekaniske, matematiske og beregningseksperimenter kan udføres ved hjælp af robotarme og hænder. Du kan eje en robotarm til brug i skolevidenskabelige projekter for så lidt som $ 50. Med præcisionskontroller, en vinkel på 300 grader på armrotation, griber og håndledsbevægelser er det værd at investere.

Køb et robotarmsæt, og vis dine studerende de komponenter og værktøjer, der kræves for at konstruere det færdige produkt. Bed dem om at studere instruktionerne, og spørg et par frivillige, der hjælper med at vise klassen, hvad der er involveret i at oprette en robotarm ved at læse instruktionerne op. Hjælp et andet lille hold med at bygge armen fra bunden. Forklar, hvad de forskellige komponenter er til, og hvad de gør i den færdige robotarm. Hvis du ønsker at specialisere dig i biologi og teknik, da de to er forbundet inden for biomekanik, så prøv at beskrive hver robotkomponent som om det var en kropsdel. For eksempel kan ledningerne være blodkar, der bærer energien til grabben eller hånden.

En simpel sammenligning mellem robotten og barnets arm / hånd kan inspirere til et større niveau af forståelse om vigtigheden af ​​deres krop og relevansen af ​​computermodellering og proteser. Bed hvert barn om at skrive forskellene i en tabel med "robot" og "menneskelige" overskrifter. Se efter sammenligninger som koldt metal versus varm hud, batteridrevet versus energi fra mad eller grabber versus hånd og fingre. Bed børnene om også at angive de ligheder, de observerer, især når armen er i drift. Det detaljeringsniveau, du udforsker, afhænger naturligvis af aldersgruppen.

Hver robot kræver batterier, som driver en lille elektrisk motor inde i robotens kerne. Forklar dette system for studerende. Bed dem om at prøve at løfte flere små vægte med deres egne arme, og bed dem derefter om at udføre de samme vægtløftninger ved hjælp af robotarmen og grabben. Arbejd opad fra den laveste vægt. Find ud af, hvad der er den første vægt, børnene ikke kan løfte, og hvilke robotten ikke kan løfte. Optag resultaterne i en sammenligningstabel.

Distribuer et nyt værktøj, som børnene kan prøve: den grundlæggende vinkelmåler. Bed dem om at rotere robotarmen fra en maksimal position til en anden, og mål derefter rotationsvinklen og den samlede lysbue ved hjælp af vinkelmåler. Bed dem også om at måle robotarmens samlede lodrette rækkevidde, og måske kan de sammenligne den ved at arbejde parvis og måle hinandens maksimale lodrette rækkevidde ved hjælp af et bånd måle. OWI Robotic Arm Edge har for eksempel en lodret rækkevidde på 15 inches, en vandret rækkevidde på 12,6 inches og en rotationsbue i håndpositionen på 180 grader.

For ældre studerende, såsom 15 eller 16, udvikle deres forståelse af applikationer i den virkelige verden yderligere - ind i riget af helkroppsrobotter og medicinsk hjælpemaskiner såsom arbejdende protesearme, ben og hænder. Bed de studerende om at finde tre forskellige medicinske anvendelser af en robotarm, angiv hvorfor en robotarm er nyttig sammenlignet med en normal arm og tre grunde til, at nogen måske har brug for protese. Eksempler inkluderer fysioterapi-træningsrobotter, erstatningslemmer og lammelsesforskning inden for neurovidenskab. En 25-årig paraplegiker fik historie i 2004, efter at han havde implanteret 96 elektriske sensorer i hjernen for at kontrollere en robotarm, som beskrevet af Science Line.