Einfach ausgedrückt ist ein Roboter alles, was sich selbst bewegen kann, von einem Spielzeugauto bis hin zu einem ferngesteuerten Bombenverteiler. Ein wissenschaftliches Experiment in der Robotik kann daher alles umfassen, von den einfachsten Formen autonomer Bewegung bis hin zu komplexen Mathematik- und Konstruktionstechniken, die Kenntnisse über Algorithmen und computergenerierte künstliche Intelligenz.
Entwerfen Sie einen Roboter
Ein gutes Einführungsexperiment für junge Studenten, das von der Online-Ressource 101 Science empfohlen wird, besteht darin, einen Roboter in seiner einfachsten Form zu entwerfen und daran zu arbeiten. Der erste Schritt dazu ist Fantasie: Die Schüler setzen sich mit einem Blatt Papier und Bleistift hin und entwerfen einen Roboter. Modelle können aus Papierausschnitten mit Klebeband oder Kleber gebaut werden. Die Schüler erklären, wofür die verschiedenen Teile des Roboters verwendet werden und wie er funktioniert. Ermutigen Sie den Schüler anhand des Papiermodells, Materialien zu finden, die für die Konstruktion des Roboters am besten geeignet sind. Diese einfache Ermutigung des Designprozesses ist ein großartiges Robotik-Experiment für Anfänger.
Lego
Die Bildungsstiftung Edutopia, gegründet von "Star Wars"-Schöpfer George Lucas, nennt Lego Mindstorms NXT die "beste Verbindung zwischen Lehrern (oder Eltern) und" Studenten seit [dem renommierten Bildungsreformer] Horace Mann.“ Der Bausatz wird mit einem Motor, Sensoren und mechanischen Teilen geliefert, die zum Zusammenbauen verwendet werden können Vielzahl von Robotern, von einem humanoiden, der gehen und sprechen kann, bis hin zu einem Roboterarm, und ermöglicht auch erfinderischeren Schülern, ihre eigenen Roboter mit den bereitgestellten Materialien. Die Präsentation des NXT auf einer Wissenschaftsmesse bietet den Schülern die Möglichkeit, die Mechanik beweglicher Teile zu erklären und die Grundlagen der komplexen Robotik besser zu verstehen.
Zauberwürfel
Für hoch fortgeschrittene Studenten schlägt die California State Science Fair vor, ein Projekt zu replizieren, das auf der Expo 2005 vorgestellt wurde: den Bau eines Roboters, der einen Zauberwürfel lösen kann. Der eigentliche Roboter wurde hauptsächlich aus Plexiglas hergestellt, obwohl alle verfügbaren Materialien ersetzt werden können. Um den Würfel zu lösen, wurden Schrittmotoren mit einer in C und C++ codierten Maschine mit dem Kociemba-Algorithmus verbunden. Der Computer kann entweder so programmiert werden, dass er sich an den Zustand des Würfels erinnert, oder er kann in Kameras eingebettet werden, damit er "sehen" kann, was er tut.