Ιδέες για πειραματικά δίκαια επιστημονικά πειράματα

Με απλά λόγια, ένα ρομπότ είναι οτιδήποτε μπορεί να κινηθεί από μόνο του, από ένα παιχνίδι-παιχνίδι σε μια συσκευή διάχυσης βόμβας τηλεχειριστηρίου. Ένα επιστημονικό πείραμα στη ρομποτική, επομένως, μπορεί να περιλαμβάνει οτιδήποτε, από τις απλούστερες μορφές αυτόνομης κίνησης έως το περίπλοκο μαθηματικά και τεχνικές κατασκευής που απαιτούν γνώση των αλγορίθμων και τεχνητών υπολογιστών νοημοσύνη.

Ένα καλό εισαγωγικό πείραμα για νέους μαθητές, όπως συνιστάται από τον διαδικτυακό πόρο 101 Science, είναι ο σχεδιασμός και η εργασία για την κατασκευή ενός ρομπότ, στην απλούστερη μορφή του. Το πρώτο βήμα σε αυτό είναι η φαντασία: Οι μαθητές κάθονται με ένα κομμάτι χαρτί και μολύβι και σχεδιάζουν ένα ρομπότ. Τα μοντέλα μπορούν να κατασκευαστούν από κομμάτια χαρτιού με ταινία ή κόλλα. Οι μαθητές εξηγούν ποια είναι τα διάφορα μέρη του ρομπότ και πώς θα λειτουργήσει. Από το μοντέλο χαρτιού, ενθαρρύνετε τον μαθητή να βρει υλικά που ταιριάζουν καλύτερα στην κατασκευή του ρομπότ. Αυτή η απλή ενθάρρυνση της διαδικασίας σχεδιασμού είναι ένα μεγάλο πείραμα ρομποτικής για αρχάριους.

Το εκπαιδευτικό ίδρυμα Edutopia, που ιδρύθηκε από τον δημιουργό του «Star Wars», George Lucas, αποκαλεί το Lego Mindstorms NXT «τον καλύτερο δεσμό μεταξύ δασκάλων (ή γονέων) και μαθητές να έρθουν από τότε που ο [διάσημος μεταρρυθμιστής εκπαίδευσης] Horace Mann. " Το κιτ διαθέτει κινητήρα, αισθητήρες και μηχανικά μέρη που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συναρμολόγηση a ποικιλία ρομπότ, από ανθρωποειδές που μπορεί να περπατήσει και να μιλήσει με ρομποτικό βραχίονα, και επιτρέπει επίσης σε περισσότερους εφευρετικούς μαθητές να σχεδιάσουν τα δικά τους ρομπότ με τα παρεχόμενα υλικά. Η εμφάνιση του NXT σε μια επιστημονική έκθεση επιτρέπει στους μαθητές την ευκαιρία να εξηγήσουν τους μηχανισμούς των κινούμενων μερών και να κατανοήσουν καλύτερα τις βασικές αρχές της σύνθετης ρομποτικής.

Για φοιτητές υψηλού επιπέδου, η Καλιφόρνια State Science Fair προτείνει την αναπαραγωγή ενός έργου που παρουσιάστηκε στην έκθεση του 2005: κατασκευή ενός ρομπότ ικανού να λύσει ένα Rubik’s Cube. Το πραγματικό ρομπότ κατασκευάστηκε κυρίως από το Plexiglas, αν και μπορεί να αντικατασταθεί οποιοδήποτε διαθέσιμο υλικό. Για την επίλυση του κύβου, οι βηματικοί κινητήρες συνδέθηκαν σε μια μηχανή που κωδικοποιείται σε C και C ++ με τον αλγόριθμο Kociemba. Ο υπολογιστής μπορεί είτε να προγραμματιστεί ώστε να θυμάται την κατάσταση του κύβου, είτε μπορεί να ενσωματωθεί με κάμερες ώστε να μπορεί να "δει" τι κάνει.