Eenvoudige elektrische, mechanische, wiskundige en computationele experimenten kunnen worden uitgevoerd met behulp van robotarmen en handen. Je kunt al een robotarm bezitten voor gebruik in wetenschappelijke schoolprojecten voor slechts $ 50. Met precisiebedieningen, een armrotatie van 300 graden, grijper- en polsbewegingen is het de investering waard.
Bouw een robotarm en hand
Koop een robotarmkit en laat je leerlingen de onderdelen en gereedschappen zien die nodig zijn om het eindproduct te bouwen. Vraag ze de instructies te bestuderen en vraag een paar vrijwilligers om de klas te laten zien wat er komt kijken bij het opzetten van een robotarm door de instructies voor te lezen. Help een ander klein team om de arm helemaal opnieuw te bouwen. Leg uit waar de verschillende componenten voor zijn en wat ze doen in de voltooide robotarm. Als je je wilt specialiseren in biologie en techniek, aangezien de twee verbonden zijn op het gebied van biomechanica, probeer dan elke robotcomponent te beschrijven alsof het een lichaamsdeel is. De draden kunnen bijvoorbeeld de bloedvaten zijn, die de energie naar de grijper of de hand transporteren.
Vergelijk Robot met Mens
Een eenvoudige vergelijking tussen de robot en de arm/hand van het kind kan leiden tot meer begrip over het belang van hun lichaam en de relevantie van computermodellering en protheses. Vraag elk kind om de verschillen op te schrijven in een tabel met de kopjes 'robot' en 'mens'. Zoek naar vergelijkingen zoals koud metaal versus warme huid, batterijgevoed versus energie uit voedsel of grijper versus hand en vingers. Vraag de kinderen ook de overeenkomsten te vermelden die ze zien, vooral wanneer de arm in werking is. Het is duidelijk dat het detailniveau dat u verkent afhankelijk is van de leeftijdsgroep.
Verschillende gewichten optillen
Elke robot heeft batterijen nodig, die een kleine elektromotor in de kern van de robot aandrijven. Leg dit systeem uit aan de leerlingen. Vraag ze om te proberen verschillende kleine gewichten met hun eigen armen op te tillen en vraag hen vervolgens dezelfde gewichtheffen uit te voeren met de robotarm en grijper. Werk vanaf het laagste gewicht naar boven. Zoek uit wat het eerste gewicht is dat de kinderen niet kunnen tillen en welk de robot niet kan tillen. Noteer de resultaten in een vergelijkingstabel.
Vrijheidsgraden meten
Deel een nieuw hulpmiddel uit dat de kinderen kunnen uitproberen: de basisgradenboog. Vraag hen om de robotarm van de ene maximale positie naar de andere te draaien en meet vervolgens de rotatiehoek en de totale boog met behulp van de gradenboog. Vraag ze ook om het totale verticale bereik van de robotarm te meten, en misschien kunnen ze het vergelijken door in paren te werken en elkaars maximale verticale reikwijdte te meten met een meetlint meten. De OWI Robotic Arm Edge heeft bijvoorbeeld een verticaal bereik van 15 inch, een horizontaal bereik van 12.6 inch en een rotatieboog in de handpositie van 180 graden.
Maak een lijst van verschillende robotgebruiken in de echte wereld
Voor oudere leerlingen, zoals 15 of 16, ontwikkelen ze hun begrip van toepassingen in de echte wereld verder -- in het rijk van full body robots en medische hulpmachines zoals werkende prothetische armen, benen en legs handen. Vraag de leerlingen om drie verschillende medische toepassingen van een robotarm te vinden, op te sommen waarom een robotarm nuttig is in vergelijking met een normale arm en drie redenen waarom iemand een prothese nodig heeft. Voorbeelden zijn oefenrobots voor fysiotherapie, vervangende ledematen en verlammingsonderzoek op het gebied van neurowetenschappen. Een 25-jarige dwarslaesie schreef geschiedenis in 2004 nadat hij 96 elektrische sensoren in zijn hersenen had geïmplanteerd om een robotarm te besturen, zoals beschreven door Science Line.