Enkle robotarm- og håndvitenskapelige prosjekter

Enkle elektriske, mekaniske, matematiske og beregningseksperimenter kan utføres ved hjelp av robotarme og hender. Du kan eie en robotarm for bruk i skolefaglige prosjekter for så lite som $ 50. Med presisjonskontroller, en armers rotasjon på 300 grader, gripper og håndleddbevegelser, er det verdt investeringen.

Kjøp et robotarmsett og vis elevene komponentene og verktøyene som kreves for å konstruere det ferdige produktet. Be dem studere instruksjonene og be noen frivillige hjelper til å vise klassen hva som er involvert i å sette opp en robotarm ved å lese opp instruksjonene. Hjelp et annet lite team med å bygge armen fra bunnen av. Forklar hva de forskjellige komponentene er til og hva de gjør i den ferdige robotarmen. Hvis du ønsker å spesialisere deg i biologi og ingeniørfag, siden de to er knyttet sammen innen biomekanikk, kan du prøve å beskrive hver robotkomponent som om det var en kroppsdel. Ledningene kan for eksempel være blodkarene, som bærer energien til grabben eller hånden.

En enkel sammenligning mellom roboten og barnets arm / hånd kan inspirere til et større nivå av forståelse om viktigheten av kroppen deres og relevansen av datamodellering og proteser. Be hvert barn skrive forskjellene i en tabell med "robot" og "menneskelige" overskrifter. Se etter sammenligninger som kaldt metall versus varm hud, batteridrevet kontra energi fra mat eller grabber versus hånd og fingre. Be barna også oppgi likhetene de observerer, spesielt når armen er i drift. Tydeligvis avhenger detaljnivået du utforsker av aldersgruppen.

Hver robot krever batterier som driver en liten elektrisk motor inne i robotens kjerne. Forklar dette systemet for studentene. Be dem prøve å løfte flere små vekter med egne armer, og be dem deretter utføre de samme vektløftingene ved hjelp av robotarmen og grabben. Arbeid oppover fra laveste vekt. Finn ut hvilken som er den første vekten barna ikke kan løfte, og hvilke roboten ikke kan løfte. Registrer resultatene i en sammenligningstabell.

Distribuer et nytt verktøy for barna å prøve: den grunnleggende vinkelmåler. Be dem om å rotere robotarmen fra en maksimal posisjon til en annen, og måle deretter rotasjonsvinkelen og den totale lysbuen ved å bruke vinkelmåler. Be dem også om å måle den totale vertikale rekkevidden til robotarmen, og kanskje de kan sammenligne den til seg selv ved å jobbe parvis og måle hverandres maksimale vertikale rekkevidde ved hjelp av et bånd måle. OWI Robotic Arm Edge, for eksempel, har en vertikal rekkevidde på 15 inches, en horisontal rekkevidde på 12,6 inches og en rotasjonsbue i håndposisjonen på 180 grader.

For eldre studenter, for eksempel 15 eller 16, utvikler de sin forståelse av virkelige applikasjoner videre - inn i riket til helkroppsroboter og medisinsk hjelpemaskiner som arbeidende protesearmer, ben og hendene. Be elevene finne tre forskjellige medisinske bruksområder for en robotarm, oppgi hvorfor en robotarm er nyttig sammenlignet med en normal arm og tre grunner til at noen kan trenge protese. Eksempler inkluderer fysioterapi-treningsroboter, erstatningslemmer og lammelsesforskning innen nevrovitenskap. En 25 år gammel paraplegiker skrev historie i 2004 etter at han hadde implantert 96 elektriske sensorer i hjernen for å kontrollere en robotarm, som beskrevet av Science Line.