โครงงานวิทยาศาสตร์แขนและมือหุ่นยนต์อย่างง่าย

การทดลองทางไฟฟ้า ทางกล คณิตศาสตร์ และการคำนวณอย่างง่ายสามารถทำได้โดยใช้แขนและมือของหุ่นยนต์ คุณสามารถเป็นเจ้าของแขนหุ่นยนต์เพื่อใช้ในโครงการวิทยาศาสตร์ของโรงเรียนได้ในราคาเพียง 50 ดอลลาร์ ด้วยการควบคุมที่แม่นยำ การหมุนแขนทำมุม 300 องศา การเคลื่อนไหวของกริปเปอร์ และข้อมือ จึงคุ้มค่ากับการลงทุน

ซื้อชุดแขนกลหุ่นยนต์และแสดงให้นักเรียนเห็นส่วนประกอบและเครื่องมือที่จำเป็นในการสร้างผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ขอให้พวกเขาศึกษาคำแนะนำและขอให้อาสาสมัครสองสามคนช่วยแสดงให้ชั้นเรียนเห็นว่ามีส่วนร่วมในการตั้งแขนหุ่นยนต์โดยการอ่านคำแนะนำ ช่วยทีมเล็กอีกทีมสร้างแขนตั้งแต่เริ่มต้น อธิบายว่าส่วนประกอบต่างๆ มีไว้เพื่ออะไรและทำอะไรในแขนกลสำเร็จรูป หากคุณต้องการเชี่ยวชาญด้านชีววิทยาและวิศวกรรมศาสตร์ เนื่องจากทั้งสองมีความเกี่ยวข้องกันในด้านชีวกลศาสตร์ ให้พยายามอธิบายส่วนประกอบหุ่นยนต์แต่ละอย่างราวกับว่าเป็นส่วนหนึ่งของร่างกาย ตัวอย่างเช่น สายไฟอาจเป็นหลอดเลือด นำพลังงานไปยังตัวจับ หรือมือ

การเปรียบเทียบง่ายๆ ระหว่างแขน/มือของหุ่นยนต์กับเด็กสามารถสร้างแรงบันดาลใจให้เข้าใจในระดับที่สูงขึ้นเกี่ยวกับความสำคัญของร่างกาย และความเกี่ยวข้องของแบบจำลองคอมพิวเตอร์และอวัยวะเทียม ขอให้เด็กแต่ละคนเขียนความแตกต่างในตารางที่มีหัวข้อ "หุ่นยนต์" และ "มนุษย์" มองหาการเปรียบเทียบระหว่างโลหะเย็นกับผิวที่อบอุ่น ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่กับพลังงานจากอาหารหรือที่จับกับมือและนิ้ว ขอให้เด็กระบุถึงความคล้ายคลึงที่พวกเขาสังเกตเห็นด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแขนกำลังทำงาน เห็นได้ชัดว่าระดับรายละเอียดที่คุณสำรวจขึ้นอยู่กับกลุ่มอายุ

หุ่นยนต์แต่ละตัวต้องใช้แบตเตอรี่ ซึ่งขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กภายในแกนของหุ่นยนต์ อธิบายระบบนี้ให้นักเรียนฟัง ขอให้พวกเขาลองยกน้ำหนักขนาดเล็กหลาย ๆ อันด้วยแขนของตัวเอง แล้วขอให้พวกเขายกน้ำหนักแบบเดียวกันโดยใช้แขนหุ่นยนต์และตัวจับ ทำงานขึ้นจากน้ำหนักต่ำสุด ค้นหาว่าน้ำหนักตัวแรกที่เด็กยกไม่ได้และตัวไหนที่หุ่นยนต์ยกไม่ได้ บันทึกผลลัพธ์ในตารางเปรียบเทียบ

แจกจ่ายเครื่องมือใหม่ให้เด็กๆ ลอง: ไม้โปรแทรกเตอร์พื้นฐาน ขอให้พวกเขาหมุนแขนหุ่นยนต์จากตำแหน่งสูงสุดหนึ่งไปอีกตำแหน่งหนึ่ง จากนั้นวัดมุมการหมุนและส่วนโค้งทั้งหมดโดยใช้ไม้โปรแทรกเตอร์ และขอให้พวกเขาวัดระยะการเข้าถึงในแนวตั้งทั้งหมดของแขนหุ่นยนต์ด้วย และอาจเปรียบเทียบได้ ด้วยตนเองโดยทำงานเป็นคู่และวัดระยะเอื้อมแนวตั้งสูงสุดของกันและกันโดยใช้เทป วัด. ตัวอย่างเช่น OWI Robotic Arm Edge มีระยะเอื้อมในแนวตั้ง 15 นิ้ว ระยะเอื้อมในแนวนอน 12.6 นิ้ว และส่วนโค้งแบบหมุนที่ตำแหน่งมือ 180 องศา

สำหรับนักเรียนที่มีอายุมากกว่า เช่น 15 หรือ 16 ปี ให้พัฒนาความเข้าใจในการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริงต่อไป -- เป็น ขอบเขตของหุ่นยนต์ทั้งตัวและเครื่องช่วยเหลือทางการแพทย์ เช่น แขนเทียมที่ใช้งานได้ ขา และ มือ. ขอให้นักเรียนค้นหาการใช้งานทางการแพทย์ที่แตกต่างกันสามแบบของแขนหุ่นยนต์ ระบุว่าเหตุใดแขนหุ่นยนต์จึงมีประโยชน์เมื่อเทียบกับแขนปกติ และเหตุผลสามประการที่บางคนอาจต้องการอวัยวะเทียม ตัวอย่าง ได้แก่ หุ่นยนต์ออกกำลังกายกายภาพบำบัด แขนขาทดแทน และการวิจัยอัมพาตในด้านประสาทวิทยาศาสตร์ ผู้ป่วยอัมพาตครึ่งขาวัย 25 ปีสร้างประวัติศาสตร์ในปี 2547 หลังจากที่เขาฝังเซ็นเซอร์ไฟฟ้า 96 ตัวในสมองเพื่อควบคุมแขนหุ่นยนต์ ตามที่ Science Line อธิบายไว้