SPACE CHALLENGE
Αποστολή στον πλανήτη Άρη
Ο πλανήτης Γη, εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής έχει περιορισμένο χρόνο ζωής. Γι’ αυτό τον λόγο, η Robotonio Space Team καλείται να προτείνει και να αναπτύξει ένα σχέδιο δράσης που θα έχει ως τελικό σκοπό τη δημιουργία μιας αποικίας στον πλανήτη Άρη, ώστε σταδιακά να ξεκινήσει με ασφάλεια η μεταφορά κατοίκων της Γης στην αποικία αυτή.
Το σχέδιο δράσης περιλαμβάνει την εκτέλεση μιας προσομοίωσης 7 αποστολών με διαστημικά rover που θα έχουν ως τελικό στόχο την αποίκιση του πλανήτη Άρη. Για να ολοκληρώσουν επιτυχώς την κάθε αποστολή, οι μαθητές καλούνται αρχικά να δημιουργήσουν ένα διαστημικό rover, το οποίο θα προσαρμόσουν μηχανικά δημιουργώντας δικές τους μηχανικές προεκτάσεις από κομμάτια Lego και στη συνέχεια να το προγραμματίσουν χρησιμοποιώντας τη γλώσσα προγραμματισμού Python.
Για την περάτωση του project οι μαθητές χρησιμοποίησαν το Ev3 Kit της Lego για να δημιουργήσουν τις ρομποτικές κατασκευές τους καθώς και τη γλώσσα προγραμματισμού Python σε συνδυασμό με τα πρόσθετα LEGO® MINDSTORMS® EV3 MicroPython v2.0 και ev3dev-browser για να μπορέσουν να προγραμματίσουν τις κατασκευές αυτές.
Όσον αφορά τη μέθοδο υλοποίησης, οι μαθητές μέσα από μια βιωματική προσέγγιση και με χρήση του πειραματισμού, τόσο σε επίπεδο μηχανικής όσο και προγραμματισμού εργάστηκαν ομαδοσυνεργατικά και μέσα από τη διαδικασία της επαναληπτικής σχεδίασης κατάφεραν να «φτάσουν» στο επιθυμητό αποτέλεσμα.
Το σχέδιο δράσης περιλαμβάνει την εκτέλεση μιας προσομοίωσης 7 αποστολών με διαστημικά rover που θα έχουν ως τελικό στόχο την αποίκιση του πλανήτη Άρη. Για να ολοκληρώσουν επιτυχώς την κάθε αποστολή, οι μαθητές καλούνται αρχικά να δημιουργήσουν ένα διαστημικό rover, το οποίο θα προσαρμόσουν μηχανικά δημιουργώντας δικές τους μηχανικές προεκτάσεις από κομμάτια Lego και στη συνέχεια να το προγραμματίσουν χρησιμοποιώντας τη γλώσσα προγραμματισμού Python.
Για την περάτωση του project οι μαθητές χρησιμοποίησαν το Ev3 Kit της Lego για να δημιουργήσουν τις ρομποτικές κατασκευές τους καθώς και τη γλώσσα προγραμματισμού Python σε συνδυασμό με τα πρόσθετα LEGO® MINDSTORMS® EV3 MicroPython v2.0 και ev3dev-browser για να μπορέσουν να προγραμματίσουν τις κατασκευές αυτές.
Όσον αφορά τη μέθοδο υλοποίησης, οι μαθητές μέσα από μια βιωματική προσέγγιση και με χρήση του πειραματισμού, τόσο σε επίπεδο μηχανικής όσο και προγραμματισμού εργάστηκαν ομαδοσυνεργατικά και μέσα από τη διαδικασία της επαναληπτικής σχεδίασης κατάφεραν να «φτάσουν» στο επιθυμητό αποτέλεσμα.
CITYBOTS-ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ
Περιγραφή: στο πλαίσιο του Πανελλήνιου Διαγωνισμού Εκπαιδευτικής Ρομποτικής 2023, οι ομάδες Eco Scientists και City Protectors, συμμετείχαν στην Open κατηγορία “IoT και Physical Computing“ και κατέκτησαν τη 2η και 5η θέση Πανελληνίως. Οι ομάδες κλήθηκαν να κατασκευάσουν και να προγραμματίσουν ένα αυτόνομο έξυπνο ρομποτικό όχημα το οποίο κινείται σε ειδικά διαμορφωμένη πίστα και εκτελεί συγκεκριμένες αποστολές με σκοπό τη βελτίωση της διαβίωσης στις πόλεις του μέλλοντος.
Κατασκευές: ρομποτικό μοντέλο με έναν αυτόνομο μικροελεγκτή που ελέγχει την κίνηση του οχήματος, πολλούς αισθητήρες (όπως απόστασης, θερμοκρασίας, υγρασίας εδάφους, χρώματος), επιπλέον κινητήρες ενσωματωμένους σε διάφορους μηχανισμούς και έναν μικρό υπολογιστή που ελέγχει όλες τις περιφερειακές συσκευές και καθοδηγεί το ρομπότ. Για την κατασκευή του δομικού μέρους χρησιμοποιήθηκαν στοιχεία LEGO, γρανάζια, άξονες και μεταλλικός σκελετός οχήματος.
Μηχανικές προκλήσεις: αρχικά, οι μαθητές πειραματίστηκαν με ποικιλία μικροελεγκτών (Arduino UNO, Arduino Nano, ESP32) μέχρι να καταλήξουν στον βέλτιστο για τις απαιτήσεις της πίστας. Δυσκολεύτηκαν με τον έλεγχο των κινητήρων του οχήματος αλλά το εμπόδιο ξεπεράστηκε με την προσθήκη κατάλληλου ελεγκτή. Στη συνέχεια, οι μαθητές χρειάστηκε να σκεφτούν και να κατασκευάσουν αυτοματισμούς ικανούς να ανταποκριθούν στις προκλήσεις της πίστας (αποστολές). Η κατάλληλη θέση τοποθέτησης των αισθητήρων τους απασχόλησε αρκετά, ενώ χρειάστηκε να τροποποιήσουν αρκετές φορές το όχημα ώστε να μην ξεπερνά το επιτρεπόμενο μέγεθος και να περνάει ενδιάμεσα από τα αντικείμενα της πίστας (π.χ. κτήρια) χωρίς να τα μετακινεί.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: ο προγραμματισμός έγινε με γλώσσα C στο προγραμματιστικό περιβάλλον Arduino IDE, όπου αξιοποιήθηκαν αρκετές έτοιμες βιβλιοθήκες.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: επίλυση προβλημάτων, διερεύνηση, πειραματισμός, συνδυασμός διαφορετικών τεχνολογιών, ηλεκτρονική, συνεργασία, δημιουργικότητα.
Κατασκευές: ρομποτικό μοντέλο με έναν αυτόνομο μικροελεγκτή που ελέγχει την κίνηση του οχήματος, πολλούς αισθητήρες (όπως απόστασης, θερμοκρασίας, υγρασίας εδάφους, χρώματος), επιπλέον κινητήρες ενσωματωμένους σε διάφορους μηχανισμούς και έναν μικρό υπολογιστή που ελέγχει όλες τις περιφερειακές συσκευές και καθοδηγεί το ρομπότ. Για την κατασκευή του δομικού μέρους χρησιμοποιήθηκαν στοιχεία LEGO, γρανάζια, άξονες και μεταλλικός σκελετός οχήματος.
Μηχανικές προκλήσεις: αρχικά, οι μαθητές πειραματίστηκαν με ποικιλία μικροελεγκτών (Arduino UNO, Arduino Nano, ESP32) μέχρι να καταλήξουν στον βέλτιστο για τις απαιτήσεις της πίστας. Δυσκολεύτηκαν με τον έλεγχο των κινητήρων του οχήματος αλλά το εμπόδιο ξεπεράστηκε με την προσθήκη κατάλληλου ελεγκτή. Στη συνέχεια, οι μαθητές χρειάστηκε να σκεφτούν και να κατασκευάσουν αυτοματισμούς ικανούς να ανταποκριθούν στις προκλήσεις της πίστας (αποστολές). Η κατάλληλη θέση τοποθέτησης των αισθητήρων τους απασχόλησε αρκετά, ενώ χρειάστηκε να τροποποιήσουν αρκετές φορές το όχημα ώστε να μην ξεπερνά το επιτρεπόμενο μέγεθος και να περνάει ενδιάμεσα από τα αντικείμενα της πίστας (π.χ. κτήρια) χωρίς να τα μετακινεί.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: ο προγραμματισμός έγινε με γλώσσα C στο προγραμματιστικό περιβάλλον Arduino IDE, όπου αξιοποιήθηκαν αρκετές έτοιμες βιβλιοθήκες.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: επίλυση προβλημάτων, διερεύνηση, πειραματισμός, συνδυασμός διαφορετικών τεχνολογιών, ηλεκτρονική, συνεργασία, δημιουργικότητα.