ТехнологииDIY Lego Robot упростит обучение школьников (+Видео)

DIY Lego Robot  упростит обучение школьников (+Видео)

С целью приобщения увлеченных робототехникой детей к естественным наукам - и наоборот, исследователи из Стэнфорда разработали комплекты DIY роботов для автоматизации химических экспериментов. Используя набор Lego Mindstorms EV3 и пластиковые шприцы, школьники могут создавать роботов, которые могут выполнять лабораторные задания в классе. Инструкции по созданию робота были опубликованы в журнале PloS Biology  21 марта 2017 года.



«Ключевым моментом для меня является то, что мы объединяем обучение робототехнике, которое любят дети, и образование в области естествознания», - подчеркнул Ингмар Ридел-Круз, биоинженер из Стэнфорда, который руководил проектом. «Обучение должно проходить в игровой форме. И, может быть, гораздо интереснее  осваивать такие учебные предметы, как химия или биология, в компании «забавного» робота».

Ридел-Круз и его команда создали роботов для практических экспериментов в лабораториях жидкостных технологий, используя недорогие шприцы и Lego Mindstorms EV3 - набор стоимостью $ 390 за комплект Lego, который включает небольшой программируемый компьютер, несколько двигателей, датчиков и соединительных кабелей. Команда спроектировала робота таким образом, чтобы он мог перемещать шприц из одной пробирки в другую, вытягивая жидкость из одной и помещая ее в другую. Роботы могут быть запрограммированы на измерение количества жидкости пипеткой с точностью до микролитра.

Команда разработчиков протестировала роботов на группе учащихся начальных, средних и старших классов. Младшая группа, отряд девочек-скаутов, в возрасте 10-11 лет, построили простые версии лабораторных роботов под руководством учителя. Старшеклассники создавали более сложные конструкции, в том числе робота со стационарным шприцем и подвижной платформой - пластмассовая платформа с несколькими небольшими емкостями для хранения жидкостей, которая является основным элементом в лабораториях по биологии.

Роботы могут быть запрограммированы для выполнения базовых научных экспериментов, например, смешивать разноцветные жидкости, сравнивать PH-уровень жидкостей, измерять интенсивность цвета жидкостей или демонстрировать, как водные растворы с разной концентрацией солей могут распределяться слоями, а не смешиваться.

Ридел-Круз надеется приобрести комплекты роботов в лабораторные классы. В прошлом году Национальный научный фонд выделил ему и его сотрудникам почти $ 900 000 на разработку учебных пособий и распространение наборов в школах в течение ближайших 3 лет. При участии некоммерческой организации по техническому обучению Learningtech.org команда начнет  разработку внеклассной программы, в которой примут участие около десяти учителей средних и старших классов в районе залива Сан-Франциско. Ридел-Круз надеется,  что программа станет востребованной и за пределами Калифорнии.

Главной целью разработки данных программ является желание вовлечь детей в захватывающий мир естествознания и робототехники с надеждой на то, что в будущем бесценный вклад мнимой игры трансформируется в успешную карьеру. «Некоторые студенты склонны к программированию, другим даются легче естественные науки. И это способ сближения разноименных интересов воедино», - отметил Ридел-Круз.

Концепция «Mindstorms» возникла в 1980 году наряду с выходом книги профессора Массачусетского технологического института Сеймура Паперта. В книге под названием «Переворот в сознании. Дети, компьютеры и плодотворные идеи» («Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas») автор утверждает, что компьютеры могут повысить эффективность обучения. Руководствуясь этими соображениями, научные сотрудники MIT Media Lab разработали программируемые комплекты Lego, а позже компания LEGO Group наладила их  серийный выпуск.

Первый конструкторский комплект Lego Mindstorms был запущен в 1998 году. Самую последнюю версию – EV3 – LEGO представили в 2013 году. Посредством проведенных доработок компания стремилась сделать набор более  «доступным» для использования. И на самом деле, различным умельцам не составило труда обойти контроллер, поставляемый вместе с комплектом, заменив его собственным.

С лабораторными роботами Legо для перемещения материалов жидкой консистенции Ридел-Круз и его команда, возможно, взяли за основу и продолжили деятельность известного теоретика Пейперта в области проведения экспериментов с жидкостями, позволив студентам изучать химию и биологию путем построения и программирования.

 

Автор: Вадим Егунов: 04.04.2017

Источник: Spectrum.ieee.org

 


 




 

 

 

 

 

 

comments powered by HyperComments
Узнать цену / Купить
Робот
Ваше имя *
Название организации *
Телефон *
Email *
Введите код с картинки:
Введите код
 Принимаю политику конфиденциальности