Chris Triantafyllou

 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ


Θα αναφερθούμε αρχικά σε Εισαγωγικές έννοιες Ρομποτικής:

Ρομπότ (Robot)
Είναι ηλεκτρομηχανικές συσκευές οι οποίες ελέγχονται μέσω προγραμματισμού και μπορούν να εκτελούν εργασίες αυτόνομα.
Πολλές φορές η εμφάνιση και οι κινήσεις τους δίνουν την εντύπωση ότι διαθέτουν ευφυΐα.

Ρομποτική (Robotics)
Είναι ο κλάδος της τεχνολογίας που ασχολείται με το σχεδιασμό, κατασκευή, λειτουργία, εφαρμογή των ρομπότ.
Σχετίζεται με διάφορες επιστήμες, όπως η ηλεκτρονική, μηχανική (engineering), μηχανολογία (mechanics), πληροφορική.

Ετυμολογία:
Το 1921 ο Τσέχος Karel Capek παρουσίασε το θεατρικό έργο επιστημονικής φαντασίας ?R.U.R. - Rossum's Universal Robots?
Το 1941 ο Isaac Asimov χρησιμοποίησε τον όρο Robotics στο έργο επιστημονικής φαντασίας ?Liar!?

Μέχρι τον 1ο αιώνα μ.Χ. έχουμε περιγραφές για πάνω από 100 μηχανήματα και αυτομάτα, ένα πυροσβεστικό, μια μηχανή που λειτουργεί με κέρμα, ατμοκίνητη συσκευή («Πνευματικά» και «Αυτόματα», Ήρων ο Αλεξανδρεύς).
Το 1495 μ.Χ. έχουμε σχέδια για έναν μηχανικό ιππότη από τον Leonardo da Vinci.
Το 1961 μ.Χ. έχουμε το 1ο εγκατεστημένο βιομηχανικό ρομπότ Unimate.

Εκπαίδευση με τη βοήθεια των ρομπότ & εκπαίδευση για τα ρομπότ
Οι μαθητές καλούνται να συνεργαστούν ώστε να κατασκευάσουν ένα ρομπότ και να προγραμματίσουν τη λειτουργία του ώστε να λύσουν ένα πρόβλημα του πραγματικού κόσμου.
Οι μαθητές όλων των βαθμίδων, εξοικειωμένοι σε σημαντικό βαθμό με τις νέες τεχνολογίες, δείχνουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον και δηλώνουν ενθουσιασμένοι όταν έρχονται σε επαφή με εφαρμογές ρομποτικής.

Με τη βοήθεια ρομποτικών κατασκευών μπορεί να εκτελεστεί ένα μεγάλο φάσμα πειραμάτων που καλύπτει πολλά γνωστικά αντικείμενα.
Η ραγδαία μείωση του μέσου κόστους απόκτησης ενός ρομποτικού κιτ ή συσκευής, σε συνδυασμό με την ύπαρξη νέων εργαλείων οπτικού προγραμματισμού, καθιστούν την εκπαιδευτική ρομποτική πιο προσιτή και δελεαστική από ποτέ.

Η αξιοποίηση των τεχνολογικών εργαλείων για την ανάπτυξη εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων είναι συμβατή με:
τη θεωρία κατασκευής της γνώσης (constructivism) όπως αυτή κυρίως αναπτύχθηκε από τον Piaget
την κατασκευαστική χρήση της εκπαιδευτικής τεχνολογίας (constuctionism) όπως αυτή διατυπώνεται από τον Papert.

«Οι μαθητευόμενοι οικοδομούν πιο αποτελεσματικά τη γνώση όταν εμπλέκονται ενεργά στη σχεδίαση και κατασκευή (χειρωνακτική και ψηφιακή) πραγματικών αντικειμένων που έχουν νόημα για τους ίδιους, είτε αυτά είναι κάστρα από άμμο, είτε κατασκευές Lego και προγράμματα υπολογιστών, είτε μια θεωρία για το σύμπαν?» (Papert, 1991)

Έτσι, οι μαθητές αποκτούν:
Ανάπτυξη ερευνητικού πνεύματος και επιστημονικής μεθοδολογίας.
Καλλιέργεια και ανάπτυξη πολύτιμων νοητικών δεξιοτήτων (αναλυτική και συνθετική σκέψη, δημιουργικότητα, κριτική σκέψη κ.α.).
Απόκτηση χρήσιμων τεχνολογικών δεξιοτήτων.
Ανάπτυξη πνεύματος ομαδικότητας και συνεργασίας - εξοικείωση με την ομαδο-συνεργατική μέθοδο εργασίας.
Αξιοποίηση τεχνικών επίλυσης προβλήματος.
Διατύπωση και έλεγχο υποθέσεων.
Αυτοοργάνωση και έλεγχο της πορείας της εργασίας.

Διαθεματικότητα:
Σχεδίαση και κατασκευή μηχανών χρησιμοποιώντας κατάλληλα υλικά, αισθητήρες και ενεργοποιητές (Τεχνολογία).
Υπολογισμός φυσικών ποσοτήτων που επιδρούν στη σχεδίαση και τη λειτουργία των κατασκευών, όπως η απόσταση, η γωνία βολής, το μήκος του άξονα, η περίμετρος της ρόδας (Φυσική, Μαθηματικά).
Χρήση λογισμικού και δομών προγραμματισμού για την κίνηση και τον έλεγχο των μηχανών ? κατασκευών (Πληροφορική).

Αισθητήρες που χρησιμοποιούνται (sensors):
Κάμερες, Επιταχυνσιόμετρα, Γυροσκόπια, Μαγνητική πυξίδα, Ασθητήρες Δύναμης ? βάρους ? πίεσης, Θερμοκρασίας, Υγρασίας, Ηλεκτρικής τάσης ή έντασης ρεύματος, Επαφής, Απόστασης (laser ή υπερήχων), Γωνίας ? στροφών, Χρώματος, Έντασης φωτός, Ταχύτητας ? ροής

Ενεργοποιητές (actuators):
Σερβομηχανισμοί, Ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, Κινητήρες, Βηματικοί κινητήρες, Γραμμικοί ενεργοποιητές, Περιστροφικοί ενεργοποιητές, Led, Προβολείς, Ασύρματοι πομποί, Ρομποτικοί βραχίονες, Αυτόματα οχήματα εδάφους, με ρόδες ή με ερπύστριες, Αυτοκινούμενα με 4, 6 ή περισσότερα πόδια, Αυτόματες υποθαλάσσιες συσκευές, Αυτόματες ιπτάμενες συσκευές, Ανθρωποειδή, Βιομηχανικά ρομπότ (κατεργασία υλικών, συναρμολόγηση, κ.ά.)