Израдите сопствену руку робота

Материјали за израду (за сваки тим)

Потребни материјали

• Картонске траке
• Шоља (за тестирање) - можда ћете желети да тестирате више врста шоља - пластику, стиропор или папир или само једну.

Алтернативни материјали

• Спајалице
• Спајалице
• Месингани причвршћивачи
• Гумице
• Прибор за одјећу
• штапићи
• Жица
• Најлон за пецање
• низ
• Касета
• Папир
• Кратке / Голф оловке

Materijali

• Куп (укључено у тимске материјале) 

Алтернативни материјали за испитивање

• Испробајте неке предмете веће тежине (нпр. Боцу воде или додајте предмете у празну шољу) како би тимови тестирали подизање предмета тежег од шоље.

Процес

Тимови тестирају своје дизајне подижући чашу на висину од најмање 6 ”са површине (сто, под, итд.)

Роботи који раде у производном окружењу познати су као „индустријски роботи“. Индустријски роботи обављају задатке попут сортирања, заваривања, фарбања, склапања производа, паковања, етикетирања и провере квалитета. Посетите ИЕЕЕ Веб локација за роботе и погледајте неколико видео снимака Унимате-а, првог индустријског робота икада направљеног.

Титан: Најјача роботска рука на свету

https://robots.ieee.org/robots/titan/

Дизајн изазов

Ви сте тим инжењера који сви заједно раде, користећи поступак инжењерског дизајна, да би дизајнирали робот који задовољава критеријуме и ограничења изазова.

kriterijumi

• Дужина руке: најмање 18 ”
• Подигните чашу на висину од најмање 6 ”са површине (сто, под)

Ограничења

• Користите само достављене материјале
• Дизајнирајте решење у предвиђеном времену

1. Поделите класу на тимове од 2-4.
2. Поделите радни лист Питања за вежбу роботске руке, као и неке листове папира за скицирање дизајна.
3. Прегледајте поступак инжењерског дизајна, изазов за дизајн, критеријуме, ограничења и материјале. Ако време дозволи, прегледајте „Примене из стварног света“ пре него што спроведете изазов за дизајн.
4. Пре него што упутите студенте да почну мозгати и скицирају своје нацрте, замолите их да узму у обзир следеће:
   ● Како можете да контролишете кретање руке из даљине?
   ● Како бисте могли да користите рибарску линију?
   ● Размотрите снагу држања различитих врста чаша.
   ● Један од могућих примера погледајте уређај за прикупљање отпада.
5. Обезбедите сваки тим својим материјалима.
6. Објасните да ученици морају дизајнирати роботску руку из свакодневних предмета. Роботска рука мора бити минимално 18 ”и подизати шољу на висину од најмање 6” са површине (сто, под).
7. Најавите колико им је времена потребно за дизајн и израду (препоручује се 1 сат).
8. Користите тајмер или он-лине штоперицу (функција одбројавања) како бисте били сигурни да држите време. (ввв.онлине-стопватцх.цом/фулл-сцреен-стопватцх). Дајте ученицима редовне „временске провере“ како би остали на задатку. Ако се муче, поставите питања која ће их брже довести до решења.
9. Студенти се састају и развијају план за своју роботску руку. Договарају се о материјалима који ће им требати, напишу / нацртају свој план и презентују свој план предавању. Тимови могу да тргују неограничено са другим тимовима како би развили своју листу идеалних делова.
10. Тимови граде своје дизајне.
11. Тестирајте дизајн роботске руке и забележите висину коју је сваки дизајн успео да подигне шољу.
12. Као час, разговарајте о питањима за размишљање ученика.
13. За више садржаја о тој теми погледајте одељке „Апликације из стварног света“ и „Копање дубље“.

Рефлексија ученика (инжењерска свеска)

1. Да ли сте користили све материјале које сте добили? Зашто или зашто не?
2. Који је предмет био најважнији за дизајн ваше роботске руке?
3. Како је рад у тиму помогао у процесу дизајнирања?
4. Да ли је било недостатака у дизајнирању као тим?
5. Шта сте научили из дизајна који су развили други тимови?
6. Наведи три индустрије које користе роботе у производњи:

Лекција се може изводити за само 1 час за старије ученике. Међутим, да бисте ученицима помогли да се осећају пожуривано и да би им осигурали успех (посебно за млађе ученике), поделите наставу на два периода дајући ученицима више времена за мозгање, тестирање идеја и дораду њиховог дизајна. Спроведите тестирање и извештавање у наредном периоду наставе.

• Инжењери: Изумитељи и светски решавачи проблема. Двадесет пет главних специјалности препознато је у инжењерству (види инфографику).
• Инжењерске навике ума (ЕХМ): Шест јединствених начина на који инжењери размишљају.
• Процес инжењерског дизајна: Процесни инжењери користе за решавање проблема.
• kriterijumi: Услови које дизајн мора да задовољи попут његове укупне величине итд.
• Ограничења: Ограничења у погледу материјала, времена, величине тима итд.
• Прототип: Радни модел решења које треба тестирати.
• Итерација: Тестирање и редизајн су једна понављања. Поновите (вишеструке итерације).
• Индустриал Робот: Обавља задатке попут сортирања, заваривања, фарбања, склапања производа, паковања, етикетирања и провере квалитета.
• Неименовани: Први индустријски робот икад направљен.

Интернет Цоннецтионс

• „Људи и роботи“ НАСА-ин едукативни информативни чланак
• ПРВО такмичење из роботике
• Робот Боокs

Рецоммендед Реадинг

• Вештачка интелигенција за лутке (ИСБН: 978-1119467656)
• Савремена роботика: механика, планирање и управљање (ИСБН: 978-1107156302)
• Роботика: Све што треба да знате (ИСБН: 978-1523731510)

Писање активности

Напишите есеј (или одломак у зависности од старости) о томе како је проналазак робота и роботике утицао на производњу.

Усклађивање са оквирним програмима

Напомена: Сви планови лекција у овој серији поравнати су са Национални стандарди научног образовања које је произвело Национално истраживачко веће, а подржало их је Национално удружење наставника науке, а по потреби и стандарди Међународне асоцијације технолошког образовања за технолошку писменост или Национално веће наставника математике „Принципи и стандарди за школску математику“.

Национални стандарди научног образовања Разреди 5-8 (узраст 10 - 14 година)

САДРЖАЈ СТАНДАРД Б: Физичке науке

Као резултат својих активности, сви ученици треба да развију разумевање

• Покрети и силе 
• Пренос енергије 

Национални стандарди научног образовања Разреди 9-12 (узраст 14 - 18 година)

САДРЖАЈ СТАНДАРД Б: Физичке науке 

Као резултат својих активности, сви ученици би требало да развију разумевање

• Покрети и силе 
• Интеракције енергије и материје 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Е: Наука и технологија

Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају

• Способности технолошког дизајна 
• Разумевање науке и технологије 

Стандарди за технолошку писменост - сва доба

Природа технологије

• Стандард 3: Студенти ће развити разумевање односа између технологија и веза између технологије и других поља студија.

Технологија и друштво

• Стандард 7: Студенти ће развити разумевање утицаја технологије на историју.

Дизајн

• Стандард 9: Студенти ће развити разумевање инжењерског дизајна.
• Стандард 10: Студенти ће развити разумевање улоге решавања проблема, истраживања и развоја, проналаска и иновација и експериментисања у решавању проблема.

Способности за технолошки свет

• Стандард 11: Студенти ће развити способности за примену процеса дизајнирања.

Дизајнирани свет

• Стандард 19: Студенти ће развити разумевање и моћи ће да бирају и користе производне технологије.

Да ли сте користили све материјале које сте добили? Зашто или зашто не?

Који је предмет био најважнији за дизајн ваше роботске руке?

Како је рад као четворочлани тим помогао у процесу дизајнирања?

Да ли је било недостатака у дизајнирању као тим?

Шта сте научили из дизајна који су развили други тимови?

Наведи три индустрије које користе роботе у производњи:

Превод плана лекције

• Свахили