1. Ημερίδα «Εκπαιδευτική Ρομποτική»
Πύργος, 28 Φεβρουαρίου 2011
“Τι είναι η Ρομποτική -
τα οφέλη από την εισαγωγή της
στην εκπαίδευση”
Νίκος Αδαμόπουλος
Μηχανικός Η/Υ & Πληροφορικής, MSc
Εκπαιδευτικός Πληροφορικής ΔΕ
Υπεύθυνος ΚΕΠΛΗΝΕΤ ΔΔΕ Ηλείας
adamopou@sch.gr
http://dide.ilei.sch.gr/keplinet

2. Περιεχόμενα
 Ρομποτική
 Εισαγωγή
 Ιστορικά στοιχεία
 Τεχνικά στοιχεία
 Εφαρμογές
 Εκπαιδευτική Ρομποτική
 Θεωρητικό και μεθοδολογικό πλαίσιο
 Σκοποί – οφέλη
 Παραδείγματα
2

3. Εισαγωγή
Ρομπότ (Robot) Ρομποτική (Robotics)
 Είναι ηλεκτρομηχανικές  Είναι ο κλάδος της
συσκευές οι οποίες τεχνολογίας που ασχολείται
ελέγχονται μέσω με το σχεδιασμό,
προγραμματισμού και κατασκευή, λειτουργία,
μπορούν να εκτελούν εφαρμογή των ρομπότ.
εργασίες αυτόνομα.  Σχετίζεται με διάφορες
 Πολλές φορές η εμφάνιση επιστήμες, όπως η
και οι κινήσεις τους δίνουν ηλεκτρονική, μηχανική
την εντύπωση ότι διαθέτουν (engineering), μηχανολογία
ευφυΐα. (mechanics), πληροφορική.
3

4. Ιστορικά στοιχεία
Ετυμολογία:
 Το 1921 ο Τσέχος Karel
Čapek 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!”
* το τσέχικο “ρομπότα” σημαίνει “καταναγκαστική εργασία”. 4

5. Ιστορικά στοιχεία
 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.
5

6. Λογισμικό ελέγχου
Αισθητήρες (επεξεργασία των δεδομένων Ενεργοποιητές
και λήψη αποφάσεων)
Αισθητήρες (sensors) Ενεργοποιητές (actuators)
 Κάμερες  Σερβομηχανισμοί
 Επιταχυνσιόμετρα  Ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες
 Γυροσκόπια  Κινητήρες
 Μαγνητικής πυξίδας  Βηματικοί κινητήρες
 Έκτασης και κάμψης  Γραμμικοί ενεργοποιητές
 Δύναμης – βάρους – πίεσης  Περιστροφικοί ενεργοποιητές
 Θερμοκρασίας  Led
 Υγρασίας  Προβολείς
 Ηλεκτρικής τάσης – ρεύματος  Ασύρματοι πομποί
 Επαφής
 Απόστασης (laser - υπερήχων)
 Γωνίας - στροφών
 Χρώματος
 Έντασης φωτός
 Ταχύτητας – ροής
6

7. Τύποι ρομπότ
 Ρομποτικοί βραχίονες
 Αυτόματα οχήματα εδάφους
 Με ρόδες
 Με ερπύστριες
 Αυτοκινούμενα με 4, 6 ή περισσότερα πόδια
 Αυτόματες υποθαλάσσιες συσκευές
 Αυτόματες ιπτάμενες συσκευές
 Ανθρωποειδή
 Βιομηχανικά ρομπότ (κατεργασία υλικών,
συναρμολόγηση, κλπ)
 +++
7

8. Εφαρμογές στη βιομηχανία
8

9. Μεταφορές
Διαχείριση εμπορευμάτων
9

10. Αυτόματοι χώροι στάθμευσης
10

11. Αυτόματος καθαρισμός
11

12. Στρατιωτικές εφαρμογές
- Διάσωση
12

13. Διαστημικές εφαρμογές
13

14. Εφαρμογές στην Ιατρική
14

15. Προσθετικά μέλη
15

16. «Βιονικό» τεχνητό χέρι ελέγχεται με τη
σκέψη...
16

17. Ρομποτικό χάπι ενδοσκόπησης με
ασύρματη μετάδοση
17

18. «Έξυπνο χάπι» ξέρει πού να παραδώσει
το φάρμακο
18

19. Ιατρικά μικρορομπότ
19

20. Ρομπότ & τέχνη
20

21. Εκπαιδευτική ρομποτική
 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.
21

22. Εκπαιδευτική ρομποτική
 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.
22

23. Θεωρητικό & μεθοδολογικό πλαίσιο
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.
Constructionism - το μαστόρεμα της γνώσης:
«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)
23

24. Εκπαιδευτικοί στόχοι
 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 έλεγχος υποθέσεων.
 Αυτοοργάνωση και έλεγχος της πορείας της
εργασίας.
24

25. Εκπαιδευτικοί στόχοι
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).
25

26. Προσχολική ηλικία
26

27. Πρώτες τάξεις Δημοτικού
27

28. Τελευταίες τάξεις Δημοτικού
& Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση
28

29. «Βιονικό Χέρι»
… από το 1ο ΕΠΑ.Λ. Πύργου
29

30. 30

31. «Τηλερομπότ»
… από το 1ο ΕΠΑ.Λ. Πύργου
31

32. 32

33. «Μικρορομπότ Nitinol»
… από το 1ο ΕΠΑ.Λ. Πύργου
33

34. 34

35. http://dide.ilei.sch.gr/keplinet/education/robotics.php
35

36. Υλικό από το Διαδίκτυο
 Πανελλήνιος Διαγωνισμός Εκπαιδευτικής
Ρομποτικής WRO
 http://wrohellas.gr
 Δικτυακές κοινότητες μάθησης
 http://wrohellas.ning.com
 http://logogreekworld.ning.com
 Άλλες χρήσιμες διευθύνσεις
 http://www.mindstormsnxt.gr
 http://www.grobot.gr
 http://www.nxtprograms.com
36