Станки, конвейеры иарт-роботы изlego!

Станки, конвейеры иарт-роботы изlego!
    Наладить производство Сортировка небольших предметов по массе, размеру, магнитным особенностям либо твердости лежит в базе множества технологических процессов в различных отраслях индустрии. Сортировочная камера из LEGO отличает футбольные мячи от баскетбольных так же совершенно верно, как промышленные автомобили отделяют гальку от гравия.
    Японский студент Акиюки Кавагучи формирует из LEGO Mindstorms конвейеры в полной мере взрослых масштабов.
    31-метровая машина, принципиально повторяющая технологии настоящих производственных линий (сортировка, транспортировка и пр.), выглядит так завораживающе, что у мастерской Акиюки планируют целые очереди зрителей.
    Митчел Резник, физик, доктор наук Массачусетского технологического университета, лауреат премии Гарольда Макгроу в области образования «Умение сформулировать идея, создать на ее базе готовое ответ, модифицировать его, взаимодействовать с сотрудниками — все эти навыки жизненно нужны для действенного технического обучения».

    Переть как танк Внедорожные автомобили — сверхсложный вызов для инженеров, поскольку распутье практически представляет собой непредсказуемые и скоро изменяющиеся условия существования. Собрать машину, талантливую перебраться через хаотично набросанную кучу подробностей, — обычное задание для краткого урока по LEGO.
    Школа технолога На фото — фабрика по производству волчков, выстроенная по подобию и образу настоящего конвейера.
    Колесный кран перемещается на протяжении линии, собирая подробности с разных постов. На финальном этапе «производства» волчок раскручивается и отправляется в путешествие по столу.
    Собрать за 3,253 секунды Инженеры Дэвид Гилдэй и Майк Добсон побили всемирный рекорд по скоростной сборке кубика Рубика — не собственноручно, а посредством робота Cube Stormer 3, собранного из подробностей LEGO Mindstorms.
    Умственным трудом (анализ исходного состояния кубика и расчет метода сборки) занимается 4-ядерный процессор смартфона Samsung Galaxy S4, а после этого под управлением компьютерного блока Mindstorms EV3 сервоприводы воплощают замысел в действительность за немыслимые 3,253 секунды.

Связать воедино обучение и игру — совместный проект «игрушечной» компании LEGO и MIT Media Lab, самого занимательного подразделения Массачусетского технологического университета, мирового фаворита в научном и инженерном образовании. Сотрудничество началось более 20 лет назад и вылилось в разработку первых образовательных робототехнических платформ, каковые позднее стали известны как LEGO Mindstorms.

А все началось с наблюдения за детьми в детских садах. Обучение в них до сих пор остается одним из самых действенных в мире, утверждает доктор наук MIT Митч Резник. Его несколько в MIT Media Lab так и именуется — «Детский сад окончательно» — и занимается изучениями в области действенных совокупностей образования. Дети в детском саду неизменно заняты созданием чего-то нового, изучением, изучением, экспериментированием.

А в ходе они приобретают знания. В то время, когда дети возводят башни из кубиков, они изучают базы строительства и понятие «стабильности». Рисуя — палитру цветов.

Но, что самое основное, они обучаются нестандартно мыслить. Они начинают осознавать, говорит Митч Резник, что такое творческий процесс. Что означает начать с идеи и перевоплотить ее в настоящий проект с конечным результатом.

Турнир по кубикам

К сожалению, по окончании детского сада дети попадают в школы, в которых исповедуется второй подход к образовательному процессу. Ученики тратят огромное время на работу с упражнениями, тестами, экзаменами, на лекции педагогов. В какой-то мере все это указывает, что они перестают развиваться как творчески мыслящие личности.

Целью исследовательской группы Резника стала попытка приспособить дошкольный образовательный опыт для всех возрастных групп учеников. Дабы добиться этого, им нужно было применять новые технологии и образовательные инструменты. Но несложных древесных кубиков им было не хватает.

наборы и Традиционные конструкторы для моделирования также не доходили — ученики должны были получить возможность весьма скоро модифицировать конструкции и ПО, дабы в пределах урока постараться нащупать оптимальное ответ. В итоге ученые остановились на конструкторе LEGO, дополнив его программируемыми блоками и ПО, основанным на языке LabView для промышленных роботов. Целый данный комплект потом поступил в продажу называющиеся LEGO Mindstorms.

Проверка боем данной «игрушечной» технологии прошла более 20 лет назад, в то время, когда MIT Media Lab организовала первые соревнования по робототехническому конструированию для студентов. В течение месяца конкурсанты имели возможность применять кубики и материалы LEGO, среди них и неповторимые программируемые блоки, дабы создавать роботов, которым предстояло состязаться между собой.

В частности, одним из заданий, предложенных студентам, было создание робота, что имел возможность переместить шарики для пинг-понга с одного края стола на другой. Ответственным условием была полная автономность моделей: никакого дистанционного управления не допускалось.

Соревнования поразили организаторов. Для того чтобы энтузиазма, для того чтобы накала страстей, причем как со стороны участников, так и со стороны зрителей, аудитории MIT не видели в далеком прошлом, вспоминает с ухмылкой Митч Резник.

Собирая и программируя робота, студенты изучали технологические, научные и понятия и математические концепты, такие как механическое сотрудничество, обратная сообщение, управление механизмами. «Но самое основное, что студенты обучились навыкам творческого мышления, инженерного проектирования, тому, как сформулировать идею, довести ее до трудящегося прототипа, протестировать и внести нужные трансформации, — говорит Митч, — причем делали они это с невиданным энтузиазмом».

По итогам этого соревнования сотрудник Митча Фред Мартин, исследуя поведенческие особенности и мотивацию студентов, защитил диссертацию . Он установил, что самые успешными из участников стали те, кто всецело понял метод творческого подхода: это формулирование идеи, создание прототипа, его модификация и тестирование, сотрудничество с сотрудниками, оценка чужого опыта, внедрение при необходимости сторонних идей и советов. Как раз таковой подход стал залогом успешного выступления на соревнованиях.

Думай в противном случае

Всецело согласен с Митчем Резником и Морган Хайнц, доктор наук кафедры инженерии университета Тафтса, что прилетел в Екатеринбург, дабы заразить местных педагогов своим энтузиазмом. «LEGO — с младенчества любимые игрушки детей и самый действенный инструмент в инженерном образовании, — говорит 34-летний Морган. — У него низкий порог входа и довольно высокий потолок, применять LEGO возможно как в детских садах, так и на первых направлениях университета». Это ответ на вопрос, как на практике применить полученные знания, как искать другие ответы непростых задач.

Другие ответы — конек Моргана. На собственных уроках он пробует расшевелить фантазию учеников, вынудить посмотреть на проблему под другим углом. Доктор наук инженерии употребляет фразу think different («думай в противном случае»), думается, не реже Стива Джобса по окончании триумфального возвращения в Apple во второй половине 90-ых годов двадцатого века.

Давайте за 45 мин. придумаем, соберем и запрограммируем робота, что перемещается без колес! И через 45 мин. по полу ползут, прыгают, перекатываются совсем различные конструкции.

Кроме навыков поиска оптимальных ответов, Морган акцентируется на выработке умения трудиться в команде, поскольку как раз в коллективе предстоит трудиться будущим инженерам. Непростые задачи даются группам учеников, каковые вынуждены скоро распределять роли: кто программирует, кто разрабатывает концепты, кто собирает модели, кто координирует целый проект.

Фишка Моргана Хайнца — задача для целого класса, конвейер. Любая отдельная несколько делает собственный кусок, а после этого они сопрягаются между собой, к примеру передают друг другу теннисный мяч. Либо, что ближе американцам, собирают на конвейере настоящий гамбургер.

Еще одна любимая тема Хайнца — арт-роботы, каковые рисуют красками и кистью, самостоятельно передвигаясь по листу бумаги. Для решения данной задачи требуются нетривиальные знания из совсем различных областей — живописи, кинематики, программирования, геометрии, математики, инженерии.

Для несложной демонстрации Морган требует уральских педагогов собрать несложного робота и запрограммировать его на то, дабы он совершенно верно проехал под столом. Для этого необходимо мочь вычислять длину окружности и совершенно верно рассчитывать количество оборотов шагового двигателя. Ура, ура! — слышатся из различных уголков класса весёлые крики.

Проехали, оказалось! Взрослые люди радуются как дети, снимая собственных роботов на сотовые телефоны.

Статья «Детский сад окончательно» размещена в издании «Популярная механика» (№139, май 2014).

Конвейер BMW — роботы повсюду


Темы которые будут Вам интересны: