Οικοποίηση του Άρη με ειδικά σχεδιασμένα φυτά

Η κατασκευή – συμμετοχή της ομάδας “Οι κατασκευαστές”, από τον Όμιλο “Πολυμήχανοι κατασκευαστές” του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας στον 4ο Πανελλήνιο Διαγωνισμό Ρομποτικής με θέμα “Ο εποικισμός του Άρη”.

Σχεδιάζοντας το οικοσύστημα του Άρη

  • Ο Άρης δέχεται πολύ μικρή ποσότητα ηλιακού φωτός σε σχέση με την Γη και δεν διαθέτει και θρεπτικά συστατικά κατάλληλα για να μεγαλώσουν φυτά.
  • Η NASA μελετάει εδώ και καιρό την δυνατότητα να παράγει οξυγόνο στον Άρη και να δημιουργήσει ζωή με ειδικά φυτά (άλγη) σε ειδικά σχεδιασμένα φιαλίδια.
  • Θα χρειαστεί να δημιουργηθούν ειδικά ρομποτικά οχήματα που να πηγαίνουν σε δύσβατα μέρη για να βρουν τις κατάλληλες συνθήκες.
  • Τα ρομπότ θα «φυτεύουν» τα φιαλίδια σε μέρη που έχει πάγο και ειδικές συνθήκες για να μεγαλώσουν τα φυτά.
  • Τα φυτά αυτά θα παράγουν οξυγόνο και θα μπορούν να είναι σε θέση να αναπαράγονται για να επεκταθούν στον πλανήτη.

Η πρόταση των μαθητών

  • Ένα ρομπότ περιπατητής με έξι πόδια (Αρχικό σχέδιο από το jkbrickworks) για να προχωράει σε δύσβατα μέρη:
    • Αναζητεί κρατήρες που είναι πιθανόν να έχουν πάγο κατάλληλο για τα ειδικά φυτά χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα απόστασης.
    • Ελέγχει την ύπαρξη πάγου ή όχι με τον αισθητήρα απόστασης (άσπρο πάγος – μαύρο όχι πάγος)
    • Ξεφορτώνει τα φιαλίδια με τους σπόρους (αισθητήρας κλίσης)
  • Ένα ρομποτικός στύλος με φως ακτινοβολίας (Οδηγίες κατασκευής):
    • Επικοινωνεί με το ρομπότ για τα σημεία στα οποία έριξε τα φιαλίδια με τους σπόρους και στρέφεται σε αυτά για να στείλει το φως (αισθητήρας κλίσης)

Παραγόμενα

Εποικισμός του Άρη: Νερό και οξυγόνο από τον πάγο

Η κατασκευή – συμμετοχή της ομάδας “ΠΑΣΑ – Πρώτοι Άνθρωποι στον Άρη”, από τον Όμιλο “Πολυμήχανοι κατασκευαστές” του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας στον 4ο Πανελλήνιο Διαγωνισμό Ρομποτικής με θέμα “Ο εποικισμός του Άρη”. 

  • Τον Σεπτέμβριο του 2015 η NASA ανακοίνωσε πως είχε στη διάθεσή της στοιχεία τα οποία αποδεικνύουν την ύπαρξη νερού σε μορφή πάγου στον πλανήτη
  • Μπορούμε να δημιουργήσουμε εργοστάσια που θα λιώνουν πάγους και πετρώματα για να παράγουν οξυγόνο και νερό
  • Επίσης τα εργοστάσια θα παράγουν αέρια του θερμοκηπίου τα οποία θα ζεσταίνουν την ατμόσφαιρα του πλανήτη

Η πρόταση των μαθητών:

  • Ένα εργοστάσιο το οποίο θα επεξεργάζεται μεγάλους κύβους πάγου και πετρωμάτων που μπορούν να δώσουν νερό και οξυγόνο.
  • Μια αντλία μεταφοράς του νερού στους οικισμούς του Άρη (Οδηγίες κατασκευής)
  • Τα κομμάτια πάγου μεταφέρονται για επεξεργασία αυτόματα (αισθητήρας απόστασης)
  • Η αντλία νερού μπαίνει σε λειτουργία αυτόματα (μικρόφωνο) και
  • Σταματάει να δουλεύει αυτόματα μόλις γεμίσει η μικρή δεξαμενή (αισθητήρας κλίσης)

Παραγόμενα:

Μαγικό ραβδί στην Processing

Σε αυτό το βίντεο χρησιμοποιούμε τις μεταβλητές συστήματος mouseX και mouseY της Processing, καθώς και την δυνατότητα να ορίσουμε διαφάνεια-αδιαφάνεια στα χρώματα μας για να δημιουργήσουμε ένα μαγικό ραβδί…

Ελέγχοντας ένα παιχνίδι στο Scratch με τον αισθητήρα κλίσης του WEDO

Η συγκεκριμένη δραστηριότητα περιλαμβάνει την κατασκευή ενός χειριστηρίου από δομικά στοιχεία Lego, έναν κινητήρα και έναν αισθητήρα κλίσης από το εκπαιδευτικό πακέτο Lego WEDO, καθώς επίσης και τον προγραμματισμό ενός παιχνιδιού στο Scratch. Κατασκευάζουμε ένα μοντέλο αεροπλάνου σύμφωνα με τις οδηγίες στις φωτογραφίες που ακολουθούν. Στο αεροπλάνο τοποθετούμε τον αισθητήρα κλίσης, ο οποίος μπορεί να πληροφορήσει τον Η/Υ για την θέση στην οποία το έχουμε στραμμένο. Στο Scratch δημιουργούμε ένα παιχνίδι, στο οποίο ελέγχουμε ένα αεροπλάνο στην οθόνη, το οποίο προσπαθεί να μαζέψει αλεξιπτωτιστές που πέφτουν στον αέρα. Η κίνηση του αεροπλάνου στην οθόνη γίνεται με το χειριστήριο που έχουμε φτιάξει. Στόχος της δραστηριότητας είναι η εξοικείωση με την χρήση των δεδομένων του αισθητήρα κλίσης για τον έλεγχο της ροής ενός προγράμματος στο Scratch. Κατά το σχολικό έτος 2017-2018 η  συγκεκριμένη δραστηριότητα υλοποιήθηκε στην τάξη με διαφορετικό σχέδιο για το χειριστήριο, το οποίο να μοιάζει με air-joystick το οποίο να έχει δόνηση. Μπορείτε να κατεβάσετε το μοντέλο σε μορφή Lego Digital Designer. 

Δοκιμές απόδοσης ρομπότ

Δραστηριότητα κατασκευής και προγραμματισμού με το εκπαιδευτικό πακέτο Lego Mindstorms NXT, η οποία υλοποιήθηκε στο Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Φλώρινας (ΣΤ τάξη) το σχολικό έτος 2017-2018.

Οι μαθητές και οι μαθήτριες της τάξης, χωρίζονται σε ομάδες των 5-6 ατόμων και αρχικά κατασκευάζουν το ρομπότ το οποίο βασίζεται στο σχέδιο Castor bot από τον δικτυακό τόπο NXT Programs. Για να μπορούν να δουλέψουν καλύτερα οι ομάδες, το σχέδιο έχει χωριστεί σε 2 μέρη και έτσι σε κάθε τμήμα του εργάζονται 2-3 παιδιά. Μπορείτε να κατεβάσετε τα τροποποιημένα σχέδια εδώ: Σχέδια Castor bot τροποποιημένα

Αφού ολοκληρωθεί η κατασκευή σε κάθε ομάδα μοιράζουμε το Φύλλο εργασίας – Δοκιμή απόδοσης στο οποίο τα παιδιά συμπληρώνουν στοιχεία και μετρήσεις για την απόδοση της κατασκευής τους. Το φύλλο εργασίας μένει στον φάκελο της ομάδας ως βασικό σημείο αναφοράς, καθώς περιέχει πλέον πληροφορίες για το πόσα εκατοστά προχωράει το ρομπότ σε μια περιστροφή, πόσες μοίρες χρειάζεται να στρίψουν οι κινητήρες για να στρίψει το ρομπότ σε ορθή γωνία κ.ο.κ.

Τέλος στις ομάδες αναθέτουμε άλλη μια εργασία στην οποία θα πρέπει να προγραμματίσουν το ρομπότ χωρίς την χρήση αισθητήρων, έτσι ώστε να μετακινηθεί σε μια συγκεκριμένη πίστα και να παρκάρει. Μπορείτε να κατεβάσετε την δραστηριότητα από εδώ: Δραστηριότητα στην τάξη – Παρκάρισμα