الروبوتات الصديقة - مشروع روبوت سهل للأطفال في مجال العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات

الروبوتات الصديقة - مشروع روبوت سهل للأطفال في مجال العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات

مقدمة

الروبوتات هي آلات تستقبل المدخلات، وتعالج المنطق، ثم تتصرف بناءاً على ذلك، وعادةً ما يتم ذلك من خلال أجهزة الاستشعار، ووحدات التحكم الدقيقة، بالإضافة إلى محركات السيرفو، ولكن يمكننا توسيع هذا المفهوم لصنع روبوتات مفيدة وودودة باستخدام المدخلات والمنطق والإجراءات غير الرقمية.

يعد هذا الروبوت البسيط للغاية بمثابة مقدمة مثالية للأطفال من جميع الأعمار لتعلم أساسيات علم الروبوتات، وسواء كنت تعمل مع طفلك بشكل فردي أو تُشرف على مشروع جماعي، فإن هذا المشروع يوفر الكثير من الفرص للإبداع وبناء روبوت صديق فريد يمكنه أداء مهمة بسيطة وغالباً طريفة، فهيا بنا نبدأ.

لوازم

الأدوات:

  • أداة تجريد الأسلاك.
  • قاطع الأسلاك.

المكونات المطلوبة لجعل الروبوت يتحرك:

  • محرك تروس بجهد 3–6 فولت.
  • حامل بطاريتين من نوع AA مع أسلاك ومفتاح تشغيل.
  • مربعات لاصقة من الفوم (مقاس 1 بوصة).
  • عجلات صغيرة للمحرك.
  • عجلات ومحاور (غير مزودة بمحرك).
  • عيون متحركة – لإعطاء الروبوت مظهرًا ودوداً.

خصّص روبوتك واجعله مميزاً باستخدام:

  • أقلام تلوين (فلوماستر).
  • أكواب أو حاويات صغيرة.
  • ورق.
  • مشابك غسيل.
  • أربطة مطاطية (للتثبيت بدون لاصق).
  • أسلاك زينة للأعمال الحرفية، فوم الحرف اليدوية، وأي مواد أخرى ترغب في استخدامها لتخصيص روبوتك.

خطوة 1 : تبادل الأفكار حول المهام البسيطة

يعد جوهر عمل الروبوتات هو مساعدتنا على إنجاز المهام.

ابدأ بتبادل الأفكار حول بعض المهام البسيطة والمحددة التي يمكن للروبوت الخاص بك تنفيذها، وإليك بعض الأمثلة:

  • توصيل رسالة إلى صديق.
  • نقل طرد صغير إلى شخص ما.
  • رسم صور تجريدية.
  • القيام بأعمال الكنس.
  • حمل لافتة / التظاهر.
  • تمرير قطعة زبدة عبر الطاولة.

لكل مهمة، حدّد المدخلات والمنطق والإجراء.

مثال، روبوت توصيل الرسائل:

  • المدخلات: إرفاق الرسالة، وتشغيل المحرك.
  • المنطق: اتجاه العجلات والاتجاه الذي يواجهه الروبوت يحددان مساره.
  • الإجراء: يتحرك الروبوت عبر الأرض نحو الشخص المقصود.

مثال آخر، روبوت الرسم:

  • المدخلات: إرفاق الأقلام الملونة، وتشغيل المحرك.
  • المنطق: طريقة ترتيب الأقلام واتجاه العجلات يحددان نمط الرسم.
  • الإجراء: يرسم الروبوت أشكالًا فنية دائرية.

خطوة 2 : توصيل الأسلاك

قم بإزالة حوالي بوصة واحدة من العزل من أسلاك حامل البطاريات لتسهيل توصيلها بالمحرك (تخطَّ هذه الخطوة في حالة لحام الأسلاك).

مرّر السلك عبر العقدة المعدنية في المحرك، ولفّه بإحكام، ثم كرر العملية مع السلك الآخر.

  • لا يهم كيفية توصيل الأسلاك، فإذا لم تدرْ العجلات في الاتجاه الصحيح، فقط قم بعكس المحرك أثناء التركيب.

هام جداً: عليك التأكد من أن أسلاك البطارية لا تلمس بعضها البعض ولا تلمس غلاف المحرك المعدني.

بعد ذلك ضع بطاريتين من نوع AA في الحامل وجرب المحرك.

خطوة 3 : تجميع جسم الروبوت والعجلات

ملحوظة هامة: تأكد من نظافة يديك قبل التعامل مع لاصق الفوم، وذلك لأن الأوساخ والزيت والعرق ستضعف قوة اللاصق.

قم بتوصيل العجلات بالموتور، ثم استخدم لاصق الفوم لتثبيت الموتور بحامل البطاريات، وبعد ذلك اصنع عجلات حرة الدوران باستخدام عجلتين من البلاستيك، ومحور، وماصة، حيث يتم تثبيت الماصة في جسم الروبوت بحيث يمر المحور من خلالها، مما يسمح للعجلتين بالدوران بحرية.

جرّب بنفسك: حيث يمكن إزالة المربعات اللاصقة بعناية من الأجزاء البلاستيكية الملساء وإعادة ترتيبها، مما يسهل جداً إعادة تصميم الروبوت أثناء عملية البناء والاختبار.

بالنسبة للتصاميم الأكبر حجماً، فإنه يمكنك استخدم أعواد الحرف اليدوية بطول 6 بوصات، علماً بأن المربعات اللاصقة لا يمكن إعادة استخدامها بنفس الكفاءة عند لصقها على الخشب.

خطوة 4 : إضافة الأجزاء الوظيفية وتخصيص الروبوت

قم بصنع الأجزاء الخاصة بالروبوت والتي ستساعده على إنجاز المهمة التي اخترتها له، وقم بتثبيتها، حيث ستجد في الصور الموضحة بالأسفل بعض الأمثلة لكيفية استخدام المواد الشائعة المختلفة لتمكين روبوتك من أداء مهمته.

والأهم من ذلك، أضف عيوناً متحرّكة، وارسم وجهاً، واصنع أطرافاً من أسلاك التزيين، وزين روبوتك بالإكسسوارات أو بأي شيء آخر لتحويل هذه الآلة البسيطة إلى روبوت صغير لطيف.

خطوة 5 : الاختبار والملاحظة

اختبر الروبوت: جرب روبوتك وقم بتقييم نجاحه بناءاً على المعايير التالية التي تحدد ما هو الروبوت، وتذكر أننا نقوم بتوسيع المفهوم قليلًا، لكن المفاهيم العامة ما زالت تطبق:

المدخلات: ما مدى قدرة روبوتك على استقبال "المدخلات"؟

  • مثال، هل يمكن لروبوت التوصيل التعامل بنجاح مع طرد صغير؟ هل يمكن لروبوت صديق رسام أن يحمل على الأقل قلماً واحداً؟

المنطق: ما مدى قابلية روبوتك لإستقبال البرمجة؟

  • هل يمكنك برمجة الروبوت وتحديد مساره عن طريق ضبط العجلات؟ هل يمكنك "برمجة" جزء من روبوتك لتغيير الحركة؟

الإجراءات: ما مدى نجاح روبوتك في أداء مهمته؟

  • مثال، هل يمكنه توصيل الطرد إلى الوجهة الصحيحة؟

وعليك ملاحظة تلك الروبوتات الصديقة وهم يبذلون قصارى جهدهم.

خطوة 6 : إمكانية إعادة تصميم الروبوت

أعد التصميم: يعد أفضل جزء في هذا المشروع هو سهولة إعادة التصميم عن طريق نزع وإعادة تثبيت لاصق الفوم، كما يمكنك أيضاً استخدام الأربطة المطاطية للمساعدة في تثبيت الأجزاء.

جرّب إعادة تصميم أشياء مثل:

  • موضع الأجزاء التي يحتاجها روبوتك لأداء المهمة.
  • زاوية العجلات الحرة لتغيير اتجاه حركة الروبوت.
  • طريقة تثبيت المحرك وحامل البطاريات لتغيير الشكل الرئيسي وتوزيع الوزن.

بعد نجاحك في تعديل التصميم، يمكنك الاستمرار في التعديل والتحسين، أو تفكيك كل شيء ومحاولة أداء مهمة جديدة.

خطوة 7 : ملاحظات من أجل المعلمين

إذا كنت تقدم هذا المشروع لمجموعة من الأطفال، تجنب عرض نموذج كامل، وبدلاً من ذلك، ركز على كيفية استخدام المواد المختلفة لإنجاز مهام متنوعة (على سبيل المثال، يمكن لمشبك الغسيل أن يحمل الورق أو غرضاً صغيراً بسهولة).

وتأكد من إظهار مدى سهولة إعادة التصميم عن طريق نزع وإعادة استخدام لاصق الفوم، فهي تجربة منخفضة المخاطر وتشجع على تجربة تصميمات مختلفة.

هاتان النقطتان ستحدثان فرقًا كبيرًا في مساعدة الأطفال على التفكير بحلول فريدة لمجموعة أوسع من المهام.

وأخيراَ شكراً لكم، وأتمنى أن تستمتعوا مع صغاركم بصنع روبوتات صديقة ولطيفة.

لا توجد تعليقات حتي الآن.
تسجيل الدخول مطلوب

يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.

تسجيل الدخول