Τα σχολεία έχουν παραλάβει ένα ρομπότ το οποίο μπορεί αναγνωρίζει εμπόδια που συναντά στην πορεία του και τα αποφεύγει. Το ρομπότ R4 μιμείται τον τρόπο με τον οποίο τα ζώα, όπως για παράδειγμα οι νυχτερίδες «βλέπουν» σε ένα σκοτεινό περιβάλλον. Το συγκεκριμένο ρομπότ διαθέτει τους κατάλληλους αισθητήρες απόστασης, τους αισθητήρες υπερήχων, για να εντοπίζει τα εμπόδια. Οι μαθητές παρατηρώντας τον τρόπο λειτουργίας του ρομπότ θα καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι στην πραγματικότητα το ρομπότ «βλέπει» ακούγοντας!
Ο τομέας της ρομποτικής συνδυάζει τους τομείς της Επιστήμης (Science), της Τεχνολογίας (Technology), της Μηχανικής (Engineering)και των Μαθηματικών (Math) (STEM) με τρόπο μοναδικό. Η ενασχόληση στο σχολικό πλαίσιο, λοιπόν, με ένα ρομπότ που μπορεί να αποφεύγει εμπόδια, μπορεί αναμφίβολα να κινητοποιήσει τους μαθητές να ενδιαφερθούν για την επιστήμη και την εφαρμοσμένη μηχανική. Συνολικά, μπορεί να δώσει το έναυσμα στους μαθητές να ανακαλύψουν όλους τους τομείς που κρύβονται μέσα στο ακρωνύμιο STEM!
Τι σκοπό έχει η εφαρμοσμένη μηχανική;
Σκοπός της εφαρμοσμένης μηχανικής είναι η επινόηση, η κατασκευή, η βελτίωση εργαλείων, δομών, εξαρτημάτων, διαδικασιών κάτω από ειδικούς περιορισμούς. Ανάλογα με τον εξειδικευμένο τομέα της εφαρμοσμένης μηχανικής τίθενται συγκεκριμένοι στόχοι που θέλει να πετύχει ο μηχανικός.
Τι σχέση έχει το ρομπότ R4 με την εφαρμοσμένη μηχανική;
Όλα ξεκινούν από την παρατήρηση. Το ρομπότ R4 καταφέρνει με τη χρήση αισθητήρων υπερήχων να «βλέπει» ένα εμπόδιο και να το αποφεύγει. Η συγκεκριμένη ιδιότητα είναι πολύ σημαντική και στην καθημερινή μας ζωή. Για παράδειγμα, η σκούπα-ρομπότ που διευκολύνει πολλούς ανθρώπους σε πολλά σπίτια έχει την ίδια ιδιότητα. Προκειμένου να καθαρίζει τα σπίτια μας είναι «εκπαιδευμένη» να «διαβάζει» τον χώρο και να μπορεί να ελίσσεται ανάλογα με τις αλλαγές που συμβαίνουν στο περιβάλλον που κινείται.
Αφού, λοιπόν, τα παιδιά καταλάβουν πώς λειτουργεί το ρομπότ, πού βρίσκονται οι αισθητήρες υπερήχων πάνω στο ρομπότ, γιατί οι αισθητήρες βρίσκονται στην μπροστινή πλευρά του, σε ποια άλλα ρομπότ που γνωρίζουν υπάρχει κάποιος αντίστοιχος αισθητήρας κ.α θα ανακαλύψουν την ικανότητα πρόβλεψης και επαλήθευσης αποτελεσμάτων.
Κάπως έτσι οι μαθητές ξεκινούν να σκέφτονται σαν μηχανικοί προσπαθώντας να βελτιστοποιήσουν το ρομπότ που έχουν στα χέρια τους, να καταλάβουν τις εντολές που στην πραγματικότητα υλοποιεί, να διορθώσουν τα τυχόν λάθη που το κάνουν να μην τα καταφέρνει πάντα τόσο καλά ή να του αλλάξουν τις εντολές προκειμένου να το κάνουν να κινείται προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση όταν συναντά κάποιο εμπόδιο.
Το ρομπότ, λοιπόν, μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές στο πλαίσιο μιας καλά ενορχηστρωμένης διαδικασία να ακονίσουν την ικανότητα σχεδιασμού της εφαρμοσμένης μηχανικής. Με άλλα λόγια, θα ξεκινήσουν να εντοπίζουν προβλήματα ή πεδία βελτίωσης του ρομπότ και θα προχωρήσουν στην υλοποίηση των βημάτων που ακολουθούν οι μηχανικοί, με μεθοδολογική προσέγγιση.
Για κάθε διαδικασία σχεδιασμού το πρωταρχικό βήμα είναι ο προσδιορισμός του προβλήματος και των αναγκών με τελικό στόχο την πρόταση μιας λύσης από τις πολυάριθμες που μπορεί να υπάρχουν. Μάλιστα, ο μαθητής θα πρέπει να κατανοήσει ότι πρόκειται για μια δυναμική διαδικασία που υπόκειται σε τόσες αλλαγές όσες και οι αλλαγές που μπορεί απρόβλεπτα ή εσκεμμένα να συμβούν στον περιβάλλοντα χώρο.
Τα βήματα που μπορεί να ακολουθήσει είναι τα εξής: