Programiranje, 3D-tiskanje, roboti, vesoljsko dvigalo, quadrocopter, atmosferska sonda – se sliši zanimivo?

Kako narediti robotka, da bo počel, kar si si zamislil? Kako si s 3D-tiskalnikom narediti unikatna očala? Je mogoče ustvariti robota, ki bo plezal po stopnicah in odpiral vrata?

Povezava med človekom in strojem je iz dneva v dan bolj pomembna. Naučili smo se uporabljati stroje, tako da nam pomagajo pri delu in prostem času. Zaenkrat pa stroji še ne razumejo jezika, s katerim se sporazumevamo ljudje, zato je pomembno, da znamo ljudje napisati navodila v strojnem jeziku oziroma podati zaporedje pravilnih ukazov, razumljivih robotu.

S tehnično-raziskovalnimi projekti želimo dijake spodbuditi k samostojnemu razmišljanju in reševanju kompleksnih tehničnih problemov, v njih vzbuditi čut za skupinsko delo in jim prikazati, kako lahko naravoslovne vsebine smiselno uporabijo v vsakdanjem življenju.

Projekti so za dijake tehnično zahtevni in od njih zahtevajo mnogo več kot le poznavanje učne snovi. Mentorji jim pri tem pomagajo, jih usmerjajo in skrbijo, da se začetni entuziazem za delo ohrani skozi vse šolsko leto.

Poleg tehničnih veščin dijaki pridobijo tudi osnovna marketinška znanja in komunikacije z mediji, podjetji, raziskovalci in sponzorji. Učijo se osnov javnega nastopanja in predstavitve svojega dela v javnosti, kar je za raziskovalno delo izrednega pomena.

Dijaki v povprečju v naši delavnici preživijo med pet in sedem ur na teden, med počitnicami še kako uro dlje. Nad delom so navdušeni, še posebej, ker imajo proste roke pri načrtovanju in izvedbi dela.

Delavnice učenja programerskih in elektrotehničnih veščin ter veščin s promocijo projekta dopolnjujejo tudi predavanja uspešnih slovenskih raziskovalcev, znanstvenikov in podjetnikov.

Nekaj primerov aktivnosti:

3D-modeliranje (uporaba 3D-tiskalnika)

Dijaki spoznajo potrebno programe in sestavo odprtokodnega 3D-tiskalnika, naučijo se izdelave 3D-objekta z računalnikom ter priprave objekta za tisk. Po prilagajanju parametrov tiska za čim boljši rezultat se izdelki tudi natisnejo.

3BOT – Raziskovalno-podjetniški projekt

Dijaki v okviru projekta izdelujejo robota, ki bo sposoben hoditi po stopnicah in se avtonomno izogibati oviram na njegovi poti. Nadaljnje načrtujemo izdelavo modula, s katerim se bo z robotom mogoče premikati po goreči stavbi in lokalno gasiti ogenj.

Izdelava Lego robotkov

V okviru dejavnosti sestavljamo mobilne robote z osnovnimi gradniki zbirke Lego Mindstorms nxt in novejšimi ev3, jih programiramo in vodimo na podlagi podatkov iz različnih senzorjev. Soočili se bomo tudi s programiranjem robotka, ki se lahko premika po navodilih, ki mu jih predhodno zapišemo v delovni spomin.

Vesoljsko dvigalo / Space Elevator

Izdelali bomo napravo, ki bo izbrano maso (na primer kamero) dvignila do višine vsaj 500 metrov. Naprava se bo do izbrane višine dvignila po kompozitnem materialu (vrv ali trak), ki ga bo napenjal helijev balon. Na svoji poti bo prek vgrajenih senzorjev zbirala različne podatke o strukturi atmosfere in jih v realnem času pošiljala nazaj na površje Zemlje.

Quadrocopter

Dijaki bodo v okvirju projekta izdelali quadrocopter, ki bo sposoben sledenja gibajočim objektom in avtonomnega gibanja preko ovir. Naprava bo lahko v zraku delovala vsaj dvajset minut pri minimalni obremenitvi, oziroma petnajst minut pri maksimalni obremenitvi in bo sposobna opravljati različne okoljske meritve (tlak, temperatura, koncentracija CO2, O2 …).

Avtonomno robotsko vozilo

Robotsko vozilo, ki ga bodo dijaki izdelali, bo sposobno avtonomnega gibanja med ovirami in izvajanja nalog, za katere se bo skupina odločila (plezanje po stopnicah, odpiranje vrat, merjenje različnih parametrov …).

Atmosferska sonda

Atmosferska sonda je sonda, ki jo s pomočjo helijevega balona dvignemo do višine 30 km. Na svoji poti lahko zbira podatke o tlaku, temperaturi in opravlja druge okoljske meritve.

Primer poteka faz dejavnosti:

• učenje osnov tehničnega dela (stružnica, 3D-tiskalnik, CNC-rezkar), programiranja mikroprocesorjev in promocije projekta,
• izdelan prvi prototip naprave, drugi sklop predavanj,
• testiranje in izboljšave prototipa, tretji sklop predavanj,
• predstavitev izdelka.