Radi li se samo o sastavljanju robota?

Damjan Erhatič

U Gimnaziji Franca Miklošiča Ljutomer nastojimo našim učenicima pružiti što više znanja o tehnologijama koje su nove, aktualne i zanimljive. To uključuje 3D modeliranje s Solidworksom, Arduino platformom i senzorima, 3D ispis i skeniranje, virtualnu stvarnost, robotiku i mogućnost dobivanja Cisco CCNA certifikata iz računalnih mreža. Također smo napravili vlastiti 3D printer, stroj za crtanje, CNC uređaj i hologram. Robotika se ukorijenila u mnogim industrijskim procesima posljednjih desetljeća, a u novije vrijeme i kao dio našeg svakodnevnog života. Koristi znanje iz mnogih područja, kao što su senzori, mjerenja, pogoni, obrada signala, kinematika, dinamika i kontrola robota, virtualno okruženje, robotski vid, informatičke i računalne tehnologije itd. (Robotika itd.).

Ključne riječi: robotika, tehnologija, Lego Mindstorms Education EV3.

Zbog toga koristimo Lego Mindstorms Education EV3 kao izborni predmet iz informatike. EV3 softver angažira i motivira učenike, omogućuje im dizajniranje i programiranje, istovremeno im pružajući mogućnost eksperimentiranja bez prethodnog znanja ili iskustva u programiranju ili dizajnu. To je programski jezik, prilagođen za upotrebu, kojeg učenici vrlo brzo nauče i razumiju. Intuitivni programski jezik, u kombinaciji s pratećim materijalom, omogućava studentima brz i jednostavan prijelaz na robotiku. Ovo je područje, koje nam pruža mnogo mogućnosti za povezanost s ostalim predmetima poput matematike, fizike i engleskog jezika. Početni učitelji u ovom polju mogu se poslužiti priručnikom Uvod u robotiku, koji je dostupan u sklopu njihove verzije obrazovanja.

Sadrži i nastavni plan i primjere različitih vježbi. Duljina svake vježbe prilagođava se u kontinuitetu i ovisi o težini vježbe. Vježbe su dugačke od 45 do 180 minuta, a podijeljene su u različite kategorije: vježbanje, vježbanje i izazov za učenje, majstorski izazov i izazov za dizajn. Kroz udžbenike učenici uče o različitim senzorima, koje koriste na svojim robotima. Osnovni senzori u kompletu su ultrazvučni senzor, žiroskop, senzor osjetljiv na dodir i senzor u boji. Pored toga, može se kupiti infracrveni senzor i temperaturni senzor. Potrebni su nam i dodatni materijali (papir, ljepljiva vrpca, olovke od filca, kutomjer itd.), da napravimo različite staze odnosno pruge, koje sadrže različite prepreke i izazove za studente, koji ih nakon toga pokušavaju uspješno riješiti. Softverski koncept Lego Mindstorms Education EV3 uključuje nekoliko načina za ocjenu rada učenika. Praktičan pristup na osnovu izazova, koji nudi jednostavnu metodu promatranja, je li robot sposoban izvršiti zadatak, učinkovit je način izazivanja vještina rješavanja problema učenika i integriranja alata za ocjenu učenika i nastavnika. Kada učenici imaju poteškoće u ispunjavanju izazova upotrebe svog robota, motivirani su, da poboljšaju svoj dizajn ili program i na taj način mogu uspješno upravljati nečim, što su sami izradili. To je proces, pojačan povratnim informacijama (Uvod u robotiku, b.d.). Učenici stalno dokumentiraju svoj rad. Ovako razmišljaju i dokumentiraju ono, što su naučili i kako se mogu izraziti tijekom komunikacije. Za dokumentiranje toga postoji nekoliko različitih načina:

• opišu svoje radne procese,
• naprave slike i videozapise robota u akciji,
• naprave snimak zaslona softvera EV3.

Nakon vježbi odabiremo tim učenika, koji će predstavljati našu školu na natjecanju Lego Masters. Ovo je natjecanje, koje organizira Laboratorij za automatizaciju i kibernetiku na Elektrotehničkom fakultetu Sveučilišta u Ljubljani. Tamo se suočavaju s drugim timovima iz cijele Slovenije.

Postoje i druga natjecanja, poput. FLL – Prva Lego liga. FIRST LEGO liga je program, koji značajno doprinosi i pomiče granice u obrazovanju.

To je obrazovni i istraživački program, koji svake godine ima nove izazove – projekt, koji opskrbljuje djecu i mlade s znanjem i kompetencijama 21. stoljeća, upoznaje ih sa znanošću i tehnologijom i završava turnirima. Program temelji na robotiziranju i istraživanju. Svake godine tim stručnjaka odabire novu temu izazova, što je jedan od trenutnih globalnih problema.

Ciljevi:

• potaknuti djecu i mlade da uče o nauci i tehnologiji, približiti STEAM (znanost, tehnologiju, inženjerstvo, umjetnost i matematiku),
• opremiti sudionike idejom timskog duha,
• potaknuti djecu i mlade za rješavanje složenih zadataka na kreativan način.

Prijavljeni timovi mogu sudjelovati na regionalnim turnirima nakon otprilike 10 tjedana rada, predstavljajući svoj rad i sebe i tako dobiju korisne povratne informacije.Turniri se održavaju u posebnoj, pozitivnoj atmosferi. Timovi trebaju riješiti složenu misiju uz pomoć robota, predstaviti svoj istraživački put, koji su prošli u posljednjih nekoliko mjeseci uz pomoć pripremljenog materijala. Posebno su naglašene vrijednosti, koje su prisutne svuda i svugdje.

U školama i organizacijama, koje rade u okviru programa FIRST LEGO League, mladi ljudi imaju priliku iskusiti i naučiti sve korake stvarnog procesa razvoja proizvoda: rješavanje problema pod vremenskim pritiskom, s nedovoljnim resursima i nepoznatim konkurentima. (Što je FLL, b.d.)

Da bi ovaj skup predavanja imao smisla, možemo se povezati s bilo kojom tvrtkom, koja se bavi automatizacijom u industrijskim procesima i usavršavanjem svog osoblja. To studentima olakšava predstavu o tome, kako se roboti i senzori koriste u drugim područjima. Studenti, koji pokažu veliku količinu znanja, mogu također sudjelovati s njima, prvo počevši s podučavanjem ostalih, a kasnije tako, da dobiju priliku za posao.

Literatura

1. Robotika. (b. d.) Na fe.uni-lj.si. Pridobljeno dne 22. 3. 2019: http://www.fe.uni-lj.si/izobrazevanje/2_stopnja/elektrotehnika/predstavitev/robotika
2. Uvod v robotiko (b. d.) Na ucilnice.arnes.si. Pridobljeno dne 22. 3. 2019: https://ucilnice.arnes.si/pluginfile.php/1033269/mod_resource/content/0/Uvod%20v%20robotiko%20EV3.pdf
3. Kaj je FLL? (b.d.) Na fll.si. Pridobljeno dne 14. 4. 2019: http://www.fll.si/program/kaj-je-fll