Robotyka w edukacji i nauce
W pogoni za udoskonalaniem procesu nauczania matematyki i nauk ścisłych przez ostatnie pół wieku narzędzia edukacyjne ewoluowały od ołówków i kalkulatorów do komputerów osobistych i robotów. Narzędzia są gotowe, ale jak zachęcić studentów do nauki?
W Stanach Zjednoczonych i innych krajach pojawiło się wiele inicjatyw związanych z naukami ścisłymi, nazywanymi tam skrótem STEM (Science, Technology,
Engineering and Math). Przyjmując, że nauka przychodzi najłatwiej, gdy student ma szansę poznać podstawowe zasady w oparciu o własne doświadczenie oraz model nauczania, nauki ścisłe zakładają, że po poznaniu tych zasad zwiększa się świadomość i zrozumienie sposobu używania inżynierii i maszyn w celu wpływu na otoczenie.
Zawody Robot Wars i FIRST
W 1998 r. znacząco rozszerzyło się spektrum oferty telewizyjnej, co stworzyło miejsce dla oryginalnych programów, jakie nie były jeszcze do tej pory nadawane. Wyemitowano wówczas brytyjski program o turniejach zdalnie sterowanych robotów rywalizujących w zawodach typu „wygrywa ostatni zawodnik na placu boju”. Program ten odniósł natychmiastowy sukces, a jego seria składała się z ponad 150 odcinków. Wzorujący się na nim amerykański program BattleBots, liczący ponad 100 odcinków, rozpoczął się w 2000 r. Oba programy przyczyniły się do znacznej popularyzacji robotów, przenosząc je z fabryk na poziom łatwo dostępny dla każdego odbiorcy. Dzięki ekscytującemu współzawodnictwu i rosnącej rzeszy fanów robotyka stała się ciekawym zajęciem nawet wśród 10-latków. Powtórki programów Robot Wars i BattleBots są obecnie odtwarzane w ponad 150 krajach.
Od 1992 r. zawody robotów FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology) organizowane dla młodzieży licealnej to największa na świecie międzynarodowa impreza związana z robotyką i nauką. Zawody FIRST dają uczestnikom możliwość projektowania i konstruowania robotów i sprawdzenia ich w różnych konkurencjach. Zawody polegają na bezpośredniej konkurencji drużyn, które testują nowe umiejętności podczas rozwiązywania rzeczywistych problemów. Do innych międzynarodowych turniejów robotów dla studentów należą zawody RoboRave International, Federation of International Robot-soccer Association (FIRA) i World Robot Olympiad (WRO).
W środowisku akademickim coraz większe zapotrzebowanie na narzędzia edukacyjne w zakresie robotyki zetknęło się ze spadającymi kosztami ich zakupu i eksploatacji. Roboty wieloosiowe i sterowniki programowalne stały się ulubionymi pomocami naukowymi wielu studentów. Umiejętności, świadomość i zrozumienie wyniesione z wczesnych doświadczeń w klasie pomaga przyszłym studentom wyższych uczelni oraz inżynierom i naukowcom w projektowaniu rozwiązań z zakresu automatyki dla środowisk produkcyjnych i laboratoriów naukowo-badawczych.
Przewaga robotów w laboratoriach
Gdy robotyka stała się kolejną gałęzią nauki i techniki, roboty zadomowiły się na dobre w laboratoriach akademickich i naukowo-badawczych. Prace badawcze polegające na wykonywaniu często powtarzanych zadań i wymagające dużej precyzji w celu uzyskania prawidłowych wyników mogą być bardzo nużące. Robotyka jest najbardziej rozpowszechniona w laboratoriach biologicznych i chemicznych. Do zalet stosowania robotyki w laboratoriach należy lepsza powtarzalność, automatyzacja systemów zmniejszająca różnice w liczbie komponentów oraz przetwarzanie fizyczne. Usunięcie ograniczeń związanych z czynnikiem ludzkim (np. czasu pracy i koordynacji) pozwala zwiększyć wydajność laboratoriów. Na lepszą wydajność wpływa również zmniejszenie ilości odpadów. Użycie robotów do manipulowania niebezpiecznymi substancjami zwiększa bezpieczeństwo pracowników. Zastosowanie automatyki i robotyki w laboratoriach umożliwia doskonale wykształconym pracownikom i studentom skupienie się na „czystych” badaniach, zamiast spędzania większości czasu na wykonywaniu powtarzalnych zadań.
Ramiona wieloosiowe i roboty bramowe
Firma RS Components wspiera środowiska edukacyjne i naukowe kilkoma ofertami. Ramię Robolink D firmy igus doskonale nadaje się do celów edukacyjnych i naukowo-badawczych. Produkt igus Robolink D na nowo zdefiniował koncepcję warsztatowych robotów z ramieniem. Modułowa konstrukcja umożliwia studentom tworzenie zautomatyzowanych robotów z ramieniem na podstawie określonych parametrów projektu. Roboty Robolink D można łatwo zaprojektować tak, aby uzyskać wymaganą liczbę osi i stopni swobody. Elastyczność projektowania robotów Robolink D umożliwia ekonomiczną realizację zadań zarówno w salach zajęć, jak i w laboratoriach. Oprócz linii igus Robolink firma RS Components oferuje również wieloosiowe warsztatowe roboty z ramieniem ST Robotics – małe, szybkie i precyzyjne urządzenia umożliwiające sprawne wykonywanie ciężkich zadań w sposób porównywalny z większymi urządzeniami i za niewielką część ich kosztów.
Roboty bramowe to alternatywne podejście do realizacji powtarzalnych czynności w laboratoriach. Roboty bramowe wraz z kartezjańskim schematem opisu ruchu są najczęściej stosowane w laboratoriach, zwłaszcza do automatycznego przenoszenia płynów na stanowiskach roboczych. Rozwiązania warsztatowe igus Drylin E Gantry umożliwiają szybką i precyzyjną automatyzację zadań, co przekłada się na obniżenie kosztów i krótszy czas produkcji.
Firma RS Components weszła na rynek robotyki, rozwijając serię robotów edukacyjnych, przemysłowych oraz przeznaczonych do pracy zespołowej, w tym elementy do zestawów robotów, autonomiczne roboty programowalne oraz części zapasowe i akcesoria do robotów. Oferta robotów tej firmy jest wspierana przez bogatą gamę podzespołów przemysłowych, takich jak bariery świetlne, układy zasilania, silniki, sterowniki, sterowniki programowalne, czujniki, elementy pneumatyczne oraz podzespoły do przesyłania zasilania.
RS Components Sp. z o.o.
ul. Puławska 303, 02-785 Warszawa
tel. 22 223 11 11, fax 22 223 11 00
e-mail: bok@rspoland.com
pl.rs-online.com
source: Automatyka 10/2017