Εσωτερικό Πρωτάθλημα Ρομποτικής Υδρόγειος

Ένα ταξίδι στα S.T.E.A.M. – Τέταρτος σταθμός MECHANICS: Εφαρμογή της Αντίστροφης Μηχανικής σε Βιοκλιματικά Πάρκα

Σε αυτό τον αγώνα οι μαθητές ασχολούνται με την Αντίστροφη Μηχανική. Αντίστροφή μηχανική είναι η διαδικασία της δημιουργίας ενός αντίγραφου ενός αντικειμένου, ενός συστήματος ή ενός προϊόντος, χωρίς τη χρήση κάποιου μηχανολογικού σχεδίου ή οδηγιών. Μελετώντας ένα αντικείμενο που ήδη υπάρχει, μπορούμε να μάθουμε πολλά για το πώς σχεδιάστηκε και πώς λειτουργεί.

Η διαδικασία αυτή επιτρέπει στης μηχανικούς να δημιουργούν γρήγορα νέα προϊόντα και να τα βελτιώνουν. Με τη χρήση της αντίστροφης μηχανικής, μπορούν να καταλάβουν πώς όλα τα κομμάτια μίας συσκευής ενώνονται και δουλεύουν μαζί. Αφού ολοκληρώσουν την ανάλυση και την αντιγραφή, οι μηχανικοί μπορούν να κάνουν προτάσεις για βελτίωση. Για παράδειγμα, στην κατασκευή ενός ρομπότ μπορεί να παρατηρήσουν ότι μία από τις βίδες που χρησιμοποιούνται είναι περιττή. Μπορεί κάτι τέτοιο να μας φαίνεται λεπτομέρεια, αλλά αν αυτή η βίδα κοστίζει 5 λεπτά, και αφαιρεθεί από 1 εκατομμύριο ρομπότ τότε μπορούμε να γλιτώσουμε 50.000€. Σκεφτείτε τώρα πόσο σημαντική μπορεί να είναι και η παραμικρή παρατήρηση. Σε άλλα προϊόντα οι βελτιώσεις μπορεί να έχουν θετική επίδραση όχι μόνο στο κόστος αλλά στην ασφάλεια, στην ταχύτητα, στο μέγεθος κτλ.

Η αντίστροφη μηχανική είναι ένας καλός τρόπος για να μάθει κανείς να σκέφτεται σαν μηχανικός και μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλούς τομείς: από τον βιομηχανικό σχεδιασμό, στο σχεδιασμό κοσμημάτων, στα προϊόντα τεχνολογίας, ακόμα και στα παιχνίδια.

Ιδιαίτερα στο κομμάτι της εκπαιδευτικής ρομποτικής η μέθοδος αυτή ακολουθείται συχνά καθώς πολλές φορές προσπαθούμε να δημιουργήσουμε ρομπότ τα οποία μοιάζουν με κάτι πραγματικό, από έναν μηχανισμό μέχρι κάτι ολοκληρωμένο όπως ένα αυτόνομο όχημα ή ένα εργοστάσιο.

Ανάλογα με το αντικείμενο που θέλει κανείς να αναπαράγει, η διαδικασία της αντίστροφης μηχανικής μπορεί να διαφέρει. Παρακάτω αναφέρονται 5 σημαντικά βήματα που χρησιμοποιούν οι μηχανικοί κατά τη διαδικασία του μηχανικού σχεδιασμού.

-7ALn2.JPG

Σε αυτό τον αγώνα λοιπόν, τα παιδιά αναλαμβάνουν το ρόλο του μηχανικού και θα πρέπει να εφαρμόσουν την αντίστροφή μηχανική σε μηχανισμούς που συναντάμε σε ένα βιοκλιματικό πάρκο.

Τι είναι όμως τα βιοκλιματικά πάρκα;

Οι σύγχρονες ανάγκες των ανθρώπων για την βελτίωση της ποιότητας ζωής, τη μείωση της μόλυνσης και την μείωση της μέγιστης θερμοκρασίας, απαιτούν νέες προτάσεις στο σχεδιασμό κοινόχρηστων χώρων στις πόλεις όπως είναι οι πλατείες, οι παιδικές χαρές και τα πάρκα, αλλά και τα δημόσια κτίρια.

Συνοπτικά, οι στόχοι του βιοκλιματικού σχεδιασμού είναι:

·         Η εξασφάλιση της θερμότητας μέσω του ήλιου το χειμώνα

·         Η προστασία από τους δυνατούς ανέμους

·         Η ελαχιστοποίηση των απωλειών θερμότητας το χειμώνα

·         Η προστασία από τον ήλιο του καλοκαιριού

·         Η εκμετάλλευση των δροσερών ανέμων το καλοκαίρι

Με απλά και κατανοητά λόγια η αρχική σχεδίαση του πάρκου, θα πρέπει να γίνει με τέτοιον τρόπο, ώστε να αξιοποιεί όσο το δυνατόν περισσότερο τις κλιματικές συνθήκες και τη φυσική ενέργεια, και ταυτόχρονα να προστατεύει από ακραία φαινόμενα. Σκοπός μας είναι να κάνουμε το πάρκο μας πιο ανθρώπινο και πιο φιλικό. Να χρησιμοποιήσουμε τις σύγχρονες τεχνολογίες για να καλύψουμε τις ανάγκες μας και να λύσουμε τα προβλήματα που υπάρχουν.

 

Παρουσίαση αποστολής

Σε αυτή την αποστολή υπάρχει μία ολοκληρωμένη πίστα η οποία προσομοιώνει ένα βιοκλιματικό πάρκο. Στην πίστα υπάρχουν τοποθετημένοι 8 μηχανισμοί οι οποίο εκτελούν μία συγκεκριμένη ενέργεια.

·         Ένα σύστημα εναέριου ποτίσματος το οποίο θα λειτουργεί μόνο όποτε υπάρχει ξηρασία και θα είναι υπεύθυνο για το πότισμα των πιο ευαίσθητων φυτών.

·         Ένας ρομποτικός καθαριστής ο οποίος θα κινείται στα μονοπάτια του πάρκου και θα τα καθαρίζει από τα απορρίμματα.

·         Ένας βραχίονας ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους πολίτες και τους υπεύθυνους καθαρισμού για να απομακρύνουν κλαδιά και αλλά μεγαλύτερα αντικείμενα.

·         Μία συρόμενη γέφυρα η οποία θα απαγορεύει την πρόσβαση σε κάποιες περιοχές του πάρκου όταν οι συνθήκες δεν είναι κατάλληλες.

·         Ανεμιστήρες εδάφους οι οποίοι το καλοκαίρι θα προσφέρουν δροσιά στην περιοχή που κάθετε ο κόσμος.

·         Σκίαστρα, τα οποία ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες θα ανοίγουν το βράδυ για να υπάρχει δροσιά και θα κλείνουν την ημέρα ώστε να δημιουργούν σκιά.

·         Ένα φράγμα, το οποίο θα ανοίγει και κλείνει ώστε να υπάρχει μία σταθερή ροή στο ποτάμι, αλλά και για να καθαρίζεται ο χώρος από τα φερτά υλικά όποτε αυτό απαιτείται.

·         Νερόμυλοι για την παραγωγή ενέργειας για τον φωτισμό του πάρκου το βράδυ.

Σκοπός των μαθητών είναι μέσω της διαδικασίας της Αντίστροφης Μηχανικής, να αναπαράγουν όσο το δυνατόν περισσότερους μηχανισμούς οι οποίοι θα τοποθετηθούν στο πάρκο. Κάθε μηχανισμός έχει και διαφορετικό βαθμό δυσκολίας τόσο για το πρόγραμμα όσο και για την κατασκευή. Αυτό βέβαια σημαίνει ότι όσο πιο μεγάλος ο βαθμός δυσκολίας, τόσο πιο πολλούς βαθμούς παίρνει η ομάδα για αυτή την κατασκευή.