12. lecke: Évzáró feladat – Bionikus robot

Bevezetés

Mi az a bionikus robot? Milyen bionikus robotokat építettünk?

Előzetes ismeretek

Mielőtt válaszolnánk a kérdésekre, nézzük meg a már meglévő bionikus robotokat.

Tarantularobot

3d-s nyomtatott részekből áll, és képes utánozni a tarantulák mozgását. A testére 26 különböző motort szereltek, mindegyik lábán 3 és 2 a hasán, így teljesen élethű a mozgása.

A gepárdrobot a Boston Dynamics Inc. kutatásának az eredménye. A robot képes futni, éles fordulatokat tenni, és hirtelen megállni. Gyorsabban fut, mint az emberek és más terminátor típusú robotok. Eléri a 45,5 km/óra sebességet, és képes a gepárd futásának szimulálására.

Gepárdrobot

Robotcápa

Az amerikai haditengerészet (Navy) nemrég kifejlesztett egy robotot, az úgynevezett „úszó szellemet”, ami úgy néz ki, mint egy cápa, és személyzet nélkül képes víz alá merülni. 1,5 m hosszú, a súlya 45 kg. Többek között hírszerzésre, felderítésre és a hajók burkolatának a vizsgálatára használható.

A német Festo cég kiváló az állatokat szimuláló robotok fejlesztésében. A robothangya egy ezek közül. A robothangyák csoportosan együtt dolgozhatnak egy feladat megoldásában, hasonlóan a valódi hangyákhoz. A hangyák kommunikálhatnak egymással, és összehangolhatják a mozgásukat. Egy kis csoport együttesen sokkal nagyobb dolgokat képes tolni vagy vonszolni, mint egy hangya egyedül.

Robothangya

Robotkígyó

A japán ACM-R5H szimulációs kígyó felhasználható mentésekhez és víz alatti környezet feltárására. Egy vezeték nélküli kamerát szereltek a robotkígyó elejére az éles képek rögzítésére.

Robotmadár

Az oregoni Állami Egyetem Gépészeti Laboratóriuma kifejlesztett egy olyan robotmadarat, ami a leggyorsabb és legfürgébb futásra képes két lábon. Kiválóan egyensúlyozik, és képes ellenállni a rúgásoknak és széllökéseknek, és képes kikerülni a veszélyes dolgokat.

Elefántrobot

Az elefántrobot 45 tonna újrahasznosítható fából és acélból készült. Egyszerre 49 utas szállítására képes 45 perc sétaidő alatt.

Teknőcrobot

Ateknősszerű robotot a Disney Kutatólaboratóriuma fejlesztette ki. Összecsukható állkapcsa van és egy érzékelője, ami lehetővé teszi a tengerparti sétát.

Robotkenguru

A robotkengurut a Festo cég fejlesztette ki Németországban, ami utánozza a kenguru egyedi mozgását. Nemcsak feltölti magát az ugrás során, hanem tárolja is az energiát, amit hatékonyan felhasznál a következő ugrásnál.

Robotkutya

A Boston Dynamic által kifejlesztett robotkutya olyan elektronikus/hidraulikus szerkezet, ami beltéren és kültéren egyaránt működőképes. Ez a négylábú robotkutya képes egyenetlen terepen futni, képes lépcsőt mászni, és fenntartja az egyensúlyát akkor is, ha felrúgják. És még ezek is:

Bionikus robot vizsgálata és tervezése

Az alak vizsgálata

A rovarok testrészei a következők: fej, tor, potroh, és hat láb. Az emlősök testrészei: fej, nyak, törzs, végtagok és farok. Stb.

Jellemzők elemzése

Mozgás: Futás, ugrás, repülés, úszás, stb. Biológiai jellemzők: Érintés, látás, stb. (A haladó tananyag része.) Az alapozó szinten elsősorban a mozgást utánozzuk. Milyen bionikus robotokat építettünk? Csiga, polip, dinoszaurusz, emberke.

Alkotás

Magyarázat

1. Először rajzoljanak egy vázlatot az elképzelt robotról. 2. Gondolják át, milyen építőelemekre lesz szükség az összeszereléshez? Hogyan történik a mozgás tervezése? 3. Melyik részt kell majd mozgatni (azaz hova kell szervomotort építeni)? 4. Gondolják végig, hogy milyen ismeretekre lesz szükség, amelyekkel a tervezés folyamán találkozhatnak? Például: sebesség, súrlódás, emelőerő, stb.

1. Csoportok: 2-3 fő egy csoportban. 2. Megbeszélés: (1) Csoportonként tervezzék meg rajzban a megalkotni kívánt robotot. Majd közösen készítsék el azt. (2) Elemezzék ki az utánozandó mozgásokat, és keressék ki az alkatrészeket az összeszereléshez.

Demonstráció

A tervezés és összeszerelés után a csoportok mutassák be egymásnak az általuk létrehozott robotot.

Lehetséges eredmények:

Mobiltelefonnal vezérelhető robot; papíron elkészített vázlatrajz.

Értékelési szempontok:

Szempontok Részletek

Kreativitás Tárgyilagosság A robot újszerű, kreatív, egyedi, és számos funkciót tartalmaz. A cél világos, a munka újszerű és praktikus.

Munkafolyamat A munkát időben, magas színvonalon végezték el.

Tervezés és kivitelezés A robot szerkezete ésszerű, és a megjelenése függ a működésétől. A robot működése, és az előadásmód A mozgások teljesek, a beszámoló egyértelmű (fejlesztési folyamat és tapasztalatok bemutatása; új ismeretek, amelyekkel a fejlesztés során találkoztak; több csoporttag is részt vesz a beszámolóban)

Csapatszellem Egyértelmű a munkamegosztás; egység és együttműködés jellemző; minden csapattagnak van feladata a folyamatban)

A diákok csoportokban készítik a csoport által kidolgozott rajzot. Csoportonként bemutatják a munkákat. Értékelés.

Súlyozás

25%

25%

15%

15%

10%

10%