Біоміметичний маніпулятор
Клас:
7–9 класи
Тривалість:
6–8 академічних годин
Інтегровані предмети і теми:
Освітня галузь/Предмет
Теми
Фізика
Механіка руху маніпулятора, моменти сил і тертя; тиск і вакуум у м’яких гріперах; пружність матеріалів; перетворення обертального руху сервоприводів у лінійний; безпечні навантаження.
Біологія
Біомімікрія захватів: лапка гекона, присоски восьминога, «пальці» людини; будова сухожиль і м’язів як натхнення для м’яких приводів; дбайливе поводження з живими/харчовими об’єктами.
Математика
Вимірювання й порівняння: час циклу, відсоток успіху, частота помилок; побудова графіків «час–кількість спроб», «тиск–успіх»; середнє, медіана, розкид; пропорції та масштабування деталей.
Технології
Конструювання модулів захвату; вибір матеріалів (силікон, пластик, гума); швидкознімні кріплення; виготовлення силіконової форми; техніка безпеки; робота за інструкцією; технічний паспорт.
Інформатика
Програмування рухів (micro:bit/Arduino): керування сервоприводами, помпою/клапанами; калібрування й обмеження швидкості/моменту; логування даних; оформлення звіту й презентації.
Мистецтво / Дизайн
Дизайн вигляду та ергономіки маніпулятора; колірні маркери безпеки; створення логотипу команди; композиція постера/слайдів; інфографіка для метрик.
Екологія / Громадянська освіта
Етика автоматизації: «робот і людина в одній зоні»; відповідальне ставлення до ресурсів (енерговитрати, багаторазові насадки, утилізація силікону); правила безпечної роботи.
Очікувані результати
Учень / учениця:
розрізняє роборукy й гріпер, пояснює, коли потрібен жорсткий і м’який захват;
формулює проблему «без пошкоджень» і добирає тип захвату під об’єкт;
збирає й налаштовує два модулі (жорсткий: серво; м’який: силікон + помпа/вакуум) з дотриманням безпеки;
проводить серії тестів, фіксує дані;
вимірює час циклу, % успіху, пошкодження; будує прості графіки;
робить висновок: який захват кращий для крихких і стандартних предметів;
готує дослідницький звіт і 30–60 с відео «демо без пошкоджень»;
презентує результати дослідження.
Для реалізації проєкту знадобиться:
Матеріали, які під рукою/дома або можна придбати у найближчому магазині
Комп’ютер
Електроніка (цифрові датчики, мотор тощо)
Micro:bit
Arduino
3-д принтер
Силікон