Σύνταξη άρθρου: Σοφία Δρακάκη

Επιμέλεια: Κωνσταντίνος Ουρανός

 

 

Επ.Τε.Μη.Μα. ή διεθνώς (αγγλιστί) S.T.E.M. καλούνται οι τομείς των θεωρητικών επιστημών και των εφαρμοστικών κλάδων, που συνυπάρχουν και συνεργάζονται στο σώμα της Ρομποτικής. Ας τους δούμε αναλυτικά.

  1. Επιστήμη (Science): Επιστήμη είναι η γνώση και η συστηματική προσπάθεια απόκτησής της μέσω παρατήρησης και πειραματισμού σε συνδυασμό με τη λογική και τη συλλογιστική. Απαραίτητο σε όλα αυτά, για να θεωρηθούν Επιστήμη, είναι η καταγραφή συμπερασμάτων και η τεκμηρίωσή τους.
  2. Τεχνολογία (Technology): Τεχνολογία είναι η συλλογή τεχνικών, δεξιοτήτων, μεθόδων και διαδικασιών, που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή αγαθών ή υπηρεσιών ή στην επίτευξη στόχων,  όπως  η  επιστημονική  έρευνα. Σημείωση: Η τεχνολογία  μπορεί  να ενσωματωθεί σε μηχανές που μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς λεπτομερή γνώση της λειτουργίας τους.
  3. Μηχανική (Engineering): Μηχανική είναι η τέχνη και το επάγγελμα που εφαρμόζει με πειθαρχία την επιστημονική θεωρία για τον σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την ανάλυση τεχνολογικών λύσεων. Η Μηχανική  στοχεύει  πάντα στην επινόηση, την καινοτομία, τον σχεδιασμό, την κατασκευή, τη συντήρηση, την έρευνα και τη βελτίωση δομών, μηχανών,  εργαλείων,  συστημάτων,  εξαρτημάτων,  υλικών,  αλλά  και  εν  γένει διαδικασιών, λειτουργιών και ολόκληρων (μη έμβιων) οργανισμών.
  4. Μαθηματικά (Mathematics): Η συστηματική μελέτη και γνώση των αριθμών, των νοητικών δομών, του χώρουκαι του πώς αυτά μετρούν και μετρώνται, συσχετίζονται και μεταβάλλονται.

 

Εφαρμογή των αρχών του Επ.Τε.Μη.Μα. (S.T.E.M.) στα σπουδαστήρια και στις ομάδες Ρομποτικής

  1. Επιστήμη (Science) : Υπόθεση  και  απόδειξη,  πειραματικός  σχεδιασμός,  παρατήρηση, πρόβλεψη, συλλογή στοιχείων, ερμηνεία τους και τεκμηρίωση. Όσον αφορά στη Ρομποτική: Μετρήσεις απόστασης χρόνου και ταχύτητας, Αλγόριθμοι και Προγραμματισμός κ.λ.π..
  2. Τεχνολογία (Technology) : Γρανάζια,  κίνηση, περιστροφή, δυνάμεις,  αισθητήρες  κίνησης ήχου, φωτός, χρώματος. Ακόμη αρχές συναρμολόγησης και κατασκευής μηχανών κ.λ.π..
  3. Μηχανική (Engineering): Παράθεση δημιουργικών ιδεών, αιτιολόγηση με στοιχεία, ανάλυση, διόρθωση, βελτίωση, σχεδιασμός, προδιαγραφές, διαχείριση έργου, συγγραφή οδηγιών, έρευνα, προετοιμασία για παρουσίαση κ.α..
  4. Μαθηματικά (Mathematics): Όταν αναφερόμαστε στη Ρομποτική μιλάμε πάντα για χρήση αριθμητικής, άλγεβρας και γεωμετρίας στην πράξη, με συγκεκριμένες κατασκευές, οι οποίες άλλοτε απαιτούν ακρίβεια, άλλοτε αφηρημένο και άλλοτε ποσοτικό συλλογισμό. Ακόμη πρόκειται για μελέτη τυχαιότητας, για χρήση μεταβλητών και συναρτήσεων, για στατιστική ανάλυση δεδομένων κ.λ.π..

 

 

Ειδικά Θέματα στο σπουδαστήριο Ρομποτικής                                                       

Ακολουθούν ορισμένες ενδεικτικές και βασικές γνώσεις, τις οποίες και πρέπει να εμπεδώνουν πάντα οι μικροί αλλά και οι μεγάλοι σπουδαστές της Ρομποτικής.

Επιστήμη

Παρακολούθηση του πώς ακριβώς γίνεται η μετάδοση κίνησης και η μεταφορά ενέργειας μέσω των μηχανών και των μηχανισμών. Προσδιορισμός του ρόλου του κάθε εξαρτήματος στους απλούς μηχανισμούς των μηχανών, οι οποίες εργάζονται στα χρησιμοποιούμενα κάθε φορά μοντέλα. Κατανόηση αλλά και δημιουργία απλής και πολύπλοκης κίνησης και μεταφοράς κίνησης χρησιμοποιώντας γρανάζια, έκκεντρα, ατέρμονες κοχλίες κ.ά. . Κατανόηση του πώς ακριβώς και πού η τριβή μπορεί να επηρεάσει την κίνηση του μοντέλου που κατασκευάζεται.

Τεχνολογία

Δημιουργία ενός μοντέλου και προγραμματισμός του. Χρήση  διαφόρων μέσων (software/hardware) για συλλογή και επεξεργασία πληροφοριών και δεδομένων. Αξιοποίηση της διαθέσιμης τεχνολογίας (hardware/software) με όποιον επιθυμητό τρόπο στα εργαλεία, τον πιο πρόσφορο για τον εκάστοτε στόχο της ομάδας.

Ειδικά Θέματα Μηχανικής

Κατασκευή μοντέλου στον τύπο: προγραμματίστε το – δοκιμάστε το – βελτιώστε το – Τέλεια, επανάληψη τώρα (…) Βελτίωση και εξέλιξη κατασκευής  (προσθέτοντας λειτουργίες ή/και χαρακτηριστικά). Συζητήση και ανακαλύψη εναλλακτικών σχεδίων του μοντέλου (ασφαλέστερα, απλούστερα, φθηνότερα κ.α.). Διαμοίραση  ιδεών με την ομάδα αλλά και με τρίτους.

Ειδικά Θέματα Μαθηματικών

Μέτρηση οποιουδήποτε μεγέθους μετριέται. Δημιουργία μίας από πρίν αίσθησης όλων των χρησιμοποιουμένων μεγεθών, εκτιμώντας τα κατά προσέγγιση, πριν την ακριβή μέτρηση.

Μερικά παραδείγματα είναι: Η μέτρηση του χρόνου σε δευτερόλεπτα με ακρίβεια δεκάτου του δευτερολέπτου. Το ίδιο για την απόσταση σε εκατοστά και χιλιοστά. Ακόμη, εισαγωγή της έννοιας της τυχαιότητας και των προσομοιώσεων με πειράματα και τυχαίους αριθμούς που «μετατρέπονται» σε χρόνο ή αποστάσεις.

 

 

Ο συναρπαστικός κόσμος των επιστημών της Ρομποτικής κρύβει, φυσικά, και άλλες επιστήμες, που τον συνθέτουν και στις οποίες θα αναφερθούμε σε προσεχές μας άρθρο.

 

 

Ηλ. Ταχ.: [email protected]

Σοφία Δρακάκη

Ηλεκτρολόγος Μηχανικός, M. Sc. Computer Engineering