Идея для занятия: шагающие роботы. Часть III

В прошлых двух заметках были перечислены первые несколько частей занятия, посвященному изучению механики шагающих роботов. Данные части готовили учащихся к экспериментальной работе, которая является заключительной на данном занятии. Вместе с теоретической составляющей занятие рассчитано на 3-4 академических часа.

Предыдущие заметки могут быть найдены здесь и здесь.

Часть IV. Первый путь.

Объявите командам, что теперь перед ними стоит задание - собрать робота, который максимально быстро сможет пройти расстояние в 30 см. В ходе задания команды должны провести не меньше 3-х экспериментов, меняя физические характеристики педипуляторов, чтобы определить при каких соотношениях размеров частей педипуляторов, робот движется максимально быстро.

В ходе экспериментов учащиеся должны заполнить таблицу:

Где части педипулятора обозначены следующим образом.

Попросите учащихся перечертить схему механической системы педипулятора еще раз и проставить обозначения ее частей, чтобы избежать путаницы при проведении экспериментов.

Также объявите командам, что они должны собрать из тех прототипов, что у них есть (в ходе работ в предыдущей части занятия в каждой команде должно получиться по две ноги, собранных каждый на своем моторе) робота и запрограммировать его. Мощность на моторах не должна изменяться в ходе экспериментов.

У команд должен получиться робот подобный этому:

В ходе экспериментов команды должны обратить внимание на то, что они делают помимо изменения размеров частей педипулятора, чтобы быть готовыми ответить на следующие вопросы. Ответы должны быть записаны в тетради после проведения всех экспериментов.

1. Какое должно было быть расположение педипуляторов друг относительно друга до запуска программы, чтобы робот шагал максимально плавно?
2. На каких экспериментах приходилось переделывать помимо педипулятора опорную часть робота, чтобы еще больше повысить его скорость?
3. На каких экспериментах приходилось переделывать помимо педипулятора опорную часть робота, чтобы он продолжал сохранять устойчивость?

Перед началом их работы напомните командам о необходимости разбиться на роли, а также провести планирование работ.

До первого запуска робота спросите у учащихся - какое время (или показания энкодера) они выберут для указания в программе, чтобы быть уверенными, что робот пройдет расстояние не меньше 30 см. Как они выбрали это время?

Примеры того, как учащиеся могут изменять размеры частей педипулятора:

Когда задание будет выполнено, обсудите в командах результаты экспериментов.

1. Что помогало или мешало двигаться по составленному плану?
2. Как бы они описали свои трудности, с которыми пришлось столкнуться при конструировании?
3. К чему приводило изменение размера каждой части педипулятора?
4. Что влияло на скорость перемещения робота помимо мощности и соотношения размеров частей педипулятора?
5. Как бы они изменили конструкцию в следующий раз, чтобы повысить еще больше скорость робота?