Development of a low-cost robotic platform based on the exploitation of action research findings for STEM education and educational robotics
Ανάπτυξη ρομποτικής πλατφόρμας χαμηλού κόστους, βασισμένη στην αξιοποίηση των ευρημάτων έρευνας δράσης για την εκπαίδευση STEM και την εκπαιδευτική ρομποτική
Keywords
STEM ; STEM education ; Educational robotics ; Educational robot ; Robotic platform ; Action research ; Εκπαιδευτική ρομποτική ; Εκπαιδευτικά ρομπότ ; Ρομποτική πλατφόρμα ; Εκπαίδευση STEM ; Έρευνα δράσηςAbstract
STEM-based education faces several challenges when implementing it in practice since it requires the existence of an organized environment, the necessary logistical infrastructure (robotics - STEM educational platforms, specialized software, properly designed spaces, laboratories, etc.), and of course, the properly trained teachers who will be responsible for the coordination of the project; several publications have identified these. This study investigated whether action research can contribute to designing and developing an educational robotics platform for use in STEM education and Educational Robotics. For this reason, many surveys (Ν=14) were conducted to determine the robot's specifications and, evaluate the robot's construction and programming. Based on the research’s findings, the proposed robotic platform was effectively designed through action research, and the educational community contributed to its development. This assertion was supported by data collected in-person and online, questionnaires, interviews, observations, surveys, program analysis, and focus groups. During the design phase of the robotic platform, several ideas were formulated, and several prototypes were designed since the feedback from the educational community was rich and substantial. The researcher hopes this research will continue to produce something valuable and usable for the educational community with the ultimate goal of implementing it in STEM education and Educational Robotics. After all, action research -on which this research is based- has been characterized as research to solve practical problems and improve them.
Abstract
Η εκπαίδευση STEM αντιμετωπίζει αρκετές προκλήσεις κατά την εφαρμογή της στην πράξη, καθώς απαιτεί την ύπαρξη ενός οργανωμένου περιβάλλοντος, την απαραίτητη υλικοτεχνική υποδομή (εκπαιδευτικές πλατφόρμες ρομποτικής - STEM, εξειδικευμένο λογισμικό, κατάλληλα διαμορφωμένους χώρους, εργαστήρια κ.ά.) και φυσικά τους κατάλληλα εκπαιδευμένους εκπαιδευτικούς που θα αναλάβουν το συντονισμό του προγράμματος. Η παρούσα μελέτη διερεύνησε κατά πόσον η έρευνα δράσης μπορεί να συμβάλει στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη μιας πλατφόρμας εκπαιδευτικής ρομποτικής για χρήση στην εκπαίδευση STEM και την εκπαιδευτική ρομποτική. Για το λόγο αυτό, διεξήχθησαν πολλές έρευνες (Ν=14) για τον προσδιορισμό των προδιαγραφών του ρομπότ και, την αξιολόγηση της κατασκευής και του προγραμματισμού του ρομπότ. Με βάση τα ευρήματα της έρευνας, η προτεινόμενη ρομποτική πλατφόρμα σχεδιάστηκε αποτελεσματικά μέσω της έρευνας δράσης και η εκπαιδευτική κοινότητα συνέβαλε στην ανάπτυξή της. Ο ισχυρισμός αυτός υποστηρίχθηκε από δεδομένα που συλλέχθηκαν από διαζώσης και διαδικτυακά, ερωτηματολόγια, συνεντεύξεις, παρατηρήσεις, έρευνες, ανάλυση προγραμμάτων και ομάδες εστίασης. Κατά τη φάση σχεδιασμού της ρομποτικής πλατφόρμας, διατυπώθηκαν διάφορες ιδέες και σχεδιάστηκαν αρκετά πρωτότυπα, καθώς η ανατροφοδότηση από την εκπαιδευτική κοινότητα ήταν πλούσια και ουσιαστική. Ο ερευνητής ελπίζει ότι αυτή η έρευνα θα συνεχίσει να παράγει κάτι πολύτιμο και αξιοποιήσιμο για την εκπαιδευτική κοινότητα με απώτερο στόχο την εφαρμογή της στην εκπαίδευση STEM και την Εκπαιδευτική Ρομποτική. Άλλωστε, η έρευνα δράσης -στην οποία βασίζεται η παρούσα έρευνα- έχει χαρακτηριστεί ως έρευνα για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων και τη βελτίωσή τους.
Number of pages
281Faculty
Σχολή ΜηχανικώνAcademic Department
Τμήμα Μηχανικών Βιομηχανικής Σχεδίασης και ΠαραγωγήςLanguage
EnglishCollections
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Δημιουργία ανθρωποειδούς ρομπότ και μελέτη των ρομπότ κοινωνικής αρωγής
Κορτότσι, Μπελίνα (Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής, 2021-10-15)Η λέξη ρομπότ προέρχεται από την Τσέχικη λέξη «Robota» που μεταφράζεται ως «δούλος» ή «σκλάβος» ή «καταναγκαστική εργασία». Πράγματι στόχος δημιουργίας τους υπήρξε για χρόνια να αντικαταστήσουν την ανθρώπινη εργασία που ... -
Performance Improvements in Robotic Joint Surgery Systems in Total & Partial Knee Arthroplasty.
Κάνταρος, Κωνσταντίνος (Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής, 2024-10-22)Robot-assisted surgery has come into prominence in the last decade, supporting that it fortifies surgeons and patients with a powerful tool, which supposedly offers a more sophisticated approach in terms of precision, ... -
Χειρισμός ρομποτικού βραχίονα για την αρπάγη αντικειμένων
Ποταμίτης, Μιχαήλ (Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής, 2023-02-23)Η παρούσα εργασία εστιάζει στην επίλυση του αντίστροφου κινηματικού προβλήματος του γνωστού ρομποτικού βραχίονα Franka Emika Panda. Ο εν λόγω βραχίονας αποτελείται από 7 βαθμούς ελευθέριας, όπου όλες οι αρθρώσεις είναι ...