Ανάπτυξη εκπαιδευτικού ρομπότ ζωγραφικής για την εκπαίδευση STEM

Μπουμπαλίκης, Ιωάννης

Development of an educational painting robot for STEM education

Διπλωματική εργασία

Author

Μπουμπαλίκης, Ιωάννης

Date

2024-07-15

Advisor

Chatzopoulos, Avraam

Πτυχιακή εργασία (3.227Mb)

Keywords

Ρομπότ ; Arduino ; Εκπαιδευτική πλατφόρμα ; 3D εκτύπωση ; STEM

Abstract

Η εκπαιδευτική ρομποτική αποτελεί με την πάροδο του χρόνου ένα ολοένα και πιο εδραιωμένο σύστημα εκπαίδευσης. Στην αγορά υπάρχουν διάφορα είδη ρομπότ εκπαιδευτικού σκοπού, τα οποία ακολουθούν τη μέθοδο STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics). Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή ενός εκπαιδευτικού ρομπότ που θα αποσκοπεί στην εκπαίδευση μικρών παιδιών πάνω στο κομμάτι του προγραμματισμού. Οι μαθητές, με απλό τρόπο, θα βρίσκονται σε θέση να προγραμματίσουν το ρομπότ, το οποίο στη συνέχεια μέσω των κινήσεων θα δημιουργεί απλές ζωγραφιές με τη βοήθεια ενός μαρκαδόρου. Η κατασκευή αυτού του ρομπότ θα αποτελείται στη δομή του από υλικό το οποίο θα παράγεται εξολοκλήρου μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης, προσφέροντας έτσι ευελιξία και ευκολία στη δημιουργία του, καθώς και στην πιθανότητα μελλοντικών βελτιώσεων. Ο σχεδιασμός του θα πραγματοποιηθεί μέσω διαφόρων πλατφορμών όπως το Fusion 360 για την τρισδιάστατη σχεδίαση, αλλά και το Prusa για την επιλογή των προδιαγραφών του τρόπου εκτύπωσης των κομματιών. Ο συνδυασμός των παραπάνω μεθόδων δημιουργίας του ρομπότ θα προσφέρει στα παιδιά τη δυνατότητα να πειραματιστούν, να επεκτείνουν τις γνώσεις τους, αλλά ταυτόχρονα και να εκφράσουν τη δημιουργικότητά τους. Επιπλέον, οι μαθητές μέσω της ενασχόλησής τους με το εκπαιδευτικό ρομπότ θα αποκτήσουν τις ικανότητες στην πορεία να εμβαθύνουν και οι ίδιοι πάνω στον τρόπο με τον οποίο δημιουργήθηκε το ρομπότ, να προσθέσουν βελτιώσεις, αλλαγές, είτε και να δημιουργήσουν και οι ίδιοι το δικό τους εκπαιδευτικό ρομπότ.

Abstract

Educational robotics is an increasingly established system over time education. There are various types of educational robots on the market that follow the method STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics). The purpose of the thesis is to construction of an educational robot that will aim to educate young children on his part programming. Students, in a simple way, will be able to program the robot, which then through the movements he will create simple drawings with the help of a marker. The construction of this robot will consist in its structure of material that will be produced entirely through of 3D printing, thus offering flexibility and ease in its creation, as well as in possibility of future improvements. Its design will be carried out through various platforms such as Fusion 360 for 3D design, but also Prusa for choosing the way specifications printing the tracks. The combination of the above methods of creating the robot will offer children the possibility to experiment, to expand their knowledge, but at the same time to express their creativity. In addition, students through their engagement with the educational