Τρισδιάστατη υλοποίηση εικονικού ρομπότ τύπου Karel με μεταβολή των δυνατοτήτων του
3D implementation of a virtual Karel type robot with alteration of its capabilities
Λέξεις-κλειδιά
Εκπαιδευτική ρομποτική ; STEM ; Ρομπότ KarelΠερίληψη
Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τη χρήση εκπαιδευτικών ρομπότ για τη διδασκαλία του προγραμματισμού, εστιάζοντας στο εικονικό ρομπότ Karel. Το Karel, που αναπτύχθηκε το 1981 από τον Richard E. Pattis, αποτελεί ένα από τα πρώτα παραδείγματα εκπαιδευτικών εργαλείων για τη διδασκαλία προγραμματισμού και αλγοριθμικής σκέψης. Μέσα από απλές εντολές και ένα περιβάλλον πλέγματος, το Karel προσφέρει στους μαθητές την ευκαιρία να κατανοήσουν τις βασικές αρχές του προγραμματισμού με οπτικοποιημένο και διαδραστικό τρόπο. Η εργασία περιγράφει την εξέλιξη του Karel από την αρχική του μορφή έως τις σύγχρονες 3D υλοποιήσεις, καθώς και την ενσωμάτωση φυσικών ρομπότ που επιτρέπουν στους μαθητές να δουν τις εντολές τους να εκτελούνται σε πραγματικό χρόνο. Αυτός ο συνδυασμός θεωρητικής και πρακτικής εκπαίδευσης γεφυρώνει το
χάσμα μεταξύ της μάθησης και της εφαρμογής, ενισχύοντας την κατανόηση και την ικανότητα επίλυσης προβλημάτων. Οι λειτουργικές προδιαγραφές του ρομπότ περιλαμβάνουν βασικές εντολές κίνησης, στροφές, έλεγχο δαγκάνας και ανύψωσης, καθώς και ανίχνευση και χειρισμό εμποδίων. Αυτές οι λειτουργίες επιτρέπουν στο ρομπότ να αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του με ακρίβεια και αποτελεσματικότητα, παρέχοντας στους μαθητές ένα πλούσιο πεδίο για πειραματισμό και μάθηση. Ο σχεδιασμός της εφαρμογής περιλαμβάνει την ανάπτυξη μονάδων ελέγχου κίνησης, σερβομηχανισμού, αισθητήρων υπερήχων και επικοινωνίας,
εξασφαλίζοντας την ομαλή λειτουργία και διαδραστικότητα του ρομπότ.
Περίληψη
This thesis explores the use of educational robots in teaching programming, with a focus on the virtual robot Karel. Developed in 1981 by Richard E. Pattis, Karel is one of the earliest educational tools designed to teach programming and algorithmic thinking. Through simple commands and a grid environment, Karel provides students with an opportunity to grasp the fundamental principles of programming in a visual and interactive manner. The thesis outlines the evolution of Karel from its initial form to modern 3D implementations, as well as the integration of physical robots that allow students to see their commands executed in real-time. This combination of theoretical and practical education bridges the gap between learning and application, enhancing
students' understanding and problem-solving abilities. The robot's functional specifications include basic movement commands, turns, gripper control, lifting, and obstacle detection and handling. These functionalities enable the robot to interact with its environment accurately and efficiently, offering students a rich field for experimentation and learning. The application design encompasses the development of movement control units, servomechanisms, ultrasonic sensors, and communication modules, ensuring the smooth operation and interactivity of the robot.
Αριθμός σελίδων
57Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Μηχανικών Βιομηχανικής Σχεδίασης και ΠαραγωγήςΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές