Robots: hoogontwikkelde machines voor spelenderwijs leren en meer

Robots, als technisch hoogontwikkelde machines en producten van wat nu mechatronica wordt genoemd, zijn oorspronkelijk ontworpen om mensen mechanisch werk te ontlasten. Ze bestaan uit een mechanisch raamwerk, een robotbesturing en sensoren voor het herkennen van signalen en actuatoren. Als industriële robots hebben ze de simpele taken zoals de stukproductie, die voorheen door mensen werden uitgevoerd, grotendeels overgenomen. Eenmaal geprogrammeerd kunnen robots complexe werkprocessen autonoom uitvoeren. Daarnaast worden robots nu in de particuliere sector ingezet voor servicewerkzaamheden en wordt moderne robotica steeds vaker ingezet op de speelgoedmarkt.

Robots kunnen naar hun ontwerp worden gedifferentieerd, bijvoorbeeld in autonome mobiele robots, lopende robots, humanoïde robots en cognitieve robots. Een ander onderscheid wordt gemaakt over het doel. Hierbij kan onderscheid worden gemaakt tussen industriële robots, servicerobots, medische robots, verkenningsrobots en uiteraard speelgoedrobots.

In feite zijn robots uitgerust met verschillende sensoren waarmee ze kunnen reageren op hun omgeving: 

• akoestische sensoren
• Optische sensoren
• kinetische sensoren

De door de sensoren geregistreerde informatie wordt vergeleken met de positie van de assen in de robot en omgezet in bewegingsinstructies. De kinetiek verschilt op zijn beurt afhankelijk van het type beweging, het aantal en de opstelling van de bestaande assen en de vorm van het werkgebied van de robot, dat cartesiaans, cilindrisch of bolvormig kan zijn. Open kinematica, zoals die gevonden worden in mensachtige robots, worden gekenmerkt door seriële assen. Bij gesloten kinematica zijn links verbonden met ten minste twee andere links.

Humanoïde robots

Humanoïde robots zijn robots die zijn gemodelleerd naar mensen in termen van hun constructie en bewegingssequenties. Ze staan op twee benen en hebben, als het om androïden of gynoïden gaat, zelfs menselijke trekken en mensachtig gedrag. Humanoïde robots hebben twee hoofddoelen: Als multifunctionele machines wordt er onderzoek naar gedaan om complexe werkzaamheden zoals in de zorg te kunnen aannemen. 

Een belangrijk toepassingsgebied ligt op academisch gebied, in onderzoek en wetenschap. Daar worden ze enerzijds gebruikt om kunstmatige intelligentie te onderzoeken, de machine moet door interactie ermee extra functies verwerven. Aan de andere kant kunnen ze worden gebruikt in het onderwijs op het gebied van informatica, robotica, systemen en sensoren, maar ook in de sociale wetenschappen.

De humanoïde robots die bij Conrad verkrijgbaar zijn, zijn kant-en-klare apparaten met verschillende functies:

• Dankzij een groot aantal vrijheidsgraden en geïntegreerde gyrometers zijn realistische bewegingssequenties mogelijk.
• Camera's en optische sensoren voor infrarood zorgen voor object- en gezichtsherkenning.
• De akoestische sensoren gebruiken ultrasone metingen om afstanden te meten en microfoons om de richting van het geluid te detecteren.
• Ze hebben meerdere druksensoren en capacitieve aanraaksensoren voor interactie met mensen.
• De robots zijn uitgerust met krachtige processoren en hebben ethernet- en wifi-interfaces. Het besturingssysteem is Linux.
• De robots zijn grafisch programmeerbaar (VPL) in C ++ of Python.
• De hoogte van een toestel is 58 centimeter en het gewicht 5,4 kilogram.

Speelgoedrobots

Naast dat ze worden gebruikt als werk- en educatieve apparaten, zijn er robots die puur voor entertainment worden gebruikt - zowel voor kinderen als volwassenen. Robots die als speelgoed worden verkocht, zijn er in verschillende vormen. Naast mensachtig ogende speelgoedrobots is er een breed scala aan robots die op dieren lijken en daarom als vervangende huisdieren worden beschouwd. Daarnaast zijn er onder de robots kant-en-klare apparaten, die worden gebruikt om robotica en programmeren op een speelse manier te introduceren en in het algemeen werken aan het begrijpen van technische relaties.

Afgewerkte speelgoedrobots worden apart gezien van robotkits, aangezien de gebruiker relatief weinig mogelijkheden heeft om de functies te beïnvloeden. Veel speelgoedrobots worden voorgeprogrammeerd geleverd en kunnen daarom niet in hun functie worden gewijzigd. Toch reageren ze op hun omgeving, of dat nu via een afstandsbediening, smartphone-apps of interactief via optische bewegingssensoren, geluidssensoren of aanraaksensoren is.

Robot bouwpakketten

Robot bouwpakketten zijn autonome mobiele robots op het gebied van hobbyelektronica en geven gebruikers de mogelijkheid robots geheel naar eigen inzicht te bouwen en te programmeren. Ze zijn bij uitstek geschikt voor kinderen en jongeren om hen op een speelse manier kennis te laten maken met de wereld van robotica en om basiskennis bij te brengen. In plaats van de afzonderlijke componenten en onderdelen afzonderlijk aan te schaffen, kunt u ze als bouwpakket aanschaffen en indien nodig uitbreiden. Robotkits bieden in tegenstelling tot kant-en-klare apparaten het voordeel dat gebruikers tijdens de bouw een hoge educatieve meerwaarde ervaren en zich ook goed vermaken. De elektronische componenten worden in de kit geleverd en door u zelf in elkaar gezet. 

Soorten robot bouwpakketten die bij Conrad verkrijgbaar zijn:

• Robotarmen die ideaal zijn om op het object te leren
• Robotvoertuigen die in wezen bestaan uit een programmeerbare microcontroller met processor die op een carrosserie met wielen is gemonteerd
• Daarnaast zijn er speciale typen robots met elk een specifiek toepassingsgebied.

Sommige kits worden geleverd met voorgeprogrammeerde bedieningselementen en programma's die eenvoudig via de USB-interface op de microcontroller kunnen worden geladen of zelfs direct na montage kunnen worden gebruikt. Andere kitrobots kunnen worden geprogrammeerd met programmeertalen zoals Basic of C. Een breed scala aan accessoires kan worden gebruikt om uw eigen kit samen te stellen of om componenten toe te voegen of te vervangen.

De kitaccessoires die bij Conrad verkrijgbaar zijn, omvatten:

• Weergavemodules
• Sensormodules als versnellingsmeters, magnetometers en gierfrequentietransmitters voor algemene robotica, navigatietoepassingen binnenshuis en bewegingsdetectie
• Individuele sensoren voor gronddetectie, ultrasoon geluid en nog veel meer
• Microcontrollers, bijvoorbeeld de Arduino-boards die vaak in dit soort kits worden gebruikt
• Diverse uitbreidingsmodules
• Tandwielsets, assets, bandensets, pootsets, grijpers en andere mechanische componenten
• USB-programmeerkabel voor aansluiting op pc's 

Met deze hoogwaardige elektronische en mechanische componenten kunnen uw eigen robots worden gebouwd en geprogrammeerd volgens de ideeën van de gebruiker.

Robotica in het onderwijs

Robots hebben steeds meer gebieden van ons leven veroverd sinds hun eerste gebruik in de auto-industrie in de jaren zestig. Technologie met kunstmatige intelligentie, sensoren en precisie ontwikkelt zich razendsnel en toepassingen nemen steeds meer ruimte in ons dagelijks leven in. Ze vinden hun weg naar particuliere huishoudens en onderwijsinstellingen. Met het humanoïde ontwerp van de robots kunnen schoolkinderen en studenten op een speelse manier onderwerpen als programmeren, robottechniek, besturingstechniek en creatief werk overbrengen. Speciale probleemoplossende vaardigheden kunnen worden aangeleerd en verder ontwikkeld.

Toepassingsgebieden van robotica in de klas

• Programmering
  Van de eenvoudigste robottypen met bedieningselementen tot apps via smartphone of tablet tot meer complexe typen die meer geavanceerde programmering in choregraphs of C ++ vereisen - het aanbod van cursussen voor het lesgeven varieert van kleuterschool tot universiteit. Leren programmeren van eenvoudig tot uitdagend.

• Constructie
  Robotkits brengen een diep begrip van technische onderlinge relaties over, versterken teamwork en probleemoplossende vaardigheden. De leerdoelen worden samen bereikt door de componenten samen te stellen en te bedraden.

• Telemetrie
  In robotica staat telemetrie voor het berekenen of meten van afstanden met optische, akoestische of radio-elektrische elementen. Er worden infrarood-, ultrasone of laserafstandsmeters gebruikt. De robot kan er doorheen bewegen. Het gebruik van technische processen en hun mogelijkheden wordt duidelijk overgebracht op de leerlingen / studenten.

• Mechatronica
  Interdisciplinaire interactie tussen mechanica, elektronica en informatietechnologie wordt al snel zeer complex. Deze disciplines van mechatronica worden gebruikt in robotica. Met ons robotica-aanbod voor lessen brengt u basiskennis duidelijk over en maakt u het voor de leerlingen / studenten makkelijker om met mechatronica aan de slag te gaan

Automatisering

Tegenwoordig kan industriële productie alleen efficiënt zijn als de werkstappen dienovereenkomstig worden geautomatiseerd. Industriële robots spelen hierbij een centrale rol. Met de Arexx “RA1-PRO” robotarm kan op een speelse manier een eerste blik worden werpen op dit spannende onderwerp. Interesse en succes bij het leren onder de leerlingen / studenten zijn gegarandeerd.