Θεματολογία στα Εργαστήρια BioEngineering

- Τι σχέση έχει η πληροφορική με τη βιολογία; Πώς μπορώ να εφαρμόσω τις αρχές της μηχανικής στην ιατρική; Ποιες λύσεις μπορώ να σκεφτώ ως μηχανικός για να βελτιώσω την ανθρώπινη ζωή;
- Ανακαλύπτουμε το κοινό έδαφος μεταξύ μηχανικής και βιολογίας και συνδυάζουμε τις ιατρικές επιστήμες με τις επιστήμες υπολογιστών.
- Συνεργαζόμαστε και κατασκευάζουμε αισθητήρες που αλληλεπιδρούν με το σώμα μας, επεξεργαζόμαστε ιατρικά δεδομένα και ψηφιακές εικόνες (τύπου DICOM) με ειδικούς αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης και προγραμματίζουμε ευφυή συστήματα υποστήριξης λήψης αποφάσεων και υποβοήθησης ιατρών.
- Γνωρίζουμε εις βάθος το ρόλο της μηχανικής και της πληροφορικής στα σύγχρονα επιτεύγματα της ιατρικής (τεχνητά ρομποτικά μέλη, τεστ DNA) μέσα από διαθεματικά εργαστήρια και εξερευνούμε τον διεπιστημονικό κλάδο της βιοϊατρικής μηχανικής.
- Τι είναι το DNA και πώς μπορώ να το αναλύσω προγραμματιστικά;
- Κατασκευή και προγραμματισμός ρομποτικών τεχνητών μελών.
- Σχεδιασμός βιοαισθητήρων.
- Προγραμματισμός τεχνητής νοημοσύνης που υποβοηθά τους ιατρούς στη διάγνωση.
- Ανάπτυξη αλγορίθμων ταυτοποίησης ανθρώπων με ανάλυση DNA …
- Νανο – (-σωματίδια, -τεχνολογία, -φάρμακα, -ιατρική): προσομοιώνουμε τη λειτουργία τους.
- VR – AR: εξοικείωση με εργαλεία προσομοίωσης της ανατομίας του ανθρώπινου σώματος.
- Ηλεκτρονική / Κινητή Υγεία: Φορητές συσκευές, wearables, serious games, έξυπνα γάντια.
- Προσομοιώσεις + προβλέψεις έκβασης = βέλτιστη στρατηγική αντιμετώπισης. ΣΕ ΟΛΑ!
- Κατασκευή και προγραμματισμός ρομποτικών τεχνητών μελών.
- Σχεδιασμός βιοαισθητήρων (οπτικοί, ηλεκτροχημικοί, πιεζοηλεκτρικοί).
- Μηχανική Μάθηση, Τεχνητή Νοημοσύνη, Data Science. Πώς ακριβώς και πόσο υποβοηθά τους ιατρούς

- Αποκτούμε ικανότητες επίλυσης προβλημάτων καθώς ερχόμαστε αντιμέτωποι με προκλήσεις του πραγματικού κόσμου και αναπτύσσουμε την κριτική μας σκέψη συνδυάζοντας γνώσεις από πολλά διαφορετικά πεδία με τα οποία ερχόμαστε σε επαφή (Βιολογία, Πληροφορική, Μηχανική, Φυσική κλπ).
- Καλλιεργούμε ενσυναίσθηση σχεδιάζοντας λύσεις που απευθύνονται στις ανθρώπινες ανάγκες και στοχεύουν στη βελτίωση της ζωής, ενώ συζητάμε ζητήματα βιοηθικής και μαθαίνουμε να αντιμετωπίζουμε τις επιστήμες με υπευθυνότητα.
- Εξοπλίζουμε τα παιδιά με γνώσεις και δεξιότητες για να ζήσουν σε ένα ταχέως μεταβαλλόμενο κόσμο όπου η ρομποτική, η τεχνητή νοημοσύνη, η βιολογία και η ιατρική μπλέκονται, συνεργάζονται και εξελίσσονται μαζί.

 [12+] - BioEngineering (B_BEN)

BioEngineering με την παραπάνω θεματολογία και στόχευση δεξιοτήτων.

Χρησιμοποιούμε εκπαιδευτικές πλατφόρμες της Lego Education (EV3 Mindstorms), τη μηχανή γραφικών Unity, τη γλώσσα προγραμματισμού python, την πλατφόρμα arduino και μεγάλη ποικιλία από software και hardware (βιβλιοθήκες ανάπτυξης, ηλεκτρονικά, αισθητήρες).

Βιομηχανικό Σχέδιο

- Μαθαίνουμε βασικές έννοιες του σχεδίου και των σχεδιαστικών αντικειμένων.
- Καθένα από τα πεδία του STEM, βρίσκει εφαρμογή: παρατήρηση, πείραμα, μελέτη, σχεδιασμός, συλλογή τεχνικών και ανάπτυξη τεχνολογικών λύσεων, παραγωγή, βελτίωση. Ενδεικτικά, στην καθημερινότητά μας θα έχουμε: Computer Science, industrial Technology, Structural Engineering, Mathematics.
- Συνεργαζόμαστε, ενώνουμε τις ιδέες μας, συνδυάζουμε τις STEM γνώσεις μας για τον σχεδιασμό προϊόντων ώστε να είναι όχι μόνο λειτουργικά και καλαίσθητα αλλά και ωφέλιμα και επιθυμητά.
- Συνδυάζουμε άψογα την ισορροπία ανάμεσα στη δημιουργικότητα, την ελεύθερη μορφή και την εννοιολογική σκέψη, ενώ τα projects υλοποιούνται λαμβάνοντας υπόψιν περιορισμούς όπως η (βιομηχανική) μαζική παραγωγή και η εξελισσόμενη τεχνολογία!
- Απαντάμε σε προβληματισμούς όπως: που μας βοηθάει το σχέδιο, πως λύνονται προβλήματα μέσω του σχεδιασμού, πως μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τον κόσμο μέσω του σχεδίου;
- Στα εργαστήρια μας θα δούμε προϊόντα που ήδη υπάρχουν στην καθημερινότητα μας, να επανασχεδιάζονται και να προσαρμόζονται σε νέες δικές μας ανάγκες. Επιπρόσθετα μέσω των ομαδικών εργασιών θα προχωρήσουμε στην δημιουργία και παρουσίαση ενός νέου προϊόντος - από το Α ως το Ω.

- Θα βασιστούμε πρώτα στις άμεσες γνώσεις σχεδίου και την απλή χρήση και εφαρμογή τους, με μολύβι και χαρτί αλλά και με απλά δομικά υλικά. Στη συνέχεια θα μάθουμε να λειτουργούμε σε περιβάλλον σχεδιαστικών προγραμμάτων στον υπολογιστή, με αρχικό στόχο την εξοικείωση και τελικό στόχο την πραγματοποίηση της τρισδιάστατης εκτύπωσης.

- Πρώτος στόχος είναι να μάθουμε τον τρόπο σχεδιασμού και αναπαράστασης των αντικειμένων. Εξασκούμαστε στον σχεδιασμό και στην αποτύπωση τόσο σε δισδιάστατο όσο και σε τρισδιάστατο σχέδιο, πρώτα σε χαρτί και έπειτα σε σχεδιαστικό πρόγραμμα. Θα γνωρίσουμε την έννοια της κλίμακας, της προοπτικής και την σημασία των αναλογιών. Τέλος θα ανακαλύψουμε τη σπουδαιότητα της ομαδοσυνεργατικής δουλειάς και της σωστής προώθησης των προϊόντων μέσα από παρουσιάσεις σε κοινό.

 [7+] - Industrial Design -  (I_IND)

Βιομηχανικό Σχέδιο

 [12+] - Industrial Design 2 - (I_IND2)

Βιομηχανικό Σχέδιο 2

Εργαστήρια Χρηματοοικονομικών

- Εναρμονιζόμενοι με τις διεθνείς εξελίξεις περί Financial Literacy, εξοπλίζουμε τα παιδιά με τις απαιτούμενες γνώσεις, τις δεξιότητες και τελικά την εμπιστοσύνη να ζήσουν σε ένα κόσμο ολοένα αυξανόμενης πολυπλοκότητας και μεταβολών αναπτύσσοντας την κριτική τους σκέψη στην έννοια και τις χρήσεις του χρήματος. 

- Τα εργαστήρια σχεδιάζονται και διεξάγονται από ειδικούς επιστήμονες, με προπτυχιακές και μεταπτυχιακές σπουδές χρηματοοικονομικών οι οποίοι είναι πιστοποιημένοι επαγγελματίες στο χώρο των συναλλαγών σε αγορές χρήματος, κεφαλαίου και παραγώγων καθώς και της διαχείρισης κινδύνων (risk management).

- Επιπλέον γίνονται επισκέψεις σε πραγματικούς χώρους όπου όλα αυτά γίνονται καθημερινά πράξη (EXAE, Dealing Rooms, Τμήματα Ανάλυσης Χρηματιστηριακών και Τραπεζών, Treasuries εταιριών κλπ) και συνεργαζόμαστε (οι μαθητές !!!) με τα στελέχη τους.

 [12+] - Financial Engineering - (F_FIN)

MICRO: Χρηματοοικονομικά ως επιστήμη. Διαφορές από τα Οικονομικά. Τι είναι Χρήμα, Τιμή. Κόστος. Αξία. Κόστος Eυκαιρίας και Πίστωση. Ασκήσεις για αποφάσεις που παίρνουμε ως καταναλωτές. Πώς κερδίζω / καταναλώνω σωστά. Τράπεζες. 

MACRO: ΑΕΠ. Οικονομικές διακυμάνσεις, ύφεση, ανάκαμψη, άνθιση, κρίση. Νόμος της Προσφοράς και της Ζήτησης. Επεξήγηση εννοιών και διαμόρφωση τιμών σε αντίστοιχες ποσότητες. Οικονομική Πολιτική (Δημοσιονομική και Νομισματική). Προϋπολογισμός. Έλλειμα – πλεόνασμα – χρέος. Κεντρική Τράπεζα και εποπτεία.

Χρηματιστηριακές Αγορές και προϊόντα (Χρηματιστήριο, δείκτες, μετοχές, ομόλογα, παράγωγα). Λειτουργίες και χρησιμότητα.

Επένδυση. Μέτρηση, ανάληψη και διαχείριση κινδύνου. Επιχειρηματικότητα, προσωπικότητες, παραδείγματα.

Επενδύσεις, Συναλλαγές, Καταθέσεις, Δάνεια. Trading Platforms.

Financial Engineering. Fintech. Robot Banking. Data Analytics. Artificial Intelligence. Big Data.

Πως δημιουργώ ή/και συμμετέχω σε Electronic / Mechanical / Systems trading platforms.

Πού και πώς ταιριάζω εγώ σε αυτά τόσο σαν χρήστης όσο και σαν δημιουργός;

Εργαστήρια Μηχατρονικής - κοινά χαρακτηριστικά

- Κατασκευή ηλεκτρομηχανικών μοντέλων. Πειραματισμός, ανάλυση, σύνθεση των δημιουργιών μας.
- Περιγραφή και δημοσιογραφικό γράψιμο, διήγηση, επεξήγηση και ερμηνεία σε τρίτους του τι δημιουργήσαμε και πώς.

- Tο microbit και το Arduino είναι «ενιαίες ηλεκτρονικές πλατφόρμες» επεξεργαστών, ελεγκτών, αισθητήρων και προγραμματισμού με τις οποίες δημιουργούμε αυτόνομες ηλεκτρομηχανικές κατασκευές. Με τους αισθητήρες η πλατφόρμα «καταλαβαίνει» τι γίνεται γύρω της (κίνηση, θερμοκρασία, ήχος…) και αυτό, μέσω του sofware που δημιουργούμε, το μετατρέπει σε οδηγία για κάτι (κίνηση του ρομπότ, φως, μοτέρ, ήχος, …).  Η λειτουργικότητα αυτή συναντάται ακριβώς η ίδια σε καθημερινά αντικείμενα γύρω μας (microwaves, air-conditions, πλυντήρια, συναγερμοί, βιομηχανικοί αυτοματισμοί, κλπ.) όπως και σε όλα τα πραγματικά Ρομπότ.

- Τα παιδιά, όταν εργάζονται στις πλατφόρμες αυτές έρχονται όσο πιο κοντά γίνεται στην «Ρομποτική πραγματικού κόσμου».
- Οι τομείς που ξεκινούν είναι Προγραμματισμός και Επιστήμη Υπολογιστών (οι ελεγκτές και οι αισθητήρες πρέπει να προγραμματιστούν!).  Συνεχίζουν, στο ίδο εργαστήριο με Τεχνολογία και Ηλεκτρονικά (τι κύκλωμα θα φτιάξω, τι αισθητήρες θα χρησιμοποιήσω και τι εξαρτήματα θα συνδυάσω, ...). Ολοκληρώνουν με Ρομποτική και Μηχανική (συνδυάζουν όλα τα προηγούμενα και κατασκευάζουν αυτόνομα Ρομπότ).

- Οι επιλογές και τα εξαρτήματα είναι πρακτικά απεριόριστα (όπως στην πραγματική βιομηχανία) και γι’ αυτό το λόγο η φαντασία και η δημιουργικότητα των παιδιών εκτοξεύονται, μαζί με τις γνώσεις τους για μηχανική, ηλεκτρονική και προγραμματισμό. (… και δεν συμβαίνει συχνά αυτό). Θα χρειαστεί να επιλέξουν (για παράδειγμα όταν θα φτιάξουν ένα αυτόνομο αυτοκινητάκι) από πρακτικά άπειρες επιλογές και συνδυασμούς υλικών και τεχνολογιών, τι ρόδες θα χρησιμοποιήσουν, τι μοτέρ, τι σασί, τι αισθητήρες, πλαστικά ή σιδερένια μέρη, γλώσσα προγραμματισμού…
- Χρησιμοποιούμε ποικιλία από αισθητήρες, αντιστάσεις, πυκνωτές, ποτενσιόμετρα, μοτέρ, κινητήρες, ηχεία, γρανάζια, άξονες, οθόνες, led. Σχεδιάζουμε ηλεκτρονικά κυκλώματα (σε χαρτί ή σε software simulation environments), και τα υλοποιούμε.
- Προσθέτουμε μηχανές, αισθητήρες, εξαρτήματα, καλώδια, βίδες, led και lcd οθόνες και τέλος προγραμματίζουμε και κατασκευάζουμε τις πραγματικές συσκευές.

Τότε, και μόνο τότε, όταν δηλαδή τα παιδιά θα κληθούν να κάνουν αυτές τις επιλογές τα ίδια, θα συνειδητοποιήσουν ότι έτσι ακριβώς φτιάχνεται ο ηλεκτρομηχανικός κόσμος γύρω μας (και θα θέλουν και τα ίδια να συμμετέχουν σε αυτό)!

Εργαστήρια Μηχατρονικής ανά ηλικία

 [10+] - Microbit - (E_MBIT)

Χρησιμοποιούμε το microbit και ρομποτικές πλατφόρμες σχεδιασμένες για αυτό.

 [12+] - Arduino (E_ARD)

Arduino για προχωρημένα project.

 [12+] - Arduino 2 (E_ARD2)

Arduino 2 για περισσότερο προχωρημένα project.

Εργαστήρια Επιστήμης Υπολογιστών - κοινά χαρακτηριστικά

Αντιμετωπίζουμε την Πληροφορική σαν Τεχνολογική Επιστήμη. Ξεκινάμε με εισαγωγή στην Επιστήμη και Τέχνη του Προγραμματισμού Υπολογιστών, σε εργαστήρια που διδάσκεται αλγοριθμικός τρόπος σκέψης και μεθοδολογία επίλυσης πραγματικών (και πρωτότυπων) προβλημάτων με στόχο την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης, τηρώντας τις αρχές της Επιστήμης Υπολογιστών.
Η υπολογιστική σκέψη, η εκμάθηση της δομής της κάθε γλώσσας, η σύνταξη και τελικά το “coding” είναι ένα δημιουργικό, ευχάριστο και φυσικό επακόλουθο της κατάκτησης των προηγούμενων δεξιοτήτων.

Εργαστήρια Επιστήμης Υπολογιστών ανά ηλικία

Κάθε παιδί ξεκινά την επαφή του με την Επιστήμη Υπολογιστών σε εργαστήριο ανάλογα με την ηλικία του.

 [8+] - Scratch - (C_SCR)

Object oriented / event driven programming. Ναι, για παιδιά 8+!
Τα  παιδιά δημιουργούν, προγραμματίζοντας σε ένα γραφικό προγραμματιστικό περιβάλλον. Με αλγοριθμικό τρόπο σκέψης,συνδυάζουν μαθηματικά, γεωμετρία, υπολογιστικές ιδέες, άλγεβρα, αριθμητική αλλά και αρχές object oriented και event driven προγραμματισμού. 
Space Invaders, Κρεμάλα, Αγώνες αυτοκινήτων, Escape Rooms, Arcade Games, Mathematics and Science apps…

 [12+] - C - (C_C)

Σχεδιασμός και κατασκευή κλασικών αλγορίθμων από την αρχή.
"The Art of Computer Programming”, Α.Ι., Game Theory, Κλασικοί Αλγόριθμοι στο Computer Science, Low level programming, …
Με τη γλώσσα C μαθαίνουμε τα θεμελιώδη της Επιστήμης Υπολογιστών και κατασκευάζουμε μόνοι μας τα εργαλεία που θα χρειαστούμε. Για παράδειγμα η ταξινόμηση αριθμών, η εύρεση λέξης σε κείμενο και άλλοι αλγόριθμοι, υλοποιούνται από την αρχή από εμάς χωρίς να καταφύγουμε σε έτοιμες βιβλιοθήκες. Οι μαθητές έρχονται με φυσικό τρόπο περισσότερο κοντά στην δομή του υπολογιστή και των μικροεπεξεργαστών (π.χ. προγραμματισμός Arduino). Έχοντας μάθει προγραμματισμό σε C,  όλες οι επόμενες γλώσσες ή περιβάλλοντα προγραμματισμού που θα χρειαστεί κάποιος στην καριέρα του "έρχονται εύκολα".

 [12+] - Python - (C_PYT) και (C_PYT2)

Object oriented programming με χρήση έτοιμων βιβλιοθηκών.
Η Python είναι μία εξαιρετικά ευέλικτη, object oriented γλώσσα προγραμματισμού, και "προτιμάται" ολοένα και περισσότερο για χρήση σε συστήματα ασφαλείας, δικτύωσης, Internet Οf Τhings και άλλα επαγγελματικά περιβάλλοντα, αλλά και για εκμάθηση προγραμματισμού κατά την εισαγωγή στην Επιστήμη Υπολογιστών. H  θεματολογία κυμαίνεται από αρχές προγραμματισμού μέχρι σύνταξη της γλώσσας, και από τεχνικές object oriented programming μέχρι κατασκευή επιχειρησιακών προγραμμάτων. 
Space Invaders v2, Κρεμάλα v2, Τρίλιζα, Κρυπτογράφηση, ποικιλία από βιβλιοθήκες, A.I., Data Analytics, IOT, Business software, …
Web Development, Business Analytics, Cyber Security, Επιστήμη Δεδομένων (Data Science), Στατιστική, Μηχανική Μάθηση (Machine Learning) και Βαθιά Μάθηση (Deep Learning). Όλοι μας, στην εργασία μας, έχουμε ανάγκες επεξεργασίας δεδομένων, επίλυσης προβλημάτων αλλά και παρουσίασης των συμπερασμάτων μας σε "actionable reports and dashboards". Τα spreadsheets έχουν ξεπεραστεί και ό,τι report "βλέπουμε και θαυμάζουμε" είναι φτιαγμένο με παρόμοιες μεθόδους. Αυτά μαθαίνουμε, μεταξύ άλλων.

 [12+] - Mobile Programming (C_MOB)

Mobile programming (MIT App Inventor).
Pet Robots, Arcade Games, Text to Speech, Platform Games, Puzzles.
Σε αυτό το προγραμματιστικό περιβάλλον μαθαίνουμε να  δημιουργούμε πλήρως λειτουργικές  εφαρμογές για  κινητά τηλέφωνα  και tablets. Τα παιδιά συνειδητοποιούν ότι μπορούν τα ίδια να δημιουργήσουν τις εφαρμογές τους, αφού δουλέψουν κανονικά "όπως οι μεγάλοι" (σχεδιασμός προγράμματος στο χαρτί, αλγόριθμος ροής, ζητούμενη λειτουργικότητα, input-process-output, user interface, κ.α.).  Εξαιρετικό περιβάλλον με θεαματικά  αποτελέσματα στον αλγοριθμικό τρόπο σκέψης αλλά και στο user interface design.

 [12+] - Web Design (C_WBD)

Web Design. Από την αρχή. Hard code!
Ανάπτυξη σελίδων και εφαρμογών για το web. Εργαστήρια html, css, πίνακες δεδομένων, reverse engineering, user groups, storyboards, wireframes, ...

 [12+] - Augmented / Virtual Reality (C_ARVR)

Δημιουργία 3D κόσμων Augmented Reality και Virtual Reality.
Κίνηση στο χώρο, δημιουργία εικονικών κόσμων, εφαρμογές και παιχνίδια.
Με ολοένα ισχυρότερο διαθέσιμο hardware και software στις καθημερινές καταναλωτικές συσκευές,  αυξάνουν οι ανάγκες για δημιουργία εφαρμογών στο πεδίο αυτό, "βοηθώντας" τομείς όπως Gaming, Αρχιτεκτονική, Εκπαιδευτικά περιβάλλοντα, προσομοιώσεις σε πληθώρα πραγματικών εργασιών κ.α. Τα παιδιά  προετοιμάζονται για τη νέα πραγματικότητα, σήμερα, ως δημιουργοί αυτών των εργαλείων και όχι σαν χρήστες τους.

Εργαστήρια Μηχανικής

Συγκεκριμένα εργαλεία και kit Μηχανικής βοηθούν τους μικρούς μας μαθητές να μετατρέψουν τις αφηρημένες έννοιες και τα προβλήματα της Μηχανικής και των Μαθηματικών σε χειροπιαστή διαδικασία κατανόησης και επίλυσής τους.
Δουλεύοντας σε ένα ήδη οικείο και διασκεδαστικό περιβάλλον, τα παιδιά αισθάνονται άνετα και παρακινούνται, ώστε με ενθουσιασμό να αντιμετωπίσουν την "πρόκληση"της Μηχανικής και των Μαθηματικών με ομαδοσυνεργατικό τρόπο.

- Kατανοούμε απλές μαθηματικές και γεωμετρικές έννοιες, με παράλληλη εξερεύνηση της λειτουργίας απλών και σύνθετων μηχανισμών και καθημερινών μηχανών όπως γρανάζια, τροχοί, άξονες, μοχλοί και τροχαλίες.
- Φτιάχνουμε Δημιουργούμε  μεγάλες και αληθινές μηχανές, όπως καταπέλτη, γερανό, καρουσέλ κλπ. και πειραματιζόμαστε με ρυθμίσεις στις παραμέτρους τους! Πώς θα κάνουμε το γερανό μας δυνατότερο, το καρουσέλ μας γρηγορότερο και τον καταπέλτη μας ανθεκτικότερο;
- Τα παιδιά ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥΝ τις κατασκευές τους και στη συνέχεια τις βελτιώνουν. Η έμφαση δίνεται σε θέματα Μηχανικής (Mechanical Engineering) και τα μικρά λατρεύουν να κατασκευάζουν τα ίδια, από μόνα τους, πολύπλοκες μηχανές συνδυάζοντας απλούς μηχανισμούς και εξαρτήματα. 

Ασχολούμαστε με έννοιες όπως:
-  Επίλυση προβλημάτων: κατανόηση προβλήματος και χρήση των κατάλληλων στρατηγικών.
- Ανάπτυξη Λογικής: Είτε με αφηρημένο είτε με ποσοτικό συλλογισμό, τα παιδιά χρησιμοποιούν επιχειρήματα και αντιμετωπίζουν εποικοδομητικά τον τρόπο σκέψης των συμμαθητών τους.
- Επιμονή και Ακρίβεια: τα παιδιά αναπτύσσουν επιμονή στην αντίληψη και την επίλυση των μαθηματικών και μηχανικών προβλημάτων, με ειδική μέριμνα από τους εκπαιδευτές για ακρίβεια καθ΄ όλη τη διαδικασία.
- Συνεχής παρατήρηση, εξερεύνηση και βελτίωση απλών μηχανών και εξαρτημάτων.
- Περιγραφή, διήγηση, επεξήγηση και ερμηνεία σε τρίτους του τι κατασκευάσαμε και πώς.

Εργαστήρια Μηχανικής ανά ηλικία

 [5+] - R_SPK1

Εκπαιδευτικές πλατφόρμες της Lego (Machines & Mechanisms, BricQ, ...)

- Καταπέλτες, Μηχανικά παιχνίδια, Ρολόγια, Τραμπάλες, Καρουσέλ, Γερανοί, Κούνιες, Τροχαλίες, Γερανοί, Κοντέρ αυτοκινήτου. Σκιάχτρα θορύβου. Πεταλούδες με συμμετρία.
- Πώς μπορούμε να παίξουμε χόκεϊ με μηχανικό παίκτη;
- Πού (και γιατί) πρέπει να μετακινήσουμε το πιο βαρύ παιδί για να ισορροπήσει η τραμπάλα;
- Ισορροπία, τριβή. Δύναμη, ροπή.
- Με ίδια ισχύ (τον ίδιο κινητήρα) πώς πετυχαίνουμε το όχημά μας να κινείται πάρα πολύ γρήγορα ή να κινείται κανονικά, μεταφέροντας όμως πολύ μεγάλο βάρος;
- Γιατί στο ποδήλατο είναι το μεγάλο γρανάζι μπροστά και το μικρό πίσω, ενώ στη μοτοσυκλέτα το αντίθετο; Μπορούμε να αντικαταστήσουμε το μηχανισμό «γρανάζι – αλυσίδα» με κάτι άλλο;

Εργαστήρια Ρομποτικής - κοινά χαρακτηριστικά

- Σχεδιασμός και δημιουργία μηχανών που κινούνται αυτόνομα και μπορούν και αλληλοεπιδρούν με το περιβάλλον τους (=ρομπότ)!
- Κατασκευές κλιμακούμενης δυσκολίας και πολυπλοκότητας - δημιουργία, προγραμματισμός, βελτίωση των χαρακτηριστικών του ρομπότ σε όλα τα πεδία του (hardware, software, mechanics, electronics).
- Σχεδίαση και υλοποίηση του μοντέλου με βελτιώσεις και ανταλλαγή ιδεών για εύρεση εναλλακτικών λύσεων.
- Χρήση του software για συλλογή πληροφοριών.
- Ανατροφοδότηση του ρομπότ για να ρυθμιστεί το τελικό αποτέλεσμα.
- Εργασία με ποικιλία σε απλές και σύνθετες μηχανές, αισθητήρες, γρανάζια, μεθόδους μετάδοσης κίνησης.
- Μέτρηση χρόνου και απόστασης, πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμός, διαίρεση, τυχαιότητα και χρήση μεταβλητών.
- Πειραματισμός, ανάλυση, σύνθεση. Επανάληψη.
- Περιγραφή και δημοσιογραφικό γράψιμο, διήγηση, επεξήγηση και ερμηνεία σε τρίτους του τι δημιουργήσαμε και πώς.

- Μηχανικά ζώα, αυτόματες γέφυρες, αντισεισμικές κατασκευές, αυτόματα parking, χρηματοκιβώτια, γερανοί, βραχίονες, μέτρηση βαρύτητας, smart cars, ρύθμιση κυκλοφορίας, smart cities, γραμμές παραγωγής - τα πάντα!
- Στόχος των εργαστηρίων είναι τα παιδιά να γίνουν πραγματικοί δημιουργοί.

Εργαστήρια Ρομποτικής ανά ηλικία

Κάθε παιδί ξεκινά την πρώτη του επαφή με τη Ρομποτική σε εργαστήριο ανάλογα με την ηλικία του και στη συνέχεια προχωρά στην επόμενη κατηγορία ανεξαρτήτως ηλικίας.

 [6+] - R_SPK1

Εκπαιδευτική πλατφόρμα Lego Spike Essential

 [7+] - R_WD2

Εκπαιδευτική πλατφόρμα Lego WeDO2

 [10+] - R_SPK2

Εκπαιδευτική πλατφόρμα Lego Spike Prime

 [10+] - R_EV3

Εκπαιδευτική πλατφόρμα Lego EV3 Mindstorms

Περιβάλλον εργασίας

Δημιουργία ενός πραγματικού ρομπότ που έχει αισθητήρες περιστροφής, ήχου, αφής, φωτός και υπερήχων.

Το ρομπότ μπορεί να προγραμματιστεί να κάνει μια σειρά από εργασίες, όπως να κινείται με συγκεκριμένο τρόπο, να σηκώνει αντικείμενα, να παίζει μπάλα ή να συλλέγει δεδομένα από το χώρο και να τα τροφοδοτεί στον υπολογιστή για περαιτέρω επεξεργασία.

Χρήση ρομποτικής για STEM.

Οι μαθητές σχεδιάζουν και κατασκευάζουν ρομπότ και στη συνέχεια αναπτύσσουν software, σχεδιάζοντας, ελέγχοντας και τροποποιώντας σειρές εντολών από μια ποικιλία πραγματικών ρομποτικών «συμπεριφορών».

Μαζεύουν δεδομένα από αισθητήρες και τα αναλύουν, για να βελτιώσουν τη συμπεριφορά του ρομπότ και να έχουν το επιθυμητό αποτέλεσμα (Lego Education Mindstorms EV3, LabView, Microsoft Small Basic).

Βασικές έννοιες

Σχεδίαση και χτίσιμο προγραμματιζόμενων ρομπότ χρησιμοποιώντας μοτέρ, αισθητήρες, γρανάζια, τροχούς και άλλα δομικά υλικά.

Κατανόηση και υλοποίηση τρισδιάστατων μοντέλων από δισδιάστατα σχέδια.

Χτίσιμο, δοκιμή και αναθεώρηση σχεδίασης, για να βελτιστοποιηθεί η λειτουργία του ρομπότ.

Απόκτηση πρακτικής εμπειρίας, χρησιμοποιώντας μαθηματικές έννοιες, όπως εκτίμηση και μέτρηση απόστασης, χρόνου και ταχύτητας.

Κατανόηση εννοιών όπως της εφευρετικότητας και του πειραματισμού για την εξεύρεση λύσης.

Σχεδιασμός και διαχείριση των απαιτούμενων ενεργειών για την ολοκλήρωση ενός έργου.

Κατασκευή και εξερεύνηση Μηχανών μέσα από την πραγματική ζωή.

Εξερεύνηση μηχανών που τροφοδοτούνται από μοτέρ.

Εξερεύνηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Συνεχή πειράματα και χρήση των σχετικών μετρήσεων και ανάλυσης δεδομένων για περιγραφή και εξήγηση των αποτελεσμάτων.

Γνώση -> Κατανόηση -> Βελτίωση -> Παρουσίαση!

Περιβάλλον εργασίας

Κατασκευή απλών ηλεκτρομηχανικών μοντέλων. Σύνδεση σε υπολογιστή. Προγραμματισμός σε γραφικό περιβάλλον. Χρήση ρομποτικής για STEM.

Οι μαθητές κατασκευάζουν ρομπότ και αναπτύσσουν software, σχεδιάζοντας, ελέγχοντας και τροποποιώντας εντολές από μια ποικιλία πραγματικών ρομποτικών συμπεριφορών (Lego Education WeDo, Lego Education WeDo2, Scratch).

Βασικές έννοιες

Σχεδίαση και υλοποίηση του μοντέλου. Ανταλλαγή ιδεών για εύρεση εναλλακτικών λύσεων. Προγραμματισμός και χρήση του υπολογιστή για να υλοποιηθεί ένα μοντέλο που δουλεύει. Χρήση προγράμματος για συλλογή πληροφοριών. Ανατροφοδότηση του συστήματος για να ρυθμιστεί το τελικό αποτέλεσμα. Εργασία με απλές μηχανές, αισθητήρες, γρανάζια, μετάδοση κίνησης. Μέτρηση χρόνου και απόστασης, πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμός, διαίρεση, τυχαιότητα και χρήση μεταβλητών. Πειραματισμός, ανάλυση, σύνθεση. Περιγραφή και δημοσιογραφικό γράψιμο, διήγηση, επεξήγηση και ερμηνεία σε τρίτους του τι φτιάξαμε και πώς.

ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ

ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΔΩ