Οι μαθητές του τμήματος Ρομποτική με Lego Spike Prime δημιούργησαν ένα project με θέμα τα βιομηχανικά ρομπότ και το παρουσίασαν στο Robotakia Festival 2023 που πραγματοποιήθηκε στο Ζάππειο Μέγαρο !
Οι μαθητές δημιούργησαν μια μακέτα με θέμα τα βιομηχανικά ρομπότ θέλοντας να αναδείξουν την αξία της χρήσης τους και της συνεργασίας τόσο μεταξύ των μηχανών όσο και μεταξύ αυτών και των ανθρώπων. Το έργο περιλαμβάνει τρεις σύνθετες κατασκευές που προσομοιάζουν βιομηχανικά ρομπότ που συναντάμε στα εργοστάσια και στις βιομηχανίες. Το κάθε ρομπότ κατασκευάστηκε με το κουτί Lego Spike Prime και ο προγραμματισμός τους έγινε με word blocks στην εφαρμογή spike legacy.
Η καινοτομία των βιομηχανικών ρομπότ
Ο ρόλος των βιομηχανικών ρομπότ στη σύγχρονη κοινωνία είναι αναμφισβήτητος και η ανάγκη για τη χρήση τους σε διάφορους τομείς της βιομηχανίας είναι απαραίτητη. Τα βιομηχανικά ρομπότ αντιπροσωπεύουν μια τεχνολογία που αποτελεί εξέλιξη για τον τρόπο παραγωγής και λειτουργίας των επιχειρήσεων και έχουν θετικό αντίκτυπο τόσο στην οικονομία όσο και στην κοινωνία. Τα βιομηχανικά ρομπότ έχουν πολλά οφέλη. Παρά τα πολλά οφέλη των βιομηχανικών ρομπότ, πρέπει να αντιμετωπίσουμε με σοβαρότητα και ορθολογικό τρόπο τις προκλήσεις που μπορεί να εμφανιστούν. Με την κατάλληλη αντιμετώπιση και εφαρμογή της τεχνολογίας αυτής, μπορούμε να δημιουργήσουμε μια ισορροπημένη κοινωνία όπου τα βιομηχανικά ρομπότ θα συνυπάρχουν αρμονικά με τους ανθρώπους, επιτρέποντάς μας να επωφελούμαστε από τις τεχνολογικές προόδους και να δημιουργούμε μια καλύτερη, πιο αποδοτική και βιώσιμη κοινωνία.
Είσοδος των βιομηχανικών ρομπότ στη γραμμή παραγωγής
Δημιουργήσαμε με τους μαθητές μας ένα εργοστάσιο αυτοκινήτων αποτελούμενο από βιομηχανικά ρομπότ με στόχο να παρουσιάσουμε τον τρόπο με τον οποίο μπορούν να συνεργαστούν τα ρομπότ και την αποτελεσματικότητα που μπορούν να επιφέρουν στη μαζική παραγωγή.
Σενάριο
Μια φορά κι έναν καιρό ήταν ένα εργοστάσιο που έφτιαχνε αυτοκίνητα. Το εργοστάσιο είχε πολλές μηχανές που τις αποκαλούμε βιομηχανικά ρομπότ. Τρία από αυτά τα ρομπότ ονομάζονταν Καλλίστη, Ταξιάρχης και Επίλεκτος. Η Καλλίστη ήταν το ρομπότ που σχεδίαζε τα αυτοκίνητα. Της άρεσε πολύ να ζωγραφίζει. Είχε μια ειδική πένα για να σχεδιάζει σε χαρτί τις φανταστικές της ιδέες. Είχε ακρίβεια στις κινήσεις της. Ο Ταξιάρχης ήταν το ρομπότ που ταξινομούσε τα εξαρτήματα και τα υλικά των αυτοκινήτων. Μπορούσε να ξεχωρίσει όλα τα διαφορετικά είδη και να τα τοποθετήσει με ακρίβεια στη σωστή τους θέση. “Μόνο με σωστή οργάνωση μπορούμε να έχουμε σωστό και γρήγορο αποτέλεσμα”, έλεγε και ξανάλεγε. Ο Επίλεκτος ήταν αυτός που αποφάσιζε τελικά με τι υλικά θα φτιαχτούν τα αυτοκίνητα. Ήταν αυστηρός κριτής. Έπιανε κάθε υλικό, το κοιτούσε και άμα αποφάσιζε να το χρησιμοποιήσει, το έπαιρνε μπροστά του, ώστε να κατασκευάσει το παιχνίδι, αν όμως το απέρριπτε, το πετούσε κάτω. Ο Επίλεκτος με τους μεγάλους ρομποτικούς βραχίονες συναρμολογούσε τα τελικά παιχνίδια. Τα τρία ρομπότ συνεργαζόντουσαν και έφτιαχναν τα πιο όμορφα, γρήγορα και ποιοτικά αυτοκίνητα. Εργάζονταν με ταχύτητα και αποτελεσματικά. Όταν έφταναν τα αυτοκίνητα στα χέρια των οδηγών, ενθουσιάζονταν και έβγαιναν στους δρόμους. Μια μέρα, μια ομάδα παιδιών ήρθε να επισκεφτεί το εργοστάσιο. Έμειναν έκπληκτοι με τα ρομπότ και το πώς συνεργάστηκαν για να κατασκευάσουν τα αυτοκίνητα. Τα παιδιά εντυπωσιάστηκαν τόσο πολύ που αποφάσισαν να φτιάξουν τα δικά τους ρομπότ όταν μεγαλώσουν.
Οφέλη
Τα βιομηχανικά ρομπότ προσφέρουν πολλά οφέλη στην κοινωνία και την οικονομία. Αυτά τα οφέλη περιλαμβάνουν:
- Αύξηση της παραγωγικότητας: Τα βιομηχανικά ρομπότ μπορούν να εκτελούν εργασίες με μεγάλη ακρίβεια και ταχύτητα, ξεπερνώντας τις δυνατότητες του ανθρώπινου εργάτη. Αυτό οδηγεί σε αυξημένη παραγωγικότητα και αποδοτικότητα στον τομέα της βιομηχανίας.
- Βελτίωση των συνθηκών εργασίας: Τα ρομπότ αναλαμβάνουν επικίνδυνες, βαριές και κουραστικές εργασίες, απαλλάσσοντας τους ανθρώπους από επικίνδυνους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση των ατυχημάτων και των τραυματισμών στον χώρο εργασίας.
- Μείωση του κόστους παραγωγής: Αν και η αρχική επένδυση στην αγορά και την εγκατάσταση βιομηχανικών ρομπότ μπορεί να είναι υψηλή, η χρήση τους οδηγεί σε μείωση του συνολικού κόστους παραγωγής μακροπρόθεσμα. Αυτό συμβαίνει λόγω της αυξημένης παραγωγικότητας, της μείωσης των λαθών και του λιγότερου απαιτούμενου κόστους συντήρησης.
- Ευελιξία και προσαρμοστικότητα: Τα βιομηχανικά ρομπότ μπορούν να προσαρμόζονται εύκολα σε νέες απαιτήσεις παραγωγής, απλοποιώντας τη διαδικασία αλλαγής της παραγωγικής γραμμής για νέα προϊόντα ή διαφορετικές απαιτήσεις παραγωγής.
- Προώθηση της έρευνας και της καινοτομίας: Η ανάπτυξη και χρήση βιομηχανικών ρομπότ απαιτεί την υιοθέτηση νέων τεχνολογιών και την ανάπτυξη νέων λύσεων. Αυτό διευκολύνει την έρευνα και την καινοτομία στον τομέα της ρομποτικής και της τεχνολογίας, ενισχύοντας έτσι την πρόοδο και την ανάπτυξη.
- Μείωση του ανθρώπινου δυναμικού σε επικίνδυνες περιοχές: Σε ορισμένους τομείς, όπως η εξόρυξη, η κατασκευή και η επισκευή, οι εργαζόμενοι εκτίθενται σε επικίνδυνες καταστάσεις. Η χρήση βιομηχανικών ρομπότ μπορεί να μειώσει την ανθρώπινη παρουσία σε αυτούς τους χώρους και να μειώσει τον κίνδυνο ατυχημάτων.
Συνολικά, τα βιομηχανικά ρομπότ παρέχουν πολυάριθμα οφέλη που καταφέρνουν να ενισχύουν την παραγωγικότητα, να βελτιώνουν τις συνθήκες εργασίας και να προωθούν την οικονομική και τεχνολογική πρόοδο. Ωστόσο, πρέπει να διατηρούμε ισορροπημένες προσεγγίσεις και να αντιμετωπίζουμε με προσοχή τις προκλήσεις που μπορεί να εμφανιστούν, όπως η κατάρτιση των εργαζομένων και η διατήρηση της ανθρώπινης διάστασης στην τεχνολογική πρόοδο.
Λειτουργικές Προδιαγραφές
Η μακέτα αποτελείται από τρεις κατασκευές (broken, sorter, automated). Το Broken Robot σχεδιάζει τα αυτοκίνητα. Το Sorter Robot ταξινομεί τα lego κομμάτια ανά χρώμα και το Automated Robot τα επιλέγει ή τα απορρίπτει ανάλογα με ποιο χρώμα θέλει κάθε φορά. Έτσι παρουσιάζεται η συνεργασία των Robot σε μία βιομηχανία.
Τεχνικές προδιαγραφές
Και οι τρεις κατασκευές δημιουργήθηκαν με τη χρήση του πακέτου Lego Spike Prime και προγραμματίστηκαν με word blocks στην εφαρμογή Spike Legacy.
Broken Robot: Αποτελείται από δύο κινητήρες. Ο ένας κινητήρας γυρίζει δυο τροχούς για να κυλήσει το χαρτί κι ο άλλος κινητήρας τοποθετεί το μολύβι στις θέσεις που υποδεικνύουν οι συντεταγμένες στο πρόγραμμα, με αποτέλεσμα το μολύβι να σχεδιάζει πάνω στο χαρτί. Τα γρανάζια έχουν τοποθετηθεί κατάλληλα (μεγάλο κάτω, μικρό πάνω), ώστε να είναι ελεγχόμενη η ταχύτητα που κινείται το χαρτί.
Sorter Robot: Αποτελείται από δύο κινητήρες και έναν αισθητήρα χρώματος. Ο ένας κινητήρας γυρίζει τους τροχούς. Στην πραγματικότητα έχουμε συνδέσει τον κινητήρα μόνο σε έναν τροχό και παρασύρονται με την κίνηση κι οι υπόλοιπες ρόδες. Πάνω σε μια πλατφόρμα είναι τοποθετημένα χρωματιστά κομμάτια lego τα οποία ελέγχει με τη σειρά ο αισθητήρας χρώματος. Ανάλογα με το χρώμα που βλέπει ο αισθητήρας χρώματος, η κατασκευή που έχει τη μορφή ενός οχήματος μετακινείται στην κατάλληλη θέση, ώστε ο δεύτερος κινητήρας να σπρώξει το κομμάτι, να πέσει κάτω από την πλατφόρμα και να τοποθετηθεί στο αντίστοιχο κουτί ταξινόμησης.
Automated: Αποτελείται από έναν μικρό κινητήρα, έναν μεσαίο κινητήρα κι έναν αισθητήρα χρώματος. Ο μεσαίος κινητήρας γυρίζει 90 μοίρες αριστερά, οι βραχίονες πιάνουν το lego τουβλάκι που είναι τοποθετημένο εκεί, χάρη στον μικρό κινητήρα σηκώνει τους βραχίονες και φέρνει το κομμάτι μπροστά στον αισθητήρα χρώματος. Αν δεν είναι το χρώμα που θέλει να επιλέξει το πετάει, επιστρέφει στην αρχική του θέση και στρίβει 90 μοίρες προς τα δεξιά επαναλαμβάνοντας τη διαδικασία. Αν είναι το χρώμα που θέλει, το κρατάει και γυρνάει ξανά στην αρχική του θέση. Εκεί το κατεβάζει και το τοποθετεί σε μία πλατφόρμα που βρίσκεται μπροστά του.
