Lengan robot sumber terbuka dan berbiaya rendah untuk pendidikan online
Machine

Lengan robot sumber terbuka dan berbiaya rendah untuk pendidikan online


Render CAD dari rakitan lengan robotik termasuk mikrokontroler dan paket baterai. Kredit: Benitez et al.

Para peneliti di Tecnologico de Monterrey di Meksiko baru-baru ini menciptakan lengan robotik berbiaya rendah yang dapat meningkatkan pendidikan robotika online, memungkinkan guru untuk mendemonstrasikan konsep teoretis dari jarak jauh yang dijelaskan selama pelajaran mereka. Lengan robotik ini, disajikan dalam makalah yang diterbitkan di Hardware X, sepenuhnya open source dan dapat dengan mudah dirakit oleh semua guru dan pendidik di seluruh dunia.

“Proyek ini dimulai selama wabah COVID-19 pada Maret 2020,” kata Victor H. Benitez, salah satu peneliti yang melakukan penelitian tersebut, kepada TechXplore. “Setelah mempelajari tentang kinematika langsung dan terbalik serta aplikasinya, dua siswa, Rodrigo Symonds dan David Elguezabal, datang kepada saya dengan ide untuk membuat lengan robotik dua tautan dengan kemampuan IoT sebagai proyek untuk kelas robotika mereka.”

Benitez dan murid-muridnya berangkat untuk membuat robot yang terjangkau yang dapat dirakit di luar lingkungan laboratorium (yaitu, tanpa memerlukan alat dan perlengkapan canggih), tetapi itu dapat digunakan untuk menampilkan konsep robotika yang kompleks dalam lingkungan fisik. Contoh dari konsep ini adalah kinematika, proses matematika yang mendasari gerakan robot yang mungkin sulit dipahami oleh siswa jika hanya dijelaskan secara teoritis kepada mereka (yaitu, tanpa demonstrasi fisik).

“Lengan robotik kami menggunakan proses matematika yang disebut kinematika,” jelas Benitez. “Kinematika langsung terdiri dari penggunaan matriks dengan nilai sudut sambungan yang diinginkan untuk menentukan posisi efektor ujung. Kami menggunakan konvensi Denavit-Hartenberg untuk mengimplementasikan perilaku ini dalam robot. Di sisi lain, kinematika tidak langsung terutama merupakan persamaan trigonometri yang membuat hubungan antara panjang dan sudut untuk menghitung bagaimana sambungan lengan harus bergerak agar efektor akhir mencapai titik atau lintasan tertentu di ruang angkasa. “

Lintasan yang harus diikuti oleh lengan robot untuk memindahkan efektor akhir (yaitu, objek yang diinginkan) ke tempat tertentu ditentukan oleh koordinat atau fungsi parametrik tertentu. Dalam konteks ini, efektor akhir dapat berupa objek apa pun yang coba digerakkan oleh lengan, seperti spidol, laser, atau bahkan penggenggam robot.

Lengan robot sumber terbuka dan berbiaya rendah untuk pendidikan online

Perakitan mekanis lengan robotik. Kredit: Benitez et al.

Berbeda dengan lengan robotik lain yang sudah ada, lengan ini memiliki biaya produksi yang rendah. Itu juga dapat dihubungkan ke sumber WiFi dan dapat dikontrol dari jarak jauh melalui aplikasi online. Ini membuatnya ideal untuk pembelajaran jarak jauh, karena memungkinkan guru dan siswa yang berkomunikasi melalui internet untuk bereksperimen dengan tangan yang sama. Selain itu, program yang menjadi dasarnya memungkinkan pengguna untuk dengan mudah mengakses setiap perintah dan parameter di balik gerakan lengan, yang selanjutnya dapat mendukung pembelajaran dan meningkatkan pemahaman setiap siswa tentang proses yang mendasari perilaku robot.

Lengan robotik memiliki empat komponen utama: struktur lengan elektromekanis, sistem kontrol, modul komunikasi wi-fi, dan antarmuka manusia-mesin. Ini sepenuhnya open source dan dapat dimodifikasi, yang berarti bahwa pendidik di seluruh dunia dapat mengakses desainnya dan menyesuaikannya dengan kebutuhan spesifik mereka. Dengan menggunakan lengan ini, guru dapat mendemonstrasikan banyak konsep robotika, tetapi juga menyentuh topik lain yang berkaitan dengan matematika, pencetakan 3-D, ilmu komputer, dan pemrograman.

“Robot kami dirancang untuk tujuan pendidikan,” kata Benitez. “Pengajar dapat dengan mudah menggunakan dan memodifikasi lengan robotik untuk mengajari siswa tentang aplikasi dari banyak topik yang disebutkan dalam pelajaran mereka, bahkan saat menghadapi kesulitan pendidikan online.”

Pekerjaan terbaru oleh Benitez dan murid-muridnya menunjukkan bahwa membuat robot yang berguna dan efisien menggunakan komponen elektronik dan aktuator yang terjangkau adalah mungkin. Ketika para peneliti mengevaluasi lengan robotik mereka, mereka menemukan bahwa itu adalah alat yang sangat efektif untuk mendemonstrasikan konsep teoritis, baik dalam pengaturan laboratorium maupun jarak jauh. Pengajar di seluruh dunia dapat segera mulai menggunakannya untuk mengajar siswa secara online dengan cara yang lebih menarik, memberikan demonstrasi nyata tentang topik teoretis yang dibahas selama pelajaran.

“Saat ini, tim mahasiswa sedang mengembangkan versi kedua dari robot ini dengan bantuan dan rekomendasi kami,” kata Benitez. “Mereka akan menerapkan peningkatan pada robot dan meningkatkan kinerja dan keandalan desain asli tanpa mengorbankan keunggulannya (harga rendah, integrasi IoT, tujuan pendidikan). Kami bertujuan untuk keseimbangan antara harga dan kegunaan agar proyek ini dapat diterapkan di banyak cara berbeda. ”


LoCoQuad: Robot yang terinspirasi arachnoid untuk tujuan penelitian dan pendidikan


Informasi lebih lanjut:
Desain lengan robot open-source IoT yang terjangkau untuk pengajaran kursus robotika online selama kemungkinan pandemi. Perangkat Keras X(2020). DOI: 10.1016 / j.ohx.2020.e00158.

© 2020 Science X Network

Kutipan: Lengan robot sumber terbuka dan berbiaya rendah untuk pendidikan online (2020, 14 Desember) diambil pada 14 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-open-source-low-cost-robotic-arm -online.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Result SGP