مميزات الروبوت التعليمي ” Bioloid ” البايولويد
ما هو الروبوت التعليمي البايولويد
أصبحت الروبوتات التعليمية شائعة جدا ونسمع عنها باستمرار، ففي عالم التكنولوجيا والاتصالات والتطور العلمي، لا تتوقف التقنيات الحديثة عن إثارة إعجابنا. يعد الروبوت البايولويد واحدا من أنواع الروبوتات التعليمية التي تعمل بشكل تلقائي، ويمكن برمجته لأداء مهام محددة. يمكن إدخاله في عملية التعليم بسهولة تامة وتحقيق أقصى استفادة منه. يتلقى الروبوت التعليمي بيولويد تعليمات عمله من خلال الكمبيوتر المزود ببرنامج مخصص للتفاعل مع هذا الروبوت، بالإضافة إلى التطبيقات المختلفة التي تسمح للطلاب بمحاكاة الواقع وتحفيزهم وتحثهم على اكتساب معلومات جديدة.
أفضل مزايا الروبوت التعليمي البايولويد
في دراسة حول الروبوت ، تم اكتشاف أن روبوت البايوليد يمتلك المزايا التالية:
- يتميز الروبوت التعليمي البايولويد بالاستخدام الآمن، لذلك فهو مناسب للاستخدام من قبل الطلاب.
- يتميز بأن سعر أجزائه ومكوناته منخفض مقارنة بالبدائل الأخرى، وبالتالي فهو مناسب لميزانية التعليم.
- يمكن التفاعل مع الروبوت وتشغيله أثناء استخدامه، لأنه من بين الروبوتات التي تحتوي على أجهزة استشعار وأجزاء لتحريك الأذرع.
- يضم هذا الكتاب العديد من الإرشادات التي يمكن للطلاب استخدامها لبرمجة الأجهزة بأنفسهم.
- يقدم الروبوت التعليمي بايوليد مجموعة من الأنشطة التعليمية التي تساعد وتعزز مجالات محددة من المعرفة والمهارات التي يعمل الطلاب عليها من خلال تصميم وإنشاء وتجميع واستخدام الروبوت.
- يهدف استخدام روبوت البايوليد في التعلم إلى تأهيل الطالب للتكيف مع عمليات الإنتاج الحالية التي تعتمد على تقنيات استخدام الآلات الميكانيكية والإلكترونيات وأجهزة الكمبيوتر المحلية بشكل كبير.
- يوفِّر روبوت البايوليد الكثير من التنظيم لعملية التعلُّم.
- تشجيع التجارب، فالأخطاء جزء من عملية التعلم واكتشاف الذات.
- يزيد هذا الأسلوب من مسؤولية الطلاب عن الأمور ذات الصلة.
- يتقدم معرف الطلاب بشكل فردي وجماعي بسرعة كبيرة.
مكونات الروبوت التعليمي البايولويد Bioloid
يعتمد روبوت البايولويد على عدة أجزاء رئيسية، ويمكن تقسيمها على النحو التالي:
- الأجزاء الميكانيكية
تتكون الأجزاء الأساسية للروبوت من بعض التروس وعجلات الحركة وعوارض الدعم التي تشكل الهيكل الأساسي للروبوت.
- محركات الروبوت
يعتبر هذا جزءًا يساعد الجزء الميكانيكي على الحركة عند تلقي الأمر.
- المستشعرات
تعتبر المستشعرات من أهم أجزاء الروبوت، وهي مسؤولة عن جمع المعلومات للتعرف على البيئة والتحكم فيها، وتشمل هذه الضوابط درجة الحرارة والانحناء واللمس.
- المتحكم
يُعَد الجهاز العصبي المركزي مثل الدماغ الذي يستقبل الأوامر ويترجمها ويتخذ القرارات.
يختلف برمجة أجزاء الروبوت باختلاف الهدف وطريقة التحكم واللغة المستخدمة في برمجة الروبوت
سبب استخدام الروبوت التعليمي (Bioloid)
عادة ما يسعى المتخصصون في التعليم لاكتشاف طرق جديدة لنقل معرفتهم إلى الطلاب والعثور على أفضل الاستراتيجيات المستخدمة في المجال لتحسين وتطوير مهاراتهم بشكل كبير. تقدم التطور التكنولوجي الكبير تقنيات متقدمة تعمل بدقة في هذا المجال، مثل الروبوتات التعليمية التي أظهرت فعاليتها في التعليم وفوق كل شيء، قدرتها على أداء الأنشطة التعليمية. فقد تطورت هذه الروبوتات واستخدمت بشكل أفضل على مر السنين، ويمكن الاستفادة منها مباشرة، وهذه هي أهم استخدامات الروبوت التعليمي البايولوجيد
- يهدف تطوير روح التعلم التعاوني إلى تشكيل مجموعة مكونة من خمسة أشخاص أو أقل، والتي غالبًا ما تزيد من الروح الجماعية بين الطلاب.
- تعليم الطلبة مهارات البرمجة.
- تطبيق يهدف إلى تعليم المعارف الرياضية بشكل مباشر للتلاميذ.
- يسمح للطلاب بالعمل على مجموعة من المفاهيم والنظريات، لأن المعلم يقوم بتوجيههم ويجب على الطلاب البحث وتوجيه مهاراتهم والتعاون لتطبيق هذه النظريات، مما يساعد على تعزيز التفكير المنطقي والبحث العلمي
مجالات أخرى لعمل روبوت البايوليد
يستخدم الروبوت التعليمي في العديد من المجالات الأخرى ومن أهمها:
- تم تطبيق لائحة المرور في كينشاسا، الكونغو، وهي قادرة على معالجة الصور التلقائية لحركات المرور، كما أنها مجهزة بأضواء حمراء وخضراء للتحكم في حركة المرور، وتعمل أيضًا بالطاقة الشمسية، مما يجعلها موفرة للغاية.
- يستخدم هذا الجهاز كمكنسة كهربائية في الأعمال المنزلية، حيث يمكنه المشي باستخدام المستشعرات المجهزة به، وبالتالي يساعد كثيراً في تنظيف المنزل.
- يمكن استخدامه أيضًا في الجراحة لإجراء بعض العمليات البسيطة التي لا تحتاج إلى تدخل كبير.
مراحل تصميم روبوت البايولويد
نبدأ تصميم الروبوت بواسطة استخدام بعض التوصيلات والأجهزة اللازمة للعمل عليه، ثم يتم بناء الروبوت الحيوي باستخدام برامج معينة مثل إكسلوجو، ويمكن استخدام النسخ المجانية من تلك البرامج لتحقيق الغرض، ويحدد الكمبيوتر طريقة عمل الروبوت الحيوي، وتظهر تلك الطريقة على شاشة الحاسوب، ثم نبدأ في تنفيذ الروبوت فعليا لاستخدامه في أغراض هامة ومفيدة أكثر.
البرنامج المستخدم في الروبوت التعليمي البايولويد
يمكن لهذا الروبوت التعامل مع العديد من لغات البرمجة المختلفة، وتشمل هذه اللغات ما يلي:
- لغة البايثون
تستخدم هذهاللغة في برمجة روبوتات البايولويد عند تداخلها مع لغة سي بلس، حيث يتم تحقيق السهولة في الاستخدام والسرعة في الإنجاز، كما أنها لغة واضحة وسهلة التعلم بشكل أكبر من لغات أخرى مثل الجافا.
- لغة C#.NET
هي لغة برمجة أطلقتها مايكروسوفت عالعالمية للتعامل مع الروبوتات، وتمتاز بواجهة مستخدم ودية للمبرمجين، وتتوفر العديد من المكتبات الجاهزة على الإنترنت لاستخدامها معها، وتستخدم كبديل للغة السي و السي بلس، على عكس لغة Python.
- لغة الماتلاب
هي لغة ذات مصدر مفتوح وتفضل استخدامها العديد من العاملين في مجال الروبوتات وتحليل البيانات وأنظمة التحكم، وتتوفر لها أدوات هامة مثل Robotics Toolbox
- لغة التجميع
تُعرف أيضًا باسم “Assembly”، وهي لغة برمجة تعمل على مستوى الوحدات الرقمية الصفر والواحد، وتعتبر أقرب للغة الآلة، وهي اللغة الأبسط والأقل مستوى للغات البرمجة المستخدمة. كانت في الماضي تُعتبر أدنى لغة تُستخدم في الإلكترونيات، ولكن هذا المفهوم الخاطئ تغير الآن.
- لغة الجافا
تعد الجافا من أقوى اللغات في التعامل مع هذا الروبوت، ولكن يتطلب استخدامها وجود خلفية برمجية قوية وإتقان مهارات معينة.
- اللغة الواصفة للمعدات
تُستخدم لبرمجة المصفوفات في الروبوتات البايولوجية، وتُمنح المبرمج القدرة على تطوير الروبوت دون الحاجة إلى الأجهزة الإلكترونية مثل الرقائق.
مشروع الروبوت التعليمي
يشمل المشاريع التعليمية الخاصة بالروبوت تصميم الأهداف وطرق البرمجة، بتنفيذ مشروع متكامل لروبوت متحرك يستطيع تحريك اليد أو القدمين أو مهارات أخرى، وفقا للمشروع الذي يهدف إلى تحديد أنظمة الحركة والتنقل في الروبوت، وتدريب الروبوت على نظام الرؤية من خلال الكاميرات، وفهم أنظمة الاستشعار والمجسات التي تساعده في التفاعل مع البيئة المحيطة، وأيضا نظام توليد الصوت والكلام ومكوناته، وتقنية العمل الخاصة به.
أنواع أخرى من الروبوتات التعليمي
ليس روبوت البايولويد هو النوع الوحيد المستخدم من الروبوتات التعليمية، بل هناك أنواع أخرى مهمة ولكل منها مميزاتها وعيوبها ولغة برمجة معينة تتعامل معها، ومن بين هذه الروبوتات:
- روبوت mBo
يتم برمجته باستخدام لغة السكراتش ويستخدم بشكل فعال في عملية التعليم.
- روبوت Nxt
تم تصميمه في الأساس كلعبة للأطفال، ولكن يمكن استخدامه في العملية التعليمية لأغراض أقل من الأنواع الأخرى، وهو من إنتاج شركة Lego.
- روبوت mBot Ultimate
يمكن برمجة هذا الجهاز للتحول إلى أكثر من شكل مختلف، ويتم برمجته باستخدام لغة الباثيون أو لغة الاسكراتش.