LMFL Educational Robotics International Summer Course Presentation, Llandovery, United Kingdom
31-07 to 13-08-11
The educational robotics workshop carried at Llandovery, United Kingdom, was the first workshop done in collaboration between Language and Music For Life (LMFL) and Bogatell-Icària LEGO Robotics Workshop. The course had 10 students from 8 to 14 years old, and was organized in two daily sessions, one in the morning with the youngest students during two hours and the second one of three hours in the afternoon with the eldest. Given the diversity of students (Korea, France, Rumania, Spain and UK) the course was taught in three different languages at the same time (English, French and Catalan) which was very fun, but exhausting. The course was structured in two different parts, the first week we covered a full program that allowed the students to get the knowledge and experience to build and program autonomous robots and the second week the students developed a common project that offered them an opportunity to put together the knowledge acquired and to work in teams.
This year, the theme of the project was to build a "Space Elevator" where the students had to build different robots to carry loads and drop them to a space elevator robot. You can watch Dr. Michio Kaku video explaining how this simple idea can turn into real in the near future when the needed technology would be cheaper and now that the last space shuttle program has ended.
Giving students real scientific subjects to build their projects connects them to the real world of science, helps them to frame their work with real research studies and it is extremely encouraging and exciting. It is also an opportunity to realize that understanding science can be done at different levels and by anyone with enough desire and perseverance.
The students build three different types of robots with different levels of difficulty:
- The first robot was the space elevator robot. They build two different versions. The first elevator was very simple; it had a thin vertical LEGO structure to conduct the elevator with a system of two pulleys at the top to gear down the strength of a motor connected with a thin rope to the elevator itself. The elevator was a simple clamp to grab objects connected to a motor. The inconveniency of this solution is that the elevator clamp was connected to the robot intelligent brick (or brain) at the top platform needing long connection cables, but was the simplest robot made. The second elevator was much more ambitious. It was able to climb a rope autonomously using three wheels connected to a motor using a different gears relation to gear down the motor power. The second version of this type of elevator was able to go down the rope, but it did not have enough power to climb it. Students needed some more time to build a better solution with a bigger gear relation, but the solution was there.
- The second type of robot had to pick up loads (in our case balls of different colors) and bring them from the loading area to the space elevator robot to be lifted. The solution was a line follower robot with only one light sensor, to follow the path from the loading area to the space elevator robot, provided with a grabbing mechanism activated with only one motor. Ultrasonic and touch sensors were used to automatically detect the balls to pick them up, and the elevator to drop the balls. Two different solutions were made, one with a rear mechanism to pick up the balls and another one with a front clamp.
- The third type of robot was a path finder to find a black area and a white one using only two light sensors. This was mostly a software exercise where a simple robot was provided with two light sensors to follow a line and detect automatically intersections. The robot had to differentiate intersections from black and white rectangles and count them to decide whether to turn right, left or continue straight. This task was done using the motor internal rotation sensor to compare the rotations needed to get over an intersection and the ones needed to get over the black or white areas.
Finally, the students made a public presentation of their projects where they introduced the theme of the project making a parody of a class where a teacher was picking on a stupid student who did not know how to count, but was thinking about getting to the moon using a space elevator… It was a very fun presentation where the audience saw the different talents of the students as well as the precise technical explanations of their work about building and programming their robots to solve the different challenges. It was also very impressive to see 8 year old students explaining and debugging the programs and their relation with the robots behaviors, mixing their own words with very technical ones. This final exercise is designed to put together all the concepts learnt during the course and it is about learning, more than solving successfully the exercise, and developing the ability and skills to explain the individual work and team work as well as the technical and strategic issues involved in the project.
El taller de robòtica realitzat a Llandovery, Regne Unit, ha estat el primer taller realitzat en col·laboració entre Language and Music For Life (LMFL) i el Taller de Robòtica LEGO Bogatell-Icària. El curs va tenir 10 estudiants de entre 8 i 14 anys d'edat, i es va organitzar en dues sessions diàries, una al matí pels estudiants més joves durant dues hores i la segona de tres hores per la tarda amb els més grans. Donada la diversitat dels estudiants (Corea, França, Romania, Espanya y Regne Unit) el curs es va impartir simultàniament en tres idiomes diferents (anglès, francès i català) la qual cosa va ser divertida, però esgotadora. El curs es va estructurar en dues parts diferents, la primera setmana es va realitzar un programa complert que va permetre als estudiants adquirir els coneixements i l'experiència per construir i programar robots autònoms, i la segona setmana els estudiants van desenvolupar un projecte comú que els va oferir l'oportunitat de posar en comú el coneixement adquirit i de treballar en equip.
Aquest any, el tema del projecte va ser construir un "Elevador Espacial" on els estudiants van tenir que construir diferents robots per transportar càrregues i dipositar-les dins un robot elevador. Podeu veure el vídeo del Dr. Michio Kaku explicant com aquesta simple idea pot transformar-se en realitat en el futur proper quan la tecnologia necessària sigui més barata i ara que l'últim programa del transbordador espacial ha finalitzat.
Utilitzar temes científics reals per construir els seus projectes connecta els estudiants amb el món real de la ciència, els ajuda a encaixar el seu treball amb els estudis de recerca reals i és extremadament motivador i excitant. També suposa una oportunitat per adonar-se que entendre la ciència es pot fer a diferents nivells y per qualsevol persona amb suficient desig i perseverança.
Els estudiants van construir tres tipus de robots diferents amb nivells de dificultat diferents:
- El primer robot va ser l'elevador espacial. Van construir dues versions. El primer elevador va ser molt senzill, constava d'una prima estructura de LEGO vertical per conduir l'elevador mitjançant un sistema de politges en la part superior per reduir la força del motor connectat al mateix elevador mitjançant un cordill. L'elevador era una simple pinça per agafar objectes connectat a un motor. L'inconvenient d'aquesta solució és que la pinça elevadora estava connectada al maó intel·ligent (o cervell) en la plataforma superior la qual cosa necessitava de cables de connexió llargs, però va ser el robot més senzill. El segon elevador va ser molt més ambiciós. Va ser capaç de pujar una corda de forma autònoma utilitzant tres rodes connectades a un motor utilitzant diferents relacions d'engranatges per reduir la potència del motor. La segona versió d'aquest tipus d'elevador va ser capaç de baixar la corda, però no va tenir potència suficient per pujar-la. Els estudiants van necessitar una mica més de temps per construir una solució millor amb una relació d'engranatges major, tot i que van trobar la solució correcta.
- El segon tipus de robot tenia que recollir càrregues (en el nostre cas pilotes de diferents colors) i transportar-les de l'àrea de càrrega fins el robot elevador espacial per ser elevades. La solució va ser un robot seguidor de línies amb un sol sensor de llum, per seguir un recorregut des de l'àrea de càrrega fins el robot elevador, proveït d'un mecanisme per agafar les pilotes activat per un sol motor. Es van utilitzar sensors ultrasònics i de tacte per automàticament detectar les pilotes i poder-les agafar, i per detectar l'elevador i poder-les dipositar. Es van realitzar dues solucions diferents, una amb un mecanisme posterior per agafar les pilotes i un altre amb una pinça frontal.
- El tercer tipus de robot va ser un rastrejador de camins per trobar un rectangle negre i un altre blanc utilitzant només dos sensors de llum. Aquest va ser quasi únicament un exercici de programació on un simple robot proveït amb dos sensors de llum va tenir que seguir una línia i detectar automàticament interseccions. El robot tenia que diferenciar les interseccions dels rectangles negre i blanc i tenia que comptar-les per decidir girar a la dreta, a l'esquerra o continuar recte. Aquesta tasca es va realitzar utilitzant el sensor de rotacions intern del motor per comparar les rotacions necessàries per creuar una intersecció i aquelles necessàries per sobrepassar les àrees negra o blanca.
Finalment, els estudiants van fer una presentació pública dels seus projectes on van introduir el tema del projecte fent una paròdia d'una classe on un professor es ficava contra un alumne estúpid que no sabia comptar, però que estava pensant en arribar a la lluna utilitzant un elevador espacial... Va ser una presentació molt divertida on l'audiència va veure els diferents talents dels estudiants així com les explicacions tècniques precises del seu treball respecte de la construcció i programació dels seus robots per solucionar els diferents reptes. També va ser molt impressionant veure alumnes de 8 anys d'edat explicant i depurant els programes informàtics i la seva relació amb els comportaments dels robots, barrejant les seves pròpies paraules amb d'altres molt tècniques. Aquest exercici final està dissenyat per ajuntar tots els conceptes apresos durant el curs on es tracta d'aprendre, més que de solucionar exitosament l'exercici, i de desenvolupar l'habilitat i aptituds per explicar el treball individual i en equip així com els temes tècnics i estratègics continguts en el projecte.
Curs Internacional d'Estiu de Robòtica LEGO a Llandovery, Regne Unit del 31 de juliol al 13 d'agost, organitzat per LMFL
Curso Internacional de Verano de Robótica LEGO en Llandovery, Reino Unido del 31 de julio al 13 de agosto, organizado por LMFL
Cours International d'Été de Robotique LEGO à Llandovery, Royaume Uni du 31 juillet au 13 août, organisé par LMFL
LEGO Robotics International Summer Course at Llandovery, UK 31st July to 13th August, organized by LMFL
This year, the theme of the project was to build a "Space Elevator" where the students had to build different robots to carry loads and drop them to a space elevator robot. You can watch Dr. Michio Kaku video explaining how this simple idea can turn into real in the near future when the needed technology would be cheaper and now that the last space shuttle program has ended.
Giving students real scientific subjects to build their projects connects them to the real world of science, helps them to frame their work with real research studies and it is extremely encouraging and exciting. It is also an opportunity to realize that understanding science can be done at different levels and by anyone with enough desire and perseverance.
The students build three different types of robots with different levels of difficulty:
- The first robot was the space elevator robot. They build two different versions. The first elevator was very simple; it had a thin vertical LEGO structure to conduct the elevator with a system of two pulleys at the top to gear down the strength of a motor connected with a thin rope to the elevator itself. The elevator was a simple clamp to grab objects connected to a motor. The inconveniency of this solution is that the elevator clamp was connected to the robot intelligent brick (or brain) at the top platform needing long connection cables, but was the simplest robot made. The second elevator was much more ambitious. It was able to climb a rope autonomously using three wheels connected to a motor using a different gears relation to gear down the motor power. The second version of this type of elevator was able to go down the rope, but it did not have enough power to climb it. Students needed some more time to build a better solution with a bigger gear relation, but the solution was there.
- The second type of robot had to pick up loads (in our case balls of different colors) and bring them from the loading area to the space elevator robot to be lifted. The solution was a line follower robot with only one light sensor, to follow the path from the loading area to the space elevator robot, provided with a grabbing mechanism activated with only one motor. Ultrasonic and touch sensors were used to automatically detect the balls to pick them up, and the elevator to drop the balls. Two different solutions were made, one with a rear mechanism to pick up the balls and another one with a front clamp.
- The third type of robot was a path finder to find a black area and a white one using only two light sensors. This was mostly a software exercise where a simple robot was provided with two light sensors to follow a line and detect automatically intersections. The robot had to differentiate intersections from black and white rectangles and count them to decide whether to turn right, left or continue straight. This task was done using the motor internal rotation sensor to compare the rotations needed to get over an intersection and the ones needed to get over the black or white areas.
Finally, the students made a public presentation of their projects where they introduced the theme of the project making a parody of a class where a teacher was picking on a stupid student who did not know how to count, but was thinking about getting to the moon using a space elevator… It was a very fun presentation where the audience saw the different talents of the students as well as the precise technical explanations of their work about building and programming their robots to solve the different challenges. It was also very impressive to see 8 year old students explaining and debugging the programs and their relation with the robots behaviors, mixing their own words with very technical ones. This final exercise is designed to put together all the concepts learnt during the course and it is about learning, more than solving successfully the exercise, and developing the ability and skills to explain the individual work and team work as well as the technical and strategic issues involved in the project.
El taller de robòtica realitzat a Llandovery, Regne Unit, ha estat el primer taller realitzat en col·laboració entre Language and Music For Life (LMFL) i el Taller de Robòtica LEGO Bogatell-Icària. El curs va tenir 10 estudiants de entre 8 i 14 anys d'edat, i es va organitzar en dues sessions diàries, una al matí pels estudiants més joves durant dues hores i la segona de tres hores per la tarda amb els més grans. Donada la diversitat dels estudiants (Corea, França, Romania, Espanya y Regne Unit) el curs es va impartir simultàniament en tres idiomes diferents (anglès, francès i català) la qual cosa va ser divertida, però esgotadora. El curs es va estructurar en dues parts diferents, la primera setmana es va realitzar un programa complert que va permetre als estudiants adquirir els coneixements i l'experiència per construir i programar robots autònoms, i la segona setmana els estudiants van desenvolupar un projecte comú que els va oferir l'oportunitat de posar en comú el coneixement adquirit i de treballar en equip.
Aquest any, el tema del projecte va ser construir un "Elevador Espacial" on els estudiants van tenir que construir diferents robots per transportar càrregues i dipositar-les dins un robot elevador. Podeu veure el vídeo del Dr. Michio Kaku explicant com aquesta simple idea pot transformar-se en realitat en el futur proper quan la tecnologia necessària sigui més barata i ara que l'últim programa del transbordador espacial ha finalitzat.
Utilitzar temes científics reals per construir els seus projectes connecta els estudiants amb el món real de la ciència, els ajuda a encaixar el seu treball amb els estudis de recerca reals i és extremadament motivador i excitant. També suposa una oportunitat per adonar-se que entendre la ciència es pot fer a diferents nivells y per qualsevol persona amb suficient desig i perseverança.
Els estudiants van construir tres tipus de robots diferents amb nivells de dificultat diferents:
- El primer robot va ser l'elevador espacial. Van construir dues versions. El primer elevador va ser molt senzill, constava d'una prima estructura de LEGO vertical per conduir l'elevador mitjançant un sistema de politges en la part superior per reduir la força del motor connectat al mateix elevador mitjançant un cordill. L'elevador era una simple pinça per agafar objectes connectat a un motor. L'inconvenient d'aquesta solució és que la pinça elevadora estava connectada al maó intel·ligent (o cervell) en la plataforma superior la qual cosa necessitava de cables de connexió llargs, però va ser el robot més senzill. El segon elevador va ser molt més ambiciós. Va ser capaç de pujar una corda de forma autònoma utilitzant tres rodes connectades a un motor utilitzant diferents relacions d'engranatges per reduir la potència del motor. La segona versió d'aquest tipus d'elevador va ser capaç de baixar la corda, però no va tenir potència suficient per pujar-la. Els estudiants van necessitar una mica més de temps per construir una solució millor amb una relació d'engranatges major, tot i que van trobar la solució correcta.
- El segon tipus de robot tenia que recollir càrregues (en el nostre cas pilotes de diferents colors) i transportar-les de l'àrea de càrrega fins el robot elevador espacial per ser elevades. La solució va ser un robot seguidor de línies amb un sol sensor de llum, per seguir un recorregut des de l'àrea de càrrega fins el robot elevador, proveït d'un mecanisme per agafar les pilotes activat per un sol motor. Es van utilitzar sensors ultrasònics i de tacte per automàticament detectar les pilotes i poder-les agafar, i per detectar l'elevador i poder-les dipositar. Es van realitzar dues solucions diferents, una amb un mecanisme posterior per agafar les pilotes i un altre amb una pinça frontal.
- El tercer tipus de robot va ser un rastrejador de camins per trobar un rectangle negre i un altre blanc utilitzant només dos sensors de llum. Aquest va ser quasi únicament un exercici de programació on un simple robot proveït amb dos sensors de llum va tenir que seguir una línia i detectar automàticament interseccions. El robot tenia que diferenciar les interseccions dels rectangles negre i blanc i tenia que comptar-les per decidir girar a la dreta, a l'esquerra o continuar recte. Aquesta tasca es va realitzar utilitzant el sensor de rotacions intern del motor per comparar les rotacions necessàries per creuar una intersecció i aquelles necessàries per sobrepassar les àrees negra o blanca.
Finalment, els estudiants van fer una presentació pública dels seus projectes on van introduir el tema del projecte fent una paròdia d'una classe on un professor es ficava contra un alumne estúpid que no sabia comptar, però que estava pensant en arribar a la lluna utilitzant un elevador espacial... Va ser una presentació molt divertida on l'audiència va veure els diferents talents dels estudiants així com les explicacions tècniques precises del seu treball respecte de la construcció i programació dels seus robots per solucionar els diferents reptes. També va ser molt impressionant veure alumnes de 8 anys d'edat explicant i depurant els programes informàtics i la seva relació amb els comportaments dels robots, barrejant les seves pròpies paraules amb d'altres molt tècniques. Aquest exercici final està dissenyat per ajuntar tots els conceptes apresos durant el curs on es tracta d'aprendre, més que de solucionar exitosament l'exercici, i de desenvolupar l'habilitat i aptituds per explicar el treball individual i en equip així com els temes tècnics i estratègics continguts en el projecte.
Curs Internacional d'Estiu de Robòtica LEGO a Llandovery, Regne Unit del 31 de juliol al 13 d'agost, organitzat per LMFL
Curso Internacional de Verano de Robótica LEGO en Llandovery, Reino Unido del 31 de julio al 13 de agosto, organizado por LMFL
Cours International d'Été de Robotique LEGO à Llandovery, Royaume Uni du 31 juillet au 13 août, organisé par LMFL
LEGO Robotics International Summer Course at Llandovery, UK 31st July to 13th August, organized by LMFL
