Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Naukowcy wykorzystują LEGO do automatyzacji eksperymentów biologicznych

ghost666 25 Mar 2017 10:51 5061 3
  • Naukowcy wykorzystują LEGO do automatyzacji eksperymentów biologicznych
    Uczniowie szkół, którzy chcą później zostać naukowcami i inżynierami, często uczą się robotyki wykorzystując do tego gotowe kity do konstrukcji programowalnych robotów. Póki co tego rodzaju roboty nie spotkały się z zainteresowaniem "mokrych" nauk: chemii, biologii i medycyny. Nauki te nazywane są właśnie mokrymi, ponieważ bardzo często eksperymenty prowadzone przez badaczy tych dziedzin wykorzystują różnego rodzaju ciecze.

    Badacze z uniwersytetu Stanforda pokazali, że to fałszywe podejście. Pokazali oni, że z wykorzystaniem możliwych do kupienia w każdym sklepie klocków LEGO - szczególnie zestawów Mindstorms - skonstruować można systemy umożliwiające automatyzację przenoszenia cieczy pomiędzy próbówkami. Wszystko dzięki połączeniu klocków i zwykłej strzykawki. "Bardzo chcemy, aby dzieci uczyły się robiąc, a to daje im taką możliwość" mówił adiunkt z wydziału bioinżynierii, Ingmar Riedel-Kruse, który kierował projektem badawczym, opisanym w publikacji w PLoS Biology.

    "Pokazujemy, że kilka niedrogich elementów, proste szkolenie i odrobina wyobraźni, to wszystko, co uczniowie potrzebują, aby samodzielnie konstruować roboty operujące cieczami i prowadzące automatycznie eksperymenty. Jednocześnie uczą się oni na temat inżynierii, programowania i biologi. Wszystko w tym samym czasie" mówi członek zespołu Bio-X, Riedel-Kruse

    Robotyka i biologia

    Prezentowany robot zaprojektowany został do pipetowania roztworów pomiędzy kuwetami a płytkami do eksperymentów - to typowe zbiorniki na ciecze, jakie spotykane są w wielu laboratoriach biochemicznych. Zależnie od konfiguracji robot jest w stanie pobrać określoną niewielką ilość cieczy, na poziomie nawet mikrolitra lub mniej i wkroplić ją do innego zbiornika.

    Na rynku istnieją tego rodzaju profesjonalne automaty do zastosowań badawczych, ale one kosztują tysiące dolarów. Czy tego typu automaty z Lego mogą je zastąpić? Riedel-Kruse wierzy, że w niektórych zastosowaniach to możliwe, aby układy takie stosowane były w prawdziwych laboratoriach.



    Pomysł wykorzystania LEGO do nauki robotyki nie jest nowy. Od wielu lat wykorzystuje się tego rodzaju systemy do kształcenia studentów na kierunkach ścisłych, jak i licealistów, którzy na takie studia się wybierają. Doświadczenia z tego rodzaju systemami mogą pozwolić lepiej zrozumieć i docenić wartość robotów w naukach biologicznych.

    Jak mówi Riedel-Kruse czerpał on inspirację z tzw. konstrukcjonistycznej teorii uczenia, w której postuluje się, że nauka podczas realizacji projektów, które wymagają łączenie różnych pomysłów i kreatywnego myślenia, to najlepszy sposób rozwijania multidyscyplinarnego myślenia i zrozumienia świata. Jeden z teoretyków tej dziedziny, Seymour Paret, napisał o tym w 1980 roku książkę pod tytułem Mindstorms, co było jedną z inspiracji do stworzenia Lego pod tą samą nazwą.

    "Widziałem, jak studenci i nauczyciele wykorzystują roboty LEGO poza szkołą, programując i budując roboty - zazwyczaj kołowe. Jednakże nie było tutaj nic do roboty dla bioinżynierów. Chciałem więc wypełnić tą pustkę i opracować roboty dla nauk o życiu, które uczniowie i studenci mogliby budować samodzielnie" komentuje Riedel-Kruse.

    Do it yourself

    W publikacji w PLoS Biology badacze opisują krok po kroku jak zbudować szereg robotów, dedykowanych do prowadzenia eksperymentów na poziomie szkoły podstawowej jak i liceum czy studiów. Eksperymenty te przeprowadzane mogą być z wykorzystaniem dostępnych środków spożywczych, takich jak barwniki spożywcze, drożdże itp. Publikację z opisem realizacji projektów przeczytać za darmo można tutaj , publikacja dostępna jest jako open-access.

    Opisane eksperymenty są bardzo proste, od zupełnie elementarnych, takich jak nauka o stężeniach, gdzie robot przygotowuje różne koncentracje soli do innych, do bardziej złożonych gdzie automat służy do przygotowania różnych stężeń octu, aby sprawdzić jakie stężenie kwasów najlepsze jest dla rozwoju drożdży.

    Programistyczne aspekty konstrukcji tego systemu są elementarne. Robot kontrolowany jest z pomocą prosteko języka obrazkowego, stworzonego przez LEGO. Proste obrazki opisują składowe czynności; Start, Stop, Przekręć silnikiem, pętle i instrukcje warunkowe także znajdziemy w graficznym języku LEGO Mindstorms.

    "To bardzo proste. Zdefiniuj tylko kilka parametrów i system już działa" mówi autor. "Roboty te mogą wspierać szeroką gamę eksperymentów edukacyjnych i zapewniają łatwe przejście i wiążący element pomiędzy inżynierią, mechaniką i programowaniem a chemią i naukami o życiu. To idealny element kursów na ścisłych profilach w szkołach ponadpodstawowych" dodaje Riedel-Kruse.

    Źródło: https://phys.org/news/2017-03-diy-robotics-kit-automate-biology.html#jCp

    Fajne!
  • #2 25 Mar 2017 17:57
    mychaj
    Poziom 25  

    Ale cena tych zestawów LEGO zabija...

  • #3 25 Mar 2017 19:02
    kowal011
    Poziom 14  

    mychaj napisał:
    Ale cena tych zestawów LEGO zabija...
    Jak się nie ma na warsztat żeby dorobić coś na frezarce/tokarce/drukarce trzeba mieć na klocki :)

  • #4 03 Kwi 2017 16:39
    zembol
    Poziom 18  

    Hehe najlepiej jak sie ma jedno i drugie :), a lego naprawdę przyjemna sprawa :), szybkie konstrukcje dla fanu to jest to :)

Szybka odpowiedź lub zadaj pytanie
Dziękuję Ci. Ta wiadomość oczekuje na moderatora.
 Szukaj w ofercie
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME