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Arduino驱动的绘图机器人:融合艺术、工程与编程

Randy Stadham Randy Stadham

导师

驱动问题

  1. 我们如何利用机器人技术来创作艺术?
  2. 编程在控制机械系统中扮演什么角色?
  3. 我们如何排查并提升机器人的性能?
  4. 绘图机器人在现实世界中有哪些应用?

项目介绍

学科/科目:

  1. 工程学
  2. 计算机科学(编程)
  3. 艺术与设计
  4. 数学(几何、测量)


主题关键词:

  1. 机器人技术与自动化
  2. 创造性问题解决
  3. 跨学科学习(STEM + 艺术)
  4. 实践工程


在本项目中,学生们利用Arduino微控制器、伺服电机和基础机械组件设计并制作了一台绘图机器人。受Instructables网站上Arduino绘图机器人的启发,该项目融合了工程、编程与创造力。学生们以团队形式组装机器人,编写并上传代码以控制其运动,并解决遇到的技术难题。最终目标是打造一台能够绘制几何图案与设计的实用机器人,展现科技与艺术的交汇。

核心素养

思维习惯

  1. 坚持:在组装和编程过程中克服技术挑战。
  2. 合作:通过团队合作分享想法并解决问题。
  3. 创造力:尝试不同的设计和绘图图案。
  4. 批判性思维:调试代码并优化机器人性能。


认知能力

  1. 逻辑推理:用于编程和故障排除。
  2. 空间意识:用于组装机械组件。
  3. 问题解决:应对设计和功能性问题。
  4. 注重细节:用于精确测量和校准。


学科知识

  1. Arduino编程和电子学基础知识。
  2. 伺服电机的工作原理与控制。
  3. 设计绘图图案的几何概念。
  4. 工程设计流程(规划、构建、测试、改进)。

外部资源

外部资源:

  • Instructables指南:Arduino绘图机器人

  • Arduino IDE及教程

  • 伺服电机和步进电机校准的在线资源


企业端合作资源

  • 本地科技公司与创客空间


研究端合作资源

  • 大学工程系与机器人俱乐部


社会组织合作资源

  • 专注于STEM的非营利组织与社区机构