袁老师教具测评:Makeblock ultimate测评之八_机械蚂蚁扩展研究

袁老师教具测评:Makeblock ultimate测评之八_机械蚂蚁扩展研究

首页休闲益智Make8更新时间:2024-04-26

写在前面的话

上一期,我们用makeblock的机械蚂蚁来感受了一下什么是仿生学,那么通过makeblock的机械蚂蚁运行,我们能反过来研究蚂蚁吗?

昨天测评一出,各地区朋友发来“贺信”与“贺电”,想要通过makeblock的机械蚂蚁课程,跟孩子们一起研究一下蚂蚁的运动特征,并说通过makeblock这节搭建课,对孩子们感受科学研究方法,是一节非常有效的课程,那今天我们就更深一层的探究一下蚂蚁的运动方式。

测评用品来自【木果创客 】所提供的makeblock套件!

教具评测 Makeblock Ultimate 第八期

测评之八 蚂蚁运动研究

makeblock的机械蚂蚁,通过两台电机,分别提供“蚂蚁”左侧“腿”和右侧“腿”的动力。

那么每个时间点,我们想一想,“蚂蚁”有几条腿着地呢?

对的,makeblock的机械蚂蚁,每个时刻,有四条“腿”着地。

那么,真实的蚂蚁,在运动的时候,我们可以猜想一下,它们是几条腿着地的呢?

物体能站立起来,我们先想一想,都有什么样的情况能让它站立起来呢?

比如,人类用两条腿就可以站立;

猫狗用四条腿站立;

那蚂蚁有六条腿,它们是怎样站立并行走的呢?

我们还是先来观察。

要拍摄一段蚂蚁走路的视频真是不容易,我们的团队朋友也是拼了……

通过观察和查阅资料发现:

正常平面地面上行走的蚂蚁,使用“交替三脚架”系统走路:

一侧的前后腿和另一侧的中腿一起移动。

如果碰到凹凸不行,地面坎坷时,蚂蚁会适应地面情况,对步伐做出适当调整。

如果蚂蚁在平面的地面上开始奔跑,他依然使用“三脚架”的基本交替步态,这种步态并没有在更高的速度下改变,蚂蚁只是增加了他们的步幅和步数。

蚂蚁通过三角架的支撑结构和保持较低的重心,减少摔倒的风险,低重心也有助于蚂蚁快速转向并在崎岖地形上行驶,从而提高稳定性。

总结下来如图所示:

然而,如果使用不同的步态(三角架系统之外的步态)来获得更快的跑步速度,这是未知的。

例如,有摄影师用高速相机拍下了蚂蚁奔跑时,单脚撑地的照片:

通过观察和研究,我们发现了蚂蚁走路时用到了“三脚架系统”,于是请专业人士做了3D建模,以更清楚的说明这个结构。

通过利用Makeblock机器人,老师和同学们一起研究一个项目,老师的知识在增长,同学们不但学习到了知识,同样学习到了研究事物的方法。

回到makeblock这节课上,makeblock的机械蚂蚁,采用了使用同时刻四条腿着地的运动方式,模拟了蚂蚁同时刻三条腿着地的运动模式,这就是科学的研究方法和实现过程。

仿生,不是要做的和动物一模一样,是要模仿到动物的某些特点,用这些特点来实现我们需要的一种结果。

利用makeblock机械蚂蚁,还可以进一步让孩子们研究一个课题:

我们看到的机器人,有两条腿、三条腿、四条腿、六条腿,腿数的不同,对机器人的运动特性有什么改变,不同的腿数,相应的适合那些应用场景?

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