Увлекательное конструирование машины Руба Голдберга

Партнер: 

Машина Руба Голдберга - это некое устройство, состоящее из последовательности различных механизмов, выстроенных таким образом, что один механизм, завершая свою работу, запускает работу следующего механизма. И так, пока не будет пройдена вся цепочка машины. Машины Руба Голдберга бывают разной сложности, разного качества исполнения и разных масштабов.

Машины Руба Голдберга обладают ещё и магическим эффектом – для тех, кто видит не процесс их постройки, а конечное «действие», кажется невероятным то, как это создатели всё это придумали и смастерили, учли все тонкости и нюансы. И конечный результат зачастую не так важен – интерес вызывает скорее само наблюдение за этой цепочкой «событий».

Глава 1. Сын.

Всем привет. Сегодня с Вами я, «Максимозг». И сегодня я расскажу о своем первом опыте участия в соревнованиях, которые проводились очень далеко от нашего Казахстана, в городе Тайбей на острове, окруженном морем, в Тайване и о том, как навыки сборки механизмов помогают при конструировании роботов.

В то время я уже увлекался роботами и очень любил конструировать. Закончился первый класс и летом мы отправились с мамой в Тайвань, куда меня пригласили поучаствовать в соревнованиях «GreenMech World Cup». Тогда я узнал, что такое машина Руба Голдберга.

Я научился собирать такой механизм пока готовился к соревнованиям вместе с напарником из моей команды, которого пригласил участвовать вместе.  Очень много нового я узнал из интернета: откуда взялась эта машина, кто её создал, а также много новых идей я почерпнул просматривая ролики на youtube о том, какие машины делают ребята во всем мире и как используют энергию солнца, ветра и воды люди в своей жизни.

До начала соревнований у нас было два дня. Один мы потратили на прогулку по столице Тайваня – Тайбей, а второй посвятили тренировке. Меня удивило огромное количество бочек на крышах домов - так в Тайване нагревают воду для дома и множество вентиляторов, установленных на полях – так добывают электроэнергию, используя ветер.

Соревнования проводились в огромном спортзале одной из Тайбейских школ. Нужно заметить, что на протяжении всего мероприятия, несмотря на то, что представлено было около 200 команд, находиться в помещении было комфортно. Задача у всех команд была следующая: необходимо было заранее придумать машину Руба Голдберга, в конструкции которой применяется так называемая "зеленая энергия" и без помощи взрослых за отведенное время собрать машину до рабочего состояния.

В спортзале мы увидели огромный циферблат, призванный отсчитывать время до окончания сборки моделей, сцену и огромное количество пустых столов, расставленных для участников. На нашем стояла табличка с надписью «I-MOZG».

В нашей машине со стартовой позиции шарик запускал вентилятор – символ энергии ветра. Он дул на шар, который начинал катиться вниз и на своем пути запускал следующие механизмы. 

Безусловно, что возможность участия в соревнованиях, конкурсах, чемпионатах для увлекающихся ребят – огромный стимул совершенствовать свои навыки и возможность в первую очередь оценить собственный уровень знаний по сопутствующим темам.  

Когда мне предложили участвовать в Фестивале «Жастар арманы» уже в сентябре, я решил, что в конкурсе «инженерный проект» покажу уже участвовавшую в Тайване мою модель машины Руба Голдберга, но усовершенствованную. В данной модели с помощью старших ребят мы добавили выполнение запрограммированных событий с помощью процессора Lego Mindstorms EV3 и датчиков, передававших сигнал процессору.

К слову о робототехнике, микропроцессорах и автоматике.  На своем опыте я понял, насколько сложно порой собрать придуманную конструкцию робота, не зная как работает рычаг, каким образом конструируется подъемный механизм и т.д.

**

До конца учебного года мне удалось еще дважды показать другим ребятам нашего города и взрослым мою конструкцию: в городском конкурсе «Экоша» в качестве эко-проекта «Эко-источники энергии в конструкции машины Руба Голдберга» и городском конкурсе научных проектов, проводимым центром повышения квалификации педагогов «Орлеу», где мой проект занял 1 место в номинации «наука, математика».

И очень неожиданным и важным для меня было приглашение центром «Казахстан-Каникулы» и РУЦМДО при Минобр РК  для участия в выставочной секции Республиканского Чемпионата по техническому творчеству в г.Павлодар.  Ведь у меня появилась возможность рассказать о том, насколько важно умение конструирования механизмов будущему робототехнику и инженеру, о том, что именно умение конструирования механизмов – это первый шаг на пути к роботостроению - не только в своем городе, а взрослым и ребятам, собравшимся на Чемпионате со всего Казахстана.

Макс Стрельников,
9 лет, ученик 3 класса Гимназии №15 г.Алматы

Глава 2. Мама.

Была дана команда "старт". У ребят было 3 часа для того, чтобы собрать из «горы запчастей» свою модель. Нужно учесть, что в Тайване конструирование механизмов происходит по госпрограмме и внедрено в школьное образование, поэтому в свободное от занятий время школьники, интересующиеся конструированием, свободно проводят время в специализированных классах и готовят для соревнований свои модели в течение года. Затем проводятся соревнования между школами, и только лучших допускают к участию в страновых, а победителей в международных соревнованиях.

Более того, даже в детских садах у них есть направление инженерного конструирования, представляете?

…До финального звонка оставалось 10 минут, и мы видели, что у наших мальчишек не все гладко и заставляли себя свыкаться с мыслью, что, наверное, они не смогут запустить механизм. Но видимо ребята собрались, за последние минуты закончили сборку и произвели тестовый старт. Когда судья подошел к столу I-MOZG машина сработала. По лицам мальчишек было видно, как они рады.

Наша команда состояла из 2 человек, и ребята оказались самыми маленькими участниками. Им было сложно, но они сделали ЭТО! Их снимало на видео местное ТВ, подходили заинтересованные гости и расспрашивали о работе механизма. Мы очень благодарны ребятам из российской команды, которые помогли нашим мальчишкам рассказать на английском судьям о действии механизмов модели.

Призовых мест команда не заняла, да, мы и не рассчитывали, так как это было ознакомительное участие, но сертификаты организаторы ребятам выдали и поблагодарили за участие.

Очень хотелось бы видеть на соревнованиях в следующем году команду от Казахстана, состоящую из ребят – победителей локальных соревнований.

Стрельникова Тамара,мама Макса

Глава 3. Экспертиза. Об учебном процессе.

Несмотря на очевидную конечную бесполезность этих изобретений, они являются очень хорошим инструментом для изучения физических законов. В них, как правило, применяются совершенно разные механизмы, передающие первоначальную энергию от предмета к предмету.

По ним можно изучать динамику жидкостей и газов, три закона механики Ньютона, силу трения скольжения, инерцию, равновесие и т.д. – всё зависит лишь от фантазии изобретателя. 

В США при финансовой поддержке департамента энергетики (!!!) каждый год проводится конкурс на самую лучшую машину Руба Голдберга. Задача участников – создать механизм с не менее чем двадцатью отдельными шагами начиная от запуска, заканчивая конечным действием.

Что касается азиатского региона, как уже упоминалось выше, в Тайване ежегодно проводятся международные соревнования «Green Mech World Cup». 

Соревнование построено по принципу совместного использования науки, технологий, инженерии и математики, согласно образовательной программе STEMEC (Science (наука), Technology (технология), Engineering (инженерное дело), Mathematics (математика), Energy (энергия), Creativity (творчество)).

Миссией образовательной программы STEMEC является развитие у учащихся мотивированного предметного интереса к фундаментальным и прикладным научным исследованиям, программированию, раскрытие их когнитивно-творческого потенциала. Возможность творчески подойти к созданию авторских конструкций, макетов и действующих моделей открывает перед детьми перспективу реализации собственных идей, развивает навыки проектной композиции, моделирования и конструирования.

Задействование аспекта «Наука» позволяет детям применить изученные ранее научные принципы на практике, при сборке тех или иных конструкций, а также повышает их уровень понимания принципов функционирования научных законов.

«Технология» же, в свою очередь, помогает учащимся понять способы использования энергетических технологий, транспортной логистики, а также информационных технологий, учит школьников применять те или иные технологии на практике.

Применение знаний и инструментов аспекта «Инженерия» даст детям возможность самостоятельно построить работающий механизм и найти решения по обеспечению бесперебойной, стабильной работы конструкции.

«Математика» требует от учащихся умения применять математические формулы, понимания законов пропорции и симметрии, которые помогут им создать стабильные и сбалансированные модели.

Соревнования проходят в двух тематических секциях:

- GreenMech Contest - «Эко-источники энергии в конструкции Машины Руба Голдберга»;

- R4M (robot for mission) - «Программируемые роботы в действии».

СПРАВКА:

Руби Голдберг (1883-1970) лауреат Пулитцеровской премии карикатурист, скульптор и автор.  

Рубен Люциус Голдберг (РубГолдберг) родился в Сан-Франциско 4 июля 1883. После окончания Калифорнийского университета Беркли со степенью в области машиностроения, Руби пошел на работу в качестве инженера в Департамент воды и канализации по г. Сан-Франциско.  После шести месяцев работы Руби стал офис-менеджером в спортивном отделе газеты Сан-Франциско. Работая там, он начал показывать рисунки и карикатуры редактору, пока он не согласился опубликовать их. Руби вскоре переехал из Сан-Франциско в Нью-Йорк, чтобы работать над рисунками ежедневных мультфильмов. 

Руби Голдберг  - один из основателей Национального общества Мультипликаторов, политический карикатурист и лауреат Пулитцеровской премии.  Самое известное его "изобретение", принесшее популярность Руби - штуковина Руби Голдберга - сложный набор оружия, колес, зубчатых передач, ручек, чашек и стержней, приводимых в движение шаров, клеток для канареек, ведер, сапог, ванн, весел и живых животных - выполняет простую задачу, но чрезвычайно сложно по структуре.

Подводные камни проектирования современной техники сделали изобретения Руби Голдберга еще более актуальными, чем когда они были первоначально созданы. На самом деле имя Руби Голдберга является нарицательным в словаре Вебстера.

Руби не строил сами машины, но его карикатуры стали вдохновением для начинающих инженеров и ученых по всему миру.  Наследие Руба Голдберга представляет лучшее в американской инноваций, юморе и нестандартном мышлении, вдохновляющими всех нас.

0
Средняя: 5 (1 оценка)

Задать вопрос автору