LEGO en sport: die konstruktore as 'n hulpmiddel vir ingenieurswese, onderwys en wedstryd Op die eerste blik is LEGO voor die meeste 'n kinderspeelgoed en sport 'n veld van hoë fisieke inspanning en professionele meesterstede. Eens die wetenskaplike en praktiese materialle geanaliseer word, wys dit egter dat die kruising van hierdie twee wêreldse meer diep is as wat oorsienlik lyk. LEGO dien nie net as 'n objek vir die kolekcieering van sportwagte nie, maar as 'n kragtige instrument vir ingenieurswese onderwys, modelleer van sportmeganismes en selfs die ontwikkeling van protese. Sport ingenieurskuns: robotte en wedstryde Een van die mees blyksem van die sinergie tussen LEGO en sport is die ingenieurswedstryde met die gebruik van robottegnologiese konstruktors. Byvoorbeeld, aan die Universiteit van Toronto, het die jaarlikse Biomediese Ingenieurswese Konkurس (BMEC) plaasgevind waar studente gevra is om 'n prent van 'n polsprotese te skep wat in tafelvoetbal (kicker) kan speel. Die struktuur moes slegs uit dele van LEGO Mindstorms — programmatiese robottegnologiese pakkette — gebou word. Het is opvallend dat die wenner van die toernooi die span was waarvan die meester se mekaniese ontwerp oorspronklik as te eenvoudig beskou is, maar wat in die werkgewense van die speel die mees funksioneel was. Hierdie geval wys die sentrale beginsel van ingenieurswese: die beste plan op papier is nie altyd die beste funksionaliteit nie. Op 'n soortgelyke wyse wys navorsing in die veld van ingenieurswese voetbal robotte as 'n effektiewe onderwysopgawe. Die beoordelingkryteria vir sulke projekte sluit in die kompleksiteit van die programmeering, die strukturele kompleksiteit van die robot, die verskeidenheid van gebruikte sensore en uitvoermechanismes, asook die variabiliteit van speeloperasies. In Japan word gespesialiseerde lesse in robottegnologie met die gebruik van LEGO MindStorms aangebied, waarvan die kataloog 'n vriendskaplike robotvoetbalwedstryd is waar deelnemers robotte kan saamstel met metodes van proef en fout sonder die behoefte aan diep voorkennis van mekanika. Onder sport programmeering en fisika vind ook 'n plek in skole. Byvoorbeeld, skoolkinders in Noord-Bellmore (VSA) gebruik LEGO SPIKE om robotte vir "karnavalsprome" met sporttema se — boogie, sokker en minigolf — te skep en te programmeer. Werkend met motore, kleursensore en giroskopiese sensore, programmeer die kinders die bewegings in 'n visuele omgewing. 'n Analogene program in Illinois kombinasie sokkertraining op die veld met die konstruksie van robotte uit LEGO wat die skop van die voetbal imiteer. Die leerders eksperimenteer met verskillende hoek en snelhede, gebruikend sensordata om die resultate te meet, wat hulle praktyklik help om te verstaan hoe tempo, nauwkeurigheid en ruimtelike waarneming met fisiese beginsels verband hou. Techniese meesterstede: LEGO as 'n spieël van die Formule-1 ingenieursgees Die mees "sportmatige" segment van die LEGO produkte is ongetwyfeld die Technic-rei, wat gewyde is aan die Formule-1. Hierdie pakkette kan moeilik as speelgoed in die tradisionele sin beskou word: die producent merk hulle met 'n ouderdomsrating van 18+. Die vlak van detail en ingenieurswese is verbluffend. Moderne LEGO Technic F1-pakkette, wat saam met spanne soos Oracle Red Bull Racing, Ferrari, Mercedes-AMG en McLaren vervaardig word, imiteer nie net eksterne, maar ook funksionele realistiese wagens. In die modellen is: Werkende onderstel met push-rod en pull-rod elemente, soortgelyk aan ware bolide. V6-motor met bewegende skroewe en 'n MGU-H-sisteem (Motor Generator Unit - Heat), aangedryf deur die versnellingsbak. Aanpasbare agter anti-kryl (DRS). 2-suiwer versnellingsbak. Die filosofie van die ontwikkeling is ook opvallend: tydens die ontwikkeling van die McLaren MCL36-model het die LEGO ingenieurs in konstante kontak met die ontwerpers van die Formule-1-span, die ontwerp van die pakket bywerkend aan die ware veranderinge wat gedurende die 2022-seisoen in die bolide aangebring is. Dit is 'n ongehoorde geval van samewerking, aangeen die geheimhouding van die tegnologie in die wêreldkampioenskap. Selfs die betaalbare pakkette van die Speed Champions-rei (met 'n koste van ongeveer 27 dollar) is verbluffend presies: die ontwerpers herhaal unieke aerodynamiese elemente van elke span — van die konstruksie van die sidese pantoens en "undercuts" tot die vorm van die voorvleugels en DRS aktivateurs wat verskil by Mercedes, Red Bull en Ferrari. Buitensy die wiels: biomekaniese ingenieurswese en onderwys Maar die mees verbluffende is die gebruik van LEGO om konstruksies te skep wat nie wielsport nie, maar biomekaniese of zoömorfse sport. Een van die blyksem voorbeelde is die sespotige loprobot, wat op die LEGO Ideas платформe voorgestel is. Sy skepper het die komplekse ingenieurswese taak beslis, deur 'n mekanisme te konstrueer wat die gang van 'n levendwees met "organiese vloei" imiteer. In plaas van om elke been individueel te programmeer (soos Boston Dynamics dit doen), het die uitvinder 'n puur mekaniese oplossing gebruik: 'n versnellingssisteem met veranderlike spoed, wat die been vertraag by die ondersteuning en versnel by die verplaatsing, asook 'n vertikale stabilisator en amortiserende bene. Dit laat die masjien toe om oor onreguliere ondergrond te beweeg, soos 'n levendwees. Van die kant van onderwyspsigheid het die verband tussen LEGO en sport 'n bevestigde effektiviteit. 'n Navorsing wat die когнитieve oefeninge (met die gebruik van komputeropgawes en die montering van LEGO Mindstorms) met sportoefeninge (voetbal) vergelyk het, het getoon dat beide vorme van aktiwiteit tot verbetering van die analitiese gedagte by kinders van 10–12 jaar lei. Eens die oefeninge met LEGO het beduidende veranderinge in die voltooiing van 4-komponentstelsels en betrekkinge verseker, wat die resultate van die slegs sportgroep in sekere когнитивных domeins oortreff. Dit dui aan dat LEGO nie slegs 'n vermaak nie, maar ook 'n volledige instrument kan wees vir die ontwikkeling van abstrakte en stelselmatige denking op sportmateriaal. Sluiting Dus, sport en LEGO kruis ten minste in drie dimensies: Sport as taak: Die konstruksie en programmeering van robotte vir voetbal, sokker of golf dien as 'n ideale onderwysomgewing vir ingenieurs en programmeurs. Sport as objek: Die LEGO Technic- en Speed Champions-pakkette herken die ingenieursoplossings van ware Formule-1-wagens met ongelooflike presisie, dien as 'n visuele leerhulp vir mekanika en aerodynamika. Sport as metafoor: Die ontwikkeling van protes vir kiker of die skep van bioniese loprobots toon hoe 'n speelplatform kan gebruik word om ernstige taken in biomekanika en robottegnologie op te los.
© elib.co.za

Permanent link to this publication:

https://elib.co.za/m/articles/view/Lego-en-sport