Μαθητές
Θεοδωρίδης Θεόδωρος Ερμής, Μπουμπαγατζόγλου Άγγελος, Κανιώρης Ορέστης, Τσεσμετζής Ραφαήλ, Τζεβελέκου Παρασκευή, Τοπαλίδης Μενέλαος, Κώστα Ελένη, Παπαμιχαήλ Αλεξάνδρα – Ιωάννα, Μερτζιανίδου Μαρία, Ζερβού Αικατερίνη – Ειρήνη, Σεγκούνας – Πλιόγκος Κωνσταντίνος, Γκίνου Γαλάτεια, Διαμαντίδου Μελίτα, Μάτσα Μελιτίνη, Παπατζίκου Μαρία-Χρυσή, Μάργαρη Μαγδαληνή, Τσιρακίδου Δήμητρα, Πεσματζόγλου Θεοδόσης και Ορφανίδης Δημήτρης
Επιβλέποντες καθηγητές
Γεωργούδας Ιωακείμ 1*, Καθηγητής Πληροφορικής
Τσιουμπέρη Γιαννούλα 2*, Καθηγήτρια Πληροφορικής
Ρουβάς Γεώργιος3 **, Καθηγητής Πληροφορικής
1mgeorgoudas@gmail.com, 2itsioub@sch.gr, 3grouvas@anatolia.edu.gr
*Μουσικό Γυμνάσιο Θεσσαλονίκης με Λυκειακές Τάξης, Προέκταση Εγνατίας 118, Τ.Κ. 55535, Πυλαία, Θεσσαλονίκη
**Anatolia High School, Τζον Κένεντι 60, 555 35 Πυλαία, Θεσσαλονίκη
Περίληψη
Το συγκεκριμένο project υλοποιήθηκε με τη συνεργασία μαθητών και Καθηγητών του Anatolia College και του Μουσικού Σχολείου Θεσσαλονίκης. Πιο συγκεκριμένα, μαθητές του Club Robotics & Automations του Anatolia College και μαθητές τμημάτων Β’ και Γ’ Γυμνασίου του Μουσικού Σχολείου Θεσσαλονίκης υλοποίησαν εν μέρει παράλληλα και εν μέρει σε συνεργασία μια ρομποτική ορχήστρα, ξεκινώντας από την ίδια βασική ιδέα, χρησιμοποιώντας όμως διαφορετικά εργαλεία (Arduino, MicroBit), διαφορετικές υλοποιήσεις, αντιμετωπίζοντας διαφορετικές προκλήσεις και προβλήματα, καταλήγοντας έτσι σε δύο πολύ διαφορετικές κατασκευές. Η παρούσα εργασία παρουσιάζει συνοπτικά την πορεία των δύο μαθητικών ομάδων και τα αποτελέσματα της μεταξύ τους συνεργασίας.
Λέξεις-κλειδιά: Μουσική Τεχνολογία, Arduino, MicroBit
Εισαγωγή
Το έναυσμα για τη συμμετοχή μας στο project που θα σας παρουσιάσουμε υπήρξε η αγάπη μας για τη μουσική και την τεχνολογία. Έτσι, ενθουσιαστήκαμε όταν οι Καθηγητές μας πρότειναν να κατασκευάσουμε μία ρομποτική ορχήστρα και να την παρουσιάσουμε στο Συνέδριο ACSTAC.
Η αρχική ιδέα ήταν μια ρομποτική ορχήστρα που θα έδινε τη δυνατότητα στον χρήστη να παίξει μουσική, αυτοσχεδιάζοντας στη βάση ηχογραφημένων πρωτότυπων μελωδιών. Πιο συγκεκριμένα, ο χρήστης θα επέλεγε ένα μουσικό όργανο, πατώντας το σχετικό κουμπί, οπότε και θα γινόταν η αναπαραγωγή μιας μελωδίας, ενώ θα ενεργοποιούνταν ταυτόχρονα και ένας ρομποτικός drummer, ο οποίος θα συνόδευε τη μελωδία. Όσο τα drums και η μελωδία θα έπαιζαν, ο χρήστης θα μπορούσε να συνοδεύσει παίζοντας ζωντανά μουσική σε ένα μικρό πιάνο.
Το συγκεκριμένο project λειτουργεί ως ένα παράδειγμα σύνδεσης της τεχνολογίας με τις τέχνες και ειδικότερα τη μουσική, προωθεί τη μουσική παιδεία και ενισχύει την καλλιτεχνική, ενώ ταυτόχρονα στοχεύει και στην καλλιέργεια της δημιουργικότητας.
Υλικά-Μέθοδοι
Όπως αναφέρθηκε και στην περίληψη, οι ομάδες των δύο σχολείων δούλεψαν παράλληλα και σε μεγάλο βαθμό χωρίς να συνεργάζονται μεταξύ τους. Οι βασικοί λόγοι που έγινε αυτό είναι το διαφορετικό πλαίσιο στο οποίο εργάστηκαν οι δύο ομάδες (μάθημα, club) στο σχολείο, το βαρύ εξωσχολικό πρόγραμμα όλων των παιδιών, αλλά και οι διαφορετικές ρομποτικές τεχνολογίες που είχε στη διάθεσή του κάθε σχολείο (Arduino, MicroBit).
Οι μαθητές του ΜΣΘ αξιοποίησαν ρομποτικά kit με μικροεπεξεργαστές MicroBit. Τα στάδια που ακολούθησαν ήταν τα ακόλουθα:
1. Κατασκευή controller – Προγραμματισμός controller σε Microbit, και Προγραμματισμός λαμπάκια και potentiometer.
2. Κατασκευή βάσης Robot – Κατασκευή καθίσματος, Ανάπτυξη σκελετού βάσης, Προσθήκη αισθητήρων κρούσης, Στήριξη βάσης, και Προσθήκη τυμπάνων.
3. Κατασκευή Robot – Κατασκευή σώματος, Σύνδεση με κάθισμα, Ενδυνάμωση κατασκευής, Προσθήκη χεριών και Motor, και Σχεδιασμός κατασκευή και προσθήκη κεφαλιού και ποδιού.
4. Κατασκευή μηχανισμών – Σχεδιασμός και υλοποίηση μηχανισμού μπότας, Τελειοποίηση μηχανισμού μπότας, και Ενσωμάτωση μηχανισμού μπότας στη βάση.
Οι μαθητές του Anatolia College χρησιμοποίησαν μικροεπεξεργαστές Arduino. Τα στάδια που ακολούθησαν ήταν τα ακόλουθα:
1.Drum Set - Σχεδιασμός 3D μοντέλου (TinkerCad), 3D εκτύπωση drum set, Προσθήκη αισθητήρων, και Αρχική κωδικοποίηση λειτουργίας
2.‘Ερευνα – Επιλογή αισθητήρων, Εύρεση documentation αισθητήρων, Εύρεση απαραίτητων βιβλιοθηκών για Arduino IDE, και Έρευνα παρόμοιων υλοποιήσεων
3.Βηματική Κωδικοποίηση – Κωδικοποίηση λειτουργίας κάθε αισθητήρα ξεχωριστά
4.Engineering και Τελική Κωδικοποίηση – Κατασκευή πρωτότυπου μηχανισμού και τελική κωδικοποίηση λειτουργίας με τη χρήση μεγάλου breadboard
5.Τελικό Σχέδιο και Συναρμολόγηση – Επιλογή υλικού και κατασκευή βάσης, Τοποθέτηση ορχήστρας σε βάση, Τοποθέτηση αισθητήρων σε Drum Set, μεταφορά συνδέσεων και καλωδιώσεων σε μικρά breadboard και τοποθέτηση εντός βάσης.
Η μία ομάδα χρησιμοποίησε Piezo electric αισθητήρες, ενώ η άλλη ομάδα χρησιμοποίησε αισθητήρες κρούσης τύπου Nezha για την ανίχνευση κραδασμών ή χτυπημάτων τους οποίους προσάρμοσαν στα drums. Η ομάδα του ΜΣΘ χρησιμοποίησε μηνύματα MIDI μηνύματα για να γίνει αναπαραγωγή των ήχων από ένα laptop, ενώ η ομάδα του Anatolia College έπαιζε τους ήχους απευθείας από MP3 module που ήταν συνδεδεμένο με το Arduino και με ηχείο.
Αποτελέσματα
Όπως μπορείτε να δείτε και στις Εικόνες 1, 2 και 3, οι τελικές υλοποιήσεις των δύο σχολείων διαφέρουν πολύ μεταξύ τους. Αυτό οφείλεται στις προκλήσεις και τα προβλήματα που αντιμετώπισαν οι δύο ομάδες, αλλά και στις επιλογές που έκαναν έτσι ώστε η τελική κατασκευή να είναι πλήρως λειτουργική, ακόμα και αν δεν περιελάμβανε όλες τις δυνατότητες της αρχικής ιδέας.
Εικόνες 1 και 2: Η τελική κατασκευή της ομάδας του Anatolia College
Εικόνα 3: Η τελική κατασκευή της ομάδας του Μουσικού Σχολείου Θεσσαλονίκης
Συζήτηση
Μετά από συζήτηση μεταξύ μας, θεωρούμε ότι η συμμετοχή μας σε αυτό το project μας βοήθησε πάρα πολύ και σε πολλά επίπεδα. Μετά τη γνωριμία των παιδιών που συμμετείχαν από τα δύο σχολεία, φάνηκε η καλή χημεία μεταξύ μας και όλοι συμφωνήσαμε ότι θα μπορούσαμε να είχαμε μια πιο στενή συνεργασία. Η συμβολή των Καθηγητών που υποστήριξαν το έργο ήταν καθοριστική, όχι μόνο λόγω του μεγάλου αριθμού μαθητών που συμμετείχαν, αλλά κυρίως λόγω της επιμονής τους στο να καταφέρουμε να έχουμε φτιάξει κάτι πλήρως λειτουργικό πριν την ολοκλήρωση του deadline. Πράγματι, αυτό το καταφέραμε και έτσι μπορέσαμε να συμμετάσχουμε στο Συνέδριο ACSTAC, εκεί όπου αντιληφθήκαμε πως υπάρχουν πολλοί συνομήλικοί μας με τους οποίους μοιραζόμαστε το ίδιο πάθος, αλλά και κοινές ανησυχίες και προβληματισμούς. Παιδιά τα οποία ταξίδεψαν πολλά χιλιόμετρα από κάθε μεριά της χώρας για να μας δείξουν τη δουλειά τους και να δουν τη δική μας. Παιδιά με μεγάλο ενδιαφέρον για τις Επιστήμες και τις εφαρμογές της για τη λύση προβλημάτων στον πραγματικό κόσμο. Παιδιά που μας έκαναν να νιώσουμε πιο δυνατοί και πιο αισιόδοξοι για το μέλλον.
Συμπεράσματα
Τα βασικά συμπεράσματα στα οποία καταλήξαμε έχουν να κάνουν κυρίως με τον τρόπο που εργαστήκαμε.
Σε project στα οποία συμμετέχουν πολλοί μαθητές, με διαφορετικά προγράμματα και υποχρεώσεις, είναι σημαντικό να εξετάζεται σε τακτά χρονικά διαστήματα η πορεία των εργασιών και να γίνονται αλλαγές στο πλάνο, στις αναθέσεις αλλά και στην τελική κατασκευή, έτσι ώστε η ολοκλήρωση του project να βρίσκει τις ομάδες με μία πλήρως λειτουργική κατασκευή, ακόμα και αν δεν έχει όλες τις δυνατότητες του αρχικού σχεδίου. Ειδικά σε ό,τι έχει να κάνει με project που απαιτείται και προγραμματισμός, η αβεβαιότητα αυξάνεται, καθώς δεν είναι πάντα σίγουρο ότι μια ομάδα θα έχει καταφέρει να γράψει λειτουργικό κώδικα στον χρόνο που είχε υπολογίσει να αφιερώσει.
Τέλος, είναι σημαντικό σε ένα τόσο απαιτητικό project να γίνεται μια δυνατή αρχή, έτσι ώστε να εντοπιστούν νωρίς οι δυσκολίες, οι παρανοήσεις και τα προβλήματα, τα οποία σίγουρα υπάρχουν αλλά είναι δύσκολο να προβλεφθούν κατά το στάδιο του σχεδιασμού, έτσι ώστε να υπάρχει ο χρόνος για να γίνουν προσαρμογές στο πλάνο ή/και στην τελική κατασκευή.
Ευχαριστίες
Κλείνοντας, θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε θερμά τους Καθηγητές – μέντορές μας για την ευκαιρία που μας έδωσαν, επειδή μας ηρεμούσαν όταν τα πράγματα δεν πήγαιναν καλά αλλά ταυτόχρονα δεν μας άφηναν να χαλαρώσουμε όταν τα πράγματα πήγαιναν καλά. Ακόμα, θα θέλαμε να συγχαρούμε όλους όσους εργάστηκαν για την οργάνωση του Συνεδρίου ACSTAC και να τους ευχαριστήσουμε για την τιμή που μας έκαναν να μας απονείμουν το Βραβείο STEAM. Το Βραβείο αυτό θα θέλαμε να το αφιερώσουμε σε όλα τα παιδιά που συμμετείχαν στο Συνέδριο και μοιράστηκαν με εμάς όχι απλά τους προβληματισμούς τους για το μέλλον αλλά τις λύσεις που προτείνουν, καθώς και στους Καθηγητές τους που τους έδωσαν τη δυνατότητα να ακουστούν και σε εμάς να τους ακούσουμε.
