Portugisiska elever vinner resa till NASA med rullstolsprojekt

Posted 07/17/2020 by Sónia Reis

Under sista året på gymnasiet arbetade fem portugisiska elever med ett specialprojekt vars syfte var att utveckla en rullstol som styrs med hjälp av huvudets rörelser. Projektet 'Telepathy Physics' använde rörelsesensorer anslutna till robotfordonet Rover, och genom detta innovativa projekt vann eleverna första pris i en nationell vetenskapstävling initerad av Lissabonuniversitetet. ”Eleverna var så motiverade att hjälpa sina elevkamrater som hade någon form av funktionsnedsättning”, säger läraren Alexandre Gomes. "Samtidigt som de bidrog till att utveckla ett verkligt problem skapade också projektet ett fördjupat intresse för matematik.”


Eleverna lägger ner mycket tid
Varje år initierar Alexandre Gomes, en fysik- och kemilärare som är med i lärarnätverket T3 Europa, ett STEM-projekt som en extrakurs för eleverna som går sista året på gymnasiet, vid Oliveira Júnior-skolan i São João da Madeira. ”Varje projekt börjar med att eleverna spånar idéer tillsammans” säger han. ”Just denna grupp beslutade att hitta sätt att stödja funktionshindrade elever på vår skola. När vi väl bestämde oss för att fokusera på rullstolslösningen, motiverades vi av att projektet också skulle kunna underlätta samhället i stort. Eleverna spenderade de flesta av projektimmarna utanför vanlig skoltid, samtidigt som de förberedde sig för sina slutprov. Eftersom de inte hade någon erfarenhet av programmering var första steget att lära dem att koda. Totalt tillbringade vi en till två timmar per vecka i 12 veckor på att arbeta med projektet i själva skolan, eleverna arbetade många extra timmar.”


Algoritm för att kontrollera robotfordon
Förutom att lära sig att koda, studerade eleverna befintliga lösningar för drift av elektriska rullstolar. "De fokuserade på situationer där personen bara kunde göra huvudrörelser," säger Alexandre. ”Några av de alternativ som de hittade, till exempel att använda ett föremål som man håller i munnen, en hjälm eller ögonrörelser hade nackdelar. Att kontrollera en rullstol med huvudrörelser visade sig vara det bättre alternativet. Därefter var de tvungna att utveckla en algoritm för att kontrollera ett robotfordon - vilket faktiskt var kärnan i projektet. Eleverna använde TI-Nspire med tillbehör och kodningen gjordes i TI-Basic. De trodde att det skulle bli mycket svårt, men de hade det igång på nolltid, och resultaten var imponerande.”


Huvudrörelser är mycket intuitiva
Eleverna säkrade två rörelsessensorer till en skrivstol och lyckades översätta signalerna som mottogs av sensorerna till rörelser gjorda av robotfordonet. "I videon kan du se att vi testar detta med Rover som är ansluten med ledningar," säger Alexandre. ”Att kontrollera Rover är som att kontrollera en rullstolsmotor. Vi insåg att huvudrörelserna är mycket intuitiva, de har samma effekt som en joystick. Om personen i rullstolen vill gå åt höger, måste han flytta huvudet åt höger.”

Vetenskap och teknik för en bättre värld
Totalt lämnades 51 vetenskap- och ingenjörsprojekt in till 2019 års utgåva av FCT NOVA Challenge, den enda portugisiska tävlingen av ett institut för högre utbildning. Alexandre är mycket stolt över att OJ =mC2-teamet fick första priset i juni. Resan till USA har dock inte kunnat genomföras på grund av Covid-19, även om det fortfarande finns en chans att det kan hända nästa år. Det viktigaste resultatet har faktiskt varit insikten av att vetenskap och teknik kan göra världen till en bättre plats, säger Alexandre. ”Att utveckla en lösning för sina funktionshindrade kamrater har placerat lärande i sammanhang. Denna idé planterade ett frö, och vem vet vad dessa elever kommer att utveckla om fem till tio år när de har tagit examen från universitetet? Jag skulle vilja integrera dessa typer av STEM-projekt i den ordinarie läroplanen, men detta förblir ett långsiktigt mål för oss. ”

Att göra mer än vad som förväntas
Har Alexandre några tips till andra lärare? "Vår skola är ganska privilegierad eftersom vi är väl utrustade med TI-teknik", säger han. ”Samtidigt behöver du engagerade lärare som har kunskap och potential att ta STEM-projekt framåt. Om du kan, ställ upp i tävlingar! Tävlingar motiverar skolan, lärarna och eleverna att förnya och utforma projekt som detta, man vill gå den där extra milen. Under rullstolprojektet såg jag mina elever utvecklas och växa i förtroende. Att hjälpa eleverna att växa är anledningen till varför jag går till jobbet varje dag! ”

(på portugisiska) Presentation av projektet .