Social Bot

Η ομάδα μας αποτελείται από μαθητές και μαθήτριες του Ομίλου "Μικροί Χάκερ" ο οποίος λειτουργεί στο Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Φλώρινας σε συνεργασία με τον Πόλο Εκπαιδευτικής Καινοτομίας ΤΠΕ Φλώρινας. Οι μαθητές και οι μαθήτριες του ομίλου είναι από διαφορετικά σχολεία της πόλης μας και φοιτούν στις Ε και ΣΤ τάξεις του Δημοτικού. Την φετινή χρονιά ασχολούμαστε με την τεχνητή νοημοσύνη και έχουμε ως στόχο να δημιουργήσουμε ένα κοινωνικό ρομπότ το οποίο θα μας κρατάει παρέα, αξιοποιώντας τις δυνατότητες του κινητού μας τηλεφώνου.

Κάθε ρομπότ που αλληλεπιδρά με έναν άνθρωπο μπορεί να ονομαστεί «κοινωνικό ρομπότ». Τα ρομπότ αυτά αλληλεπιδρούν κοινωνικά με τους ανθρώπους μέσω της επικοινωνίας, της συνεργασίας και της λήψης αποφάσεων, ακολουθώντας τους κανόνες συμπεριφοράς της ανθρώπινης αλληλεπίδρασης. Ο βασικός τους σκοπός είναι να μοιράζονται τον ίδιο χώρο με τους ανθρώπους και να τους υποστηρίζουν σε διάφορες λειτουργίες. Υπάρχουν κοινωνικά ρομπότ που αξιοποιούνται στην εκπαίδευση, στην ειδική αγωγή, στην ψυχολογική υποστήριξη ασθενών και σε άλλα παρόμοια πεδία.

Αναλυτική περιγραφή ιδέας

Ο δικός μας στόχος είναι να δημιουργήσουμε ένα επιτραπέζιο, μικρού μεγέθους ρομπότ το οποίο θα μπορεί να αλληλεπιδρά με τους ανθρώπους με φυσικό τρόπο (ομιλία, κινήσεις προσώπου) προσφέροντας ένα ευρύ φάσμα υπηρεσιών υποστήριξης όπως:

• να απαντά σε ερωτήσεις τους για διάφορα θέματα αξιοποιώντας την πλατφόρμα OpenAI καθώς και την αναγνώριση εικόνας
• να παίζει μαζί τους παιχνίδια όπως το "Μάντεψε τον αριθμό"
• να τους μαθαίνει χορευτικές φιγούρες αξιοποιώντας την πλατφόρμα Posenet
• να δημιουργεί έργα τέχνης μαζί τους αξιοποιώντας την πλατφόρμα DALL-E generative AI

Το ρομπότ που θα κατασκευάσουμε θα έχει μικρό μέγεθος, θα είναι επιτραπέζιο και θα αξιοποιεί και το κινητό μας τηλέφωνο το οποίο θα αποτελεί το πρόσωπο του ρομπότ. Το κινητό θα τοποθετείται μέσα στο ρομπότ και θα επικοινωνεί μαζί του ασύρματα μέσω bluetooth έτσι ώστε να συγχρονίζονται οι λειτουργίες του κινητού με τις κινήσεις του ρομπότ.

Έχουμε μελετήσει 3 διαφορετικά σχέδια για το ρομπότ μας τα οποία θα τα υλοποιήσουμε με τροποποιήσεις. Το πρώτο σχέδιο είναι το MobBob το οποίο έχει δύο πόδια και το κινητό τοποθετείται ως το σώμα και το κεφάλι. Το δεύτερο σχέδιο είναι το Juno το οποίο αντί για πόδια έχει 2 ρόδες. Εμείς θα τροποποιήσουμε το σχέδιο ώστε στις εσωτερικές του θήκες να μπαίνει και το κινητό μας τηλέφωνο. Το τρίτο σχέδιο είναι το Buddy το οποίο δεν έχει πόδια ή ρόδες αλλά κινεί μόνο τον λαιμό του. Εμείς θα αντικαταστήσουμε τον αισθητήρα απόστασης που βρίσκεται στο κεφάλι με την βάση για το κινητό μας τηλέφωνο.

MobBob	Juno	Buddy

Στο ρομπότ θα υπάρχει επίσης και αισθητήρας απόστασης ο οποίος θα καταλαβαίνει άν το κινητό μας έχει τοποθετηθεί και θα ενεργοποιεί το bluetooth για να γίνει η σύνδεση.

Για την κατασκευή του rover θα αξιοποιήσουμε 3Δ σχέδια τα οποία προσφέρονται ελεύθερα από την πλατφόρμα Thingiverse τα οποία θα τροποποιήσουμε με το TinkerCAD ώστε να ταιριάζουν στις λειτουργίες που θέλουμε να εκτελεί το ρομπότ μας. Οι εκτυπώσεις θα γίνουν στους 3Δ εκτυπωτές του σχολείου μας με την χρήση υλικών PLA και TPU.

Ως κεντρική πλατφόρμα ανάπτυξης θα αξιοποιήσουμε το Arduino για τον έλεγχο του ρομπότ και για την σειριακή επικοινωνία με το κινητό. Η ανάπτυξη της εφαρμογής για το κινητό τηλέφωνο θα γίνει αξιοποιώντας το AppInventor και τα πρόσθετα που έχει για την τεχνητή νοημοσύνη.

Eκπαιδευτικοί στόχοι του έργου

Οι βασικοί εκπαιδευτικοί στόχοι του έργου μας είναι οι μαθητές να:

• Μελετήσουν την χρησιμότητα και τις εφαρμογές των κοινωνικών ρομπότ,
• ενισχύσουν τις γνώσεις τους σχετικά με τους τρόπους επικοινωνίας ανθρώπου με ρομπότ
• αποκτήσουν δεξιότητες 3Δ σχεδίασης με την χρήση απλών προγραμμάτων
• αποκτήσουν δεξιότητες χρήσης του 3Δ εκτυπωτή του εργαστηρίου
• αποκτήσουν δεξιότητες προγραμματισμού και αξιοποίησης τεχνολογιών όπως η τεχνητή νοημοσύνη με την χρήση του AppInventor
• αποκτήσουν δεξιότητες προγραμματισμού Arduino

Λίστα προτεινόμενου εξοπλισμού

• PLA Fillament 4kg σε διαφορετικά χρώματα, κόστος 64 ευρώ
• TPU Fillament 2kg, κόστος 64 ευρώ
• Arduino Uno Compatible Board (X3), κόστος 40 ευρώ
• Αισθητήρας Υπερύθρων (X3), κόστος 4 ευρώ
• Bluetooth Module for Arduino - HC05 (X3), κόστος 16.5 ευρώ
• Dual Motor Driver Module L298N, κόστος 3.4 ευρώ
• 16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver (X2), κόστος 11 ευρώ
• DC Motor in Micro Servo Body (X2), κόστος 4 ευρώ
• Servo Micro 2.8kg.cm Metal Gears (Χ4), κόστος 16 ευρώ
• Servo Mini 3.5kg.cm (Χ2), κόστος 15 ευρώ
• Κλιπ Μπαταρίας 9V με Καλώδια (X3), κόστος 0,5 ευρώ
• Μπαταρίες 9V (X10), κόστος 10 ευρώ
• Κατσαβίδια Ακριβείας Set, κόστος 5 ευρώ
• Σετ βίδες Μ2 και Μ3, κόστος 6 ευρώ

Συνολικό κόστος: 260 ευρώ

Υπεύθυνοι εκπαιδευτικοί

• Γιάννης Αρβανιτάκης
• Σωτήρης Γεωργίου
• Έλενα Οικονομίδου