LEGO og sport: konstruktøren som værktøj for ingeniørviden, uddannelse og konkurrence På første syn kan LEGO primært betragtes som en legetøj for børn, mens sport er en verden af høje fysiske anstrengelser og professionel færdighed. Imidlertid viser en analyse af videnskabelige og praktiske materialer, at krydsningen af disse to verdener er meget dybere, end det kan virke. LEGO fungerer ikke kun som et objekt til at samle sportsbiler, men også som et kraftfuldt værktøj til ingeniøruddannelse, modellering af sportsmekanismer og endda udvikling af proteser. Sportsingeniørkreativitet: robotter og konkurrencer En af de mest markante udtryk for at kombinere LEGO og sport er ingeniørkonkurrencer med brug af robottekniske konstruktører. For eksempel har University of Toronto hvert år afholdt Biomedical Engineering Competition (BMEC), hvor studerende blev bedt om at skabe et prototyp af et håndleds protes, der kan spille bordfodbold (kicker). Strukturen skulle kun være samlet med LEGO Mindstorms — programmerbare robottekniske sæt. Det er interessant, at vinderen af turneringen var holdet, hvis mekaniske design dommerne oprindeligt betragtede som "for simpelt", men som viste sig at være mest funktionelt i virkelige spilforhold. Dette tilfælde demonstrerer klart en nøgleprincip for ingeniørarbejde: Den bedste projekt på papir er ikke nødvendigvis den bedste funktionelle projekt. På samme måde fremhæver forskning inden for ingeniøruddannelse robotfodbold som en effektiv læringsopgave. Evalueringens kriterier inkluderer kompleksiteten af programmering, strukturel kompleksitet af roboten, variationen af anvendte sensorer og aktuatorer, samt variationen af spiloperationer. I Japan afholdes specialiserede lektioner i robotteknologi med brug af LEGO MindStorms, hvoraf afslutningen er en venligskabskamp i robotfodbold, hvor deltagerne kan samle robotter ved metoden af prøve og fejl uden dybe forudgående viden om mekanik. Sportsprogrammering og fysik finder også deres sted i skoler. For eksempel bruger elever i grundskole i North Bellmore (USA) LEGO SPIKE til at skabe og programmere robotters til "carnival games" med sportsmotiv — bowling, hockey og minigolf. Ved at arbejde med motorer, farvedetektorer og gyroskopiske sensorer programmerer børn bevægelser i en visuelt miljø Blockly. En lignende program i Illinois kombinerer fodboldtræning på banen med konstruktion af LEGO, der efterligner et skud med fødder. Eleverne eksperimenterer med forskellige vinkler og hastigheder, ved hjælp af data fra sensorer til at måle resultaterne, hvilket hjælper dem med at forstå, hvordan hastighed, præcision og rumlig opfattelse er forbundet med fysiske principper. Teknisk Perfektion: LEGO som et spejl for Formel-1's ingeniørånd Den mest "sportslige" del af LEGO's produkter er uden tvivl serien Technic, dedikeret til Formel-1. Disse sæt kan ikke kaldes legetøj i traditionel forstand: mærket mærker dem med en aldersgrænse på 18+, og niveauet af detaljer og ingeniørpræstation er imponerende. Moderne LEGO Technic F1-sæt, der udkommer i samarbejde med holdene Oracle Red Bull Racing, Ferrari, Mercedes-AMG og McLaren, efterligner ikke kun de reelle biler eksternt, men også funktionelt. Modellerne inkluderer: Arbejdende suspension med push-rod og pull-rod elementer, der er ens med de faktiske biler. En V6-motor med bevægelige ventiler og efterligning af MGU-H (Motor Generator Unit - Heat), drevet af gearkassen. Regulerbart bagantikryl (DRS). 2-trins gearkasse. Det er også bemærkelsesværdigt, at udviklingsfilosofien: Under oprettelsen af McLaren MCL36 var ingeniørerne hos LEGO i konstant kontakt med konstruktører fra Formel-1-holdet, opdaterede designet af sættet i henhold til de faktiske ændringer, der blev foretaget i bilen i løbet af sæsonen 2022. Dette er en usædvanlig samarbejdsmulighed, givet hemmeligheden om teknologierne i verdensmesterskabet. Endda budgetmæssige sæt i serien Speed Champions (med en værdi på omkring 27 dollars) imponerer med nøjagtigheden: konstruktører efterligner unikke aerodynamiske elementer for hver hold — fra konstruktionen af siderne og "undercuts" til formen på forhjulene og aktiverne DRS, der varierer hos Mercedes, Red Bull og Ferrari. Ud over hjulene: biomekanisk ingeniørarbejde og uddannelse Men det mest bemærkelsesværdige er brugen af LEGO til at skabe konstruktioner, der efterligner ikke hjulbaseret, men biomekanisk eller zootypisk sport. Et af de mest markante eksempler er den seksbenede ganghjælper, der er præsenteret på platformen LEGO Ideas. Oprettelsesmanden besluttede den komplekse ingeniøropgave, ved at konstruere et mekanisme, der efterligner gangen hos et levende væsen med "organisk glathed". I stedet for at programmere hver fod individuelt (som Boston Dynamics gør), brugte opfinderen et rent mekanisk løsning: en transmission med variabel hastighed, der automatisk bremser foden ved støtte og accelererer ved overførsel, samt en lodret stabilisator og amortiserende fødder. Dette muliggør maskinen til at navigere over ujævne overflader, ligesom et levende organismer. Ifølge uddannelsespsykologi har forbindelsen mellem LEGO og sport en bekræftet effektivitet. Et studie, der sammenlignede kognitive træninger (med brug af computertasker og samling af LEGO Mindstorms) med sports træninger (fodbold), viste, at begge former for aktivitet fører til forbedret analogt tænkning hos børn i alderen 10-12 år. Dog sikrede træninger med LEGO betydelige ændringer i udførelsen af opgaver, der er relateret til afslutning af 4-komponenters systemer og relationer, hvilket overgår resultaterne af kun sportsgruppen i bestemte kognitive domæner. Dette indikerer, at LEGO kan fungere ikke kun som underholdning, men også som et fuldt udbyttigt værktøj til udvikling af abstrakt og systematisk tænkning på sportsmateriale. Konklusion Således krydses sport og LEGO mindst i tre måder: Sport som opgave: Konstruktion og programmering af robotters til fodbold, hockey eller golf fungerer som en ideel læringsmiljø for ingeniører og programmører. Sport som objekt: LEGO Technic- og Speed Champions-sæt, der med utrolig nøjagtighed rekonstruerer ingeniør løsninger på de faktiske Formel-1-biler, fungerer som en illustrativ lærebog i mekanik og aerodynamik. Sport som metafor: Udvikling af proteser til kicker eller oprettelse af bioniske ganghjælpere demonstrerer, hvordan spilplatformen kan bruges til at løse alvorlige opgaver inden for biomekanik og robotteknologi.
© elib.dk

Permanent link to this publication:

https://elib.dk/m/articles/view/LEGO-og-sport