Κυριακή 21 Ιουλίου 2019
ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ  

11ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής

«Σε τροχιά!» - Ένα ταξίδι στην έρευνα του διαστήματος και τον προγραμματισμό 

11ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής

«…τι να τρώνε άραγε οι αστροναύτες στο διάστημα; Πώς παίρνουν τις απαραίτητες για τον οργανισμό τους βιταμίνες; Και τι γίνεται όταν θέλουν να φάνε «πρόχειρο φαγητο»; Κάποια λύση πρέπει να υπάρχει… Το βρήκα! Τρισδιάστατη εκτύπωση φαγητού!!!».   Ένα ταξίδι στην έρευνα του διαστήματος και τον προγραμματισμό πραγματοποιήσαμε φέτος στο μάθημα Πληροφορικής, Πολυμέσων & Ρομποτικής με αφορμή το 11ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής. Κάναμε μια ιστορική αναδρομή στις διατροφικές συνήθειες των αστροναυτών, μάθαμε ποιες ουσίες είναι απαραίτητες για τους ίδιους ώστε να είναι υγιείς και ακμαίοι. Προτείναμε λύσεις για τις στιγμές που έχουν ανάγκη να φάνε κάτι πιο «πρόχειρο». Θα μπορούσαν να εκτυπώσουν μία τρισδιάστατη πίτσα;;; Τι γίνεται με τη βαρύτητα και έναν 3D εκτυπωτή;;; Παράλληλα όμως με την έρευνα, δημιουργήσαμε και ένα διασκεδαστικό παιχνίδι στο scratch όπου ο παίκτης - αστροναύτης προσπαθεί να μαζέψει όσες τροφές χρειάζεται για να είναι καλά στην υγεία του αλλά και στην ψυχολογία του.

Λέξεις κλειδιά: έρευνα, διάστημα, προγραμματισμός.

Πατήστε εδώ για να κατεβάσετε την παρουσίαση των παιδιών

1. Εισαγωγή

Σε αυτό το project, συνδιάσαμε την έρευνα με τον προγραμματισμό. Αφορμή της ενασχόλησής μας με την έρευνα γύρω από το διάστημα αποτέλεσε ένα video που μας έφερε να παρακολουθήσουμε ο συμμαθητής μας ο Δημήτρης το οποίο παρουσίαζε ένα πείραμα που πραγματοποιήθηκε από ειδική ομάδα του τμήματος Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Έτσι, σκεφτήκαμε να ασχοληθούμε πιο συστηματικά με την εξερεύνηση του διαστήματος αλλά και της ζωής των αστροναυτών. Παράλληλα, στο πλαίσιο αυτού του project προέκυψε και η δημιουργία ενός ηλεκτρονικού παιχνιδιού στο scratch καθώς αγαπάμε πολύ τη διαδικασία συγγραφής κώδικα.

Τα Ηλεκτρονικά Παιχνίδια αποτελούν ένα ταχύτατα αναπτυσσόμενο πεδίο, καθώς αποτελούν τη δημοφιλέστερη τεχνολογία στη διασκέδαση των νέων. Στην αρχή η χρήση τους αφορούσε αποκλειστικά και μόνο τη νεολαία και τους ενήλικους νεαρής ηλικίας, οι οποίοι ήταν εξοικειωμένοι με την τεχνολογία των υπολογιστών. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του ’90 τα ηλεκτρονικά παιχνίδια αποτέλεσαν τμήμα της καθημερινότητας των νέων ανθρώπων, συμπεριλαμβανομένων και των μικρών παιδιών. Από τις πρώτες έρευνες που έγιναν για τη χρήση των παιχνιδιών στην εκπαίδευση διαπιστώθηκε ότι αποτελούν μία πηγή κινήτρου για τους χρήστες προκειμένου να δοκιμάσουν, να αναπτύξουν και να εφαρμόσουν τις γνώσεις τους, καθώς και να μάθουν πράγματα που δεν γνωρίζουν, ενώ ταυτόχρονα διασκεδάζουν.  

2. Έρευνα - Το φαγητό στο διάστημα

Αφού περιηγηθήκαμε στο Διαδίκτυο ψάχνοντας στοιχεία για τους αστροναύτες και τη ζωή τους, μας φάνηκε ιδιαιτέρως ενδιαφέρον το θέμα της διατροφής τους. Παλαιότερα, οι αστροναύτες έτρωγαν κυρίως ομογενοποιημένο κρέας, το οποίο εκτοξευόταν απευθείας στο στόμα τους, μέσω σωληνάριων τύπου οδοντόπαστας. Τα πράγματα βέβαια έχουν αλλάξει δραματικά. Οι ερευνητές πριν το 2015 έπρεπε να αφοσιωθούν κυρίως στις τεχνικές προδιαγραφές, όπως το βάρος, τον όγκο και τη μεγάλη διάρκεια διατήρησης, όμως τώρα που αυτοί οι στόχοι μπορούν να επιτευχθούν με σχετική ευκολία, άρχισαν να σκέφτονται περισσότερο το φαγητό.

3. Το Πρόβλημα 

Οι αστροναύτες, πέρα από την ανάγκη της επιβίωσης, βλέπουν το φαγητό ως ένα μέσο αντιμετώπισης της αναπόφευκτης αποξένωσης που προκαλεί η διάρκεια των αποστολών, η απόσταση από το σπίτι και η αναγκαστική συμβίωση με ξένους σε στενούς χώρους. Γι' αυτό τον λόγο, σήμερα, μαζί με το φαγητό που προέρχεται από τις διαστημικές υπηρεσίες στις οποίες ανήκουν, οι αστροναύτες έχουν και κάποια ποσότητα έξτρα φαγητού, το οποίο μπορούν να παραγγείλουν από τους κατασκευαστές.

Όταν όμως, υπάρχει έλλειψη βαρύτητας, τα υγρά εγκλωβίζονται μεταξύ της μύτης και του λαιμού και αλλοιώνουν την αντίληψη των γεύσεων, όπως συμβαίνει και όταν είμαστε πολύ κρυωμένοι. Συνεπώς, ένα συγκεκριμένο είδος φαγητού θα μπορούσε να μην έχει καθόλου γεύση για έναν αστροναύτη, ενώ για κάποιον άλλο θα μπορούσε να είναι πεντανόστιμο. Γι' αυτόν τον λόγο είναι σημαντικό να παρέχεται μεγάλη ποικιλία πιθανών γεύσεων.

Τι γίνεται λοιπόν, όταν στους αστροναύτες λείπουν πιο ιδιαίτερες γεύσεις, κυρίως του «πρόχειρου φαγητού»; Μια κρέπα, ένα σουβλάκι, μια πίτσα;;;

4. Η λύση

Μετά από πολλή αναζήτηση, προτείναμε τη λύση της τρισδιάστατης εκτύπωσης φαγητού στο διάστημα!

Το Food ink βρίσκεται στο Λονδίνο και είναι το πρώτο πραγματικό εστιατόριο με 3D εκτυπωμένο φαγητό. Σερβίρει γεύματα με εννέα λαχταριστά πιάτα, που μοιάζουν περισσότερο με γλυπτά. Το φαγητό σχεδιάζεται από φορητούς εκτυπωτές 3D και όχι από την κλασσική κουζίνα.

Ο Anjan Contractor,  μηχανικός με υπόβαθρο στην τρισδιάστατη εκτύπωση, οραματίζεται μια περισσότερο καθημερινή χρήση για την τεχνολογική αυτή ανακάλυψη. Οραματίζεται μια ημέρα όπου κάθε κουζίνα στον κόσμο θα διαθέτει έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή. Τότε, όλοι οι άνθρωποι του κόσμου θα τρέφονται από προσαρμοσμένα, θρεπτικά γεύματα που θα αποτελούνται από στρώσεις και θα προέρχονται από ανταλλακτικά εκτυπωτών που περιέχουν σκόνες και έλαια, αγορασμένα από το κατάστημα της γειτονιάς.

Άρα θα μπορούσαμε να βάλουμε και σε ένα διαστημόπλοιο 3D εκτυπωτές φαγητού! Η πίτσα είναι η επικρατέστερη επιλογή για τρισδιάστατη εκτύπωση επειδή μπορεί να εκτυπωθεί σε διακριτές στρώσεις, άρα η κεφαλή εκτύπωσης χρειάζεται να βγάζει μόνο μια ουσία τη φορά. Έτσι, θα μπορούν να εκτυπώνουν μία πίτσα για παράδειγμα όποτε νιώθουν ότι τους λείπουν πιο ιδιαίτερες γεύσεις και έτσι θα αισθάνονται πιο κοντά στις συνήθειές τους! Αυτό σίγουρα θα τους βοηθάει και στην ψυχολογία τους.  

Θα πρέπει όμως οι συνθήκες να είναι όσο καλύτερες γίνεται για να επιτύχουμε αξιοπιστία, ταχύτητα και ασφάλεια της υγείας των αστροναυτών. Όμως, οι εξειδικευμένοι τροφοδότες 3D τροφίμων είναι ακριβοί. Θα μπορούσαμε, λοιπόν, να τοποθετήσουμε οποιοδήποτε ακροφύσιο τροφοδοσίας 3D σε έναν κανονικό εκτυπωτή και να πετύχουμε και μείωση του κόστους. 

5. Συναντήσεις με επαγγελματίες και διαμοίραση της λύσης μας

Αποφασίσαμε να μιλήσουμε με έναν επαγγελματία ώστε να έχουμε τη δυνατότητα να τον ρωτήσουμε πράγματα, να μας δώσει συμβουλές αλλά και να ακούσει τις δικές μας απορίες και λύσεις στο θέμα της τρισδιάστασης εκτύπωσης φαγητού στο διάστημα. Έτσι, καλέσαμε στο σχολείο μας τον Καθηγητή του Τμήματος Χημείας του Α.Π.Θ και Εθνικό Εκπρόσωπο στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος για θέματα σχετικά με την Εξερεύνηση του Διαστήματος, κύριο Θεόδωρο Καραπάντσιο. Ο κύριος Καραπάντσιος, αρχικά μας παρουσίασε ο ίδιος κάποια στοιχεία γύρω από το διάστημα. Στη συνέχεια, είχαμε την ευκαιρία να του δείξουμε σε Power Point τα στοιχεία της δικής μας έρευνας ώστε να γίνει μία συζήτηση επί της λύσης που προτείναμε.

Αφού βρήκε τη λύση της 3D εκτύπωσης φαγητού άκρως ενδιαφέρουσα και ευφάνταστη, μας πρότεινε να μιλήσουμε και με κάποιον ειδικό στην τρισδιάστατη εκτύπωση (3D printing). Έτσι, επισκέφθηκε το σχολείο μας ο κύριος Κωνσταντίνος Πρασσάς, Μηχανολόγος Μηχανικός και ειδικός στη σχεδίαση και εκτύπωση 3D αντικειμένων. Είδαμε από κοντά πώς εκτυπώνεται ένα μικρό δαχτυλίδι από πλαστικό και συζητήσαμε πώς θα μπορούσε, αν τοποθετούσαμε ένα 3D ακροφύσιο σε έναν απλό εκτυπωτή, να εκτυπωθεί ακόμη και ένα κομμάτι πίτσας με μειωμένο κόστος! 

Στο πλαίσιο του project εκτυπώσαμε και τους οχτώ πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος.

-Εικόνα 1 - Στιγμιότυπα από τις παρουσιάσεις του κ.Καραπάντσιου και του κ.Πρασσά

Εικόνα 1 - Στιγμιότυπα από τις παρουσιάσεις του κ.Καραπάντσιου και του κ.Πρασσά

Εικόνα 2- Τα σύμβολα των πλανητών του ηλιακού μας συστήματος (αριστερά σε απεικόνιση και δεξιά όπως προέκυψαν από το 3D printing)

Εικόνα 2- Τα σύμβολα των πλανητών του ηλιακού μας συστήματος (αριστερά σε απεικόνιση και δεξιά όπως προέκυψαν από το 3D printing)

6. Δημιουργία του παιχνιδιού

Παράλληλα με όλη την παραπάνω έρευνα, υλοποιήσαμε και ένα παιχνίδι στο scratch. Αφού πειραματιζόμασταν για κάποιες βδομάδες στο πλαίσιο ενός άλλου project, είχε φτάσει η ώρα να βάλουμε μπρος το παιχνίδι μας. Δημιουργήθηκε ένας παίκτης, ο AstroNaut (αστροναύτης στα ελληνικά) ο οποίος περιπλανιέται στο διάστημα. Μαζί με αυτόν, περιπλανιούνται στο κενό και κάποιες τροφές, άλλες καλές και άλλες κακές για την υγεία του. Σκοπός του παιχνιδιού είναι να μαζέψει όσες περισσότερες καλές τροφές μπορεί για να αυξηθεί το σκορ του και να κερδίσει μία τρισδιάστατη εκτυπωμένη πίτσα για έπαθλο! 

Προσθέσαμε τα αντικείμενα – φαγητά μέσα στην πίστα και τα κάναμε να κινούνται με τυχαίο τρόπο μέσα στον χώρο. Στη συνέχεια δημιουργήσαμε τη μεταβλητή skor η οποία μεταβάλλεται θετικά ή αρνητικά, αναλόγως με τις τροφές που πιάνει ο AstroNaut. Η έννοια της μεταβλητής ήταν αυτή που μας δυσκόλεψε περισσότερο αλλά σε συνδυασμό με μαθήματα στο www.code.org εξασκηθήκαμε πολύ στο συγκεκριμένο κομμάτι.

Εικόνα 3 - Στιγμιότυπο της παραγωγής του παιχνιδιού AstroFood

Εικόνα 3 - Στιγμιότυπο της παραγωγής του παιχνιδιού AstroFood

7. Συμπεράσματα

Έρευνα, διάστημα, συναντήσεις με ειδικούς, 3D printing, προγραμματισμός. Αυτά περιελάμβαμε το project που περιγράψαμε στο παραπάνω άρθρο. Είχε όμως και συνεργασία, μέσα από την οποία μάθαμε να λέμε τη γνώμη μας, να σεβόμαστε τις απόψεις των άλλων, να έχουμε υπομονή και να μην απογοητευόμαστε. Ο καθένας είχε τον ρόλο του στην ομάδα αλλά πάντα έδινε τη βοήθειά του στους άλλους χωρίς αντάλλαγμα. Μέσα από σκληρή δουλειά, αναζήτηση και σκέψη υλοποιήσαμε μία έρευνα, δημιουργήσαμε ένα παιχνίδι και το προγραμματίσαμε μέσα στον χρόνο που μας δινόταν. Αυτή η εμπειρία μας βοήθησε να μάθουμε πώς να υλοποιούμε ένα σχέδιο μέσω συνεργασίας.

Ευχαριστίες

Ευχαριστούμε θερμά τους κυρίους Θεόδωρο Καραπάντσιο και Κωνσταντίνο Πρασσά για τον χρόνο που μας αφιέρωσαν και την τιμή που μας έκαναν να παρεβρεθούν στο σχολείο μας την ώρα του μαθήματος, να συζητήσουν μαζί μας και να μας δείξουν πράγματα που δε θα είχαμε την ευκαιρία να δούμε εκτός σχολείου.

Βιβλιογραφία

1. Μπαρμπάτσης, Κ., Οικονόμου, Δ., Παπαμαγκανά, Ι., & Ζώζας, Ι. (2010). Ηλεκτρονικά Παιχνίδια ως Εκπαιδευτικά Εργαλεία, Πρακτικά 2ου Πανελληνίου Εκπαιδευτικού Συνεδρίου Ημαθίας
2. Χονδρούλη, Β. (2013). Αξιολόγηση εκπαιδευτικού παιχνιδιού για την υποστήριξη μουσικής εκπαίδευσης, Πτυχιακή εργασία
3.https://www.vice.com/gr/article/gvpmv3/ena-mikro-piato-gia-ton-anthrwpo-ena-terastio-vhma-gia-thn-   anthrwpothta-dokimasa-faghto-gia-astronaytes
4.https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%94%CE%B9%CE%AC%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%B1