Súčasná doba by sa pokojne mohla považovať aj za dobu revolúcie v oblasti materiálov. Pomaly s pravidelnou frekvenciou sa v populárnej odbornej tlači objavujú správy o nových materiáloch, ktoré svojimi vlastnosťami prekonávajú doteraz známe materiály. Vďaka tomu došlo k obrovskému pokroku napríklad v oblasti stavebníctva, elektrotechniky, medicíny a mnohých iných odvetví ľudskej činnosti. Jedna z vlastností materiálov je jeho hustota.

Obrázok: správanie sa troch predmetov s rôznou hustotou.

Úloha pre zajace: Zostrojte robota, ktorý bude vedieť ponorením do kvapaliny odmerať hustotu predmetov, ktorých hustota je menšia ako hustota kvapaliny. Pokúste sa odhadnúť presnosť svojho merania.

Úloha pre tigre: Zostrojte robota, ktorý bude vedieť ponorením do kvapaliny odmerať hustotu predmetov, ktorých hustota je väčšia ako hustota kvapaliny (naozaj väčšia). Pokúste sa odhadnúť presnosť svojho merania.

Poznámka: V úlohe je možné používat aj iné predmety ako súčiastky LEGO, ale samotné meranie, jeho riadenie a vyhodnotenie má robiť elektronika robotickej stavebnice.

Úloha pre simulantov: Hustota materiálu bude v simulovanom prostredí vyjadrená hustotou zvislých čiar v prostredí robota. Čím menšie rozostupy medzi čiarami v priemere, tým väčšia hustota - pozor, všetky čiary budú síce zvislé, ale nemusia byť medzi nimi rovnaké rozostupy. V simulácii nebudeme nič ponárať do kvapaliny... Môžete použiť napríklad takéto pozadie (alebo nejaké podobné, ktoré si sami vytvoríte):

Jedným z najzávažnejších problémov súčasnosti je efektívne spracovanie odpadov, ktoré ľudská spoločnosť produkuje. Napríklad, do komunálneho odpadu sa dostáva pomerne dosť kovového odpadu, ktorý by sa dal recyklovať a využiť. Profesionálne systémy na tento účel samozrejme existujú - niektoré sú založené napr. na tzv. rotujúcich magnetických bubnoch (https://www.puritanmagnetics.com/product/rotating-drum-magnets/). v tejto úlohe sa pokúsime o separáciu odpadu v našich modelových podmienkach.

Obrázok: Automatická triediaca linka na triedenie komunálneho odpadu, plastu a papiera, zdroj: sollau.sk.

Úloha pre zajace: Do robotického závodu na spracovanie odpadu sa dostáva zmes odpadu, ktorá obsahuje malé kovové predmety a iný odpad. Malé kovové odpady môžu byť napríklad spinky na zopnutie papiera a reagujú na magnety (magnet si ich k sebe vie pritiahnuť). Zostrojte závod, ktorý z takéhoto odpadu dokáže pomocou magnetu "vytiahnuť" tieto kovové predmety a presunúť ich do samostatného kontainera, kde budú oddelené od zvyšku odpadu, nachádzajúceho sa v inom kontajneri. Dôležité je, aby bolo možné automaticky túto separáciu vykonávať opakovane, bez toho, aby niekto z magnetov predmety alebo celý kontajner odstraňoval ručne. Prísun netriedeného a odsun separovaného odpadu už môžu vykonávať pracovníci ručne.

Úloha pre tigre: je rovnaká ako pre zajace, ale v zmiešanom odpade sa okrem predmetov, ktoré sa dajú pritiahnuť magnetmi, nachádzajú aj vodivé predmety. Napríklad kovové zatočené spinky na papier sú magnetické, hliníkový obal od čokolády zmačkaný do guličky je vodivý a papier zmačkaný do guličky je zvyšok odpoadu. V tomto prípade môže jedna dávka odpadu obsahovať jeden vodivý alebo nevodivý predmet a niekoľko malých magnetických predmetov. Aj v tomto prípade musí závod pracovať automaticky opakovane.

Poznámka: v riešení môžete okrem súčiastok LEGO využiť aj nejaké magnety - či už permanentné alebo elektromagnety a aj nejaký (neLEGOvý) elektrický obvod - napr. na spínanie elektromagnetu, alebo na detekciu vodivosti - ten môže mať aj svoj (neLEGOvý) zdroj napájania - ale dajte pozor na bezpečnosť, zdroj vždy po testovaní modelu odpojte a nepoužívajte napätie nad 12V. Požiadajte, prosím, vedúceho, alebo iného dospelého, aby Váš model a nápady pred ich realizovaním skontroloval!

Úloha pre simulantov: Pred robotom sa nachádzajú dve kopy odpadu, tvorené niekoľkými menšími objektami/prekážkami poukladanými vedľa seba s nie veľkými rozostupmi. V jednej hromade (nevieme, či sú vľavo alebo vpravo) sa nachádza odpad zložený z väčších (nevieme o koľko väčších ani akých veľkých) predmetov, v druhej kope sa nachádza odpad z menších predmetov. Úlohou robota je nájsť, ktorá kopa obsahuje menšie predmety a postaviť sa pred túto kopu. Môžete použiť rovnaké pozadie ako v prvej úlohe, ale nad čiarami rozložte niekoľko prekážok - na jednej strane menšie, na druhej strane väčšie.