LEGO și sport: constructorul ca instrument de inginerie, educație și competiție La prima vedere, LEGO este în primul rând o jucărie pentru copii, iar sportul este o sferă de eforturi fizice intense și măstrie profesională. Cu toate acestea, analiza materialelor științifice și practice arată că intersectarea acestor două lumi este mult mai profundă decât poate părea. LEGO nu este doar un obiect de colecție pentru mașini sportive, ci și un instrument puternic pentru educația inginerescă, modelarea mecanismelor sportive și chiar dezvoltarea dispozitivelor protetice. Crearea inginerescă sportivă: roboți și competiții Unul dintre cele mai vii exemple de sinteză între LEGO și sport sunt competițiile de inginerie cu utilizarea constructorilor robotici. De exemplu, la Universitatea din Toronto a avut loc anual Concursul de Inginerie Biomedicală (BMEC), unde studenților li s-a propus să creeze un prototip de proteză a antebracului capabilă să joace fotbal de masă (foosball). Construkția trebuia să fie realizată exclusiv din detaliile LEGO Mindstorms — seturi de robotici programabile. Este interesant că echipa câștigătoare a avut un design mecanic inițial considerat „prea simplu” de judecători, dar care s-a dovedit a fi cel mai funcțional în condiții de joc reale. Acest caz demonstrează un principiu cheie al ingineriei: cel mai bun proiect pe hârtie nu este întotdeauna cel mai bun în funcționalitate. În mod similar, cercetările în domeniul educației inginerescă subliniază fotbalul robotilor ca o sarcină didactică eficientă. Criterele de evaluare ale acestor proiecte includ complexitatea programării, complexitatea structurală a robotului, diversitatea senzorilor și mecanismelor de acționare utilizate, precum și variabilitatea operațiunilor de joc. În Japonia se desfășoară lecții specializate de robotică folosind LEGO MindStorms, culminând cu un meci de fotbal robotizat amical, unde participanții pot construi roboți prin metoda încercării și a greșelii fără cunoștințe prealabile profunde în mecanică. Programarea sportivă și fizica găsesc și ele locul în școli. De exemplu, elevii din școlile primare din North Bellmore (SUA) folosesc LEGO SPIKE pentru a crea și a programa roboți pentru „jocuri de carnaval” cu tematică sportivă — bowling, hockey și mini-golf. Lucrând cu motoare, senzori de culoare și senzori giroscoptici, copiii programează mișcările în mediu vizual Blockly. O programă similară din Illinois combină antrenamentele de fotbal pe teren cu construirea de roboți din LEGO, care imită lovirea mingii cu piciorul. Elevii experimentează cu diferite unghiuri și viteze, folosind senzori de date pentru a măsura rezultatele, ceea ce le ajută să înțeleagă în mod practic cum se leagă viteză, precizie și percepția spațială de principiile fizice. Perfecțiunea tehnică: LEGO ca reflector al spiritului ingineresc al Formulei 1 Cel mai „sportiv” segment al produselor LEGO este, fără îndoială, seria Technic, dedicată Formulei 1. Aceste seturi sunt greu de numit jucării în sens tradițional: producătorul le marchează cu ratingul de vârstă 18+, iar nivelul de detaliere și proiectare inginerescă este uluitor. Seturile moderne LEGO Technic F1, lansate în colaborare cu echipele Oracle Red Bull Racing, Ferrari, Mercedes-AMG și McLaren, imită nu doar exteriorul, ci și funcționalitatea mașinilor reale. În modele există: Subșirul de suspensie cu elementele push-rod și pull-rod, asemănătoare celor din mașinile reale. Motorul V6 cu pistonuri mobile și imitarea sistemului MGU-H (Motor Generator Unit - Heat), alimentat de cutia de viteză. Antecrilul spate reglabil (DRS). Cutia de viteză de două trepte. Este interesant și modul de dezvoltare: la crearea modelului McLaren MCL36, inginerii LEGO au fost în contact constant cu constructorii echipei Formulei 1, actualizând designul setului în conformitate cu modificările reale aduse mașinii în cursul sezonului 2022. Este un caz fără precedent de colaborare, având în vedere secretitatea tehnologiilor din campionatul mondial. Chiar și seturile bugetare din seria Speed Champions (cu o valoare de aproximativ 27 de dolari) sunt uimitoare prin precizie: constructorii reconstituie elementele aerodinamice unice ale fiecărei echipe — de la construcția pontonilor laterali și a „subrezelor” (undercut) până la forma aripilor frontale și activatorii DRS, care diferă la Mercedes, Red Bull și Ferrari. Ieșirea dincolo de roți: ingineria biomecanică și educația Cu toate acestea, ceea ce este cel mai uimitor este utilizarea LEGO pentru a crea structuri care imită nu sportul cu roți, ci sportul biomecanic sau zoolitic. Unul dintre cele mai vii exemple este pasărea de șase picioare, prezentată pe platforma LEGO Ideas. Creatorul a rezolvat o problemă inginerescă complexă, construirea unui mecanism care imită mersul unui ființă vie cu „plăcibilitate organică”. În loc să programeze fiecare picior individual (ca face Boston Dynamics), inventatorul a folosit o soluție pur mecanică: sistemul de transmisie cu viteză variabilă, care încetinește piciorul la oprire și accelerează la transportare, precum și stabilizatorul vertical și picioarele amortizate. Acest lucru permite mașinii să parcurgă suprafețe neregulate, asemănător unui organism viu. Din punct de vedere al psihologiei educaționale, legătura dintre LEGO și sport are o eficiență dovedită. Un studiu care a comparat antrenamentele cognitive (folosind sarcini pe computer și construirea LEGO Mindstorms) cu antrenamentele sportive (fotbal) a arătat că ambele forme de activitate duc la îmbunătățirea gândirii analogice la copii cu vârste de 10–12 ani. Cu toate acestea, antrenamentele cu LEGO au asigurat modificări semnificative în realizarea sarcinilor legate de finalizarea sistemelor de 4 componente și relații, ceea ce a depășit rezultatele grupului sportiv în anumite domenii cognitive. Acest lucru indică faptul că LEGO poate fi nu doar o distracție, ci și un instrument complet pentru dezvoltarea gândirii abstrakte și sistemice pe material sportiv. Concluzie Astfel, sportul și LEGO se intersectează cel puțin în trei dimensiuni: Sportul ca sarcină: Construirea și programarea robotilor pentru fotbal, hockey sau golf servește ca mediu didactic ideal pentru ingineri și programatori. Sportul ca obiect: Seturile LEGO Technic și Speed Champions reconstituie cu incredibilă precizie soluțiile inginerescă ale mașinilor reale de Formula 1, acționând ca manuale vizuale de mecanică și aerodinamică. Sportul ca metaforă: Dezvoltarea proteselor pentru kiker sau crearea pasărilor bionice demonstrează cum poate fi folosită platforma de joc pentru rezolvarea problemelor serioase din biomecanică și robotică.
© elib.ro

Permanent link to this publication:

https://elib.ro/m/articles/view/LEGO-și-sport