LEGO و ورزش: سازنده به عنوان ابزار مهندسی، آموزش و رقابت در نگاه اول، LEGO به عنوان یک بازی کودکانه و ورزش به عنوان یک حوزه با بار فیزیکی بالا و مهارت حرفه‌ای شناخته می‌شود. اما تحلیل مواد علمی و عملی نشان می‌دهد که همگرایی این دو جهان عمیق‌تر از آن است که ممکن است به نظر برسد. LEGO نه تنها به عنوان یک شیء جمع‌آوری خودروهای ورزشی عمل می‌کند، بلکه به عنوان یک ابزار قدرتمند برای آموزش مهندسی، مدل‌سازی مکانیزم‌های ورزشی و حتی توسعه دستگاه‌های پروتز به کار می‌رود. آموزش مهندسی ورزشی: ربات‌ها و رقابت‌ها یکی از برجسته‌ترین نمونه‌های همگرایی LEGO و ورزش، رقابت‌های مهندسی با استفاده از سازنده‌های رباتیک است. به عنوان مثال، در دانشگاه تورنتو، مسابقه مهندسی بیومدیکال (BMEC) سالانه برگزار می‌شود که در آن به دانشجویان پیشنهاد شد تا نمونه‌ای از پروتز مچ دست بسازند که بتواند در فوتبال میزنی بازی کند (کیکر). ساختار باید تنها از قطعات LEGO Mindstorms — مجموعه‌های رباتیک برنامه‌پذیر — ساخته شود. جالب است که تیمی که مکانیک طراحی شده توسط داوران به عنوان "خیلی ساده" در نظر گرفته شده بود، برنده مسابقه شد، اما این طراحی در شرایط بازی واقعی بیشترین کارایی را داشت. این مورد به وضوح نشان می‌دهد که بهترین پروژه بر روی کاغذ همیشه به بهترین عملکرد تبدیل نمی‌شود. به همین صورت، تحقیقات در زمینه آموزش مهندسی نیز فوتبال رباتیک را به عنوان یک وظیفه آموزشی مؤثر معرفی می‌کند. معیارهای ارزیابی این پروژه‌ها شامل پیچیدگی برنامه‌نویسی، پیچیدگی ساختاری ربات، تنوع سنسورها و مکانیزم‌های اجرایی و همچنین تنوع عملیات بازی هستند. در ژاپن، درس‌های تخصصی رباتیک با استفاده از LEGO MindStorms برگزار می‌شود که نتیجه آن یک بازی دوستانه رباتیک فوتبال است، جایی که شرکت‌کنندگان می‌توانند ربات‌ها را با روش آزمون و خطا جمع‌آوری کنند بدون اینکه دانش عمیقی در مکانیک داشته باشند. آموزش برنامه‌نویسی و فیزیک ورزشی نیز در مدارس جایگاهی دارد. به عنوان مثال، دانش‌آموزان دوره ابتدایی در نورت-بلومور (ایالات متحده) از LEGO SPIKE برای ایجاد و برنامه‌ریزی ربات‌ها برای "بازی‌های کارناوال" ورزشی استفاده می‌کنند — بوولینگ، هاکی و گلف کوچک. با استفاده از موتورها، سنسورهای رنگ و سنسورهای گیرسکوپ، دانش‌آموزان حرکات را در محیط تصویری Blockly برنامه‌ریزی می‌کنند. برنامه مشابهی در ایلینویس، تمرینات فوتبال در زمین را با ساخت ربات‌های LEGO از LEGO ترکیب می‌کند که ضربه‌ای به توپ می‌زنند. دانش‌آموزان با استفاده از سنسورهای داده‌ها با مختلف زاویه‌ها و سرعت‌ها آزمایش می‌کنند و نتایج را اندازه‌گیری می‌کنند که به آنها کمک می‌کند تا به صورت عملی بفهمند که چگونه سرعت، دقت و ادراک فضایی با اصول فیزیکی مرتبط هستند. نخبگی فنی: LEGO به عنوان منعکس‌کننده روح مهندسی فرمولا-1 بخش "ورزشی‌ترین" از محصولات LEGO، بدون شک سری Technic است که به فرمولا-1 تخصیص داده شده است. این مجموعه‌ها به عنوان بازی‌های سنتی نمی‌توانند نامیده شوند: تولیدکننده آنها با استفاده از رتبه سنی 18+ برچسب‌گذاری می‌کند و سطح جزئیات و مهندسی آنها شگفت‌انگیز است. مجموعه‌های LEGO Technic F1 مدرن که به طور مشترک با تیم‌های Oracle Red Bull Racing، Ferrari، Mercedes-AMG و McLaren منتشر می‌شوند، نه تنها از نظر ظاهری بلکه از نظر عملکرد نیز خودروهای واقعی را شبیه‌سازی می‌کنند. در مدل‌ها وجود دارد: - تعلیق کاربردی با عناصر push-rod و pull-rod مشابه خودروهای واقعی. - موتور V6 با پیستون‌های متحرک و شبیه‌سازی سیستم MGU-H (Motor Generator Unit - Heat)، که از جعبه دنده حرکت می‌کند. - دم عقب قابل تنظیم (DRS). - جعبه دنده دوگانه. شایان توجه است که فلسفه توسعه نیز قابل توجه است: در ایجاد مدل McLaren MCL36، مهندسان LEGO در تماس مداوم با طراحان تیم فرمولا-1 بودند و طراحی مجموعه را با توجه به تغییرات واقعی که در مسابقه در طول فصل 2022 انجام شد، به‌روزرسانی می‌کردند. این یک نمونه بی‌نظیر از همکاری است، در نظر داشته باشید که محرمانگی فناوری در مسابقه جهانی بسیار است. حتی مجموعه‌های بودجه‌ای سری Speed Champions (با هزینه حدود 27 دلار) نیز با دقت شگفت‌انگیز هستند: سازندگان ساختارهای آئرودینامیک منحصر به فرد هر تیم را بازسازی می‌کنند — از ساختار پانتون‌های جانبی و "undercut" تا شکل بال‌های جلو و فعال‌کنندگان DRS که در Mercedes، Red Bull و Ferrari متفاوت هستند. فراتر از چرخ‌ها: مهندسی بیومکانیک و آموزش اما شگفت‌انگیزترین استفاده LEGO برای ایجاد ساختارهایی است که شبیه‌سازی‌های ورزشی با چرخ نیستند، بلکه بیومکانیک یا زوومورفیک هستند. یکی از نمونه‌های برجسته یک قدم‌روی شش‌پایه است که در پلتفرم LEGO Ideas ارائه شده است. سازنده این قدم‌روی به چالش مهندسی پیچیده‌ای دست زده است، مکانیسمی که походک موجود زنده‌ای با "پایامد طبیعی" را شبیه‌سازی می‌کند. به جای برنامه‌نویسی هر پا به صورت جداگانه (مانند Boston Dynamics)، مخترع از راه‌حل مکانیکی استفاده کرده است: سیستم انتقال با سرعت متغیر که سرعت پا را در زمان استراحت کاهش می‌دهد و در زمان حمل افزایش می‌دهد، همچنین یک استابیلایزر عمودی و پاهاي ارتجاعی. این امکان را فراهم می‌کند که ماشین بتواند روی سطح ناهموار حرکت کند، مانند یک موجود زنده. از دیدگاه روانشناسی آموزشی، ارتباط LEGO و ورزش تأثیرپذیر شده است. تحقیقی که مقایسه بین تمرین‌های شناختی (با استفاده از وظایف کامپیوتری و جمع‌آوری LEGO Mindstorms) و تمرین‌های ورزشی (فوتبال) انجام داد، نشان داد که هر دو شکل فعالیت منجر به بهبود تفکر شبیه‌سازی در کودکان 10 تا 12 سال می‌شود. اما تمرین‌های LEGO تغییرات معنی‌داری در انجام وظایف مرتبط با تکمیل سیستم‌های 4-عنصر و روابط ارائه داد که از نتایج گروه ورزشی فقط در حوزه‌های خاص شناختی برتر بود. این نشان می‌دهد که LEGO نه تنها یک سرگرمی است، بلکه ابزار کامل برای توسعه تفکر انتزاعی و سیستماتیک بر اساس موضوع ورزش است. نتیجه‌گیری بنابراین، ورزش و LEGO به حداقل سه بعد همپوشانی دارند: ورزش به عنوان وظیفه: ساخت و برنامه‌ریزی ربات‌ها برای فوتبال، هاکی یا گلف به عنوان محیط آموزشی ایده‌آلی برای مهندسان و برنامه‌نویسان عمل می‌کند. ورزش به عنوان شیء: مجموعه‌های LEGO Technic و Speed Champions با دقت باورنکردنی راه‌حل‌های مهندسی واقعی خودروهای مسابقه فرمولا-1 را بازسازی می‌کنند، به عنوان منبع آموزشی برای مکانیک و آئرودینامیک عمل می‌کنند. ورزش به عنوان استعاره: توسعه پروتز برای کیکر یا ایجاد قدم‌روی‌های بایوپنوماتیک نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از پلتفرم بازی برای حل مشکلات جدی در بیومکانیک و رباتیک استفاده کرد.
© library.tj

Permanent link to this publication:

https://library.tj/m/articles/view/لگو-و-ورزش