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EmbedIT - an Open Robotic Kit for Education

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iconZusammenfassungen

Dorit AssafThis thesis summarizes our contribution to science and technology education by developing a novel robotic toolkit (EmbedIT). Our aim was to enable students to explore in an easy and fun way interdisciplinary topics such as biologically inspired robotics, embodied artificial intelligence, electronics, computer science, neuroscience, psychology, arts etc. The need for a new toolkit emerged based on our experiences in teaching robotics to students with different backgrounds. The current commercially available robotic kits did not fully meet our needs. Therefore, we proposed a new design approach which includes modularity, compatibility with other toolkits, compliance with industrial standards, distributed control, versatility, and open-source licensing. We emphasized a practical approach closely related to the target audience: the secondary school students. We designed a number of example exercises using EmbedIT which train a variety of skills that young people need for a successful professional life. These exercises were conducted in real class environments with a large number of students. We addressed a number of research questions on the conceptual, technical, and practical level in the context of this thesis. Pedagogues, engineers as well as teachers benefit from the insights gained, the tools developed, and the example exercises designed. This work further contributes to educational robotics research and to the dissemination of biologically inspired robotics and embodied artificial intelligence. We are sharing EmbedIT with members of the open-source community who may customize the platform to their own needs and contribute to exploit the toolkit’s full potential.
Von Dorit Assaf in der Dissertation EmbedIT - an Open Robotic Kit for Education (2013)
Dorit AssafIm Rahmen dieser Doktorarbeit wurde ein neuartiger Roboterbausatz (EmbedIT) entwickelt, der als Lehrmaterial den Unterricht technischer und wissenschaftlicher Schulfächer unterstützen soll. Das Ziel ist es, mit Hilfe dieses Bausatzes verschiedene interdisziplinäre Gebiete auf spielerische und einfache Art zu entdecken, zum Beispiel biologisch inspirierte Robotik, künstliche Intelligenz, Elektronik, Informatik, Neurowissenschaften, Psychologie, Kunst. Das Bedürfnis, einen neuen Bausatz zu entwickeln, entstand aufgrund unserer Erfahrungen als Lehrkräfte im Robotikunterricht mit Studenten aus verschiedenen Studienrichtungen. Die herkömmlichen, auf dem Markt erhältlichen Roboterbausätze wurden unseren Ansprüchen nicht gerecht. Wir entschieden uns für ein Design, welches die Eigenschaften Modularität, Kompatibilität mit anderen Bausätzen, Einhaltung von Industriestandards, dezentrale Steuerung, Vielseitigkeit und Open-Source-Lizenzierung aufweist. Ein hoher Stellenwert hatte die Praxisbezogenheit und Nähe zum Zielpublikum, den Schülern auf Gymnasialstufe. Wir entwickelten mit dem Bausatz einige Besipielübungen, mit denen Kompetenzen trainiert werden können, die junge Menschen heutzutage im Berufsleben benötigen. Die Übungen wurden im Unterricht an verschiedenen Gymnasien mit einer grossen Zahl von Schülern durchgeführt. In dieser Doktorarbeit befassen wir uns mit Forschungsfragen auf konzeptueller, technischer und praktischer Stufe. Von den Erkenntnissen, dem entwickelten Bausatz und den Beispielübungen profitieren Pädagogen, Ingenieure und Lehrer zugleich. Die Ergebnisse tragen zur Forschungsrichtung «educational robotics» bei und zur Popularisierung von biologisch inspirierter Robotik. Der entwickelte Roboterbausatz EmbedIT wird unter einer Open-Source-Lizenz veröffentlicht, um zu ermöglichen, dass andere die Plattform zu ihren eigenen Zwecken und für ihre eigenen Bedürfnisse anpassen und weiterentwickeln können.
Von Dorit Assaf in der Dissertation EmbedIT - an Open Robotic Kit for Education (2013)

iconDiese Doktorarbeit erwähnt ...


Personen
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Mikko Apiola, Marina Umaschi Bers, Josh Bongard, Valentin Braitenberg, K. N. King, Matti Lattu, Stefanie Markham, Tomi A. Pasanen, Rolf Pfeifer, Marc Prensky, Christian Scheier, Don Tapscott

Begriffe
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Braitenberg VehiclesBraitenberg Vehicles, Educational RoboterEducational Roboter, EmbodimentEmbodiment, greenfootgreenfoot, Gymnasium, Informatikcomputer science, Informatik-Didaktikdidactics of computer science, Informatik-Unterricht (Fachinformatik)Computer Science Education, Informatikunterricht in der Schule, Intelligenzintelligence, Kinderchildren, Künstliche Intelligenz (KI / AI)artificial intelligence, LehrerInteacher, machine learning, Psychologiepsychology, Roboterrobot, Schuleschool, SchweizSwitzerland, Sekundarstufe II, Thymio, Unterricht, Wissenschaftscience, ZigBee
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Bücher
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1984 Vehicles (Valentin Braitenberg) 3, 9, 1, 6, 6, 2, 4, 4, 4, 10, 6, 1 27211415
1997  local  Growing Up Digital (Don Tapscott) 14, 1, 4, 4, 4, 2, 3, 2, 8, 9, 13, 2 7211926122
1999  local  Understanding Intelligence (Rolf Pfeifer, Christian Scheier) 2, 11, 11, 7, 2, 2, 8, 5, 7, 9, 19, 5 1220855956
2006 local  How the Body Shapes the Way We Think (Rolf Pfeifer, Josh Bongard) 1, 6, 14, 2, 3, 1, 8, 5, 5, 9, 12, 2 34021062
2007 local  Blocks to Robots (Marina Umaschi Bers) 10, 1, 2, 6, 5, 4, 6, 3, 4, 5, 11, 3 5333722
2010 ITiCSE 2010 (Reyyan Ayfer, John Impagliazzo, Cary Laxer) 9, 1, 3, 5, 3, 2, 4, 4, 2, 6, 8, 1 2423711882
2011  local  The Digital Divide (Mark Bauerlein) 1, 2, 6, 2, 4, 2, 5, 5, 3, 9, 22, 2 1823822220
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Texte
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
2001 local web  Digital Natives, Digital Immigrants (Marc Prensky) 15, 6, 11, 1, 1, 2, 11, 7, 2, 12, 29, 2 1411024547
2001 local web  Do They Really Think Differently? (Marc Prensky) 1, 5, 10, 2, 1, 4, 7, 4, 4, 6, 6, 3 18133954
2010 Creativity and intrinsic motivation in computer science education (Mikko Apiola, Matti Lattu, Tomi A. Pasanen) 2200
2010 Using personal robots in CS1 (Stefanie Markham, K. N. King) 1500

iconDiese Doktorarbeit erwähnt vermutlich nicht ... Eine statistisch erstelle Liste von nicht erwähnten (oder zumindest nicht erfassten) Begriffen, die aufgrund der erwähnten Begriffe eine hohe Wahrscheinlichkeit aufweisen, erwähnt zu werden.

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Auf dem WWW EmbedIT: Gesamtes Buch als Volltext (lokal: PDF, 57501 kByte; WWW: Link OK 2021-03-21)

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iconBeat und diese Dissertation

Beat hat diese Dissertation während seiner Zeit am Institut für Medien und Schule (IMS) ins Biblionetz aufgenommen. Beat besitzt kein physisches, aber ein digitales Exemplar. Eine digitale Version ist auf dem Internet verfügbar (s.o.). Es gibt bisher nur wenige Objekte im Biblionetz, die dieses Werk zitieren.

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