Στις μέρες μας, ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα που απασχολεί την πλειονότητα των κατοίκων των μεγαλουπόλεων, είναι η συσσώρευση των σκουπιδιών έξω από τους κάδους επειδή καθυστερεί η έγκαιρη αποκομιδή τους από το απορριμματοφόρο. Η παρούσα κατάσταση παρουσιάζει πολλά αρνητικά, με το πρόβλημα να εντείνεται περισσότερο τους καλοκαιρινούς μήνες, όταν οι θερμοκρασίες είναι υψηλές και ευνοείται η αποσύνθεση των απορριμμάτων. Απότοκο αυτού είναι η έκλυση και διαρροή CO2 και CH4 στην ατμόσφαιρα, αέρια τα οποία είναι εξαιρετικά επιβλαβή για την υγεία των ανθρώπων αλλά και για το περιβάλλον, μιας και συμβάλλει στην επίταση του φωτοχημικού νέφους. Επιπρόσθετα, η συσσώρευση σκουπιδιών έξω από τους κάδους πέραν του απωθητικού αισθητικού αποτελέσματος που διαμορφώνει, δημιουργεί και προβλήματα υγιεινής, καθώς σύνηθες είναι το φαινόμενο εμφάνισης τρωκτικών που είναι φορείς μικροβίων και ασθενειών.
Λαμβάνοντας υπ’ όψιν την παρούσα κατάσταση και επειδή η παραγωγή απορριμμάτων παρουσιάζει αυξητικές τάσεις, αποκτά πρωταρχική σημασία η διευθέτηση του προβλήματος των απορριμμάτων. Στο πλαίσιο αυτό, πιστεύουμε ότι κρίνεται επιτακτική η ανάγκη αντικατάστασης των υπαρχόντων κάδων απόθεσης των απορριμμάτων από άλλους σύγχρονους κάδους, το μοντέλο των οποίων αποτελεί αντικείμενο του project μας.
Αναλυτικά, ο συγκεκριμένος κάδος (i)bin, θα μπορεί ηλεκτρονικά και αυτόματα να μετρά και να καταγράφει τη στάθμη των σκουπιδιών στο εσωτερικό του. Αυτό επιτυγχάνεται με την κατάλληλη τοποθέτηση αισθητήρα απόστασης στο εσωτερικό του κάδου και συγκεκριμένα στο εσωτερικό του καπακιού του, ο οποίος με υπερηχητικούς παλμούς ανιχνεύει συνεχώς τη στάθμη των απορριμμάτων. Η πληροφορία από τον αισθητήρα μεταβιβάζεται μέσω καλωδίων στον μικροελεγκτή Αrduino ο οποίος επεξεργάζεται την πληροφορία (δηλαδή το πόσο γεμάτος είναι ο κάδος) και βάσει του προγράμματος το οποίο ‘’τρέχει’’ στο Arduino μας πληροφορεί μέσω φωτεινών ενδείξεων (με λαμπτήρες LED) διαφορετικού χρώματος για τη στάθμη των σκουπιδιών. Όταν ο κάδος γεμίσει, ο μικροελεγκτής μέσω ενός διαφορετικού κυκλώματος το οποίο έχει πρόσβαση στο Internet , πληροφορεί τους εργαζόμενους του Δήμου ότι πρέπει να αδειάσει. Με αυτόν τον τρόπο, διαχειρίζεται βέλτιστα η αποκομιδή των απορριμμάτων και εξαλείφονται ως ένα βαθμό οι δυσάρεστες καταστάσεις που αναφέρθηκαν παραπάνω. Αξίζει να αναφερθεί ότι ο κάδος (i)bin διαθέτει αυτόνομο σύστημα παραγωγής ενέργειας από την ηλιακή ακτινοβολία με φωτοβολταϊκές κυψέλες και μπαταρία αποθήκευσης της περίσσειας ενέργειας, για την κάλυψη των αναγκών του σε ηλεκτρική ενέργεια. Με αυτόν τον τρόπο, ο κάδος μπορεί να τοποθετείται ακόμη και σε περιοχές όπου η πρόσβαση σε ηλεκτρικό ρεύμα είναι αδύνατη. Τέλος ο κάδος διαθέτει καινοτόμο σύστημα αυτόματου κλεισίματος και ανοίγματος με κινητήρα. Έτσι, διευκολύνεται ο εκάστοτε χρήστης, ιδιαίτερα άτομα με κινητικά προβλήματα, ηλικιωμένα ή αδύναμα αλλά και παρατείνεται η διάρκεια ζωής του, καθώς δεν καταπονείται από βίαιους χειρισμούς. Δείτε το επεξηγηματικό βίντεο παρακάτω :
Εν κατακλείδι, το συγκεκριμένο μοντέλο κάδου θα μπορούσε στα πλαίσια μιας ριζικής ανασύστασης των υποδομών απόθεσης απορριμμάτων να αντικαταστήσει πλήρως τους κλασσικούς κάδους.
Σαν project απασχόλησε την ομάδα ρομποτικής SYNTHESIS του 3ου ΓΕΛ Βεροίας για χρονικό διάστημα τριών μηνών. Ξεκίνησε ως μια πρόταση-συζήτηση μεταξύ των μελών της ομάδας και των εκπαιδευτικών που βοηθούσαν και υποστήριζαν την ομάδα. Προτιμήθηκε από άλλες προτάσεις επειδή συνδύαζε την καινοτομία, την πρακτικότητα και αποτελούσε μια ρεαλιστική πρόταση στην επίλυση ενός πραγματικού προβλήματος.
Ο αρχικός σχεδιασμός κάλυπτε πρακτικά ζητήματα όπως την επιλογή του κατάλληλου μοντέλου-κάδου, την επιλογή του arduino για τον προγραμματισμό και ένα χρονοδιάγραμμα ολοκλήρωσης του έργου.
Κατόπιν, επιλέχθηκαν τα εξαρτήματα που θα χρησιμοποιούνταν και ο τρόπος προμήθειάς τους. Η κίνηση αυτή είχε σαν γνώμονα την σχέση τιμής-αξίας και την δυνατότητα να καλυφθεί μέρος τους μέσω ανακύκλωσης υλικών που υπήρχαν διαθέσιμα από τα μέλη της ομάδας. Θεωρήθηκε εξαιρετικά σημαντικό να έχουν όλα τα μέλη της ομάδας άμεση σχέση με την επιλογή όλων των εξαρτημάτων και την προμήθεια ανακυκλωμένων ειδών. Πιστεύουμε πως η ρομποτική συνδυάζεται με την μηχανική και την τεχνολογία (STEM) στα σχολεία αλλά η ανακύκλωση δεν πρέπει να παραμελείται. Οι μαθητές πρέπει να εκπαιδευτούν στην αναζήτηση και εύρεση υλικών μέσω της ανακύκλωσης. Επίσης πρέπει να εκπαιδευτούν να αναγνωρίζουν τους τύπους υλικών, πχ καλωδίων, ώστε να μπορούν να τα χρησιμοποιούν. Η ομάδα παρουσιάζει:
Η ομάδα εργάστηκε στους χώρους του σχολείου σε μια αίθουσα κατάλληλα διαμορφωμένη για συνεργασία σε ομάδες. Έγινε κατανομή ρόλων στην σύνθεση της ομάδας επειδή δεν είναι όλα τα μέλη στον ίδιο βαθμό εξοικειωμένα με την ρομποτική. Σχεδιάστηκαν τα κυκλώματα, ο προγραμματισμός στο Arduino και η υλοποίηση σε στάδια. Αρχικά, δοκιμάστηκαν τα κυκλώματα και οι μικροεπεξεργαστές από υλικά δανεικά ως επί το πλείστον. Κατόπιν, δοκιμάστηκαν οι αισθητήρες ώστε να γίνουν οι απαραίτητες μετατροπές στον προγραμματισμό. Παράλληλα, αντιμετωπίστηκαν τα μηχανολογικά ζητήματα και σχεδιάστηκε η τοποθέτηση των εξαρτημάτων στον κάδο, η θέση τους και ο τρόπος τοποθέτησής τους. Χρειάστηκε να γίνουν αρκετές μετατροπές ώστε να τοποθετηθούν όλα με τον βέλτιστο τρόπο δεδομένου πως το project (i)bin ήταν πρωτότυπο και δεν υπήρχε κάτι αντίστοιχο ώστε να γίνουν βελτιώσεις πάνω σε κάτι άλλο. Οι μαθητές χρειάστηκε να δοκιμάσουν διάφορες προσεγγίσεις προκειμένου να τοποθετηθούν όλα τα εξαρτήματα και ο κάδος να καταστεί λειτουργικός. Στο τελικό στάδιο, έγινε καταγραφή των βημάτων που ακολουθήθηκαν, ανάλυση των λαθών, αποτίμηση των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν ώστε να αντιμετωπιστούν τα λάθη και παράλληλα δημιουργήθηκε ένα ημερολόγιο έργου με φωτογραφίες και επεξηγήσεις για τα στάδια, προβλήματα, λάθη, διορθώσεις. Στο τέλος του έργου, ο κάδος παρουσιάστηκε στην ομάδα και το σχολείο πλήρως λειτουργικός. Η πλήρης παρουσίαση :
Πέρα από την αξία της καταγραφής της πορείας ενός έργου, αξία είχε ο προβληματισμός της ομάδας ώστε να αντιμετωπιστούν ζητήματα και παραλείψεις του αρχικού σχεδιασμού τόσο σε προγραμματιστικό περιβάλλον όσο και μηχανολογικά ζητήματα.
Ο κάδος μπορεί να λειτουργήσει με βάση την πρωτότυπη ιδέα αλλά η ομάδα σκέφτηκε να προσθέσει και στοιχεία πέραν του αρχικού σχεδιασμού. Τα στοιχεία αυτά προέκυψαν κατόπιν συζήτησης με πολίτες και μέλη Δήμων που έχουν πείρα σε θέματα αποκομιδής απορριμμάτων. Έτσι, προτάθηκε η χρήση συστήματος ανίχνευσης θέσης GPS, ώστε να αποφεύγεται η άσκοπη μετακίνηση κάδων που μπορεί να είναι άσκοπη ή επικίνδυνη. Επίσης προτάθηκε και τοποθετήθηκε σύστημα ανίχνευσης καπνού με βάση την εκπομπή πιθανά επικίνδυνων αερίων στον κάδο. Το σύστημα ειδοποιεί ηχητικά και στέλνει σχετικό μήνυμα σε ένα κέντρο απομακρυσμένης βοήθειας. Για τον λόγο αυτό κατασκευάστηκε μια βάση δεδομένων σε το ΠΣΔ ώστε να δοκιμαστεί η αποστολή μηνυμάτων από τον κάδο. Τα μηνύματα αφορούσαν πληρότητα, ανίχνευση πυρός ή αερίων (πχ βουτανίου), μετατόπιση του κάδου.
Στον κάδο τοποθετήθηκαν ενδεικτικές λάμπες LED που αντιστοιχούσαν στον βαθμό πληρότητας και ηχείο τύπου buzzer που ειδοποιούσε για ενδεχόμενο κίνδυνο από φωτιά ή αναθυμιάσεις για την προστασία των πολιτών.
Θεωρούμε πως η ιδέα, η μέθοδος εργασίας και το αποτέλεσμα δικαιώνει την επιλογή της ομάδας και αποτελεί μια βέλτιστη πρόταση όπου η Ρομποτική χρησιμοποιείται προς όφελος του κοινωνικού συνόλου με σεβασμό το περιβάλλον.