HU-studenten verduurzamen en verbeteren onderwijsrobot Leaphy

Op een dag gaf NLT-docent Olivier van Beekum zijn scholieren de opdracht een robotje te ontwerpen. Eén ontwerp sprong eruit: Leaphy. Het handzame robotje verdween niet, zoals veel schoolprojecten, in een la maar werd door Olivier geadopteerd en doorontwikkeld. Inmiddels worden er dankzij de Stichting Leaphy elk jaar honderden Leaphy-robotjes op middelbare scholen in elkaar gezet en geprogrammeerd door kinderen. Zij komen zo op een leuke, laagdrempelige manier in aanraking met techniek en programmeren. Doordat deze kinderen zélf weer aan andere scholieren Leaphy-lessen mogen geven, leren ze ook nog eens hoe het is om voor de klas te staan. De HU deed onderzoek naar de effecten van dit ‘near-to-peer-teaching’. Ook werkten studenten van de HU in een Quest-project aan het verduurzamen en verbeteren van de robotjes. Dat project is inmiddels afgerond. Het einde van een mooie samenwerking? Geenszins.

Olivier vroeg HU-studenten Bas de Graaf en Lucas Pennarts of ze niet wat langer voor Leaphy wilden blijven werken. Dat wilden ze wel. “Ze hebben de hele zomer doorgewerkt. Ze hebben het hele systeem ondersteboven gekeerd en verbeterd, en bouwblokken toegevoegd die de robot nog laagdrempeliger maken voor scholieren zonder programmeerervaring.” Olivier prijst de proactieve houding en het snelle werken van de studenten. “Toen ik vanaf mijn vakantieadres nog wat ideeën appte, kreeg ik razendsnel foto’s van werkende toepassingen teruggestuurd. Ze verrasten me bovendien met sensoren in de vorm van… blaadjes!”

Blaadjes passen ‘natuurlijk’ bij Leaphy, dat zo groen mogelijk wil zijn. “Een van de opdrachten was om de robot te verduurzamen”, vertelt Lucas Pennarts. Dat is gelukt. “Als je zo’n robotje loslaat op dertig kinderen, is er altijd wel iemand die de grenzen gaat opzoeken. Wat gebeurt er als je hem laat rijden terwijl je de wieltjes tegenhoudt? Dat soort ‘gebruik’ hebben we proberen op te vangen, bijvoorbeeld met een betere voltaregelaar. Hij is daardoor steviger geworden en gaat dus langer mee. Relatief zwakke elektronica, zoals sommige chips, hebben we op sockets geplaatst die eenvoudig te vervangen zijn.” Voor degelijk onderhoud komt er bovendien een repair-shop, in de dezelfde sociale werkplaats die de nieuwe Leaphy-pakketjes levert.

Een tweede opdracht aan de studenten was: het toevoegen van nieuwe functionaliteit. Voor inspiratie zocht Olivier – van huis uit bioloog - contact met de afdeling Entomologie (insectenkunde) van de Universiteit van Wageningen. “We mochten langskomen en hebben daar veel ideeën opgedaan. Wat voor sensoren gebruiken insecten? Hoe werken die?” Zo werd het idee opgevat biomimicry - het imiteren van biologische ‘ideeën’ - toe te passen in Leaphy-lessen. Scholieren krijgen nu aan de hand van korte insectenfilmpjes de opdracht insectengedrag na te bootsen met de robot. Olivier: “Hiermee willen we leerlingen op een andere manier om zich heen leren kijken en ze nieuwe, onverwachte paden laten bewandelen. De spannendste dingen gebeuren momenteel immers op het raakvlak van verschillende onderzoeksvelden – zoals robotica en biologie. Dat dit inspirerend werk, merkten we ook op de Universiteit Wageningen. Zij hadden niets met robots maar door ons kwamen ook zij op nieuwe ideeën, vertelden ze.”

Ook Lucas raakte geïnspireerd. Hij bedacht, door een ingenieuze toepassing van een piëzo-kristal, een nieuw soort robot-voelspriet. “Dat soort dingen bedenk ik dan in de zomer… Meestal komen de beste ideeën als je er niet over nadenkt. Ruimte is belangrijk voor creativiteit.” Een ander voorbeeld van inspiratie-door-Leaphy is Saadet. Olivier: “Deze leerling uit 6-vwo vroeg mij voor de zomervakantie of ze wat Leaphy-laptops en robots mocht lenen. Dat mocht. Ze bleek er in haar vakantie robotica-les mee te hebben gegeven aan ruim 40 kinderen uit Oekraïne. Het zal niet verbazen dat ik heel enthousiast ben over deze onderwijsvorm." Als het aan Olivier ligt, zijn de HU-studenten voorlopig nog niet klaar.