10ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΛΑΡΙΣΑΣ-Η αποστολή του OCEANIS

10ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΛΑΡΙΣΑΣ-Η αποστολή του OCEANIS

Αναλυτική περιγραφή της ιδέας:

Σημείωση: α) Για καλύτερη εμπειρία μελέτης, στο κείμενο αποφεύχθηκε η απευθείας ενσωμάτωση των εικόνων και video. Μπορείτε όμως να τα δείτε μέσω των μπλε συνδέσμων του κειμένου ανοίγοντάς τους σε νέα καρτέλα. β) Ακόμη περισσότερες πληροφορίες για τα περιεχόμενα των φακέλων του github και όχι μόνο, μπορείτε να βρείτε στα αντίστοιχα Readme.md του κάθε φακέλου του github.

Το “ταξίδι” του Oceanis

Οκτώβριος 2019: Γίνεται η αρχή…

Όταν μάθαμε για τον 2ο πανελλήνιο διαγωνισμό ανοιχτών τεχνολογιών, συγκροτήθηκε μία ομάδα από τρεις μαθήτριες της Α’ Λυκείου στο 10ο Γενικό Λύκειο Λάρισας και σε  συνεργασία με τον καθηγητή πληροφορικής αποφασίσαμε να πάρουμε μέρος στο διαγωνισμό.

Μελετώντας τους όρους του διαγωνισμού, μετά από  συζητήσεις και προτάσεις αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε μία κατασκευή με χρήση αποκλειστικά ανοικτών  τεχνολογιών που θα “απαντάει” πειστικά στο ακανθώδες πρόβλημα της κλιματικής αλλαγής, ειδικότερα στην θεματική ενότητα της προστασίας του περιβάλλοντος και πιο συγκεκριμένα στο πεδίο της  ακατάσχετης ρύπανσης των ωκεανών

Έρευνα

α. Μελέτη υπάρχουσας κατάστασης

Σήμερα στους ωκεανούς, στα ποτάμια και στις λίμνες συσσωρεύονται αμέτρητοι τόνοι σκουπιδιών από τις καθημερινές δραστηριότητες του ανθρώπου-καταναλωτή με τραγικά αποτελέσματα για την βιοποικιλότητα των υδάτινων περιβαλλόντων και στην τελική για την ίδια την επιβίωση του ανθρώπινου γένους μακροπρόθεσμα.

Επομένως, καθίσταται επιτακτική η ανάγκη εξεύρεσης λύσης καθαρισμού σημαντικού τουλάχιστον μέρους, των σκουπιδιών για την ανακούφιση των τεράστιων αυτών υδατικών λεκανών. Μερικές χαρακτηριστικές φωτογραφίες (ελεύθερης χρήσης) από τη ρύπανση των ωκεανών,  ποταμών και λιμνών  που αλιεύσαμε στο διαδίκτυο βρίσκονται εδώ. 

Στο σημείο αυτό αξίζει τον κόπο να αναφερθεί η περίπτωση Boyan Slat. Ένας νέος Ολλανδός πολυβραβευμένος επιστήμονας Μηχανικός, απόφοιτος του ιστορικού Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Delft της Ολλανδίας, ευαισθητοποιήθηκε ιδιαίτερα πάνω στο θέμα της ρύπανσης των θαλασσών, όταν όπως ομολογεί και ο ίδιος, βρέθηκε σε θάλασσες εκπληκτικής ομορφιάς όπως για παράδειγμα στην Ελλάδα, στη Σκιάθο. Προβληματίστηκε και απέκτησε ένα πολύ δυνατό όραμα, να καταφέρει με τις δυνάμεις του να κινητοποιήσει την παγκόσμια κοινότητα σχετικά με το φλέγον αυτό ζήτημα. 

Δεινός ομιλητής και παρουσιαστής με πολλές διαλέξεις, μαγεύει τους ακροατές του και ενθουσιάζει με το όραμά του τα πλήθη. Δημιουργεί μία ομάδα ειδικών επιστημόνων, βρίσκει χορηγούς για το όραμά του και δημιουργεί την εταιρεία Ocean Clean up.

Κατασκευάζουν ειδικά σκάφη για το σκοπό αυτό.  Μελετούν επισταμένα στους ωκεανούς τη συμπεριφορά των σκουπιδιών σε σχέση με τα ρεύματα των ωκεανών και τις ταχύτητές τους σε συνάρτηση με το βάθος, ανακαλύπτουν το πως αυτά συγκεντρώνονται σε συγκεκριμένες περιοχές και δημιουργούν προσομοιωτικά περιβάλλοντα για να μπορέσουν να φτάσουν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο σαν ομάδα έρευνας στην πρακτική εφαρμογή.

Καταφέρνουν να εφαρμόσουν στην πράξη την αποκομιδή, τη διαλογή και την επαναχρησιμοποίηση των απορριμμάτων. Ισχυρίζονται πως με τον ρυθμό τους θα μπορέσουν να καθαρίσουν τους ωκεανούς σε συγκεκριμένο χρονικό ορίζοντα μέχρι 20 έτη, με την προϋπόθεση ότι η παγκόσμια κοινότητα θα ευαισθητοποιηθεί, ώστε να σταματήσει να ρυπαίνει τους ωκεανούς. Επίσης, η Ocean Clean up αναλαμβάνει  τον καθορισμό ιδιαίτερα επιβαρυμένων ποταμών που διασχίζουν πολυάριθμες πόλεις όπως για παράδειγμα το ποταμό Osama στην πρωτεύουσα του Άγιου Δομίνικου Santo Domingo.

Παρακολουθώντας με ενδιαφέρον τα παρακάτω video, εμπνευστήκαμε και εμείς για το σχεδιασμό του δικού μας έργου.

Youtube video:

https://www.youtube.com/watch?v=du5d5PUrH0I

https://www.youtube.com/watch?v=KyZArQMFhQ4

https://www.youtube.com/watch?v=v5l7s6wC50g

https://www.youtube.com/watch?v=RkQbcrzyAeE

https://www.youtube.com/watch?v=EkQLwcYhBu4

https://www.youtube.com/watch?v=P6bHhCNj6Fg

https://www.youtube.com/watch?v=5rGscVcHjbk

https://www.youtube.com/watch?v=FNk7wO9DUeM

https://www.youtube.com/watch?v=6MS3i8HB6-s

https://www.youtube.com/watch?v=FrpCk-ZfsrI

https://www.youtube.com/watch?v=VEnOt1DbmNA

https://www.youtube.com/watch?v=x_JxIzjaySc

β. Σαφής ορισμός προβλήματος – ανάγκης

Από την παραπάνω έρευνα προκύπτει ότι το πρόβλημα της ρύπανσης των θαλασσών, των ποταμών και γενικά των υδάτινων λεκανών γίνεται όλο και πιο οξύ. Ο άνθρωπος – καταναλωτής δεν αντιλαμβάνεται την αδήριτη ανάγκη για την προστασία των νερών πού είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση του. Επομένως με μαθηματική ακρίβεια αν συνεχίσει με τον ίδιο ρυθμό σε μερικά χρόνια η διαβίωσή του θα είναι αδύνατη. Βρώμικα νερά σημαίνει πολλαπλασιασμός ασθενειών, υποβάθμιση ποιότητας ζωής και  έλλειψη τροφής, καθόσον τα οικοσυστήματα αυτά είναι καθοριστικοί παράγοντες για την αναπαραγωγή της ανθρώπινης τροφής.

Άρα η αντιμετώπιση του προβλήματος είναι ύψιστης προτεραιότητας. Μεγάλα ποτάμια που διαρρέουν πολυπληθείς πόλεις μολύνονται καθημερινά και φυσικά όλα τα αστικά απορρίμματα καταλήγουν στις θάλασσες. Επίσης παράκτιοι πληθυσμοί ανά τον κόσμο παράγουν τόνους απορριμμάτων που καταλήγουν φυσικά και αυτοί στη θάλασσα.

Πιστεύουμε ότι η λύση που προτείνουμε είναι μία ρεαλιστική πρόταση  που ενσωματώνει πολλές σύγχρονες καινοτομίες. 

Σχεδιασμός

α. Σαφής ορισμός προτεινόμενης λύσης

Για την αντιμετώπιση του προβλήματος της ρύπανσης των ωκεανών και γενικότερα των υδάτινων λεκανών, προτείνουμε ένα πρωτότυπο αυτοκινούμενο θαλάσσιο σκάφος που το ονομάσαμε Oceanis. Αυτό, σε μία μελλοντική του εκδοχή θα κινείται αυτόνομα μέσω ηλιακής ενέργειας, ενώ στην παρούσα υλοποίηση χρησιμοποιείται η ανοιχτού τεχνολογία τύπου Arduino. Το σκάφος σχεδιάστηκε εξ ολοκλήρου μέσω ενός ανοικτού λογισμικού CAD (π.χ. FreeCAD) και εκτυπώθηκε εξ ολοκλήρου στον διαθέσιμο 3D εκτυπωτή ULTIMAKER 3 του σχολείου. Ορισμένες από τις αρχικές μας ιδέες μπορείτε να τις βρείτε στο github εδώ. Επίσης ορισμένα από τα αρχικά εκτυπωμένα σχέδια του Oceanis υπάρχουν στα αρχεία εικόνων του github εδώ. 

Το Oceanis κινείται στο νερό με τη βοήθεια δύο (2)  DC κινητήρων  που ελέγχονται ως προς την κίνησή τους προς όλες τις κατευθύνσεις, δηλ. μπροστά, πίσω, αριστερά, δεξιά μέσω  μιας εφαρμογής για κινητά ή tablet. Για την εκπόνηση  της εφαρμογής χρησιμοποιήθηκε το ανοιχτό λογισμικό AppInventor και ο έλεγχος γίνεται μέσω  ενός αισθητήρα bluetooth. Ένας από τους κύριους σκοπούς του Oceanis  είναι να συλλέγει τα απορρίμματα σε ένα μεγάλο κάδο, με τη βοήθεια ενός ταινιόδρομου (δηλ. ιμάντα μεταφοράς), ο οποίος κινείται με τη βοήθεια ενός ειδικού βηματικού κινητήρα (Stepper motor) που είναι επίσης ελεγχόμενος  από την ίδια εφαρμογή μέσω κινητού.

Το Oceanis έχει επίσης στο μπροστινό του μέρος δύο μακρείς βραχίονες σε πλάγια διάταξη (ανοίγματος 135 μοιρών), ώστε να επιτυγχάνεται η όσο το δυνατόν βέλτιστη συλλογή των απορριμμάτων της θάλασσας.

Παράλληλα το Oceanis επιτελεί και ένα άλλο έργο. Συλλέγει με δύο (2) ειδικούς αισθητήρες επιστημονικά δεδομένα του υδάτινου περιβάλλοντος (θερμοκρασία και καθαρότητα νερού), τα οποία τα στέλνει με τη βοήθεια ειδικού  wi-fi αισθητήρα ενός δεύτερου Arduino, στο cloud σε μία πλατφόρμα ελεύθερου λογισμικού. Στη συνέχεια  τα δεδομένα είναι διαθέσιμα μέσω Internet  σε οποιαδήποτε συνδεδεμένη συσκευή στο Internet (Η/Υ, tablet, κινητό), ώστε να μπορούμε να τα παρακολουθούμε σε πραγματικό χρόνο μέσω γραφικών παραστάσεων (σαφής υλοποίηση Internet of Things-IoT).

β. Πρωτοτυπία λύσης

Η παραπάνω περιγραφόμενη λύση ενσωματώνει ουκ ολίγες καινοτομίες. Πρώτα από όλα το μελλοντικά θαλάσσιο σκάφος προτείνεται να κινείται αυτόνομα μέσω ηλιακής ενέργειας. Σαφώς θα υπάρχει και πρόβλεψη ενός κλασικού τρόπου κίνησης σε περίπτωση ανάγκης,  π.χ. έλλειψη ηλιοφάνειας, αλλά στην παρούσα κατασκευή, όπως προαναφέρθηκε, θα χρησιμοποιηθούν  επαναφορτιζόμενες μπαταρίες των 9 volt.

Μία δεύτερη καινοτομική προσέγγιση έγκειται στο γεγονός ότι το σκάφος επιτελεί παράλληλα με τον καθαρισμό των απορριμμάτων και ένα επιστημονικό έργο λαμβάνοντας μετρήσεις διαφόρων μεγεθών του νερού,  όπως θερμοκρασία,  καθαρότητα (ή  θολούρα),  PH,  περιεκτικότητα οξυγόνου,  καθώς και άλλων μεγεθών που ενδεχομένως θα ήθελε ένας μελετητής – επιστήμων. Μάλιστα  οι μετρήσεις παίρνονται σε πραγματικό χρόνο και είναι ορατές και κατανοητές μέσω  ευανάγνωστων γραφικών  παραστάσεων με τη βοήθεια του  Internet. Για να δείτε τη δυναμική αυτών των παραστάσεων μπορείτε να πάτε στην αντίστοιχη σελίδα  του github εδώ.

Όσον αφορά το σχεδιασμό του σκάφους λόγω του ότι οι ταχύτητες που απαιτούνται για τις συγκεκριμένες εργασίες είναι χαμηλές έως μέτριες, προτιμήθηκε η λύση catamaran με τρία hulls (καρίνες). Τα πλοία καταμαράν έχουν μεγάλο πλάτος σε σχέση με το μήκος των κλασικών πλοίων και συνεπώς μεγαλύτερη ευστάθεια καθώς επίσης και μεγαλύτερη ταχύτητα (συγκριτικά με το πλάτος), παρουσιάζοντας έτσι μικρότερες αντιστάσεις. Σχεδόν όλα τα μεγάλα ταχύπλοα πλοία (εκτός των υδροπτερύγων και των αερόστρωμνων) ακολουθούν αυτόν τον ναυπηγικό τύπο. Είναι πολύ πιο σταθερά από ένα κανονικό πλοίο η ιστιοφόρο. (πηγή:

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9A%CE%B1%CF%84%CE%B1%CE%BC%CE%B1%CF%81%CE%AC%CE%BD)

Κατασκευαστικές καλές πρακτικές:

α) Μπροστινό τμήμα του σκάφους (Fore section)

1) Δόθηκε στο μπροστινό τμήμα ένα υδροδυναμικό σχήμα με συμμετρικές καμπύλες για αρτιότερη πλεύση απέναντι στις αντιστάσεις του υδάτινου στοιχείου.  

2) Για μεγιστοποίηση της συλλογής των απορριμμάτων, προστέθηκαν δύο μεγάλοι και ανοικτοί βραχίονες οι οποίοι έχουν μία επιπλέον κάθετη εισχώρηση κάτω από την επιφάνεια νερού για καλύτερη και αποτελεσματικότερη συλλογή των απορριμμάτων καθόσον ένα μέρος των προς συλλογή απορριμμάτων βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια. 

3) Το μπροστινό μέρος καταλήγει σε ένα οξύ τριγωνοειδές σχήμα έχει που σκοπό να προσφέρει στο σκάφος ένα είδος προστασίας από τυχόν συγκρούσεις  του με μεγάλα τυχαία αντικείμενα της υδάτινης επιφάνειας, π.χ. έναν βράχο.

4) Για την υποβοήθηση της περισυλλογής των απορριμμάτων, από μπροστά στη βάση του τριγώνου προστέθηκε ένας ημι-κύλινδρος ακριβώς από το κάτω μέρος του ιμάντα, ο οποίος λειτουργεί εφαλτηριακά, ώστε τα απορρίμματα να αναδύονται με μεγαλύτερη ευκολία στην επιφάνεια του ιμάντα.

5) Για την άριστη ισορροπία του μπροστινού μέρος του σκάφους λόγω της ύπαρξης του βηματικού κινητήρα στο αριστερό τμήμα,  δημιουργήθηκε ένα τεχνητό  ίσο αντίβαρο 35g στο δεξιό τμήμα με μορφή ιστού στον οποίο τοποθετήθηκε και μία συμβολική σημαία  του σκάφους.

6) Λόγω του ότι το μπροστινό τμήμα συνδέεται με μικρές βίδες με το κάδο απορριμμάτων και επειδή το βύθισμα του σκάφους επηρεάζεται από το βάρος και την κατανομή του, με δεδομένο ότι θέλουμε το μπροστινό μέρος να είναι ελαφρώς πιο κάτω από την επιφάνεια του νερού, προβλέφθηκε  στις συνδέσεις αυτές να υπάρχουν τρεις διαφορετικές εναλλακτικές θέσεις.  Έτσι ανάλογα με τις συνθήκες, η σύνδεση θα γίνεται στην κατάλληλη θέση. Επίσης για την καλύτερη οριζοντίωση του μπροστινού τμήματος, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ένα υποστηρικτικό στέλεχος με μια βάση, το οποίο προσαρμόστηκε στην επιφάνεια των καρινών. 

7) Για την άρτια αναπαράσταση του ιμάντα συλλογής – μεταφοράς των απορριμμάτων, προτιμήθηκε μία “έξυπνη” λύση με ένα λαστιχάκι και ένα κομματάκι διχτάκι που είχε περισσέψει από άλλο project. Για τη δημιουργία συνθηκών τριβής τυλίξαμε το λαστιχάκι γύρω από τον άξονα περιστροφής που είναι προσαρμοσμένος στο βηματικό κινητήρα και τυλίξαμε το διχτάκι γύρω από τους δύο άξονες κολλώντας τις δύο άκρες του.

8) Λόγω του ότι ο άξονας που διαθέτει ο βηματικός κινητήρας έχει ιδιομορφία στην κατασκευή του (είναι ημιστρόγγυλος με δύο επίπεδες πλευρές), έπρεπε και ο άξονας υποδοχής του να ακολουθήσει το ανάγλυφό του με απόλυτη ακρίβεια, ώστε να μπει χωνευτά ο άξονας του κινητήρα μέσα του και να μην χρειαστούν κολλήσεις.

Για να δείτε τις λεπτομέρειες σχεδιασμού, αλλά και την τρισδιάστατη εκτύπωση του μπροστινού τμήματος πατήστε στο github εδώ.

β) Κάδος Απορριμμάτων (Dumpster)

Ακολουθεί ένας ανοιχτός κάδος (Dumpster) στον οποίο ο ιμάντας του μπροστινού μέρους εναποθέτει τα απορρίμματα. Αυτός ο κάδος συνδέεται στο πίσω μέρος του με το κιβώτιο ελέγχου με δύο βίδες

1) Ο κάδος αυτός φέρει στο κάτω μέρος του μια σειρά από μικρές διάτρητες οπές για τη απαγωγή του νερού των απορριμμάτων έξω από τον κάδο σε σχήμα χαμόγελου (αισθητικός οικο-συμβολισμός).

2) Το ύψος του κάδου είναι  τέτοιο, ώστε ο ιμάντας να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από το χείλος του κάδου.

Ο σχεδιασμός του κάδου αυτού ακολουθεί τις προδιαγραφές των αντίστοιχων κλάδων που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή μεγάλων απορριμμάτων όπως βλέπουμε συχνά και μέσα στην πόλη. Για να δείτε το σχεδιασμό, αλλά και την  τρισδιάστατη εκτύπωση του κάδου απορριμμάτων πατήστε στο github εδώ.

γ) Κιβώτιο  ελέγχου (Control box)

Ακολουθεί ένα κλειστό στεγανοποιημένο κιβώτιο ελέγχου (Control box) που περιέχει τα δύο (2) ηλεκτρονικά υποσυστήματα του σκάφους. Σε αυτό το τμήμα εμπεριέχεται όλος ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός.

1) Δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή για τη στεγανοποίησή του, γι αυτό και αποφεύχθηκαν τυχόν οπές στο κάτω μέρος  του κιβωτίου.  Όπου χρειάστηκε ανοίχτηκαν μόνον δύο (2) οπές για τη διέλευση των καλωδίων στο πάνω μέρος και πιο συγκεκριμένα στο καπάκι που κλείνει το κιβώτιο, το δε καπάκι  κλείνει αεροστεγώς το κιβώτιο ελέγχου.

2) Το μέγεθος του κιβωτίου ελέγχου μελετήθηκε με προσοχή, ώστε να μπορεί να χωρέσει μία σχετική άνεση όλο τον εξοπλισμό (145 X 125 Χ 60 [ΜΧΠΧΥ]).

3) Η κάθετη τομή του κιβωτίου ελέγχου ακολουθεί έναν φουτουριστικό σχεδιασμό με δύο μικρά τόξα και τρεις μικρές επίπεδες επιφάνειες στο κάτω μέρος, έτσι ώστε να εφαρμόζουν απόλυτα με ασφάλεια οι 3 καρίνες. Επίσης ντύθηκαν όλες οι γωνίες με φιλέτα και απέκτησαν μια εμφανισιακή “πλαστικότητα”.

Για να δείτε το σχεδιασμό, αλλά και την  τρισδιάστατη εκτύπωση του κιβωτίου ελέγχου πατήστε στο github εδώ.

δ) Οι τρεις καρίνες του σκάφους (Hull) 

1) Για τη βέλτιστη πλευστότητα όλου του σκάφους προτιμήθηκε η λύση τύπου Catamaran, δηλ. δημιουργήθηκαν 3 καρίνες στις οποίες τοποθετήθηκε κολλητά πάνω τους το Control box.

2) Στο πίσω μέρος των δύο από τις τρεις καρίνες, δημιουργήθηκαν ειδικές θέσεις  υποδοχής, όπου ενσωματώθηκαν στεγανοποιημένα αντίστοιχα οι δύο (2) κινητήρες. Με τον τρόπο αυτό οι προπέλες του σκάφους βρίσκονται συνεχώς μέσα στο νερό βοηθώντας έτσι με τον καλύτερο τρόπο τη σωστή πλευστότητά του.

3) Για την αποτελεσματικότερη άνωση του σκάφους λόγω του συνολικού βάρους όλων των ηλεκτρονικών μερών προτιμήθηκε η κατασκευή μιας μεσαίας καρίνας η οποία σε σχέση με τις άλλες δύο είναι στενότερη και βαθύτερη σε ανάλογες διαστάσεις.

4) Και οι τρεις καρίνες στο μπροστινό τους μέρος καταλήγουν σε ένα επιθετικό σχήμα “μύτης” βοηθώντας έτσι την καλύτερη διάσχιση του νερού, προσδίδοντας επίσης με τον τρόπο αυτό μία εντυπωσιακή αισθητική εικόνα στο σκάφος!

Για να δείτε το σχεδιασμό, αλλά και την  τρισδιάστατη εκτύπωση των καρινών πατήστε στο github  εδώ.

ε) Οι δύο προπέλες του σκάφους (Propeller) 

Λόγω του ότι οι κινητήρες που κινούν τις δύο προπέλες παρουσιάζουν αυξημένη ταχύτητα περιστροφής, σχεδιάστηκαν οι προπέλες με δύο λεπίδες η καθεμία και όσο το δυνατόν πιο μικρές σε πλάτος και σε μήκος. Το βήμα έλικα (pitch) επιλέχθηκε κατά τέτοιο τρόπο, ώστε η λεπίδα να μην έχει μεγάλη αντίσταση στο νερό. Mε άλλα λόγια ο σχεδιασμός κάθε προπέλας ήταν τέτοιος, ώστε  από τη μία μεριά να μην δυσκολεύεται ο κινητήρας και από την άλλη να μπορεί να κινείται το σκάφος με μία χαμηλή ταχύτητα γιατί αυτός είναι ο σκοπός του.

Ειδικά για τις προπέλες επειδή έπρεπε να γίνουν πολλές δοκιμές, ώστε να επιτευχθεί το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα, προτιμήθηκε για τον σχεδιασμό τους ένας συνδυασμός δύο προγραμμάτων, το FreeCAD και το OpenSCAD. Με το OpenSCAD βρέθηκε με απόλυτη ακρίβεια πόσο θα έπρεπε να είναι το άνοιγμα της οπής του ομφαλού στον άξονα της προπέλας όπου θα έμπαινε ο άξονας του κινητήρα, το σχήμα και το άνοιγμα της κάθε λεπίδας της προπέλας και το μήκος του κεντρικού άξονα στον οποίο εδράζουν οι λεπίδες. Κατόπιν το OpenSCAD μας έδωσε ένα αρχείο τύπου CSG, το οποίο το διάβασε το FreeCAD και μπορούσαμε κατόπιν να κάνουμε πάνω στο μοντέλο διάφορα τελειώματα όπως π.χ. Fillet. 

Για να δείτε το σχεδιασμό, αλλά και την  τρισδιάστατη εκτύπωση των προπελών πατήστε στο github  εδώ.

γ. Κόστος (Το κόστος κατασκευής σε σχέση με τις λειτουργίες του έργου)

Το συνολικό κόστος της κατασκευής ανήλθε συνολικά στα 96 ευρώ. Φυσικά πρόκειται για το κόστος κατασκευής μιας μικρής διάταξης που προσομοιώνει μία πραγματική κατάσταση. Το κόστος της υλοποίησης ενός κανονικού σκάφους είναι συνάρτηση πολλών παραγόντων πού ξεφεύγουν της παρούσης. Από την άλλη μεριά,  το πρόβλημα της ρύπανσης των υδάτινων λεκανών (ποταμών, λιμνών, ωκεανών), παραμένει οξύ και δυσεπίλυτο και πιστεύουμε πώς η μικρή μας κατασκευή θα αποτελέσει πλατφόρμα για περαιτέρω προβληματισμό και μελλοντικές λήψεις αποφάσεων.

δ. Λίστα υλικών και εργαλείων

Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν είναι τα παρακάτω:

-1x Arduino UNO

-1x Breadboard (170 οπών)

-Jumper wires and Resistor 4.7Κ

-2x 9 volt battery rechargeable

-2x 9 volt battery connector

-1x Bluetooth module HC-06

-1x L293D Motor driver shield – Εxpansion board for Arduino UNO

-2x DC motors

-1x Stepper motor

-1x DS18B20 Waterproof Temperature Sensor

-1x Analog Turbidity Sensor for Arduino

-1x WeMos D1 WiFi ESP8266 Development Board Compatible Arduino UNO

-1x Filament for 3D Printer

-Bίδες και παξιμάδια 1,5mm

-Μικρά λαστιχάκια, κόλλα στιγμής, κόλλα αδιαβροχοποίησης, μελισσοκερί

 

Τα περιβάλλοντα που χρησιμοποιήθηκαν είναι τα παρακάτω:

-Περιβάλλον προγραμματισμού Arduino IDE 1.8.12(ελεύθερο λογισμικό)

-Περιβάλλον προγραμματισμού AppInventor (ελεύθερο λογισμικό)

-Πλατφόρμα ThingSpeak IoT (ελεύθερης πρόσβασης)

-Περιβάλλον τεμαχισμού (slicing) αντικειμένων Cura 3.0.3 (ελεύθερο λογισμικό)

-Περιβάλλον σχεδιασμού αντικειμένων FreeCAD 0.18 (ελεύθερο λογισμικό)

-Περιβάλλον σχεδιασμού αντικειμένων OpenSCAD 2019.05 (ελεύθερο λογισμικό)

-Περιβάλλον σχεδιασμού ηλεκτρονικών προτύπων κυκλωμάτων Fritzing p.9.4.64.pc (ελεύθερο λογισμικό)

Τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν είναι τα παρακάτω:

-Κολλητήρι, κατσαβίδια, κόφτης καλωδίων, μυτοτσίμπιδο, ψηφιακό παχύμετρο, γυαλόχαρτο, κόφτης πλαστικών

ε. Σχέδια (Μηχανισμοί και ηλεκτρονικά)

Τα σχέδια χωρίζονται σε δύο κατηγορίες στα ηλεκτρονικά και στα μηχανικά.

Τα ηλεκτρονικά σχέδια αφορούν δύο υποσυστήματα που απαρτίζουν το συνολικό σύστημα.

α) Υποσύστημα κινητήρων. Στο υποσύστημα αυτό μία ασπίδα (Expansion shield) υποστήριξης των τριών κινητήρων εδράζεται σε ένα Arduino UNO το οποίο τροφοδοτείται με μία επαναφορτιζόμενη μπαταρία των 9 volt.

Όλες οι παραπάνω λεπτομερείς συνδεσμολογίες του  υποσυστήματος αυτού υπάρχουν στα αρχεία εικόνων του github εδώ.

Επίσης όλα τα σχήματα των συνδέσεων φαίνονται αναλυτικά τα αρχεία εικόνων του github εδώ

β) Υποσύστημα αισθητήρων νερού. Το υποσύστημα αυτό αποτελείται από τους δύο αισθητήρες θερμοκρασίας και θολούρας του νερού οι οποίοι εδράζονται πάνω σε ένα WeMos D1 WiFi ESP8266 Board συμβατό με Arduino UNO.  Αυτό σημαίνει ότι ο προγραμματισμός του γίνεται όπως και με το Arduino UNO δηλ. με τη βοήθεια της πλατφόρμας Arduino IDE. Όλες οι παραπάνω λεπτομερείς συνδεσμολογίες των  υποσυστήματος αυτού υπάρχουν στα αρχεία εικόνων του github εδώ.

Επίσης όλα τα σχήματα των συνδέσεων φαίνονται αναλυτικά τα αρχεία εικόνων του github εδώ.

Τα μηχανικά σχέδια αφορούν τα επιμέρους μοντέλα του σκάφους. Αυτά σχεδιάστηκαν εξ ολοκλήρου με το σχεδιαστικό πρόγραμμα FreeCAD και μερικώς με το πρόγραμμα OpenSCAD.  Όλα τα επιμέρους λεπτομερή σχέδια υπάρχουν στα αρχεία εικόνων του github εδώ και τα αρχεία stl βρίσκονται εδώ.

στ. Βασικός αλγόριθμος

Όσον αφορά το θέμα του αλγορίθμου,  θα μπορούσαμε να πούμε πώς διακρίνεται ανάλογα με το περιβάλλον ανάπτυξης σε δύο κατηγορίες: πρώτα στους αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν μέσα από το ανοιχτό περιβάλλον to Arduino IDE και οι οποίοι αποτελούν τη μερίδα του “λέοντος” και κατά δεύτερο λόγο τον αλγόριθμο που αναπτύχθηκε στην ανοιχτή πλατφόρμα του MIT AppInventor.

Στο github και πιο συγκεκριμένα στο σύνδεσμο εδώ, μπορεί να βρει κάποιος όλη την γκάμα των αλγορίθμων με λεπτομερείς αναφορές στα αρχεία Readme.md. Συνολικά υπάρχουν έξι (6) αλγόριθμοι για Arduino και δύο (2) αλγόριθμοι για AppInventor (σε εκτελέσιμη και σε πηγαία μορφή αντίστοιχα). Από τους έξι αλγορίθμους για Arduino οι βασικοί αλγόριθμοι είναι δύο,  ένας για κάθε υποσύστημα  διάταξης Arduino. Οι τέσσερις επιπλέον αλγόριθμοι παρατίθενται για πρακτικούς λόγους, έτσι ώστε να μπορεί κάποιος να δοκιμάσει επιμέρους τη σωστή λειτουργία του κάθε αισθητήρα ξεχωριστά.

  1. Υλοποίηση

α. Αποτελεσματικότητα – αρτιότητα

Το σκάφος Oceanis δοκιμάστηκε εξαντλητικά όσον αφορά την αποτελεσματικότητά του και την αρτιότητά του. Έγιναν εξαντλητικές δοκιμές (δείτε εδώ, εδώ , εδώ και εδώ) για την πλευστότητα και επιθυμητή ισορροπία του σκάφους και φυσικά έγιναν οι κατάλληλες παρεμβάσεις ανάλογα το πρόβλημα που παρουσιαζόταν, ενισχύοντας ή εξασθενώντας τα έρμα τους σκάφους. Μεταξύ άλλων δοκιμάστηκαν μέσω της εφαρμογής του AppInventor: α) η άρτια λειτουργία του βηματικού κινητήρα και η ανταπόκριση του ιμάντα μεταφοράς (κατεβάστε και δείτε σχετικό video εδώ), β) η άρτια λειτουργία του κάθε κινητήρα στις προπέλες (κατεβάστε και δείτε σχετικό video εδώ), γ) η άρτια λειτουργία των αισθητήρων θερμοκρασίας και θολούρας του νερού (δείτε σχετική εικόνα εδώ) δ) η άμεση ανταπόκριση της πλατφόρμας ThingSpeak (κατεβάστε και δείτε το 1’ λεπτού video από εδώ, ειδικά στα δευτερόλεπτα 11, 12, 41, 42, 56)

β. Κατάλληλη χρήση υλικών

3D printing:

Ένα από τα πιο  δημοφιλή χρησιμοποιούμενα υλικά εκτυπώσεις για 3D εκτυπωτές  είναι και το θερμοπλαστικό υλικό PLA. Είναι πολυμερές υλικό το οποίο κατασκευάζεται από ανανεώσιμους πόρους (αραβόσιτο, σακχαρότευτλα). Είναι μη τοξικό, βιοδιασπώμενο και έτσι δεν επιβαρύνει το περιβάλλον. Προσφέρει αντοχή και εκτυπώνεται σε θερμοκρασίες 180-220C. Η εκτύπωσή του δεν προκαλεί αλλοιώσεις στο κάτω μέρος του αντικειμένου.

Για να πετύχουμε καλύτερη στερέωση του PLA στο πάτωμα εκτύπωσης (bed) μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ταινία painters tape ή ακόμα και θερμαινόμενο πάτωμα εφόσον έχουμε στους 50-60C. Στις εκτυπώσεις μας ο εκτυπωτής μας ήταν εφοδιασμένος με ειδική γυάλινη πλάκα που πριν την έναρξη της εκτύπωσης ο ίδιος εκτυπωτής την θερμαίνει στην κατάλληλη θερμοκρασία ώστε να μπορέσει να εκτελέσει απρόσκοπτα την εκτύπωση.

Δύο καλές πρακτικές πριν την έναρξη της εκτύπωσης είναι είτε να επιστρώνουμε με απλή κόλλα UHU (χαρτιού) την γυάλινη επιφάνεια, είτε να ψεκάζουμε την περιοχή εκτύπωσης του γυαλιού με ένα spray (λακ) για τα μαλλιά. Αυτό βοηθάει στην ευκολότερη μετά αποκόλληση το εκτυπωμένο αντικείμενο μετά το πέρας της εκτύπωσης.

Κολλήσεις ( Soldering): 

Για την σύνδεση των δύο DC κινητήρων με τα κατάλληλα καλώδια, εφόσον αυτοί διατίθενται στο εμπόριο χωρίς συνδεδεμένα καλώδια, προβαίνουμε αναγκαστικά στις κολλήσεις μόνοι μας με κολλητήρι και καλάι. Αν θέλει κάποιος που δεν έχει ξανακάνει  κόλληση με καλάι να πάρει μία ιδέα το πώς πρέπει να το κάνει, μπορεί να ανοίξει για παράδειγμα το σύνδεσμο εδώ. Όσον αφορά το καρούλι με καλάι που θα χρειαστεί να αγοράσει καλό είναι να φροντίσει έχει μέσα του τη λεγόμενη σολντερίνη. Όταν κολλάμε καλώδια μεταξύ τους πρώτα τα διπλώνουμε. Μετά βάζουμε το κολλητήρι κάτω από την ένωση και το καλάι από πάνω. Περιμένουμε να θερμανθεί το καλώδιο και να λιώσει το καλώδιο το καλάι. Δεν  κάνουμε το λάθος να βάζουμε το καλάι πρώτα στο κολλητήρι.

Στεγανοποίηση:

Για τη στεγανοποίηση των δύο DC κινητήρων, του ηλεκτρονικού εξοπλισμού στο κουτί ελέγχου καθώς και του εξωτερικού βηματικου κινητήρα ελήφθη ειδική μέριμνα. Πιο συγκεκριμένα, για τους δύο κινητήρες, αφού τοποθετήθηκαν ο καθένας τους με τα καλώδιά τους στο πίσω ειδικά διαμορφωμένο μέρος της κάθε καρίνας, για το γέμισμα των κενών χρησιμοποιήθηκε ένα είδος μονωτικού καουτσούκ που κόβεται εύκολα με το χέρι και το οποίο βρίσκει εφαρμογές σε διάφορους τομείς όπως υδραυλικές εγκαταστάσεις  και τα ηλεκτρονικά συστήματα προκειμένου να γίνονται ηλεκτρικές μονώσεις και επισκευές σωληνώσεων.

Στην αρχή για ακόμα μεγαλύτερη προστασία των κινητήρων τους “ντύσαμε” πλήρως με μονωτική ταινία αφήνοντας έξω μόνον τον άξονα από τη μια μεριά και τις συνδέσεις από την άλλη. Κατόπιν βάλαμε λίγο μονωτικό υλικό  στο βάθος της υποδοχής, μετά τοποθετήσαμε προσεκτικά τον κινητήρα και γεμίσαμε τα κενά γύρω από τον κινητήρα στο στόμιο της υποδοχής. Κατόπιν  φροντίσαμε να γεμίσουμε με μονωτικό υλικό την έξοδο του καλωδίων στο πλάι και τέλος γεμίσαμε με μονωτικό υλικό από μέσα γύρω-γύρω το κάλυμμα της υποδοχής . Φροντίσαμε να είναι ελεύθερος να γυρνάει ελεύθερα ο άξονας και βάλαμε στο τέλος προσεκτικά και το εξωτερικό κάλυμμα.

γ. Προγραμματισμός

Κατά την υλοποίηση του πειράματος ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να χειρίζεται μέσω κινητού όλες τις δυνατές κινήσεις του σκάφους μέσα από ένα εύχρηστο μενού. Πιο συγκεκριμένα μπορεί να ωθεί το σκάφος προς τα μπρος, όπως και να ξεκινάει τον ιμάντα μεταφοράς – αποκομιδής απορριμμάτων, να σταματάει εντελώς το σκάφος και τον ιμάντα, να κάνει μανούβρες στο σκάφος πηγαίνοντάς το είτε προς τα πίσω, είτε προς τα αριστερά, είτε προς τα δεξιά. Επομένως το σκάφος μπορεί να πλοηγηθεί ακόμη και σε πιο στενούς χώρους από την άπλα ενός ωκεανού, όπως σε ένα ποτάμι ή σε μία λίμνη, καθώς επίσης μπορεί να πλησιάσει σε μια αποβάθρα και να “δέσει”.

4. Εκπαιδευτικό υλικό/παρουσίαση

α. Σελίδα github

Η σελίδα το project στο github είναι η παρακάτω:

 https://github.com/ziskar100/10lyklar

Αυτή είναι πλήρως οργανωμένη σε υποφακέλους για την καλύτερη πλοήγηση των ενδιαφερομένων. Λεπτομερείς αναφορές στη σελίδα αυτή γίνονται στις προηγούμενες ενότητες. Επίσης στο github μπορείτε να ανακαλύψετε κι άλλες χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τους κώδικες και τους αισθητήρες.

β. Σελίδα robotics.ellak

Η σελίδα το project στο robotics.ellak είναι η παρακάτω:

https://openedtech.dev.ellak.gr/robotics2020/10o-geniko-likio-larisas-to-sos-ton-okeanon%c2%b7-i-apostoli-tou-oceanis/

γ. Πολυμεσικό υλικό

Είναι αναρτημένο σε συνδέσμους του κειμένου αυτού

δ. Φωτογραφίες και video από φάσεις κατασκευής

Πολλές και χαρακτηριστικές φωτογραφίες και πληθώρα video από τις φάσεις κατασκευής μπορείτε να δείτε στους διάφορους παραπεμπτικούς συνδέσμους που υπάρχουν  διάσπαρτοι σε όλο το κείμενο. Ειδικά εικόνες από το Oceanis στην τελική του μορφή από διάφορες οπτικές γωνίες μπορείτε να δείτε εδώ, εδώ, εδώ, εδώ και εδώ.

ε. Σχέδιο μαθήματος / Φύλλα εργασίας

Για να μπορέσουν να κατανοήσουν οι εκπαιδευόμενοι τις αρχές του 3D Modeling και του 3D Printing, σχεδιάστηκε ένα ολοκληρωμένο σύνολο μαθημάτων συνολικής διάρκειας έξι (6) διδακτικών ωρών, όπου ο αρχάριος μέσω κατάλληλης θεωρίας και video, αλλά και με πολύ ενδιαφέρουσες δραστηριότητες, “μυείται” στα μυστικά τους. Όλη η σειρά των μαθημάτων με βάση τις αρχές ενός σχεδίου ανοικτού εκπαιδευτικού πόρου σύμφωνα με το OER Canvas, βρίσκεται στον σύνδεσμο:

https://openedtech.dev.ellak.gr/robotics2020/arches-tou-3d-modeling-ke-3d-printing/

στ. Άδειες χρήσης

Άδεια Creative Commons
Αυτό το εργασία χορηγείται με άδεια Creative Commons Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές

ζ. Το έργο συνολικά με αριθμούς:

Συνολικές γραμμές κώδικα: 292

Συνολικός χρόνος 3D εκτυπώσεων: 4.423 min (περίπου 74 hours)*

Συνολικό νήμα που καταναλώθηκε στην εκτύπωση σε m/gr: 35,36 m / 276 gr*

Αρχεία / φάκελοι / όγκος: 144 αρχεία / 21 φάκελοι / 55 MB

Συνολικές σελίδες σχεδίου μαθήματος: 11 

* Οι αριθμοί είναι ενδεικτικοί και αφορούν τις τελικές εκτυπώσεις και δεν συμπεριλαμβάνουν πάμπολλες προηγηθείσες πειραματικές εκτυπώσεις δείγμα των οποίων μπορείτε να δείτε εδώ.

η. Αναμενόμενα εκπαιδευτικά αποτελέσματα του έργου:

α) Για τους μαθητές:

  1. Να αναπτύξουν μεθοδολογίες έρευνας και αξιοποίηση πηγών
  2. Να αναπτύξουν τη δημιουργικότητα, τη φαντασία και τις αναλυτικές τους ικανότητες καθώς επίσης και την καλλιέργεια της συνθετικής τους σκέψης
  3. Να αναπτύξουν δεξιότητες ομαδικής συνεργασίας μεταξύ τους
  4. Να αναπτύξουν μεταγνωστικές δεξιότητες και να μάθουν πώς να μαθαίνουν
  5. Να αναπτύξουν δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης για τον προγραμματισμό των διαφόρων αισθητήρων
  6. Να ανακαλέσουν και να εφαρμόσουν προϋπάρχουσες γνώσεις σε θέματα Φυσικής και Μαθηματικών,  όπως π.χ. καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων, επίπεδο,  χώρος,  άνωση,  βαρύτητα, τριβή, ηλεκτρ. ρεύμα, γείωση, ψηφιακό & αναλογικό σήμα, ισορροπία κ.α.
  7. Να ανακαλύψουν νέα γνώση σε θέματα Χημείας, όπως τι είναι το καλάι, τι είναι το πολυγαλακτικό οξύ (PLA), τι είναι η κυανοακρυλική κόλλα, τι είναι η αδιάβροχη σφραγιστική ταινία κ.α.
  8. Να αναπτύξουν τη χωρική τους αντίληψη καθόσον καλούνται να σχεδιάσουν μοντέλα στο χώρο με ακρίβεια και πιστότητα
  9. Να μάθουν σε βάθος ένα ελεύθερο λογισμικό σχεδίασης αντικειμένων και να “μυηθούν” στους τρόπους  σχεδιασμού που εφαρμόζουν αυτού του είδους τα λογισμικά
  10. Να έρθουν σε επαφή με τα υλικά της τρισδιάστατης εκτύπωσης και τον τρόπο με τον οποίο μετατρέπονται αυτά στο τελικό αντικείμενο
  11. Να αναπτύξουν δεξιότητες αντιμετώπισης των επιμέρους απαιτήσεων και προκλήσεων που συναντώνται στην πορεία ανάπτυξης του έργου και να μάθουν να τεστάρουν σωστά και αποτελεσματικά
  12. Να εμπεδωθεί η ευγενής άμιλλα ανάμεσα στους συμμετέχοντες όλων των ομάδων που συμμετέχουν στο διαγωνισμό
  13. Να μάθουν / εξασκηθούν / εκτεθούν στην παρουσίαση του τελικού έργου μπροστά στο κοινό                                 
  14. Να ανακαλύψουν, πιθανόν, νέες επαγγελματικές προοπτικές για τους εαυτούς τους

β) Για τους εκπαιδευτικούς:

  1. Να αναπτύξουν μεθόδους σωστής καθοδήγησης των μαθητών  με υπομονή και μεράκι
  2. Να αποκτήσουν εμπειρία για την μετέπειτα ανάληψη παρόμοιων  μεγάλων έργων
  3. Να μάθουν να εμπνέουν στις δύσκολες στιγμές τους μαθητές τους
  4. Να κατανοήσουν ότι η παρώθηση και η επιβράβευση  προς τους μαθητές, είναι το “καύσιμο”  που τους κρατάει μέσα στο έργο σε όλη τη διάρκειά του
  5. Να τολμούν να δοκιμάζουν εναλλακτικές λύσεις και να δέχονται τη φαντασία των μαθητών στο  μέτρο του εφικτού και να μην τους αποκαρδιώνουν

θ. Το έργο από την πλευρά του STEAM

Θεωρώντας το συνολικό έργο από την οπτική του STEAM, θα μπορούσαμε να πούμε ότι ικανοποιεί όλες τις προδιαγραφές ενός έργου STEAM. Και αυτό διότι στο έργο αυτό εμπλέκονται όλα τα επιστημονικά πεδία του, όπως Science (Φυσική-Χημεία), Technology (Πληροφορική), Engineering (Μηχανική), Art (Τέχνη) και Mathematics (Μαθηματικά).

Πιο συγκεκριμένα, για τις μετρήσεις της καθαρότητας του νερού δανειζόμαστε από τη Φυσική το γεγονός ότι το μέγεθος turbidity (θολούρα) είναι αντιστρόφως ανάλογο του  μεγέθους voltage (διαφορά τάσης μεταξύ δύο σημείων). Έτσι ο ανάλογος αισθητήρας μετρώντας διαφορά τάσης μεταξύ δύο σημείων του νερού μπορεί μέσω του τύπου της Φυσικής turbidity=-1120.4*voltage*voltage+5742.3*voltage-4352.9 να μας δώσει την τιμή της θολούρας. Επίσης ξαναβρίσκουμε τη Φυσική όταν ερχόμαστε αντιμέτωποι με το βηματικό κινητήρα, όπου ορίζουμε τον  αριθμό των βημάτων  που πρέπει να εκτελέσει αυτός σε μία πλήρη περιστροφή: motor(1024, 2); //Number of steps per output rotation. Τέλος, θυμηθήκαμε τους νόμους της τριβής και βάλαμε ένα λαστιχάκι στον άξονα του βηματικού κινητήρα για να γυρίσει το διχτάκι! Από τη Χημεία κερδίσαμε γνώσεις πάνω σε ιδιότητες υλικών που βρίσκουν εφαρμογή στο 3D Printing (PLA), στα ηλεκτρονικά (καλάι) και στην καθημερινή μας ζωή (κόλλες και ταινίες αδιαβροχοποίησης).

Η επιστήμη της Πληροφορικής κυριαρχεί σε όλο το έργο.  Έτσι όλοι οι κώδικες γράφτηκαν σε Wiring C, αλλά και σε block-structured programming language.  Επίσης για ένα συστατικό του σκάφους και πιο συγκεκριμένα για την προπέλα χρησιμοποιήθηκε ο προγραμματισμός στο περιβάλλον του OpenSCAD. Τέλος αξιοποιήσαμε τις γνώσεις που αποκομίσαμε στο μάθημα “Εφαρμογές Πληροφορικής” Α’ Λυκείου, αναφορικά με το AppInventor.

Η επιστήμη της Μηχανικής και πιο συγκεκριμένα της Ναυπηγικής – Μηχανικής στο συγκεκριμένο έργο έπαιξε καίριο ρόλο.  Το νερό ως γνωστόν ακολουθεί τους δικούς του νόμους και επομένως κάθε τι που φιλοδοξεί να πλεύσει πάνω στο νερό όπως ένα σκάφος με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, πρέπει να ακολουθήσει αυτούς τους νόμους. Η άνωση,  η ισορροπία,  η ισοκατανομή των βαρών, η στεγανοποίηση έναντι του νερού,  ο σχεδιασμός   της προπέλας σε σχέση με τις δυνατότητες του κινητήρα,  όπως κι άλλες “προκλήσεις” που αναδύθηκαν στην πορεία του έργου έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην όλη κατασκευή.

Τα Μαθηματικά υπάρχουν “κρυμμένα” παντού. Στο modelling (σχεδιασμοί στο δισδιάστατο επίπεδο, συμμετρίες, ίσες αποστάσεις, ταυτότητες σημείων και ευθειών, γωνίες  τόξων, ακτίνες κύκλων κλπ), στον κώδικα (μετατροπές μεταξύ μεγεθών, αρχικοποιήσεις μεταβλητών και αυξήσεις αυτών κλπ), στο slicing 3D printing (κλιμακώσεις μεγεθών, μετατοπίσεις, περιστροφές  γύρω από άξονες), κ.α. Γενικά μπορούμε να πούμε ότι Μαθηματικά αποτελούν την αφετηρία για την έναρξη πάρα πολλών διαδικασιών του έργου.

Τέλος,  δεν πρέπει να αγνοήσουμε και το  καλλιτεχνικό στοιχείο, το  Art.  Για να πάρει μία ενδιαφέρουσα τελική μορφή το σκάφος επιστρατεύτηκαν διάφορα φουτουριστικά στοιχεία,  δημιουργήθηκαν  συνδυαστικά σύνολα  καμπυλών,  ώστε να δοθεί ένα ύφος στο Oceanis, λήφθηκε μέριμνα ώστε να απεικονιστεί ο λογότυπός του ανάγλυφα,  δημιουργήθηκαν συμβολισμοί που παραπέμπουν στο κεντρικό θέμα του διαγωνισμό όπως το χαραγμένο “χαμόγελο” στο μεγάλο καλάθι των απορριμμάτων, δημιουργήθηκε σημαία με το σήμα ‘O’ του σκάφους, κ.α. Γενικά θα μπορούσαμε να πούμε πώς η φροντίδα και το μεράκι για το Oceanis περίσσεψαν.  Καλό σου ταξίδι Oceanis!