KiPneu：用于STEAM教育中仿生学习的设计气动平台

仿生学是一种源自自然的方法，在人类历史上始终激发着最优解决方案和创新技术。为使儿童对仿生学感兴趣、感到兴奋并受其启发，我们推出了KiPneu，一个通过动手、解决方案导向学习和数字学习环境促进仿生教育的机器人平台。KiPneu允许儿童使用低成本构建块和非电动气动执行器来模仿动物灵活的运动方式，如鱼游泳或蠕虫蠕动。我们提供了五种类型的非电动有形阀门，通过吸引人的实体编程来调整机器人运动特性，如方向和速度。此外，为促进整个学习过程，KiPneu配备了可视化并模拟气动系统的交互式教学界面。为验证KiPneu的教育效果，我们对21名5-12岁儿童进行了为期三天的工作坊。前后调查显示，KiPneu不仅增强了他们对动物运动机制的理解，还激发了运用所学知识进行创意构建的兴趣。