ROBÓTICA EDUCATIVA/PEDAGÓGICA NA

ERA DIGITAL

João Vilhete Viegas d’ABREUJosué J. G. RamosLuiz G. B. Mirisola

Núbia Bernardi

Núcleo de Informática Aplicada à Educação-NIED

Universidade Estadual de Campinas-UNICAMP

jvilhete@unicamp.br

Roteiro

� Robótica Educativa sob a ótica de

desenvolvimento de atividades, na sala aula,

utilizando computadores e material

alternativo de baixo custo.

� Robótica Educativa em situações especiais de

aprendizagem envolvendo pessoas com

deficiência visual.

Uma forma de automação industrial

Conjunto de conceitos básicos de:

Mecânica, Cinemática, Automação, Hidráulica Informática e Inteligência Artificial, envolvidos no funcionamento de um robô.

Combinação das Engenharias:

Elétrica, Mecânica, Industrial, Computação, Civil, Arquitetura, com a Economia, Física, Química, Matemática, Biologia, etc, etc.

O que é Robótica

Robótica Educativa/Pedagógica

Utilização de aspectos/abordagens da robótica industrial num contexto no qual as atividades de construção, automação e controle de dispositivos robóticos, propiciam aplicação concreta de conceitos, em um ambiente de ensino-aprendizagem.

Objetivos da Pesquisa em Robótica Educativa

Uso de computadores e demais ferramentas digitais no âmbito educacional implicando em:

• Conectar o computador e outras ferramentas aos mais diferentes dispositivos/recursos digitais;

• Usar o computador e outras ferramentas digitais para agir sobre objetos concretos;

• Estender a ação do computador e outros recursos virtuais ao mundo real;

• Incentivar pensamento estruturado;

• Enfatizar o fazer como meio de aprender.

Motivação da Robótica Educativa

Desenvolver ambientes de aprendizagem que propiciem trabalhar conceitos científicos:

•Desenvolver atividades de pesquisa visando criar situações de aprendizagem interdisciplinar;

•Verificar em que medida a utilização de um determinado dispositivo auxilia no processo de explicitação de um dado conceito;

•Documentar um projeto em todas as suas etapas em função dos aspectos conceituais abordados.

O que se ganha em termos de aprendizagem?

A utilização de conceitos científicos por intermédio dos processos de:

•Exercitar

•Manusear

•Experimentar

•Testar hipóteses

Ambiente de Robótica Educativa

Dispositivo

de Programação (em geral um computador)

Unidade de Controle (Arduino)

Engrenagens Motores

Componentes Mecânicos

Sensores

Dispositivo Robótico

l uz, temperatura, umidade, som, etc

Recursos

Recursos para se criar um ambiente de Robótica Educativa:

•Computador, no caso, classmate com sistema operacional (Ubuntu);

•Interface Eletrônica (do tipo Arduino) para comunicação computador dispositivo robótico;

•Material para construção de dispositivos robóticos;

•Software para Programação (Scratch).

Robótica Educativa sob a ótica de

desenvolvimento de atividades, na sala aula,

utilizando computadores e material

alternativo de baixo custo

Computador Classmate

Interface Eletrônica

Dispositivo Robótico

Ambiente utilizado

Para controlar um dispositivo robótico utilizando recursos de tecnologias digitais é preciso ter um ambiente de programação. É este ambiente que permite a automação e controle do robô.

No projeto de Robótica Pedagógica aplicada ao currículo, o ambiente de programação com classmate (UCA) é o Scratch.

Scratch

Lançado pelo MIT Media Lab o Scratch é uma linguagem de programação multimídia que permite crianças, jovens e adultos criarem e compartilharem jogos, arte interativa, estorinhas e muito mais.

O Scratch pode ser baixado gratuitamente da Internet no site <http://scratch.mit.edu/> e está disponível em várias línguas, inclusive em português.

Ambiente Scratch

Scratch no Controle de Robô

Monitor: visualização das entradas/sensores

Liga o motor Ativa Sensor

Atividades Práticas na Escola

Desenvolvimento de dispositivos robóticos que têm como finalidade realizar tarefas que abordam algum conteúdo curricular que está sendo trabalhado:

•Unidades de medida•Distância•Força•Velocidade•Tempo•Massa•Volume•Proporção

Atividades Práticas na Escola

Exemplo:

Para um tempo fixo, medir as diferentes distâncias percorridas por um carro para diferentes velocidades de partida.

Para esta atividade além de se construir o carro foi preciso fazê-lo deslocar adequadamente e utilizar a trena para medir as diferentes distâncias percorridas.

A atividade possibilitou estabelecer relações entre as grandezas velocidade, espaço e tempo.

http://giselealunos.blogspot.com.br/

Carro construído pelos alunos

Vídeo (reportagem)

AtividadesPráticas na Escola

Atividades Práticas na Escola

Alunos desenvolvendo atividades de montagem de robôs

Alunas apresentando carro construído por elas

Atividades Práticas na Escola

Alunos desenvolvendo projeto de um Guindaste para ser apresentado em uma feira de

tecnologia

•Os quatro meses em que a robótica foi tratada com os alunos em sala de aula foram suficientes para provar que o projeto deu certo.

•Nas aulas de robótica, as crianças se interessaram e se envolveram.

•O projeto tem continuidade em sala de aula, mesmo que os alunos não estejam mais manipulando os robôs.

Depoimento (da professora)

• Com os ensinamentos da robótica, aprendi a ter mais paciência e a trabalhar em grupo. As peças dos robôs são dividias em grupos e temos que esperar nossa vez para trabalhar com o kit. Acho que o relacionamento com os colegas melhorou. Sempre que vamos trabalhar em grupo, dividimos as tarefas.

• Após o contato com a robótica em sala de aula quero ser cientista para fazer coisas novas e construir meu próprio robô e fazer com que ele ande.

• A robótica me ajudou a decidir que quero fazer pedagogia na Unicamp, os professores João e Gisele me inspiraram e são meus exemplos.

Depoimento (do aluno)

Com o projeto está sendo possível criar situações de aprendizagem nas quais o conteúdo curricular é trabalhado a partir de situações práticas reais passíveis de serem experimentadas pelos alunos.

Resultados

A escola conquistou 6,2 pontos nas turmas de 5º ano, segundo divulgação do Índice de Desenvolvimento da Educação Básica (IDEB) e 5,2 pontos no 9º ano, superando as metas individuais da escola para 2011, que eram 5,6 e 4,4 respectivamente.

Robótica aliada às disciplinas curriculares facilita aprendizado.

<http://www.campinas.sp.gov.br/noticias-integra.php?id=15393>

Resultados

Robótica Educativa em situações especiais de

aprendizagem envolvendo pessoas com

deficiência visual. Projeto Mapa Tátil Sonoro

MOTIVAÇÃO

Pessoas com deficiência visual necessitam:

� conhecer previamente o ambiente

� locomover-se com segurança

� localizar-se espacialmente

A existência de um recurso que possa fornecer essas informações de

maneira prévia ao usuário torna sua locomoção mais autônoma

e segura

Mapa Tátil Sonoro

Sensor conectado ao objeto no mapa e, interfaceado com o computador, permite com que o computador pronuncie o nome desse objeto sempre que o sensor for pressionado pelo dedo da pessoa.

Sensores, utilizados como elementos que dão “voz” ao mapa.

dispositivos sonoros são

fixados nos orifícios

previamente planejados

mapa final colocado sobre

uma base de acrílico ,

onde o hardware poder ser

visualizado.

1 Informações sobre o

mapa

Rota Acessível

Sensores sonoros

Prédios

Praça do Básico

Legendas em Braille

Caixas sonoras

234

6

7

5

1

2

34

7

5

6

Resultados

MAPA TÁTIL:

• fornece informações sobre o ambiente

• auxilia usuário de diferentes habilidades visuais

• auxilia na orientabilidade

Dispositivos Robóticos com recursos tecnológicos diferenciados são instrumentos importantes para a ampliação do conhecimento de pessoas com deficiência.

Mapa Tátil com sensores pode ser inserido no contexto de desenvolvimento de tecnologias que ampliam a acessibilidade para pessoas com deficiência.

Algumas Referências

� Vídeo Rota Acessível: Duração aproximadamente 15 minutos

� http://www.youtube.com/watch?v=fRQEpxJlnu8&feature=youtu.be&hd=1

� Mapa Tátil primeiro protótipo

� http://www.youtube.com/watch?v=FtZyvB_RGDg&feature=related

� Site do projeto

� http://www.nied.unicamp.br/rotacessivel/

� Blog do Projeto

� http://www.rotacessivel.blogspot.com/

Algumas Referências na área de Robótica Educativa

� Instituto de Robótica de Yucatán (TRIY)

<http://www.triy.org/ENG/Pedagogic.htm>, iniciativa: contribuir para a

formação de SqueakBot: a Pedagogical.

� RoboticPlatform,<http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=4144

945&tag=1>, uma plataforma de ensino de robótica, utilizável por pessoas

jovens, para controlar e simular vários dispositivos robóticos.

� Educational Robots, <http://www.robots-and-androids.com/educational-

robots.html>, um livro, disponível na Amazon com instruções passo-a-passo

sobre como construir um robô com um microcontrolador Arduino.

� <http://www.comunitexto.com.br/economia-da-robotica/ >uso robôs

agricultores, ou simplesmente agrobots. Robôs que respondem a sinais

infravermelhos, comandos a laser ou conexões wireless.

OBRIGADO PELA ATENÇÃO!

João Vilhete Viegas d'AbreuUniversidade Estadual de Campinas - UNICAMP

+55 (19) 3521 7136 ramal 25 jvilhete@unicamp.br