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ROBÓTICA
EDUCATIVA/PEDAGÓGICA NA
      ERA DIGITAL
                   João Vilhete Viegas d’ABREU
                               Josué J. G. Ramos
                               Luiz 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.
O que é Robótica

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.
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
Dispositivo
Ambiente de Robótica Educativa    Eletro/ele-
                                    tronico


                                Dispositivo Robótico

     Dispositivo   Unidade de    Motores          Engrenagens
         de         Controle
    Programação    (Arduino)
    (em geral um                                 Componentes
    computador)                                   Mecânicos

                                 Sensores

                                                 luz, 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.
Atividades Práticas na Escola

 Carro construído pelos alunos




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

Vídeo    (reportagem)
Atividades Práticas na Escola




Alunos desenvolvendo atividades de   Alunas apresentando carro
montagem de robôs                    construído por elas
Atividades Práticas na Escola




Alunos desenvolvendo projeto de um Guindaste
    para ser apresentado em uma feira de
                  tecnologia
Depoimento            (da professora)



•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             (do aluno)


• 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.
Resultados


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>
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
                5       2 Rota Acessível
            4
                        3   Sensores sonoros
        3           6   4   Prédios

                        5   Praça do Básico

                        6 Legendas em Braille
                        7 Caixas sonoras
    2
1
                            7
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=4144945&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'Abreu
Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP
                   +55 (19) 3521 7136 ramal 25
                             jvilhete@unicamp.br

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Apresentacao joão tic educa 2012

  • 1. ROBÓTICA EDUCATIVA/PEDAGÓGICA NA ERA DIGITAL João Vilhete Viegas d’ABREU Josué J. G. Ramos Luiz G. B. Mirisola Núbia Bernardi Núcleo de Informática Aplicada à Educação-NIED Universidade Estadual de Campinas-UNICAMP jvilhete@unicamp.br
  • 2. 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.
  • 3. O que é Robótica 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.
  • 4. 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.
  • 5. 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.
  • 6. 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.
  • 7. O que se ganha em termos de aprendizagem? A utilização de conceitos científicos por intermédio dos processos de: •Exercitar •Manusear •Experimentar •Testar hipóteses
  • 8. Dispositivo Ambiente de Robótica Educativa Eletro/ele- tronico Dispositivo Robótico Dispositivo Unidade de Motores Engrenagens de Controle Programação (Arduino) (em geral um Componentes computador) Mecânicos Sensores luz, temperatura, umidade, som, etc
  • 9. 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).
  • 10. Robótica Educativa sob a ótica de desenvolvimento de atividades, na sala aula, utilizando computadores e material alternativo de baixo custo
  • 14. 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.
  • 15. 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.
  • 17. Scratch no Controle de Robô Monitor: visualização das entradas/sensores Liga o motor Ativa Sensor
  • 18. 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
  • 19. 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.
  • 20. Atividades Práticas na Escola Carro construído pelos alunos http://giselealunos.blogspot.com.br/ Vídeo (reportagem)
  • 21. Atividades Práticas na Escola Alunos desenvolvendo atividades de Alunas apresentando carro montagem de robôs construído por elas
  • 22. Atividades Práticas na Escola Alunos desenvolvendo projeto de um Guindaste para ser apresentado em uma feira de tecnologia
  • 23. Depoimento (da professora) •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.
  • 24. Depoimento (do aluno) • 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.
  • 25. Resultados 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.
  • 26. 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>
  • 27. Robótica Educativa em situações especiais de aprendizagem envolvendo pessoas com deficiência visual. Projeto Mapa Tátil Sonoro
  • 28. 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
  • 29. 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.
  • 30. dispositivos sonoros são fixados nos orifícios previamente planejados mapa final colocado sobre uma base de acrílico , onde o hardware poder ser visualizado.
  • 31. 1 Informações sobre o mapa 5 2 Rota Acessível 4 3 Sensores sonoros 3 6 4 Prédios 5 Praça do Básico 6 Legendas em Braille 7 Caixas sonoras 2 1 7
  • 32. 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.
  • 33. 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/
  • 34. 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=4144945&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.
  • 35. OBRIGADO PELA ATENÇÃO! João Vilhete Viegas d'Abreu Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP +55 (19) 3521 7136 ramal 25 jvilhete@unicamp.br