##Description générale de l’activité
Titre de l’activité
Automates vs Robots
Durée :
3 séances de 1 à 2h suivant les niveaux
Thématique :
Comprendre les enjeux entre les différents objets technologiques
Différence entre automate (pas d’interaction avec l’environnement) et robot (agit en fonction de l’environnement)
Notions concernées :
Programme indépendant, Détection, Capteur, Action/ réaction et interaction avec l’environnement
Objectifs pédagogiques :
- Connaître plus précisément l’histoire de la robotique
- Comprendre la différence entre automate et robot
- Comprendre le monde qui nous entoure
- Déterminer la différence entre action/réaction et interaction
- Réflexion sociétale (machine à café, télé-médecine)
- Prendre conscience de la diversité des champs d’activités dans lesquels le numérique occupe une place de plus en plus déterminante.
Utilisateurs ciblés :
Lycéens
Prérequis :
Savoir manipuler Snap! et le robot
Modalités pédagogiques :
Travail de groupe, 2 ou 3 élèves par groupe.
Matériels et logiciels :
1 ergo + Snap. Ne marche pas avec VREP.
1 ergo par groupe d’élèves.
Évaluations :
- Validité du dispositif réalisé
- QCM des notions techniques
- Enregistrement vidéo ou screencast explicitant le travail réalisé
- Présentation orale du projet terminé
###Résumé des séances:
- Séance 1: écrire une série d’instructions permettant à l’Ergo_Jr d’attraper (grâce à sa pince) un objet à une position donnée. Ici pas de prise en compte de l’environnement, l’automate exécute quoi qu’il arrive la séquence qu’il doit exécuter.
- Séance 2: les capteurs des moteurs: pour obtenir une bonne préhension une certaine force a dû être exercée sur l’objet pour que l’Ergo_Jr puisse déplacer l’objet. Grâce à ces capteurs (et au bloc Snap! get motor present_laod) nous pouvons observer que le moteur doit fournir plus de couples pour tenir l’objet, hors s’il n’y a pas d’objet, cette valeur ne se modifie pas. Ainsi nous pouvons nous servir de cette information pour déterminer si l’objet est présent et agir en conséquence tel un robot.
- Séance 3: Plusieurs images sont présentées à plusieurs groupes d’élèves, ils doivent grâce à leurs connaissances et leurs recherches, déterminer (sous forme d’un exposé oral d’une dizaine de minutes) la définition d’automate et de robot. Puis ils devront discuter et comparer leurs résultats.
NB: Même s’il existe de nombreuses définitions d’automate et de robot on se rend compte qu’il n’existe pas une frontière fixe entre ces entités. Savoir comment elles fonctionnent,s’organisent et interagissent avec le monde et donc un enjeu primordial.
Exemple de machine ambiguë: la machine à café, souvent utilisée comme l’exemple de base en informatique lors du chapitre sur les automates et les machines à états, les machines à café de nos jours sont bien plus “intelligentes” que leurs ancêtres, aujourd’hui bourrées de capteurs, elles peuvent détecter l’absence d’eau, de café,etc et agir en conséquence. Bien sûr il manque la notion d’autonomie, mais dans ce cas, nombreuses sont les machines que l’on nomme robots et qui ne sont pas autonomes… etc}
Remarques : /
Liens de référence : /
Séance 1
Titre de la séance :
Automate
Durée :
1h à 2h
Modalité(s) pédagogique(s) :
Groupes de 2 ou 3
Matériels et logiciels :
Ergo_Jr, Snap!
Contexte :
Qu’est ce qu’un automate ? Exécution d’une série d’instructions. Différence entre détection de l’environnement et action de l’environnement
Question/consigne :
les modalités peuvent varier: « Faire attraper un objet au robot. Lorsque l’on exécute le programme, l’ergo réalise sa série d’actions, peut importe la présence ou non de l’objet. ».
Travail en groupe :
réaliser un code pour faire attraper un objet au robot. Montrer que même sans l’objet, le code s’exécute.
Remarque: il faut que l’ErgoJr exerce une pression suffisante sur l’objet pour modifier la valeur de couple du moteur de la pince (bloc Snap!: get present_laod)
Bilan
Mise en commun des informations trouvées et présentation des programmes faits par les groupes.
Mise en évidence du fait que les code détermine l’action, qui est totalement indépendante de l’environnement.
Arriver à la définition d’un automate (sans forcement la nommer)
Séance 2
Titre de la séance :
Robot
Durée :
1h à 2h
Modalité(s) pédagogique(s) :
Groupes de 2 ou 3
Matériels et logiciels :
Ergo_Jr, Snap!
Contexte :
concepts d’environnement, de capteur, de détection, de feedbacks, de test (si… alors… )
Question/consigne :
« Faire en sorte que si il n’y a pas d’objet, le robot retourne en position initiale. ».
Travail en groupe :
- manipuler snap pour trouver les bonnes commandes
Remarque: Notion de Si … alors en réutilisant le code précédemment construit (ne l’exécuter que dans certaines conditions)
exemple de solution: si la valeur du capteur present_laod ne change pas, alors il n’y à pas d’objet entre la pince donc il faut revenir à la position initial.
Bilan :
Mise en commun des informations trouvées et présentation des programmes faits par les groupes.
Compréhension de l’environnement, de ce qu’est un capteur.
Définition d’un robot, d’abord la leur, puis la définition officielle (que possède obligatoirement un robot …)
Séance 3
Titre de la séance :
Débat
Durée :
2h6+
Modalité(s) pédagogique(s) :
Groupes de 2 ou 3
Matériels et logiciels :
Ergo_Jr, Snap! code séance 1, 2
Contexte :
Différence entre robot et automate
Compréhension de l’importance de l’environnement
Compréhension de la complexité des machines qui nous entourent
Réflexion:Mise en commun des acquis pédagogiques
Différenciation entre robots et automates: classer des images de robot, automate, "machine ambiguë"
A quel moment déterminer qu’il y a interaction ?
Exemple de certaines machines à café qui sont capables de détecter certaines parties de leur environnement et de modifier leur comportement en fonction: si le réservoir est vide ou que la tasse absente ; ne pas déclencher l’action et retourner un code d’erreur.
Arriver à les faire réfléchir au fait que la frontière entre automate et robot est plus complexe
Question/consigne :
« réfléchir à plusieurs et débattre pour savoir si les machines présentées ou énoncées sont plutôt de type robot, automate, ou à la frontière entre les deux
».
Travail en groupe :
- Recherche, analyse, synthèse, exposé.
Bilan :
Mise en commun des informations trouvées et présentation des programmes faits par les groupes.