Mostra Nacional de Robótica (MNR) 1

LETRAMENTO COMPUTACIONAL EM SALA DE AULA Nomes dos Autores: Nicolas Ramos Lopes do 4º ano do Ensino Fundamental.

Alberto Barreto Grasson De Oliveira, André Taiji Kashimoto, Beatriz Parra Viscardi, Bruno Gomes Biazzi, Gabriel Milesi Camargo, Henrique De Hollanda Souza Pires, João Henrique Serra Specie,

Leonardo Santiago Tenca, Luana Tavares Fariello, Lucas Schoedl Cominatto, Lucca Oliveira Gavazzi, Lucca Zambelli Perfetto, Luis Augusto Bianchessi Passos, Luís Enrique Pennacchi Carvalho Palomo Cabrino, Luis Otávio Bianchessi Passos, Mateus Gomiero, Nicolas Nonaka Abid, Rodrigo Carballo

Takahashi, Theo Colom Kelner, Theodoro Da Fonseca Pereira Tavares De Godoy, Tiago Marsaro Lages Dias, Vinicius Witarsa Breternitz, Vitor Mendonça Souza Silva

do 5º ano do Ensino Fundamental. Ana Carolina Kussunoki Segal, Ana Luisa Kussunoki Segal, Ivan Marcos Sayeg Totoli, João Pedro Dos

Santos Henriques, Nicholas Castelli Fleischmann, Pedro Henrique Miyake Siqueira, Rocio Rossi do 6º ano do Ensino Fundamental.

Enzo Bettega Leivas Fresteiro, Nicolas Marcus Vlasits do 7º ano do Ensino Fundamental. Nomes dos Colaboradores: José Carlos de Souza Soares e Silas Adorno de Oliveira (Tutores1). Joice Lopes Leite, Marinilce Belmudes, Renata Longo, Tiago Soares (Professores Colaboradores1). João

Victor Ferreira da Silva, Márcia Yassuko Chinem e Regina Aparecida Oliveira Mainardi (Orientadores2).

1 COLÉGIO VISCONDE DE PORTO SEGURO Rua Floriano Peixoto Santos, 55 - Morumbi

CEP 05658-080 – São Paulo - SP

2 SOMAI Tecnologia e Educação Avenida Padre Anchieta, 610 - Jardim CEP 09090-710 – Santo André – SP

Resumo Hoje a tecnologia está presente nas mais diferentes áreas das nossas vidas, inclusive a escolar, nos sistemas de notas, nas atividades criadas pelos professores e nos projetos realizados pelos alunos. Mas, é notório o fato de que essas tecnologias foram por muito tempo apenas consumidas, sem que houvesse por parte dos professores e alunos um uso mais consciente, capaz de desenvolver o pensamento crítico, lógico e criativo de quem as utilizam. Porém, como poderíamos viabilizar esse uso mais consciente? Como trazer para a realidade escolar o uso de linguagens computacionais de uma maneira lúdica e que unisse conhecimentos de robótica e programação? Essas reflexões levaram a ação e, a viabilizar um aprendizado mais significativo, criterioso e que pudesse tornar, professores e alunos, conhecedores e autores de projetos tecnológicos baseados em linguagem de programação a partir do trabalho com robô humanoide NAO e com o apoio do Grupo Somai Tecnologia. Utilizando de uma metodologia de aprendizagem baseada na resolução de problemas, que traz para os adolescentes

uma perspectiva mais real sobre o contexto computacional, ampliando o seu olhar sobre ação e reação, na medida em que suas decisões afetam o comportamento do robô obedecendo aos comandos estabelecidos. Os resultados são notórios na contribuição de uma nova forma de aprender que acompanhará os envolvidos em toda a sua vida, tanto pessoal, acadêmica e profissional. Esse projeto trouxe eficiência, na progressão da área de robótica e programação que fazem parte do letramento digital.

Palavras Chaves: Robótica, Educação, Programação, Humanoide.

Abstract: Nowadays technology is present in several areas of our lives, including school, score systems, activities created by teachers and projects developed by students. But, it is notorious the fact that these technologies have just been consumed, without a conscious use by teachers and students, able to develop critical, logical and creative from those who use them.

However, how can we encourage it? How can we bring to school the reality of computer languages in a fun way and a way we can link knowledge about robotics and programming?

These reflections leads to action and also enable more meaningful learning, insightful and to became teachers and students, knowledgeable and authors of technological projects

Mostra Nacional de Robótica (MNR)

based in programming language working with the humanoid robot NAO, supported by Somai Tecnologia Group.

Using the methodology PBL - problem-based learning, which brings teens a more realistic perspective about computational context, expanding their view on action and reaction, in that their decisions affect the robot's behavior obeying the established commands. The results are noticeable in the contribution of a new way of learning that will follow everyone involved throughout their lives, personal, academic and professional. This project has brought efficiency progression in robotics and programming that are part of computer literacy.

Keywords: Robotics, Education, Programming, Humanoid.

1 LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO Uma linguagem de programação é um método padronizado para comunicar instruções para um computador. O conjunto de palavras (instruções) constitui um código fonte de um software. Posteriormente esse código é traduzido para a linguagem de máquina e executado pelo processador.

Há diversas classificações sobre as linguagens de programação e dentre elas destaca-se as de baixo nível, cujos símbolos são uma representação direta do código de máquina que será gerado, e as de alto nível, composta de símbolos mais complexos inteligíveis pelo ser humano e não executável diretamente pela máquina.

É possível criar códigos-fonte a partir de comandos escritos (palavras) ou através de símbolos, que são as linguagens gráficas. Dentre as linguagens gráficas podemos citar como exemplo o NXT Mindstorms, LabVIEW, Scratch e Ladder.

2 ROBÔ HUMANOIDE NAO Distribuído no Brasil pela empresa Somai Tecnologia e Educação, o robô humanoide criado pela empresa francesa Aldebaran Robotics que faz parte do grupo japonês Soft Bank, está entre os mais modernos no mercado de saúde, educação e pesquisa.

2.1 Hardware O robô possui 2 processadores, a primeira CPU Intel ATOM 1,6 GHz localizada na cabeça e a segunda CPU localizada no tronco.

Também possui 25 graus de liberdade. Suas juntas com motores elétricos com sensores magnéticos de posição. No que se refere a sensores, possui 8 de pressão, 9 táteis, 2 câmeras, 4 microfones, 2 emissores e receptores de IR (Infravermelho), acelerômetro, giroscópio e ultrassom.

Seu hardware ainda é complementado por dispositivos de comunicação, incluindo sintetizador de voz, luzes de LED e dois alto-falantes de alta fidelidade. O robô possui uma autonomia de 1h50m (dependendo da utilização) devido a sua bateria com 27,6-watt-hora. Sua massa é de 5,2 Kg.

2.2 Software Seu software é aberto e compatível com várias linguagens de programação, podendo ser programado de forma simples e eficaz com o Choregraphe® e linguagens mundialmente conhecidas, algumas delas são: Python, Java, C++ e Matlab.

O Choregraphe® é um software criado pelo fabricante no qual é possível programar o robô através de caixas, que correspondem a algoritmos prontos a serem executados. É possível dar comandos para ligar motores, levantar e andar por meio da conexão de tais caixas, sem escrever linhas de códigos.

3 PROBLEMA E JUSTIFICATIVA As pesquisas indicam que os estudantes estão cada vez menos interessados em áreas de exatas. Como consequência desse desinteresse faltam profissionais especializados.

São muitas as ações das instituições educacionais e Ong’s para instigar o prazer pela ciência e tecnologia.

As tecnologias atraem os alunos a aprenderem; coloca a escola mais próxima ao universo dos estudantes; aumenta o interesse dos alunos por conteúdos das diversas áreas dos saberes por meio de aulas instigantes e desafiadoras e auxilia no desenvolvimento de habilidades e competências.

Aprender programação e algoritmos faz parte do currículo de cursos específicos da área de exatas, entretanto o robô humanoide NAO torna acessível o aprendizado de conceitos importantes e complexos.

Existe uma tendência mundial da introdução da programação de linguagens de computação em sala de aula desde as idades mais tenras como forma de desenvolvimento cognitivo, aperfeiçoando o raciocínio para a solução de problemas e estimulando a criatividade.

Codificar é mais do que listar comandos, os que aprendem essa prática veem o mundo de forma diferente, podem criar e projetar novas maneiras de ler, se expressar e participar na sociedade atual com total fluência.

4 DESENVOLVIMENTO Definidas as turmas de estudantes foram abordados os procedimentos básicos para o manuseio do robô humanoide NAO.

Mostra Nacional de Robótica (MNR) 3

Nos encontros, os alunos estudaram os ícones diversos (falar, caminhar, movimentar juntas do robô explorando os três eixos ortogonais, conjunto de ângulos: Yaw, Pitch e Roll, todos os sensores, reconhecimento de som e de imagem).

Os conteúdos foram planejados visando o universo do aluno, ou seja de forma mais atrativa, como por exemplo, programar comportamentos de interação, perguntas e respostas, “corrida”, desafios de chute a gol, contos e histórias e ainda permitindo aos alunos modificarem e aprimorarem os desafios propostos.

Para programar o robô e executar estes comportamentos, o aluno utilizou conceitos como máquina de estado finito, centro de massa (equilíbrio), fluxograma e visão computacional.

Um exemplo de aplicação foi explorar o bloco para andar e seus parâmetros, ou seja, os eixos X, Y e o ângulo Theta em relação ao robô. Aplicou-se os conhecimentos de eixos, inclusive o ângulo de rotação em torno do eixo “z”, utilizando metros e radianos para caminhar em cima de formas geométricas desenhadas no chão (triângulo, quadrado, losango e círculo). Utilizando a linguagem de programação do robô foi possível explorar o conceito do switch case para o robô identificar o comando e tomar decisões. Durante as aulas o trabalho em equipe foi uma estratégia eficaz. Fiorelli (2000) afirma que a vantagem de se trabalhar em equipe traz a tona a franqueza, a confiança e o respeito reduzindo interpretações subjetivas e possibilitando o debate de pontos de vistas diferentes, complementares ou opostos.

5 RESULTADOS O trabalho em equipe proporcionou a melhoria nas relações interpessoais tornando a aprendizagem mais significativa pelo compartilhamento de ideias para realizar os desafios. Foi notado que os estudantes tiveram mais facilidade para realizar atividades que necessitavam de conhecimentos de ciências exatas. O raciocínio lógico foi trabalhado nas diversas atividades desenvolvidas, desde os projetos às programações e simulações realizadas.

6 CONCLUSÕES O foco foi ir além de ensinar programação pela programação. Trabalhar com o robô humanoide permitiu a participação ativa dos estudantes em sua aprendizagem e os desafiou a aprimorar as relações interpessoais, resolver situações problemas e a formar opiniões. Provocou e instigou a construção de procedimentos de planejamento e análise.

Após realizar as programações os estudantes comprovavam os resultados imediatamente pela resposta do robô, o que auxiliava na compreensão de conceitos complexos.

De forma lúdica, interativa e dinâmica as equipes demonstraram interesse e motivação durante todas as aulas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Falkembach, Gilse. “Uma Experiência de Resolução de

Problemas através da Estratégia Ascendente: Ambiente de Aprendizagem Adaptado para Algoritmos”. Tese de Doutorado, PGIE- UFRGS, Porto Alegre, 2003.

FIORELLI, J.O. Psicologia para Administradores. São Paulo:

Atlas, 2000.

Matarić, Maja J. Introdução à Robótica (2014). São Paulo: UNESP/Blucher, 1º Edição; pp. 61- 63.

NAO - Technical overview. Disponível em: <http://doc.aldebaran.com/21/family/robots/index_robots.html

#all-robots> Acesso em: 23 de maio de 2016 O que é Iconografia? Juliana, Site de Curiosidade. Disponível

em <http://www.sitedecuriosidades.com/curiosidade/o-que-e-iconografia.html>. Acessado em 22 de junho de 2016

Interesse por cursos na área de Ciências diminui entre jovens -

Matheus Vianna. Disponível em <http://www.cienciaecultura.ufba.br/agenciadenoticias/noticias/interesse-por-cursos-na-area-de-ciencias-diminui-entre-jovens-2/>. Acessado em 22 de junho de 2016.