UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS – UNICAMP FACULDADE DE TECNOLOGIA – FT

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA Título do Projeto: Construção de plataformas de baixo custo para uso de robótica no aprendizado.

Aluno: Renato Ferreira Soares (RA: 092846) Orientador: Prof. Dr. Marcos Augusto Francisco Borges (FT).

Resumo Projetos anteriores do Laboratório de Informática, Aprendizagem e Gestão

(LIAG)trabalharam com placas como aGoGo Boarde a Arduino. Esses trabalhoscompararam o uso dessas placas em relação a outros conjuntos educativos para robótica, disponibilizados no mercado. Uma dificuldade observada com o uso de placas nos projetos anteriores foia necessidade dos alunos trabalharem com ferramentas e componentes eletro-eletrônicos para montar os dispositivos robóticos (como carros, braços mecânicos, etc.) e também para integrar esses dispositivos às placas. A grande maioria dos alunos, nunca tinha tido nenhum contato com esse tipo de componente e tinha muita dificuldade em manipular ferramentas, como ferro de solda, por exemplo. Essa dificuldade acabava diminuindo a motivação dos alunos.

Este projeto de iniciação científica, busca construir plataformas de robótica funcionais, com dispositivos integrados às placas. Busca-se, com este projeto, avaliar se a disponibilidade de plataformaspode ser um primeiro passo para introduzir os alunos à robótica, minimizando a desmotivação, associada à manipulação inicial de ferramentas e componentes desconhecidos. Um exemplo de plataforma seria um carro em miniatura com sensores, servos e motores, para o aprendizado em robótica,A hipótese é que, uma vez que os alunos usassem estas plataformas, perceberiam mais facilmente como estas placas realmente atuam, despertando o interesse de alunos tanto de ensino superior como de ensino médio para o aprendizado em robótica.

Os resultados obtidos por este projeto sãoa construção de plataformas e a avaliação das vantagens potenciais que o uso delas pode trazer para alunos.

Na seção 1 faremos uma revisão deste projeto. Na seção 2 será apresentada uma visão da teoria que o embasa. Na seção 3 são apresentas as pesquisas e dinâmicas conduzidas antes da criação das plataformas. A seção 4 apresenta asplataformas criadas.Na seção 5serão apresentadas as dinâmicas realizadas com as plataformas criadas. Na seção 6serãomostradas as atividades futuras. Na seção 7serão discutidas informações sobre o bolsista e na seção 8 é apresentada a conclusão.

1 Revisão inicial do projeto Existem grupos que trabalham com robótica na educação como forma de enriquecer o meio

de aprendizado.Um exemplo importante é um grupo formado na Universidade de São Paulo (USP) que trabalha com este tipo de projeto (SEER, 2008). Um dos projetos desse grupo é levar robôs feitos com sucata até escolas de ensino fundamental e médio. A utilização da robótica é vista como uma forma de trazer alunos de diversos níveis de ensino para o estudo em tecnologia, e também criar um ambiente onde seja mais fácil de aprender. O grupo da USP indica que se pode utilizar a robótica para auxiliar outras disciplinas, como geografia, matemática, física, etc. (Chella, 2002).

Este projeto teve como objetivo construir plataformas de baixo custo que incentivem alunos de ensino médio e superior a se interessarem por robótica e pela atividade de construção de programas associada.

Em trabalhos anteriores do LIAGforamavaliados o uso do framework aberto e de baixo custo GoGo Board(Nascimento & Borges, 2009) e da placa programável Arduino(Bortholotto &Borges,

2009)que também é aberta e com custo similar. Ao longo desses trabalhos, percebeu-se grande dificuldade, da maioria dos alunos, em manipular as soldas, componentes eletrônicos, etc. Este projeto buscou construir plataformas de mais alto nível, de forma a fazer com que os alunos, não trabalhem especificamente com as placas. Através das plataformas, os alunos irão interagir com a robótica, sem que tenham que trabalhar diretamente com componentes eletro-eletrônicos. Os resultados deste projetoforam a criação de plataformas para testes destas placas como ferramenta de apoio ao aprendizado e a avaliação das vantagens potenciais que o uso de robótica pode trazer.

Metas semestrais - As metas previstas para serem atingidas no primeiro semestre foram:

a) Estudo de outras plataformas. b) Definição dos projetos de plataformas.

c) Construção das plataformas. - As metas previstas para serem atingidas no segundo semestre foram:

d) Definição da condução das dinâmicas; e) Condução das dinâmicas;

f) Consolidação das sugestões de uso da plataforma. A seguir o cronograma após a conclusão do projeto. Em vermelho estão as metas realizadas no prazo inicialmente previsto. Em amarelo estão as atividades desenvolvidas em prazo diferente do previsto no cronograma.

Atividade 2010 2011 Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul

a X X b X X X X c X X X X X X X d X X X X X X e X X X X X X f X X

Tabela 1 – Cronograma final

Foi necessário modificar o cronograma inicial, pois surgiu a oportunidade de trabalhar os itens iniciais, juntos com dinâmicas realizadas na disciplina de Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores, lecionada no segundo semestre de 2010 pelo orientador deste trabalho, que teve como tema principal robótica. Buscando explorar esta oportunidade, estas dinâmicas estudaram dificuldades e desafios enfrentados em atividades envolvendo robótica. Também foi necessário atrasar as dinâmicas com as plataformas em alguns meses devido à construção das plataformas ter sido mais complexa do que o previsto. Durante o primeiro semestre, foram estudadas diversas plataformas. Este estudo foi realizado em conjunto com o andamento da disciplina, o que ajudou a definir algumas plataformas que foram construídas. Foram realizados testes com circuitos eletrônicos, que foram utilizados para controlar motores e sensores. Estes circuitos eletrônicos foram criados e utilizados nas plataformas. Também foi realizado um estudo a respeito da metodologia de ensino que embasa este projeto. Foi identificada uma parte do construtivismo,bastante alinhada aos objetivos do projeto, chamada Aprendizagem Baseada em Problemas (Problem Based Learning, PBL, ABP)(Santana, Forte, Souza, & Prado, 2008) e que será discutida em maior profundidade na próxima seção.

O segundo semestre foi totalmente dedicado à construção das plataformas e dinâmicas com as mesmas. Foram construídas três novas plataformas: um carro seguidor de faixa, um carro coletor e um braço mecânico estes serão explicados nas próximas seções.

2 Metodologia de Ensino A metodologia que embasa o projeto é a Aprendizagem Baseada em Problemas (Problem

Based Learning, PBL) que é uma derivação do construtivismo. É uma metodologia que inicialmente foi utilizada em cursos de medicina no início da década de 1970 na Faculdade de Medicina da Universidade McMaster, no Canadá (Rhem, 1998).

Esta metodologia propõe que o responsável pela criação do aprendizado são os próprios alunos. Na PBL, o professor age como um facilitador e também selecionao problema aser resolvido. Este problema precisa proporcionar a necessidade de manipular diversos conceitos e trabalhar diretamente a motivação dos alunos.

No PBL, o professor expõe o problema e o aluno torna-se responsável pelo seu próprio aprendizado, em um processo de aprendizado enquanto busca a solução do problema proposto. O aluno deve analisar as diversas vias de acesso até a solução. Os alunos são incitados a encontrar soluções por si e responsáveis pelas fontes de informação para o seu aprendizado. Qualquer fonte pode ser utilizada. Nesta metodologia, o professor não precisa dominar o assunto, pois age apenas como facilitador, criando questionamentos aos alunos, de uma forma onde eles mesmos criam o seu conhecimento. O processo gera um aprendizado tanto para o aluno como para o professor(Savery & Duffy, 1998).

Para trabalhar com o PBL, em principio é necessário trabalhar com grupos de alunos. Uma característica do PBL é aperfeiçoar as habilidades de trabalhar em grupo. Os alunos também precisam possuir um conhecimento básico do assunto abordado(Savery & Duffy, 1998). Esse conhecimento pode ser adquirido da forma convencional de aprendizado, o instrucionismo. O instrucionismo é fundamentado na transmissão de conhecimento, independente da forma que esta transmissão é realizada. O exemplo mais comum de instrucionismo é o professor transmitindo oralmente e por intermédio de livros o conhecimento para o aluno. O PBL integra assim duas metodologias de ensino, gerando uma ferramenta com forte potencial para o ensino em informática(Santanchè & Teixeira, 1999).

Um problema utilizado que pode ser proposto pelo PBL para informática é o robocode(Robocode, 2005). O robocode é um software livre criado pela IBM, para ensinar aos seus funcionários a linguagem de programação Java. No robocode robôs lutam em um campo de batalha. É um problema interessante para ser utilizado pelo PBL, pois traz o aprendizado em Java de uma forma lúdica, a partir de um jogo de computador (O'Kelly & Gibson, 2006).

3 Estudos de outras plataformas e Definição dos projetos de plataformas As plataformas analisadas explorarammateriais de diversos tipos. Algumas das plataformas

estudadas forammontadas com uma linha de brinquedos tecnológicos, chamado Lego Mindstorms(LEGO, 1998). Esta decisão foi tomada devido à facilidade que se tem para montar plataformas utilizando esta linha. É uma forma de se ver o potencial de aprendizado e motivação,que determinada plataforma possui, para depois ser montada uma segunda versão usando sucata.

Para iniciar o estudo foram criadas no laboratório, pelo bolsista, três plataformas utilizando Lego Mindstorms, e mais uma utilizando outros tipos de materiais, com o objetivo de testar o funcionamento e observar seu potencial,quanto ao nível de aprendizado que elas poderiam prover aos alunos. Além das plataformas criadas no laboratório, foram desenvolvidas plataformas no decorrer da disciplina de robótica, anteriormente discutida. Durante a disciplina, foram propostos três desafios para os alunos.

Durante o estudos de plataformas foram montadas plataformas pelo bolsista, e outras por grupos de alunos nas dinâmicas realizadas durante a disciplina. O Estudo realizado em plataformas criadas pelo bolsista será apresentado na subseção 3.1. Na subseção 3.2 será apresentado o estudo realizado durante a disciplina. A subseção 3.3 conclui a disciplina.

3.1 Estudos de plataformas no Laboratório criadas pelo bolsista Foram criadas três plataformas pelo bolsista no LIAG. Das três, duas foram carros coletores e

uma foi um braço mecânico. A idéia de carros coletores surgiu porque em pesquisas anteriores do LIAGforam construídas plataformas similares. Mas não era o foco dos projetos anteriores trabalharem diretamente com a plataforma, o que acabou gerando plataformas pouco robustas. Definimos carro coletor como um carro com uma garra, rampa, pá ou qualquer outro tipo de ferramenta que possa capturar algum tipo de objeto. A possibilidade para aprender com a construção e o uso desse tipo de plataforma égrande. Como exemplo,um programa para procurar um objeto, ou andar com o carro capturando objetos em um determinado local, fazendo que ele otimize os caminhos buscando um menor tempo. A construção dessas plataformas também foi acompanhada por um bolsista Pic-JR.Como ele erade ensino médio e não tinhanenhuma experiência com programação, foi uma forma de avaliar a adequabilidade das plataformas para jovens deste nível de formação.

O primeiro carro coletor montado (Figura 1) era relativamente grande e possuía uma garra para coletar os objetos encontrados.Devido ao seu tamanho,possuía algumas limitações em sua locomoção e acabou sendo pouco robusto: qualquer choque contra qualquer objeto destruía a plataforma. A garra também não funcionava adequadamente, pois quando tentava pegar um objeto, acabava se desprendendo do chassi do carro. Apesar dos grandes defeitos, este carro demonstrou potencial para o auxilio no aprendizado, pois o próprio Pic-Jr conseguiu construir conhecimento com o pouco tempo em que programou essa plataforma. Também pode ser percebido um aumento na motivaçãodo Pic-Jr,com a condução do desafio.

Figura 1: Primeiro Carro Coletor Criado Figura 2: Segundo Carro Coletor

A partir da percepção que esta plataforma nos trouxe, foi criada outra plataforma similar (Figura 2), porém com a tentativa de corrigir os erros da anterior. Construiu-se um carro coletor mais robusto, que não desmontava quando batia em um determinado obstáculo. A garra do novo carro também ficou melhor e mais segura, sem problemas de desprender do chassi do carro.Todo programa criado para o primeiro carro coletor foi testado no segundo e possuiu um desempenho maior, em relação a sua locomoção e tempo de resposta dos sensores. Por seu tamanho sermais reduzido, desenvolver uma forma eficaz de locomoção foi mais simples.

A outra plataforma desenvolvida no laboratório foi um braço mecânico, porém ele não foi concluído devido à falta de peças do kit Lego existente no laboratório.Foi criado, então, um braço mecânico utilizando outros materiais. Embora ele não tenha sido baseado em sucata, escopo deste projeto, ele foi criado para avaliar o potencial deste tipo de plataforma, para uma futura construção.

Este braço mecânico (Figura 3) utiliza como controlador lógico a placa chamada Arduino(Cuartielles, 2005), e os materiaisusados para sua construção foram: madeira do tipo “compensado aeronáutico”, servos, rolimãs e eixos de bicicletas. Esta plataforma se constitui deum braço mecânico com uma garra para pegar objetos (com peso não muito elevado), e uma esteira conectada na estrutura do braço. A idéia foi basicamente simular uma pequena célula de uma linha de produção, com a intenção de criar algo que seja próximo à realidade.

Figura 3: Braço Mecânico

3.2 Estudos de plataformas durante a disciplina A disciplina de Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores foi baseada na

metodologia de ensino PBL. O professor da disciplina definiu três desafios e criou três grupos de alunos. O primeiro desafio realizado resultou na criação de três plataformas utilizando a plataforma LegoMindstorms. O segundo desafio resultou na criação de outras três plataformas, porém utilizando sucata. O último desafio resultou em mais três plataformas, também utilizando sucata. A importância destes desafios foi validar a idéia inicial do projeto, de que a criação de uma plataforma de robótica baseada em componentes eletrônicos básicos, em um primeiro momento pode vir a ser desestimulante para o aprendiz, mas que após uma introdução à robótica mais simples (na disciplina usando Lego), os alunos se motivam a desenvolver maiores desafios. O bolsista durante a disciplina auxiliou os alunos em partes técnicas e também atuou como observador e facilitador, auxiliando o professor nos questionamentos criados aos alunos e desafios propostos. Questionamentos fazem parte da metodologia PBL para tentar conduzir os alunos para a solução correta, porém sem apresentar-lhes diretamente a resposta. Cada um dos desafios é apresentado em maiores detalhes nas subseções que se seguem.

3.2.1 Desafio um Durante o primeiro desafio, foi propostoaos grupos que criassem uma batalha semelhante ao

software robocode (Robocode, 2005). Cada grupo teria que desenvolver um carro que conseguisse se movimentar para qualquer direção, mantendo-se dentro de um espaço determinado por uma faixa preta no chão. Quando detectasse algum outro robô em sua frente,o carro deveria acender um LED,simulando um tiro disparado no oponente.

Para determinar a vitoria de um robô alguns eventos foram selecionados. Cada evento possuiu uma quantidade determinada de pontos. Ao final da batalha seriam somados todos os pontos, a partir da quantidade de vezes que cada evento aconteceu. O robô que fizesse mais pontos seria o vencedor da batalha. A tabela 2 demonstra a pontuação respectiva de cada evento.

Evento Pontos Tiro disparado detectando robô 3 Tiro disparado sem detectar robô -1 Robô saiu da área determinada pela faixa preta -1

Tabela 2 – Tabela de pontuação

Foram disputadas três batalhas, com uma semana entre uma batalha e outra, para que os grupos pudessem aperfeiçoar os robôs. O time que conseguisse mais pontosna soma das batalhas ganharia a disputa.

Um problema que foi imposto aos grupos de alunos é que o controlador lógico programável (CLP) possui apenas três saídas,asquais, no caso deste desafio, precisariam estar ligadas adois motores e a um LED. Com isto,os carros deveriam andar para todos os lados com apenas dois motores. Deste primeiro desafio surgiram robôs funcionais e com formas bem diversas.

O primeiro foi um robô com uma forma não convencional (Figura 4a), com o controle de direção na frente e um motor atrás, similar a uma moto.Como o grupo deste robô investiu muito tempo na construção da parte mecânica, a lógica utilizada na programação erapouco estruturada, gerando um conjunto não competitivo.

O segundo foi um robô (Figura 4b) mais parecido com um carro, com dois motores traseiros e uma roda de apoio,que girava para todos os lados na parte da frente. Esta roda de apoio ofereceu dificuldades, porque ela não conseguia realmente girar de forma livre. Este problema acabou dificultando a locomoção da plataforma.Este grupo também investiu a maior parte do tempo com a mecânica, que ficou relativamente mais funcional que a do primeiro robô. Como foco na parte mecânica, o resultado também não foi competitivo, porque o software não funcionava de forma adequada.

O terceiro foi o menor robô (figura 4c) criado, o que facilitou na sua locomoção. Era parecido com o segundo, porém a roda frontal foi inspirada em um livro explicativo da Lego, o que deixou a locomoção do carro funcional, pois a roda girava para qualquer posição. Isto pode indicara necessidade de um maior apoio para iniciantes na área de robótica gerar plataformas funcionais. O diferencial deste grupo, desde o começo do desafio,foi manter um integrante focado na programação do robô. O grupo investiu muito mais tempo que os outros dois na construção de uma lógica que fosse mais adequada. Com isto, esse foi o grupo vencedor, com uma quantidade de pontos relativamente maior que a dos outros grupos.

Figura 4:a:Primeiro Robô do desafio um; b: Segundo Robô do desafio um;c: Terceiro Robô do desafio um

3.2.2 Desafio dois O segundo desafio foi divido em três, sendo um para cada grupo.

Para o primeiro grupo foi pedido que fizesse um carro para substituir a parte mecânica de um projeto chamado “mundo do robô” (Bortholotto & Borges, 2009). Este projeto é constituído de um jogo, formado por um robô virtual em um micro-mundo quadriculado. O robô anda somente entre as linhas deste mundo, sendo que possui algumas linhas que são “paredes”, ou seja, o robô não pode atravessá-las. A idéia principal é programar este robô dando as direções que ele deve virar e andar até um determinado objeto e pegá-lo.O projeto baseado neste “mundodo robô” era um carro que simula o robô, até ele pegar o objeto no jogo, andando exatamente por todas as linhas. O desenvolvedor deste projeto já havia concluído a comunicação do software do jogo com um carro,

a b c

porém a parte mecânica deste carro ficou pouco adequada para andar exatamente pelas linhas do quadriculado.O desafio deste grupo era melhorar este carro.

Para o segundo grupo foi designado o projeto “jogo da fábrica” (Bortholotto & Borges, 2009).Este também é um jogo, que simula uma linha de produção e pode ser jogado comaté com oito jogadores.Cada jogador controla uma máquina desta linha de produção. Cada um controla a quantidade de peças que são produzidas e transportadas para a próxima máquina. A idéia principal deste jogo é adequar os parâmetros de produção, otimizando a linha. O projeto anterior já havia criado uma máquina desta fábrica e sua comunicação com o jogo. O desafio do grupo era criar outra máquina e realizar sua comunicação, para que as duas células funcionassem simultaneamente.

Para o terceiro grupo o desafio foi a criação de um carro coletor de bolas de papel,utilizando sucata.O grupo poderia utilizar qualquer método para capturá-las, criando um software simples, porém que capturasse o máximo de bolas de papel em uma sala. O primeiro grupo teve um desempenho satisfatório na construção da plataforma. Isto pode ser devido ao fato que já existia um esquemático,pois já havia um carro pronto com esta função. O que eles tiveram que fazer foimelhorar o projeto existente, mas com um adicional que não foi concluídoque era criar uma comunicação a mais, que faria o controle dos sensores no carro. A comunicação controlaria o carro sobre uma faixa. A parte mecânica do carro (figura 5a)ficou melhor, o que facilitou sua locomoção sobre as faixas, deixando próximo de andar perfeitamente sobre elas.

O segundo grupo era também baseado em um robô previamente construído em outro projeto. A diferença é que eles tinham que expandir.A parte da comunicação do robô com o software ficou completa e funcional. Eles não conseguiram terminar a parte mecânica, por não terem feito os testes necessários para o funcionamento do esquemático que haviam criado.Quando criaram o que haviam projetado, perceberam que não funcionou da maneira que era esperado. Assim, o grupo precisou criar outra proposta de hardwarerapidamente, mas, devido ao pouco tempo, não obteve o resultado esperado: as peças ficaram fora de tamanho e também pouco robustas.

O terceiro grupo teve como desafio desenvolver um carro coletor (figura 5b). O grupo gerou diversas idéiasinteressantes. Criaramum esquemático e também decidiram quais peças utilizar.A idéia do esquema mecânico ficou adequada.Mas haviafalhas em diversos aspectos, tais como os motores utilizados: eles não testaram os motores anteriormente e o motor previamente selecionado não tinha força suficiente para o peso do carro, tendo sido substituído por outro. Osoftware criado foi extremamente simples, pois utilizaram tempo demais na criação da plataforma. Os problemas que o grupo encontrou durante a criação da plataformaacabaram resultando em um robô que não funcionou conforme o esperado.

Figura 5: a: Primeiro Robô desafio dois;b: Terceiro Robô do Desafio dois.

A criação das plataformas durante a disciplina foi uma excelente experiência, porque ilustrou as dificuldades em manipulação de componentes eletrônicos. Também demonstrou o quanto os alunos se sentiram motivados na criação de programas para estas plataformas. Esses resultados apóiam a tese inicial do projeto de que o uso de robótica pode ser motivador, mas pode ser muito complexo para quem está começando na área trabalhar diretamente com componentes eletrônicos. Os resultados também mostraram que uma abordagem que inicie o contato com uma plataforma mais

a b

simples, como o LegoMindstorms, é uma estratégia importante, antes de se apresentar uma plataforma, onde os alunos precisem manipular mais diretamente a eletrônica. Como o Lego é uma ferramenta cara, as plataformas que criadas por este projeto, podem passar a ser usadas em um primeiro contato de alunos com robótica.

A decisão da maioria dos grupos de começar pela parte mecânica foi pelo motivo de possuírem uma maior dificuldade, o que acabou deixando a parte de software com uma atenção menor do que deveria ter tido. É um resultado interessante deste trabalho de observação, identificar que o uso da robótica foi importante para os alunos aprenderem, de forma construtivista, que integrar plataformas diferentes (neste caso, software e hardware) exige uma estratégia diferente, que não pode se limitar ao “dividir e conquistar” típico do desenvolvimento de softwareclássico.

3.2.3 Desafio três O terceiro desafio resultou em três projetos que foram criados pelos alunos ao longo da

disciplina. Dois projetos tiveram como foco desenvolver uma garra mecânica. O terceiro construiu uma plataforma de simulação de semáforo de trânsito.

O primeiro grupo criou um mecanismo hidráulico funcional, baseado em sucata(Figura 6a). A idéia deste mecanismo é simples, basicamente são duas seringas presas pelas pontas (onde ficariam as agulhas) por uma mangueira flexível. Foi utilizada uma mangueira hospitalar para cateter na junção. A mangueira e uma das seringas foram cheias com água,enquanto a outra seringa ficouvazia e com o êmbolo pressionado.Quando o êmbolo da seringa com água era pressionado, o êmbolo da seringa vazia irá subir com a pressão que a água fará, criando a movimentação na garra. A garra criada possui diversos problemas na mecânica e na proporcionalidade dos objetos utilizados.Foram utilizados objetos como canos e pedaços de madeira grandes, amarradoscom fios, algo que pode ser pouco robusto. Mas a forma com que foi utilizado o motor para empurrar o êmbolo de uma seringafoi criativa e eficaz, podendo ser usada para facilitar a criação de outras plataformas baseadas em hidráulica.

O segundo grupo criou um mecanismo pneumático para garra, também baseado em sucata (Figura 6b). O mecanismo utilizado também é simples, basicamente possui duas partes da garra, cada uma presa em uma das pontas de uma seringa. Na ponta, onde se prenderia uma agulha, a garra ficará fixa, e no êmbolo ficará móvel. A ponta da seringa onde ficaria a agulha será tampada com o êmbolo pressionado sem nenhum ar no interior da seringa.Desta forma, quando o êmbolo for puxado,geraráuma pressão no interior da seringa, e o êmbolo tenderá a voltar para a posição original.Baseando-se neste princípio, quando puxado o êmbolo, a garra abre. Este movimento é realizado por um fio de aço fixado no eixo de um motor. Quando o motor gira para um lado este fio enrola no eixo puxando assim o êmbolo, quando gira para o outro, libera o fio, fazendo com que o êmbolo volte a sua posição inicial; A proporção usada na parte mecânica da garra foi adequada, e também uma idéia de mecânica funcional.Um problema é a necessidade de um fio de aço para puxar o êmbolo, pois pode deixar o mecanismo como um todo desproporcional. Outro problema é que o motor pode não possuir força suficiente para enrolar este fio, caso este mecanismo for expandido para um braço mecânico.

Noterceiro grupo, seu desafio era criar um semáforo. A meta era fazer com que, se algum “carro” passasse por quando o sinal vermelho estiver aceso, acenderia uma luz, simulando uma fiscalização por foto. A maior preocupação foi a parte da criação do software,o que foi concluída satisfatoriamente. Aparte mecânica era bastante simples e funcional (Figura6c). O material utilizado foi de baixo custo.A base desta plataforma foi uma placa de isopor com um furo no centro. No furo foi inserido um sensor de toque, para que, quando algo passasse por cima dele, acionasse um sinal para o CLP. A velocidade em que os LED’sutilizados no semáforo se acendem foi determinada na programação do CLP.Todo o sinal e o radar foram feitos em dobraduras de papel.Quando o semáforo

está aceso o vermelho e o sensor de toque é acionado, o “equipamento de fiscalização”acende uma luz.

Figura 6: a: Projeto 1; b: Projeto 2; c: Projeto 3

Ao longo de toda a disciplina, obolsista apoiou os grupos envolvidos na construção das plataformas.O bolsista também avaliou as plataformas construídas, que trouxeram novas idéias de plataformas, baseadas no uso de sucata com dispositivos pneumáticos e hidráulicos.

3.3 Conclusão da Disciplina A disciplina ilustrou o fato de que um conceito que a robótica trabalha bastante é que não se

podem trabalhar o hardware e o softwareseparadamente. Ao não analisar hardware e softwaresimultaneamente, muitos erros que apareceram somente em fases mais avançados dos projetos dos alunos, poderiam ser resolvidos logo no inicio. Na informática, isto também pode se aplicar, pois projetos desenvolvidos através de diversos módulos independentes, quando são integrados, não necessariamente irão funcionar como se esperava.

Com esta disciplina foi possível observar possibilidades de plataformas a serem montadas, tais como um braço mecânico. Também foram demonstradas formas de criação de plataformas, utilizando sucata em mecanismos pneumáticos e hidráulicos.Percebeu-se, também, que algumas boas idéiasnão foram usadas devido à falta de motivação dos alunos, pelo grande emprego de tempo e trabalho que estas plataformas geram quando são montadas, fortalecendo a idéia que plataformas pré-montadas são importantes em um primeiro contato para o aprendizado em robótica.

4 Construção das plataformas Utilizando-se do auxilio da disciplina evárias discussões a respeito de quais plataformas

poderiam ser criadas,foi definido qual delas o bolsista criaria, de forma mais robusta e funcional.Foram identificadas algumascom possível maior potencial para se desenvolver diversos tipos de programas e que também despertariam o interesse de um público de várias idades. Como previsto no projeto, todas as plataformas foram criadas com baixo custo de construção. A matéria prima utilizada foi, primordialmente, sucata. Para serem replicadas e usadas no futuro, as plataformas possuem esquemáticos detalhando como foram montadas e tudo que foi utilizado para criar.

Para se começar a construir estas plataformas, uma parte importante realizada durante o primeiro semestre do projeto foia reunião de material de sucata para a confecção. Foi necessário procurar pessoas que pudessem doar sucata eletrônica. Uma grande quantidade deste tipo de material foi recebida e armazenada no LIAG.Esta sucata foi utilizada na construção de todas as plataformas e o restante está disponível para ser utilizado em projetos futuros. Todas as plataformas criadas foram testadas utilizando como controlador lógico a placa programável Arduino.Estas plataformas serão explicas nos tópicos a seguir.

4.1 Módulos Para construir as plataformas, primeiro precisa-se possuir total domínio dos motores e

sensores, que são a parte principal de uma plataforma. Para que as saídas e entradas das placas

b

c a

controladoras funcionem corretamente, elas precisam de módulos utilizados para controlar os motores e alguns tipos de sensores.

Nos projetos anteriores do LIAG, várias placas acabaram ficando inutilizadas. Durante o projeto foram realizados diversos estudos buscando identificar a fonte deste tipo de problema.Foi percebido que o motivo principal das placas ficarem inutilizadas eraporque elaseram ligadas diretamente aos motores.

Foi identificada, então, a necessidade de utilizar-se de módulos para a conexão entre as placas e os motores. Estesmódulos são utilizados para proteger a placa controladora, que é extremamente frágil. A corrente elétrica que a placa pode fornecer é extremamente baixa. Os módulos oferecem proteção, caso haja alguma sobrecarga de corrente, fazendo com que se queime somente o módulo e não à placa controladora.Foram testados alguns esquemáticosdestes módulos para decidir quais melhor se adaptam à placa e são mais simples de se reproduzir.

Os testes destes módulos foram um desafio, pois são circuitos eletrônicos básicos, sendo necessário manipular componentes bastante frágeis. Também ocorreu uma pesquisa para encontrar um circuito(SolarRobotics, 2010) que funcione perfeitamente e que possa ser utilizado com a placa controladora. Circuitos eletrônicos são extremamente difíceis de criar integralmente: houve uma mistura de projetos já prontos para criar estes módulos. Foram encontrados diversos esquemáticos Open-Hardware para serem utilizados durante a criação destes módulos. Só foi possível realizar a criação destes módulos com a utilização destes circuitos e conhecimentos prévios do bolsista.

Alguns destes módulos para a manipulação de motores (figura 7) foram construídos ao longo deste projeto e estão funcionando perfeitamente. Estes módulos funcionais foram utilizados nas plataformas criadas e o restante foi disponibilizado para o LIAG para serem utilizados em projetos futuros.

Figura 7: Módulos para controle de motores

4.2 Elevador Foi construída uma plataforma simulando um elevador entre três andares.

Foramutilizadossensores para determinar a posição do elevador. Ele pode sercontrolado por botões ou computador (se a placa controladora estiver conectada ao computador). Seu potencial para aprendizagem deve-se a sua ligação com uma atividade do dia-a-dia e também por ter o potencial de ser programado de diversas formas, criando desde programas simples até programas complexos. Esta idéia surgiu durante conversas realizadas durante a disciplina.

Para criação do elevador foram utilizados teclados, engrenagens velhas, madeira, cantoneiras de alumínio, fios esensores magnéticos (Reed Switch).

O fosso do elevador (figura 8a) foi feito com suas laterais de chapas de acrílico retiradas dos teclados, presas utilizando cantoneiras e parafusos. Em um dos lados das chapas foram abertos três buracos em forma de retângulo,simulando os andares e viabilizando a observação do elevador subir e descer. O corpo do elevador foi feito também de chapas dos teclados, porém serradas, presas com as

cantoneiras. Foi utilizada uma polia que ficou presa na parte superior do fosso. Para prendê-la, foram utilizados cantoneiras amassadas e um cano de alumínio. Foi preso um fio no elevador, que passapela polia e chega a uma engrenagem conectada a um motor. Quando o motor gira para um lado, enrola o fio nesta engrenagem (figura 8b), fazendo com que o elevador suba; quando gira para o outro lado, desenrola, fazendo com que o elevador desça. Para se detectar em que andar o elevador está, foi colocado um sensor magnético na parte de cima de cada porta.O sensor é acionado quando próximo de um imã, imã que foi colocado na parte de cima do elevador.

Figura 8: a: Fosso do elevador;b: Sistema de engrenagem para movimentar o elevador

4.3 Carro Coletor Este tipo de plataforma é simples e foramcriadas várias vezes no LIAG. Pode ser mais

explorada, acrescentando mais funcionalidades, tais como detectar os objetos a serem coletados, sensores para não haver colisões, etc.

Na criação do carro coletor foi utilizado carros de brinquedo velhos, chassi de carros miniaturas utilizado em automodelismo (sucata que pode ser encontrada em lojas que trabalham com este tipo de material), módulo para motor similar ao apresentado na seção 2.2.1, madeira, canudos de refrigerante, chapas de acrílico (encontrado em impressoras quebradas), parafuso, porca, servo-motor, motores (encontrados em impressoras quebradas), rolimãs e sensor digital infravermelho.

O chassi do carro em miniatura foi baseado em uma chapa de ferro. Na chapa foram fixados os controles para a locomoção. Na parte frontal existe umaestrutura (figura 9a)que permite que o carro se locomova para esquerda e para direita, controlado por um servo-motor. As outras partes deste chassi não foram possíveis de ser reaproveitadas, então foi necessário construir uma nova forma de locomoção. Utilizando-se de rolimãs embutidas em um pedaço de madeira (figura 9b), foi possível transpassar um eixo de ferro que ficaria preso em duas rodas (retiradas de carros de brinquedo). No eixo foi presa uma engrenagem, na qual foi conectado um motor. Assim, este motor movimentara o carro e o servo-motor garante a direção em que ele será conduzido.

Para capturar os objetos foi criada uma “escova varredora”. Para a confecção desta escova, foi utilizado um parafuso de rosca sem fim, canudos de refrigerantes e porcas para prender estes canudos. Com os canudos, construiu-se uma “escova”. Este parafuso foi fixado no eixo de um motor, para a escova girar. Sempre que passar sobre um objeto (leves e pequenos), a escova irá puxá-lo para uma rampa, que foi criada com uma chapa de acrílico (retirada de uma impressora quebrada). Esta escova e a rampa foram fixadas na frente do carro (figura 9c).

Os motores da escova e traseiro para locomoção são acionados pelo módulo construído para controlar motores. O servo-motor pode ser conectado diretamente a placa.

Na parte frontal do carro também foi fixado um sensor digital infravermelho (figura 9c), para que possa se indicar se a direção em que o carro esta andando possui algum obstáculo que ele não consiga ultrapassar.

b

a

Figura 9: a: Esquema frontal do carro;b: Esquema traseiro do carro;c: Escova giratória frontal e sensor

infravermelho

Não foi possível criar sensores para detecção de objetos a serem capturados, pois não foi possível identificar um sensor para detectar um determinado objeto. Um sensor interessante para esta utilização seria o de ultra-som, porém existe pouca disponibilidade de venda, o custo é alto e é complexo de ser reproduzido, tornando assim inviável a sua utilização ao longo deste projeto.

4.4 Carros pequenos e seguidores de faixa Carros seguidores de faixa são plataformas simples, porém com um grande potencial para

pessoas que estão aprendendo as noções básicas de programação. Foi criadoum carro com duas rodas ligadas a motores e uma roda de apoio. O carro resultante é muito robusto,conseguindoresistir a diversos tipos de colisões. Estaidéia surgiu de um robô criado pela K-Team(K-Team Mobile Robotics, 2002), que desenvolve robôs móveis. É como um carro, porém muito pequeno chamado de khepera. O que torna esta plataforma diferente do carro coletor é o seu tamanho e uma maior simplicidade, quea torna mais fácil demanipular.

Nesta plataforma foi utilizada sucata de chuveiro, base de monitor, parafusos, motores, sensores de luz (LDR), LED,módulo para motor similar ao apresentado na seção 2.2.1, carro de brinquedo velho, esfera de mouse (retirada de um mouse quebrado), soquete de lâmpada, rodinha de fogão e chapas de alumínio.

Na base do monitor foram fixados, em lado opostos, dois motores, com rodas embutidas em seu eixo. Como apoio, na parte frontal, foi utilizado um soquete de lâmpada com uma esfera de mouse dentro. Este soquete foi fixado na parte frontal de uma forma que a esfera possa deslizar, porém não movimentar em seu interior. Na parte traseira foi colocada a rodinha de fogão, para servir de apoio (figura 10). Os motores são acionados a partir do módulo para motor conectado a placa.

Figura 10: Base do monitor, soquete de lâmpada com esfera de mouse em seu interior, rodinha de fogão, e

motores para locomoção com rodas embutidas.

O sensor utilizado para seguir uma faixa neste carro é a união entre o sensor de luz (LDR) e um LED (figura11a). O LED emite luz para baixo e dependendo da quantidade de luz que é refletida de volta para o LDR pode-se supor qual a cor em que luz está atingindo (figura11b). A cor preta reflete menos luz, e a branca mais. Normalmente, as linhas utilizadas para o carro seguir são formadas por linhas pretas em uma superfície branca. Foram fixados dois sensores na posição frontal, junto ao soquete de luz e mais dois sensores em posições laterais, junto às rodas. Para

a

b

c

prender os sensores junto às rodas foi necessário criar um suporte, sobre a roda, que ficou preso junto à base de monitor (figura12a). Este suporte foi feito com chapas de alumínio.

Figura 11: a: LED e LDR juntos; b: Comportamento do sensor

Uma das maiores preocupações ao longo da construção deste carro foi a necessidade de ele ser robusto. Para deixá-lo mais robusto, foi necessário proteger a placa controladora. Para proteger a placa controladora, foi usada uma carcaça de um chuveiro antigo. Foram retiradas todas as partes de dentro do chuveiro. Este chuveiro foi fixado sobre a base de monitor, de uma forma em que pudesse abri-lo e pudessem ser colocados todos os componentes necessários para o controle do carro (figura12b).

Figura 12: a: Chuveiro sobre a base do monitor; b: Base do monitor comsuporte para sensores

Este carro ficou robusto e rápido, sendo que sua velocidade pode ser controlada via software.

4.5 Braço mecânico Foi construído um braço mecânico robusto,usando hidráulica ebaseado em sucata. O objetivo

era fazer com que o braço tenha força e uma grande resistência a impactos. Além disso, serviria para ilustrar conceitos de hidráulica.

Esta plataforma não foi concluída devido à falta de material e ferramentas. Toda a parte mecânica do braço foi criada, porém a sua automatização não foi concluída.

Na parte mecânica do braço foi utilizada cantoneira de alumínio em formato L, rebites, pegador de macarrão, canos de alumínio e madeira.

Todas as partes do braço mecânico foram criadas utilizando cantoneira de alumínio e rebite. As cantoneiras foram utilizadas de duas formas: cortadas em pedaços pequenos e amassadas para que formassem uma chapa de alumínio e em pedaços em formato L maiores, do tamanho de cada membro do braço. Para cada membro foi utilizado quatro pedaços em formato L. Estes pedaços foram interconectados com as chapas de alumínio, presas utilizando rebites para que ficassem fixos (figura13).

a

b

a

b

Figura 13: Membros do braço utilizando cantoneiras e rebites.

A espessura de um membro é determinada pelo tamanho em que as chapas de alumínio são cortadas. Os membros têm que possuir espessuras diferentes. Uma parte de um membro é colocada no interior da outra para que tenha movimentação. Esta parte é presa utilizando um cano de alumínio passando pelos dois membros(figura 14). No total são três membros.Na ponta do ultimo membro é fixado o pegador de macarrão. É fixado de uma forma em que mantenha um lado fixo e o outro móvel. O lado móvel ira movimenta-se em direção ao fixo prensando o objeto entre os dois, formando assim a garra (figura 14).

Figura 14: Esquemático do braço mecânico

O primeiro membro é presoem um pedaço de madeira que esta travada no eixo de um motor. Para que este eixo suporte o peso de todo o braço, neste pedaço de madeira foi colocado rodas pequenas para servirem de apoio. Assim o braço pode girar, aumentando o seu campo para pegar objetos (figura15).

Figura 15: Base giratória

O plano inicial para a automatização deste braço era utilizar-se de hidráulica, baseando-se em seringas descartáveis, similarmente ao feito pelos alunos nos desafios anteriormente descritos. Duas

seringas seriam presas pelas pontas (onde ficariam as agulhas) por uma mangueira de aerografia. A mangueira e uma das seringas seriam preenchidas com água, enquanto a outra seringa ficou vazia e com o êmbolo pressionado.Quando o êmbolo da seringa com água fossepressionado, o êmbolo da seringa vazia iriasubir com a pressão que a água fará. A forma (figura16) criada para empurrar o êmbolo automaticamente falhou, pois os motores não tinham força suficiente para empurrar todos os êmbolos, devida a falta de precisão. Sem as ferramentas e materiais necessários, não foi possível adquirir a precisão necessária para empurrar os êmbolos com o auxilio de motores. Manualmente, esta plataforma funcionou, porém este não era o escopo, e sim era automatizar estes movimentos.

Figura 16: Forma criada para empurrar o êmbolo.O motor ficaria conectado na engrenagem.

Uma possível abordagem para se automatizar o braço mecânico é baseada em parafusos de rosca sem fim, porcas e motores. A idéia central é que o parafuso seja preso em um motor. A porca estaria rosqueada no parafuso e presa no membro que ira se movimentar. Desta forma quando o parafuso gira para um lado isto ira movimentar a porca para cima, levando junto o membro do braço, quando gira para o outro, abaixa a porca descendo o membro. A porca precisaria estar presa no membro de uma forma mais flexível para poder se movimentar, pois quando o membro muda de posição a porca não pode alterar sua inclinação, por estar presa em um parafuso (figura17). Todos os movimentos de membros seriam realizados desta forma.

Figura 17: Esquema para automatização do braço mecânico

Esta abordagem não foi testada durante este ano de pesquisas, podendo ser futuramente analisada, para testar sua eficácia.

4.6 Dificuldades encontradas Durante a construção das plataformas muitas dificuldades foram encontradas. Todas as dificuldades estão relacionadas ao material de baixo custo e sucata. É um material de difícil utilização, que pode ser utilizado para plataformas mais robustas ou quando se possui as ferramentas necessárias para moldá-las na utilização necessária. O braço mecânico hidráulico não pode ser concluído devido à imprecisão que qualquer sucata possui. Para concluí-lo com a abordagem inicial,seriam necessárias ferramentas para moldar a sucata com maior precisão.

A parte eletrônica das plataformas também gerou grandes dificuldades, pois é bastante complexa em plataformas mais elaboradas. Foi necessário utilizar um sensor ultra-sônico no carro coletor, por exemplo, porém é um sensor de difícil confecção. Sensor ultra-sônico também é difícil de ser encontrado no mercado, o que acabou inviabilizando sua utilização.

5 Dinâmicas Foram realizadas dinâmicas com um grupo de seis pessoas. Todos os participantes eram

alunos do curso superior em tecnologia e análise e desenvolvimento de sistemas da Unicamp, do campus de Limeira.

As pessoas foram separadas em três grupos na qual manipularam plataformas diferentes. Cada plataforma tinha um desafio pré-definido.Foi passado para cada grupo instruções do funcionamento das placas e comandos básicos de programação. Foram entregues também papel para rascunhos e caneta.

Ao término da dinâmica foi passado para os alunos um questionário (Anexo 1) na qual deveriam responder.

5.1 Grupo com o Elevador O objetivo principal deste grupo era criar um programa na qual, quando se apertava qualquer

botão em qualquer andar o elevador iria para o andar onde este botão esta localizado. Eles poderiam chegar ao objetivo com qualquer algoritmo possível.

Este grupo conseguiu atingir o seu objetivo e demonstrou muito entusiasmo ao resolver o seu problema. Demorou em torno de uma hora para resolução deste problema. Utilizando-se de comandos simples de programação o aluno pode solucionar este desafio.

5.2 Grupo com o Carro Coletor O objetivo deste grupo(figura18)era criar um programa na qual fazia o carro coletor andar

capturando objetivos formando um oito no chão, e quando colocado qualquer obstáculo na frente do carro, ele parasse sem colidir. Poderiam utilizar qualquer algoritmo possível para resolução deste problema.

O grupo atingiu o objetivo. O tempo para conclusão do objetivo foi de uma hora e trinta minutos. Os alunos demonstraram bastante motivação ao enfrentar as dificuldades que encontraram.

Figura 18: Grupo trabalhando no carro coletor

5.3 Grupo com o Carro seguidor de faixa O objetivo com esta plataforma era criar um programa na qual fizesse o carro seguir uma

trilha preta no chão(figura19). Foram dois grupos que realizaram esta dinâmica. Uma restrição era que teriam que variar a velocidade do carro via código conforme desejado.

Figura19: Grupo testando carro seguidor de faixa, O carro esta sem a parte superior.

Um dos gruposconcluiu a dinâmica com aproximadamente trinta minutos e o outro com uma hora de duração. Os dois grupos se mantiveram motivados na criação do código. Um dos grupos possuiu uma maior dificuldade para resolução do problema, mas conseguiu solucionar satisfatoriamente. Para resolução utilizaram estruturas de controle, funções e objetos.

5.4 Conclusão das dinâmicas Os alunos que freqüentaram as dinâmicas mostraram que estas plataformas podem possuir um

alto desempenho como ferramenta para o auxílio no ensino de programação. Podem ser, assim, mais uma ferramenta para auxiliar o professor a transmitir o conhecimento de programação.

Os alunos necessitaram de uma introdução aos conceitos de robótica e programação para conclusão dos desafios.

Uma observação realizada por um aluno demonstra que talvez o ambiente de desenvolvimento ainda esteja muito complexo para ser utilizado com pessoas sem experiência com outras linguagens. Esta dificuldade é devida a Arduino ser integralmente programada com a linguagem de programação C e C++, o que pode dificultar o aprendizado para pessoas que estão iniciando o aprendizado de programação. Esta plataforma poderá ser útil somente para alunos de graduação, pois exige conhecimentos em programação. Um possível projeto para o futuroseria a criação de um ambiente alternativo, mais simples, viabilizando a expansão da utilização deste projeto para alunos de ensino médio.

6 Atividades Futuras Em uma continuação deste projeto pode ser criado o processo de automatização do braço mecânico descrito na seção 4.5. O ambiente de desenvolvimento da placa controladora Arduino ainda é muito complexo para alunos que não possuem conhecimento em programação. Em uma extensão deste trabalho pode-se desenvolver outro ambiente de desenvolvimento visual e em blocos, utilizando algo similar ao usado em Lego(Cuartielles, 2005) ou Scratch(Scratch, 2011).

7 Outras Informações Este projeto apoiouo bolsista a manipular áreas que antes não havia manipulado, mantendo-o assim sempre motivado, principalmente pelas discussões que surgiram durante esteano de pesquisa, que inclusive poderiam levar a outros projetos interessantes.

7.1 Desempenhos Acadêmicos do bolsista O aluno teve um desempenho acadêmico satisfatório, não tendo nenhuma reprovação, e

mantendo seu coeficiente de rendimento acima da média da sua turma. Também manteve o primeiro lugar de uma turma de quarenta e sete alunos.

7.2 Atividades Extras do Bolsista Neste ano o bolsista participou decinco eventosonde conseguiu demonstrar um pouco de seu

trabalho e interagir com possíveis usuários dos resultados do seu projeto e teve um resumo de artigo aceito para um congresso.

O primeiro evento foi uma escola de Amparo-SP que foi convidada para conhecer a Faculdade de Tecnologia da Unicamp, em Limeira-SP. Foi possível mostrar um pouco o trabalho que já havia sido realizado, e também conversar com os alunos a respeito do que seria desenvolvido.

O segundo evento foi o “Unicamp Portas Abertas” (UPA), onde foi falado a respeito do curso de Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas, e também dos projetos que estásendo desenvolvido.

O terceiro foi o “Faculdade de Tecnologia Porta Abertas” (FT-PA), onde também forammostrados os projetos e criadas algumas discussões com diversas pessoas tanto a respeito deste projeto de IC, quanto do curso Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas.

O quarto foi a preparação e condução de uma oficina em um evento chamado “Campus Party”(Campus Party 2011, 2011)que ocorreu em São Paulo – SP,em janeiro de 2011. Neste evento, houve conversas com diversos professores e alunos de faculdades de todo o Brasil. Estas discussões foram relevantes ao projeto e também para o conhecimento do bolsista.

O quinto foi a preparação e apresentação de seu trabalho de robótica na Semana de Tecnologia em Foco realizado na Faculdade de Tecnologia – FT da Unicamp. Foi possível apresentar para alunos ingressantes o projeto que estava sendo concluído.

Um resumo foi aceito para o Workshop de Ensino em Informática (WEI) do Congresso da Sociedade Brasileira de Computação (CSBC). O resumo de artigo escrito descrevia como a robótica pode auxiliar no ensino em informática.

8 Conclusão Pelas dinâmicas pode-se notar que o uso de uma plataforma mais simples em um primeiro momento (como foi o Lego Mindstormsna disciplina), conjugada com uma dinâmica que potencialize a motivação dos alunos, pode ser importante para o sucesso da aplicação de robótica no ensino. Também foi observado que os alunos têm maior dificuldade em lidar com a construção de plataformas robóticas baseada em sucata. Isto é um indicador que a estratégia de possuir plataformas pré-construídas, como as propostas neste projeto podem vir a ser positiva, em especial em ambientes onde o custo de uma plataforma como o Lego seja inviável. A hipótese do projeto, de que entregando uma plataforma pronta, o aprendiz se sentiria mais motivado para manipulá-la, adquirindo conhecimento com ela, teve uma maior possibilidade de ser verdadeira com o que foi observado. Após esse primeiro passo com uma plataforma pré-construída, os aprendizes têm mais conhecimento para um desafio maior, maior autoconfiança e estão mais motivados. Dinâmicas realizadas com as plataformas também mostraram que estas plataformas podem trazer um alto nível de motivação para alunos. Alunos motivados aumentam a absorção de conhecimento e também a vontade de adquiri-lo. As plataformas pré-montadas podem serviáveis ao auxilio no aprendizado, tornando-se uma ferramenta de auxílio a professores a ensinarem diversos conceitos, não somente robótica ou programação.

Tudo que foi proposto foi concluído. Houve algumas alterações no cronograma devido a dificuldades encontradas no processo de construção das plataformas. Houve a oportunidade de realizar dinâmicas no inicio do projeto, o que também adequou um pouco o cronograma para melhor a se adaptar a estas oportunidades.

Durante este ano de pesquisa o bolsista, aprendeu como a pesquisa cientifica pode ser motivadora, optando por entrar no mestrado ao término de sua graduação. Também pode melhorar sua capacidade de trabalhar em grupo, devido aos eventos em que participou e auxiliou a organizar. Adquiriu mais experiência em escritas de relatórios e artigos, o que pode ser relevante para sua carreira acadêmica.

9 Bibliografia Bortholotto, J. C., & Borges, M. A. (2009). Integração de dispositivos robóticos a sistemas de apoio ao aprendizado utilizando a plataforma Arduino. Relatório final de projeto de iniciação científica (PIBIC): FT - Universidade Estatual de Campinas. Campus Party 2011. (Janeiro de 2011). Acesso em 04 de 02 de 2011, disponível em http://www.campus-party.com.br/2011/index.html Chella, M. T. (2002). Ambiente de Robótica Educacional com Logo. XXII Congresso da Sociedade Brasileira de Computação SBC2002. Florianópolis - SC. Cuartielles, D. (21 de Abril de 2005). Arduino. Acesso em 01 de Abril de 2011, disponível em Arduino: http://arduino.cc/en/ K-Team Mobile Robotics. (2002). Acesso em 26 de 01 de 2011, disponível em K-Team Corporation | Mobile Robotics: http://www.k-team.com/ LEGO. (1998). Lego Mindstorms. Acesso em 20 de 03 de 2011, disponível em LEGO: http://mindstorms.lego.com/en-us/Default.aspx Nascimento, R. A., & Borges, M. A. (2009). Estudo comparativo de conjuntos para aprendizado de robótica no uso para o processo de aprendizagem colaborativa e construtivista. Relatório final de projeto de iniciação científica (PIBIC): Faculdade de Tecnologia - FT.

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Santana, L. H., Forte, M., Souza, W. L., & Prado, A. F. (2008). Ambiente de Computação Ubíqua para medicina baseado em PBL. WIM - Workshop de Informática Médica. Belém do Pará, PA: Anais do XXVIII Congresso da SBC. Santanchè, A., & Teixeira, C. A. (1999). Integrando Instrucionismo e Construcionismo em Aplicações Educacionais através do Casa Mágica. Anais do XIX Congresso Nacional da Sociedade Brasileira de Computação, (pp. 805-817). Rio de Janeiro.

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SEER. (2008). Acesso em 02 de 02 de 2011, disponível em http://www.icmc.usp.br/~seerweb/?conteudo=projetos.php

SolarRobotics. (2010). Acesso em 30 de 01 de 2011, disponível em http://mbed.org/forum/helloworld/topic/1294/

ANEXO 1 – QUESTIONÁRIO DO PARTICIPANTE

Nome:_________________________________________________________________

Idade: __anos Sexo: ____ E-mail: ________________________________________________

As informações para a realização dos testes estavam disponíveis de maneira acessível? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

As plataformas lhe deixaram curioso para saber o que elas faziam? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Você ficou motivado a manipular as plataformas? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Você teve alguma dificuldade com ambiente de desenvolvimento do software das plataformas? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Se sim qual (is)? ______________________________________________________________________

Você conseguiu concluir o seu objetivo? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Você conseguiu aprender algo com a dinâmica, mesmo se não concluiu seu objetivo? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Se sim o que?

_____________________________________________________________________ Já trabalhou com robótica ou eletrônica antes? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Já manipulou alguma linguagem de programação antes? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Gostaria de trabalhar com este tipo de plataforma, como forma de auxiliar no seu aprendizado? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Gostaria de trabalhar com desenvolvendo plataformas robóticas? ( )Sim ( )Não ( )Não sei responder.

Deixei aqui sugestões de melhoria e/ou observações:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________