Une classe au défi # 1057


Équipe : les ingénieux
Classe : 601, 3e cycle
École : Roméo-Salois, Saint-Germain
Enseignant(e) : Julie Poudrier


Avis aux lecteurs




Observation:
 

Une des premières questions que nous avons posé à notre enseignante en début d'année était: "Est-ce qu'on va faire des robots?"  Ayant vu les élèves de l'an dernier en fabriquer, nous étions grandement intéressés par la robotique.  Une fois rassurés à ce sujet, nous nous sommes posé la fameuse question: "Qu'est-ce qu'un robot?".  Nous en avons longuement discuté sans pour autant en arriver à une définition.  En effet, nous avions plusieurs interrogations.  Nous avons donc fait une recherche sur internet.  Nous avons découvert qu'un robot est un organisme fait de fils, de métal, de moteur et de plusieurs autres éléments, conçu et programmé pour faciliter la vie des humains.  Ce sont de magnifiques machines qui peuvent effectuer des tâches ou des travaux parfois difficiles ou dangeureux pour nous et ce, sans même se fatiguer.  Par contre, nous savons qu'ils ont des limites comme avoir des enfants, manger ou encore boire.  Nous avons dressé une liste des actions que nous croyions qu'un robot ne pouvait pas faire.  Nous avons séparé cette liste en deux parties: les choses que l'on pensait impossibles et celles pour lesquelles on avait un doute.  En votant, nous avons choisi un défi réalisable (donc dans la deuxième partie) pour le soumettre à l'autre classe.  La majorité de la classe a choisi de poser la question suivante à la classe 602: "Est-ce qu'un robot peut grimper?  Si oui, est-ce possible sur toutes les surfaces?".  Afin de leur présenter de façon amusante, nous avons réalisé un diaporama présentant des images de robots, de montagnes, d'échelles et d'escaliers.  Nous avons finalement pris connaissance du défi que nous aurions à relever: "Est-ce qu'un robot peut conduire en respectant le code de la route?"

                                                        




Hypothèse:
 

Après avoir visionné le diaporama de la classe 602, nous étions surpris, mais surtout découragés par le défi qui nous était soumis.  Nous étions convaincus qu'un robot pouvait conduire, mais jamais en respectant le code routier.

                                                                 




    Expérimentation:
 
Matériel utilisé
 

Pour travailler à notre défi, nous avons eu besoin:

  • du carnet de robotique (voir bibliographie)
  • du feuillet introduction à la robotique (voir bibliographie)
  • des défis de programmation (voir bibliographie)
  • du logiciel Robolab
  • du matériel LEGO MindStorms
  • de grands cartons noirs, blancs et verts
  • de ruban adhésif, large, de couleur blanche, grise et noire
  • de piles
  • du laboratoire d'informatique
  • du gestionnaire de pièces

Un aperçu des pièces du matériel LEGO MindStorms:

Voici les principales pièces:

 
Protocole utilisé
 

Nous avons commencé par apprendre les fonctions de la boîte RCX et des pièces qui l'accompagnent à l'aide du feuillet introduction à la robotique.  Cette activité nous a permis de savoir que les capteurs de contact servent à faire démarrer ou arrêter les moteurs ou la lumière, les moteurs font tourner les roues, le capteur de lumière détecte la luminosité.  Nous avons aussi appris comment changer de programme, le faire démarrer et brancher les pièces sur les ports d'entrée ou de sortie.  Comme vous le constatez, nous avons aussi appris le nom de chaque pièce! 

Par la suite, nous avons répondu à plusieurs défis de programmation qui nous ont montré comment utiliser le logiciel Robolab.  Plus on avançait, plus on avait de pièces et d'étapes et plus c'était difficile.  On essayait, on recommençait, parfois on avait beaucoup de difficulté, mais on réussissait toujours et ça nous motivait. 

Maintenant qu'on connaissait tout notre matériel, nous étions prêts à relever notre défi.  Nous étions de plus en plus positifs!  Steven et Alexandra nous ont apporté Cyber Robots, ainsi que les revues et les vidéos qui l'accompagnent.  Nous avons regardé ce qu'il pouvait faire et ça nous a encouragés, même si nous avons compris que notre robot ne pourrait pas éviter d'obstacles, faute de capteur infrarouge.  Nous nous contenterons donc de le faire suivre une route sans tenir compte du fait qu'habituellement il y a d'autres véhicules ou des piétons. Il nous reste donc à construire notre robot et à le faire conduire sur la route que nous préparerons.




Résultats:
 

Nous avons commencé par construire le robot de manière à ce qu'il puisse rouler.  Nous avons rencontré notre premier obstacle: nous disposions seulement de deux moteurs par équipe et nous tenions à mettre quatre roues à notre véhicule.  Nous avons passé plusieurs jours à travailler à résoudre ce problème et chaque équipe a réussi, à sa façon.  Nous avons aussi placé un détecteur de lumière pour qu'il s'immobilise à la ligne d'arrêt.  Une fois notre robot assemblé, nous avons fabriqué une route à l'aide de cartons et de ruban adhésif large, de couleur.  À partir de ce moment, le mot défi a pris tout son sens.  Programmer le robot pour qu'il avance fut très simple, mais trouver le bon degré de luminosité pour que le robot s'immobilise à la ligne d'arrêt a nécessité beaucoup de travail.  Nous étions tous découragés et prêts à abandonner quand tout à coup une équipe a réussi l'exploit.  Ayant prouvé que c'était réalisable, nous sommes retournés au travail, un peu plus motivés.  Les équipes les plus avancées ont réussi à faire touner les véhicules aux intersections, utiliser un clignotant et prendre un virage.

Nous voici au travail:

                      

Patricia, Caroline et Andréa en train de programmer.                      Janick, Alex et Olivier pendant qu'ils essaient leur robot.

Cliquez ici pour voir un robot en action.




Conclusion:
 

Notre hypothèse était vraie et fausse à la fois.  Nous avons réussi à le faire conduire en respectant le code routier, mais il doit être programmé pour une route spécifique.  Il ne peut donc pas rouler sur n'importe quelle route parce qu'elle n'aura pas les mêmes virages et les élèments n'apparaîtront pas dans le même ordre.  Il faudrait qu'il prenne toujours le même chemin.  De plus, nous ne pouvons le programmer pour qu'il réagisse face à d'autres intervenants (automobiles, piétons, animaux, etc.). 

                                       

Nous avons toutefois vu que Cyber Robot, avec un détecteur infrarouge, peut éviter des obstacles.  Nous concluons donc que tout se peut.  Il suffit de prendre le temps, de ne pas se décourager, d'avoir les bons outils et de bien faire ce qu'on fait...

                                                                                             




Bibliographie:
 

Les images ont été prises dans la banque d'images de Publisher XP.

Pour clarifier ce qu'est un robot: http://www.csdm.qc.ca/SJdelaLande/lesclasses/4web/wwwrobotique/

Pour le feuillet introduction à la robotique: http://recitmst.qc.ca/projets/robotique/pdf/intro_robot_eleve1.pdf   (pages 4 à 7)

Pour le carnet de robotique (démarche technologique) et les défis de programmation:  /scientic/enseignant/outils.asp   (au bas de la page)

Pour découvrir Cyber Robots: http://www.cyberrobots.tm.fr/

Pour voir ce que la classe 602 a fait de notre défi: /scientic/affiche_article.asp?IdArticle=1053