INSTITUTO DE ROBÓTICA DA CARNEGIE MELLON UNIVERSITY


Mesmo quando as tecnologias de robótica eram relativamente primitivas, o seu papel no aumento da produtividade e da competitividade dos Estados Unidos estava previsto no mercado global em evolução. O Instituto de Robótica da Carnegie Mellon University foi fundado em 1979 para conduzir pesquisas básicas e aplicadas em tecnologias de robótica relevantes para tarefas industriais e sociais. Buscando combinar o prático e o teórico, o Instituto de Robótica tem diversificado seus esforços e abordagens da ciência robótica, mantendo o seu objetivo original de perceber o potencial do campo de robótica.

  • A instalação é de aproximadamente 80.000 pés quadrados no Campus Oakland, 100.000 metros quadrados, no Centro Nacional de Engenharia Robótica em Lawrenceville e 7.000 metros quadrados e 40 hectares de campos de testes de Robot City, o novo local de Robótica de Campo em Hazelwood.
  • O Instituto de Robótica tem um orçamento de mais de $ 65 milhões por ano.
  • O Instituto de Robótica foi o primeiro departamento de Robótica em qualquer universidade dos EUA.
  • Volume de pesquisa Instituto de Robótica tem dobrado a cada sete anos desde a sua fundação.

Para saber mais sobre este centro de referência mundial em robótica clique aqui.

ROBÓTICA EDUCACIONAL E A PRODUÇÃO CIENTÍFICA NA BASE DE DADOS DA CAPES


O tema escolhido – Robótica Educacional – não é ainda muito discutido no  cenário acadêmico brasileiro. A partir do levantamento, da compilação e da análise das  pesquisas pode-se perceber que este campo de investigação é interdisciplinar, complexo  e potente, considerando as demandas educacionais contemporâneas. 

Construir conhecimento implica uma apropriação progressiva do sujeito sobre objeto e do objeto agindo sobre o sujeito. Pressupõe trocas com o outro, com o meio físico e social, a interação entre objetos e pessoas. Trocas que interpelam, causando necessidades, desejos, questionamentos, contradições, estranhamentos, desequilíbrios necessários à construção de novas estruturas cognitivas. Por meio da presente pesquisa, pode-se observar o quanto a robótica permite tais interações e construções, contribuindo com os objetivos socioemocionais da educação: o desenvolvimento da autonomia e da cooperação.
Acredita-se, contudo, que tais possibilidades não são inerentes à tecnologia. A manipulação de um objeto não permite a tomada de consciência das suas características e propriedades, tampouco desenvolve a criticidade e a capacidade de reflexão. Para tanto, são primordiais a discussão, o diálogo da tecnologia com a sala de aula, a intervenção de um professor que interpreta, instiga e contextualiza. Processos que, para serem acionados, dependem também (e sobretudo) das políticas públicas, das propostas de formação, da gestão escolar, da qualificação dos espaços escolares. A contemporaneidade requer novos olhares sobre o ensino e a aprendizagem.  Olhares que focam, dentre tantos, as tecnologias que, a cada dia, se incorporam à educação.
As escolas, cada vez mais, preparam o aluno para que ele tenha um conhecimento sobre a base tecnológica, necessitando, assim, de uma integração entre a gestão de sala de aula e os novos recursos tecnológicos.
Implantar a tecnologia nas escolas é um desafio a ser vencido. Mas isso só acontecerá quando a potencialidade deste recurso for compreendida e incorporada crítica e reflexivamente pelos professores, alunos e demais membros da comunidade escolar, como dirigentes, funcionários administrativos e pais. Um processo que se encontra por fazer.

Autores:

Nacim Miguel Francisco Júnior
Carla K. Vasques
Thiago Henrique Almino Francisco

APLICAÇÕES COM MOTOR DE PASSOS


UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Trabalho de Sistemas Digitais

 ALUNOS : Bruno Hermes da Fonseca da Costa Leite,  Ester José Casado de Lima, Fabrício Lopes Leão e  Rodrigo Franceski Prestes PROFESSOR: Otto

Como os motores de passos têm movimentos precisos, qualquer equipamento que precise de precisão no movimento utilizaram estes motores.
Podemos citar pôr exemplo o controle de microcâmeras num circuito interno de vigilância, em clínicas radiológicas no auxílio de operadores para os mesmos orientarem o posicionamento das pessoas submetidas a uma radiografia, posicionamento de uma mesa de trabalho em duas dimensões, furação automática de acordo com instruções em fita sobre as posições dos furos. A seguir veremos algumas aplicações mais detalhadamente.

Aplicação 1
A primeira aplicação relatada é de um scanner óptico. O projetista do laser utilizado para o scanner tem que rotacionar precisamente uma rede de difração com o controle do computador para ajustar a freqüência do laser. A rede precisa ser posicionada com um erro máximo de 0.05º. A alta resolução do micromotor de passo e a ausência de movimentos não previstos quando este pára o tornam ideal.
A solução encontrada: como a inércia da rede é igual a 2% da inércia do motor ela pode ser ignorada. A situação exigia um pequeno motor. Um micromotor de passo, que produzia um grande torque foi selecionado. Através da interface utilizando o protocolo IEEE-4888 controlada por um simples programa escrito em BASIC, o micromotor funcionou de forma satisfatória. Abaixo segue uma figura ilustrativa do problema.

Aplicação 2

 Esta segunda aplicação tem por objetivo mostrar o uso dos motores de passo, acoplado a engrenagens, na movimentação de telescópios. Comparadas às aplicações que utilizam apenas micromotores, as engrenagens apresentam baixa eficiência, desgaste e podem ser barulhentas.
As engrenagens são justamente úteis, para romper grandes inércias, pois a inércia refletida de volta para o motor através das engrenagens é dividida pelo quadrado da inércia aplicada a elas. Desta maneira, grandes cargas inerciais podem ser movimentadas enquanto o rotor mantem uma carga menor.
No caso descrito era necessário vasculhar fenômenos celestiais em velocidade baixa de 15º por hora e em velocidade alta em 15º por segundo.
Assim, utilizando uma caixa de engrenagens que reduz de 30:1, 30 revoluções dadas pelo motor equivalem a uma rotação de 360º dada pelo telescópio, foi desenvolvido o projeto.
A velocidade de tracking de 15º por hora corresponde 1.25 revoluções por hora, ou em torno de 9 passos por segundo para uma resolução de 25000 passos por revolução. A velocidade de 15º por segundo requere 1.25 rps para o mesmo motor. A lei do inverso do quadrado faz com que o motor sofra uma carga de 1/900 da inércia rotacional do telescópio. Na figura abaixo mostra o esquema do projeto.

Aplicação 3
Veremos agora a aplicação do motor para rotacionar discos flexíveis antigos para finalizar. Estes discos possuíam uma alta velocidade de rotação, (em torno de 300rpm), alimentação de +12V, um passo de 1,8º ou 3,6º, e imã permanente. Utilizando uma lógica TTL que além comandar a alimentação das bobinas do motor na ordem certa para a correta utilização do mesmo, a lógica também controlava os processos de leitura e escrita. Tais discos continham também o bloco amplificador, se caracterizando como um circuito completo de manuseio do motor. Abaixo mostramos uma figura com os conectores de um antigo disco flexível Tandon TM100, de 51/4’. Para se acionar o motor do driver é preciso produzir os passo no pino 20, indicar a direção no pino 18 e ligar os pinos terras do circuito controlador com o do driver, através de qualquer pino ímpar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Para ter acesso a todo estudo do  motor de passos e  seu controle digital clique aqui.

ROBÓTICA PEDAGÓGICA – LDB E PCNs


Alzira Ferreira da Silva

ROBÔEDUC: UMA METODOLOGIA DE APRENDISADO COM ROBÓTICA EDUCACIONAL

Tese de Doutorado

Natal-RN

 2009

A utilização de quaisquer recursos em uma escola deve, em teoria, fazer parte do projeto político pedagógico da instituição de ensino. Com a robótica não seria (será) diferente. No entanto, se analisarmos as características pertinentes a robótica industrial, pode-se afirmar que a utilização da robótica em sala de aula possui os seguintes objetivos:

1-Desenvolver a autonomia, isto é, a capacidade de se posicionar, elaborar projetos pessoais, participar na tomada de decisões coletivas;

2-Desenvolver a capacidade de trabalhar em grupo: respeito a opiniões dos outros;

3-Propiciar o desenvolvimento de projetos utilizando o conhecimento de diversas áreas;

4- Desenvolver a capacidade de pensar múltiplas alternativas para a solução de um problema;

5-Desenvolver habilidades e competências ligadas à lógica, noção espacial, pensamento matemático trabalho em grupo organização e planejamento de projetos envolvendo robôs;

6-Promover a interdisciplinaridade, favorecendo a integração de conceitos de diversas áreas, tais como: linguagem, matemática, física, ciência, historia, geografia, artes etc.

Esses objetivos estão de acordo com os objetivos estabelecidos na LDB [Brasil. Lei 9.394/1996] para o ensino fundamental.

Seção III

a compreensão do ambiente natural e social, do sistema político, da tecnologia, as artes e dos valores em que se fundamentam a sociedade;

Assim como, para o Ensino Médio

Seção IV

IV- a compreensão dos fundamentos científicos-tecnológicos dos processos produtivos, relacionando a teoria com a prática, no ensino de cada disciplina.

Estes objetivos estão, também, de acordo com os princípios estabelecidos nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Fundamental (PCNs) [Brasil 1997] que indica que um dos objetivos do Ensino Fundamental é que os alunos devem ser capazes de utilizar diferentes fontes de informação e recursos tecnológicos para adquirir e construir conhecimento.

Desta forma, do ponto de vista legal, a robótica, também pode ser vista como instrumento de mediação na medida em que possibilita o estabelecimento de novas relações para a construção do conhecimento e novas formas de atividade mental, destacados nos PCNs do Ensino Fundamental.

USO DA AUTOMAÇÃO NO CONTEXTO EDUCACIONAL


 

 

João Vilhete Viegas d’Abreu

 

 Podemos definir a robótica pedagógica como sendo o uso da automação no contexto educacional, numa abordagem que envolve a utilização de materiais de padrão comercial ou não, softwares, kits educacionais, motores e sensores de diversos tipos. Essa definição, que é fortemente utilizada por profissionais da área de informática aplicada à educação, consiste em utilizar o computador integrado com esses materiais para auxiliar o processo de aquisição de conceitos em ambientes formais de aprendizagem, como salas de aulas, e também, em ambientes não formais como museus, fábricas, parque de diversões, dentre outros. Além disso, com o advento da Internet a robótica pedagógica tem sido praticada também usando recursos da educação a distância nos chamados ambientes de telerobótica. No contexto educacional o que se pretende com a robótica pedagógica é ampliar a forma de utilização do computador fazendo com que, atuando sobre objetos concretos a ele conectado ou não, enriqueça e diversifique a forma de construirmos conhecimento. Refletir sobre a robótica pedagógica nos remete necessariamente ao uso da linguagem programação Logo que, nas suas origens, era utilizada para controlar um robô – a Tartaruga Mecânica que se deslocava no solo. A Tartaruga Mecânica foi implementada como meio para introduzir a Linguagem de Programação Logo para o trabalho com crianças, adultos, deficientes-físicos, super-dotados, etc. O robô Tartaruga Mecânica movimentava-se no chão mediante comandos digitados no teclado. No processo de comandá-lo eram utilizados conceitos espaciais, numéricos e geométricos. Assim, as pessoas aprendiam esses conceitos controlando-a. Com o advento de microcomputadores a mesma função da Tartaruga Mecânica foi transferida para a Tartaruga de Tela do computador (Tat), sendo que esta, ao se deslocar, deixa riscos na tela. Com isso, o Logo passou a processar gráficos também. A utilização do Logo com a Tat para o processamento gráfico passou a ser a forma pela qual a grande maioria de usuários da linguagem Logo se iniciam, nela controlando a Tat “virtual” na tela. A implementação, desde meados dos anos 80, de comandos no Logo que permitem controlar componentes elétricos de kits LEGO tem, por um lado, enriquecido, diferenciado e diversificado a forma de sua utilização e, por outro lado, permitido criar ambientes de robótica pedagógica no chamado Ambiente LEGO-Logo. Ambiente LEGO-Logo foi, para nós o percussor da robótica pedagógica, e a inspiração no LEGO-Logo tem nos ajudado a implementar outros tipos de dispositivos robóticos, diferentes de LEGO, utilizar outras linguagens de programação diferentes do Logo e, conseqüentemente, construir outros ambientes de aprendizagem, tanto para o modalidade presencial quanto á distância.

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ENSINO TECNOLÓGICO(ROBÓTICA) NO APRENDER MATEMÁTICO



20150921_185515     Lelino Pontes

Podemos perceber, seja no lar, na escola, na indústria, no comércio, na fábrica ou na igreja, na cultura e no lazer, seja que área ou campo investigado que a tecnologia nos trouxe uma nova abordagem, um novo conhecimento, uma nova forma de pensamento, uma nova forma de expressão. Esta nova forma de viver nos faz trabalhar de maneira diversificada e com outro modelo de ensino, usando novas idéias para melhorar o que já esta na nossa vida.

Segundo Saymour Papert, “a escola está no contexto da sociedade e como tal, vive “ou deve viver” a mesma revolução tecnológica dos dias atuais”, esta frase de Papert pode resumir toda a necessidade que as escolas têm de utilizar as tecnologias educacionais, a sociedade esta pedindo para isto, e as instituições de ensino devem se adequar a esta modelagem social.

A cada dia vemos as ciências se fundirem a tomarem caminho interdisciplinar. Isto reflete na sala de aula onde isolar a matéria já não é mais uma boa forma de estudar a disciplina, assim não podemos mais conceber um educador focado em conteúdos teóricos, abstratos e descontextualizado socialmente e historicamente. A educação precisa buscar a compreensão e interpretação desse contexto para situar o educando no significado do humano e na compreensão do mundo que o abriga. Vimos que a disciplina de matemática possui de fato um trato muito apegado ao comportamento abstrato e ao formato tradicional de ministra aulas, e também a vemos como uma matéria extremamente necessária ao cotidiano da humanidade e para tanto devemos colocá-la em um patamar elevado.

Vemos que a robótica educacional pode sim fazer uma inserção tecnológica nas matérias como um todo, sem a preocupação de ensinar uma tarefa/ofício ao educando, mas sim em fazer despertar nesse indivíduo o valor da tecnologia, sua utilização e a capacidade e possibilidade que ele possui de poder transformar e criar novas tecnologias.

Ficou percebido que a robótica é viável ao ensino da matemática e que esta potencializa o aprender interagindo com o mundo da prática unindo as outras matérias da escola fazendo o aluno perceber o todo e não mais fragmentos de saberes. Fica sim ainda a evidência que a robótica pedagógica tem muito a ser desenvolvida, pois as possibilidades de montagem de peças em um kit de robótica mostram as infinitas formas e tipos de utilidade, e aplicabilidade que esta matéria vai nos propiciar. Deste ponto de vista firmamos que a robótica educacional é sem duvida uma forma de ensino moderno que possui eficiência comprovada e que mostra ótimos resultados práticos no ensino da matemática.

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OBJETIVOS DA ROBÓTICA EDUCACIONAL


Silvana do Rocio Zilli

A ROBÓTICA EDUCACIONAL NO ENSINO

FUNDAMENTAL: PERSPECTIVAS E PRÁTICA

Dissertação de Mestrado

Florianópolis

2004

Além de propiciar ao educando o conhecimento da tecnologia atual, Zilli (2002), apresenta as seguintes competências que essa ferramenta pode desenvolver:

  • raciocínio lógico;
  • habilidades manuais e estéticas;
  • relações interpessoais e intrapessoais;
  • utilização de conceitos aprendidos em diversas áreas do conhecimento para o desenvolvimento de projetos;
  • investigação e compreensão;
  • representação e comunicação;
  • trabalho com pesquisa;
  • resolução de problemas por meio de erros e acertos;
  • aplicação das teorias formuladas a atividades concretas;
  • utilização da criatividade em diferentes situações;
  • capacidade crítica.

Godoy (1997), apresenta outra classificação dos objetivos:

Objetivos Gerais:

  • construir maquetes que usem lâmpadas, motores e sensores;
  • trabalhar conceitos de desenho, física, álgebra e geometria;
  • conhecer e aplicar princípios de eletrônica digital;
  • construir ou adaptar elementos dinâmicos como engrenagens, redutores de velocidade de motores, entre outros.

Objetivos Psicomotores:

  • desenvolver a motricidade fina;
  • proporcionar a formação de habilidades manuais;
  • desenvolver a concentração e a observação;
  • motivar a precisão de seus projetos.

Objetivos Cognitivos:

  • estimular a aplicação das teorias formuladas à atividades concretas;
  • desenvolver a criatividade dos alunos;
  • analisar e entender o funcionamento dos mais diversos mecanismos físicos;
  • ser capaz de organizar suas idéias a partir de uma lógica mais sofisticada de pensamento;
  • selecionar elementos que melhor se adequem à resolução dos projetos;
  • reforçar conceitos de matemática e geometria;
  • desenvolver noções de proporcionalidade;
  • desenvolver noções topológicas;
  • reforçar a aprendizagem da linguagem Logo;
  • introduzir conceitos de robótica;
  • levar à descoberta de conceitos da física de forma intuitiva;
  • utilizar conceitos aprendidos em outras áreas do conhecimento para o desenvolvimento de um projeto;
  • proporcionar a curiosidade pela investigação levando ao desenvolvimento intelectual do aluno.

Objetivos Afetivos:

  • promover atividades que gerem a cooperação em trabalhos de grupo;
  • estimular o crescimento individual através da troca de projetos e idéias;
  • garantir que o aluno se sinta interessado em participar de discussões e trabalhos de grupo;
  • desenvolver o senso de responsabilidade;
  • despertar a curiosidade;
  • motivar o trabalho de pesquisa;
  • desenvolver a autoconfiança e a auto-estima;
  • possibilitar resolução de problemas por meio de erros e acertos.

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