Robotique au lycée Raoul Follereau (Département 58 - Nièvre)

A l’occasion de la Fête de la science 2014, une classe de CM2 de l’école primaire Romain Rolland de Varennes Vauzelles est venue au lycée Raoul Follereau pour assister à un atelier interactif intitulé « Mimétisme entre une grenouille et un robot ».

Les élèves de primaire ont été guidés lors de cette atelier par des élèves de première scientifique qui ont joué les tuteurs pour ces élèves de CM2.

L’objectif de cet atelier interactif est de construire un robot dont la structure, les éléments constitutifs et les réactions seront liés à son environnement extérieur (luminosité, température, bruits…) de manière à mettre au point et programmer un robot ayant un comportement mimétique avec une grenouille… Les élèves de primaire se sont mis dans la peau de chercheurs pour assimiler les éléments liés au comportement d’une grenouille dans son milieu naturel puis élaborer les bases des programmes qui serviront à la grenouille-robot pour se déplacer et réagir à son environnement extérieur en utilisant des capteurs adaptés.

Quelques défis proposés aux élèves:

- Défi 1 : le réveil…

En fin de journée, la luminosité ambiante diminue, la grenouille déplie lentement ses pattes arrière (rotation de 180°), se met à chanter durant 5 s.

- Défi 2 : un bruit inquiétant…
La grenouille attend paisiblement au bord d’une mare en chantant un jour d’été sans pluie (son chant est différent pas temps chaud et par temps froid). Elle entend un bruit sec (claquement de mains), cesse immédiatement de chanter, détend le plus possible ses pattes arrière puis se replie sur ses pattes arrière très lentement et se remet à chanter comme si la température avait diminué durant 10s.

- Défi 3 : l’heure du repas…
La grenouille est en train de chanter, elle vient de repérer une proie avec ses yeux à 40 cm d’elle, elle cesse de chanter, se cabre rapidement (pattes arrières dépliées) avec un mouvement des yeux vers le haut (de la brique) puis entre en contact avec sa proie pour la manger. Elle avance en effectuant un mouvement correspondant à un angle 180° puis on l’entend ensuite partir émettre des sons durant 5 secondes de type « crunching - répertoire « expressions » » alors qu’elle est en train de manger sa proie…

- Défi 4 : un prédateur dangereux
La grenouille est au bord d’une mare et chante sans discontinuer. Tout à coup, elle voit un animal de taille imposante à moins de 50 cm d’elle : elle cesse de chanter, se met très très lentement en mouvement durant 5 secondes, ses yeux regardent à gauche (2 sec) puis à droite (2 sec) puis au milieu (2sec) puis elle émet un son comme pour prévenir ses congénères du danger imminent pendant 4 secondes.
Si la grenouille ne détecte rien, elle continue de chanter comme si de rien était…
Elle est capable de réagir de la même manière en permanence !!

- Défi 5 : discussion entre grenouilles…
Une grenouille est en train de chanter un jour d’été, elle détecte un danger imminent au bout de 5 s de chant, un prédateur est à moins de 60 cm d’elle : elle ordonne alors à sa congénère proche (moins d’un mètre), de cesser également de chanter et de se mettre en mouvement durant 5 secondes le plus rapidement possible (en émettant des sons « boing », « boing »…) alors qu’elle-même recule durant 5 s en émettant les mêmes sons (« boing », « boing »…).

Chouette projet !

Comment la séance s’est-elle déroulée ? Quels ont été les résultats obtenus par les élèves ? Avez-vous rencontré des difficultés particulières ?

@thierry_mourot58
Activités batraciennes très sympas ! Ça donne envie de les faire.
Je suis curieux également d’avoir les réponses aux questions posées par Olivier.
Les élèves ont dû se régaler.

Didier

La séance n’a duré malheureusement qu’une heure avec les élèves de primaire, beaucoup trop court par rapport à l’ensemble des défis prévus.
Les élèves de première scientifique qui étaient les tuteurs avaient pour leur part eu 2h pour se familiariser avec le logiciel Lego LME EV3 et tester les différents programmes pour répondre aux défis proposés.
Dans l’ensemble, les élèves de primaire ont été surpris de voir la grenouille-robot réagir à certains de leurs gestes par rapports aux différents capteurs qui étaient mis en jeu (capteur sonore, de lumière, d’ultrasons & de contact).
Concernant les difficultés rencontrées :

  • beaucoup de temps de préparation en amont de la part du professeur ;
  • des communication en bluetooth entre les briques EV3 qui ne fonctionnent pas forcément correctement ;
  • manque de temps pour exploiter complètement les différents défis compte-tenu du temps imparti pour cette activité.

@thierry_mourot58 Très belle idée en effet, qui est l’occasion de permettre aux enfants de réfléchir aux liens entre organismes vivants et machines, et de découvrir l’activité de modélisation.
L’idée que les élèves de première soient aussi tuteurs des élèves d’école primaire est très intéressante.
J’imagine en effet qu’une heure ne doit pas suffire pour un tel projet, qui se prêterait plutôt j’ai l’impression à une série de 6-7 séances.

Une question pratique: quel outil de programmation utilisez vous avec les Lego EV3: celui de Lego ? Scratch ? autre chose ?

Tenez nous au courant si vous poursuivez cette expérimentation.

Comme cette séquence a été réalisée dans le cadre de la Fête de la Science, nous ne pouvions mettre en place un atelier d’une durée trop élevée, d’autant plus que l’attention des élèves de primaire n’aurait pas forcément été satisfaisante sur une durée trop longue.
Je pense que cette activité sera présentée dans le cadre des portes ouvertes du lycée.
Par ailleurs, la veille de cet atelier, j’étais dans la classe de CM2 pour travailler avec le Lego WeDo en faisant réfléchir les élèves (ils n’avaient jamais fait de robotique) sur les blocs de programme qui avaient été imprimés sous forme d’étiquettes, ce qui permettait à chaque élève de réaliser son propre programme pour répondre à un défi et venir ensuite le tester sur le robot proposé.
C’était d’autant plus intéressant, qu’avec l’atelier “grenouille-robot”, ils retrouvaient des blocs de programme similaires et la notion de capteur étaient déjà comprise.
Sinon, nous avons utilisé le logiciel Lego LME EV3 pour programmer les grenouille-robots.