"DE L'AUTOMATE AU ROBOT"
Une expérience d'animation avec des
pré-adolescents
J.L.
VAISSE - R. LEVEQUEFédération NatIonale des Francs et Franches Camarades
RESUME Amener un groupe de 15 enfants âgés de 12 à 15 ans, à comprendre comment fonc-tionne un robot, dans le cadre d'un séjour de vacances.
Description des conditions du séjour et de ses objec tifs
Description des réalisation SUMMARY
To lead a group of 15 children aged 12 to 15 to understand how a robot works (during a short period of holidays)
Description of the conditions for the stay and its targets
EXPERIENCE 0' INITIATION A LA ROBOTIQUE AVEC DES PREAOOLESCENTS
Pendant 3 semaines, 15 enfants âgés de 12 à 15 ans sont retrouvés dans un Centre de Vacances organisé par la revue Jeunes Années pour comprendre, "avec les mains". comment fonctionne un robot.
Les principaux objectifs des organisateurs étaient les suivants ... ) initiation à la démarche de découverte scientifi"lue
... )approche à la notion d'"équipe de recherche" ... ) initiation à la robotique
... )connaissance de l'environnement industriel (robotisé)
... )réa1 isation du matériel (photos et objets) nécessaire à la conception d'un article technique ayant comme théme "La petite Robotique" publiable dans la revue "Jeunes Années"
Analyse préalable
Les enfants ont pu s'inscrire dans ce séjour sans aucune présélection. C'était un souhait des organisateurs que de faire en sorte qu'aucun pré-requis ne soit nécessai-re à la réalisation et à la compréhension des objets conçus pendant le séjour.
Le public était donc constitué d'autant de garçons que de filles, de niveau sco-laire s'échelonnant de la 6ème à la 3éme. et n'ayant pour la plupart jamais touché un micro-ordinateur et encore moins un automate programmable.
Il s'agira pour l'encadrement et pour le journaliste concepteur des modèles de robots. de permettre à chacun de comprendre les éléments essentiels de la robotique et partiru1ièrement. d'appréhender les notions de progra","ation, de "stimulation ex-térieure" (avec des capteurs) et d'optimisation des systèmes et des programmes d'uti-lisation.
Il a donc été proposé aux enfants d'utiliser un module électronique de base ex-tré"mement siflllle. permettant toute expérimentation dans le cadre des objectifs poursui-vis, et gardant la limpidité d'un montage élémentaire. Ce module servira à la concep-tion de trois petits robots. Le premier (l'escargot) se déplace en emportant dans sa coquille le programme de son parcours. Le deuxième (l'androïde suiveur de piste) suit une ligne blanche tracée sur le sol. La description du troisième, plus complexe. _ne sera pas relaté dans cet article ... (cf. Jeunes Années Spécial Sciences et Techniques W 3 mai 1986 et 4 mai 1987).
REAL [SATION Module électronique
Le but de ce module est de permettre le branchement d'un moteur, par l'intermé-diaire d'une résistance photo-électrique via un ampli-op. Lorsque la résistance est située devant une source de lumiére elle permet le passage du courant vers le moteur, lorsque l'émission de 1umiére cesse, le courant ne passe plus et le moteur s'arrête. Pour permettre à chacun de comprendre le principe de fonctionnement des différents composants électroniques. l'équipe d'encadrement a bien sOr. utilisé des analogies
avec l'eau (illustration 1). L'escargot
(voir figure 2)
L'escargot est un véhicule qui transporte avec lui son propre programme de dé-placement. Il est composé de trois moteurs dont deux assurent la locomotion et la direction, le troisième qui fonctionne sans arrêt. permet le défilement du program-me.
Déplacement, direction
De chaque côté de l'Escargot est placée une roue actionnée par un moteur.
Lors-que les deux ~oteurs fonctionnent, l'appareil avance tout droit; il tournera à
droite ou à gauche lorsque le moteur gauche ou droit s'arrêtera; lorsque les deux
moteurs sont a rrétés bien sOr ... Le prog ra mme
Le programme de l'Escargot est composé d'un cylindre de papier qui tourne sans interruption autour d'un axe vertical, et devant les deux résistances photo-électri-ques qui assurent la commande des roues. Sur ce rouleau sont tracés deux couloirs (canal droit et canal gauche'. situés en regard de la résistance de la roue droite et de la roue gauche. Le rouleau est éclairé en permanence par une petite ampoule. Chaque canal est peint en blanc ou en noir. Lorsque la partie située davant la ré-sistance photo-électrique est blanche, la lumière de l'ampoule, reflétée sur le rou-leau, est captée et le moteur correspondant se met enroute. Au contraire, si le canal
est peint en noir, la lumière n'est pas réfléchie et le moteur ne fonctionne pas.
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Ce principe de fonctionnement est très simple comme il a dèjà èté souligné plus haut, il offre l'avantage rare de permettre au public touché de se consacrer avant tout au concept plus qu'à la technologie. A partir du même module électronique, un nombre important de constructions est possible. Il offre de plus l'intérêt lui aussi rare de désacraliser auprès d'un public large et non-averti, le "Robot", 1 "'Androïde" des films de sciences-fictions et de permettre de se situer dans une réalité plus pr~ che.
L'androïde suiveur de piste (voir illustration 3)
Sur le même principe, les enfants ont réalisé un robot suiveur de piste. Le pro-gramne cette fois n'est plus transporté par le robot, mais dessiné sur un sol sombre
l'aide de ruban adhésif blanc réfléchissant la lumière.
Les résistances sont placées l'une à côté de 1'autre, ~ l'avant du véhicule, et dirigées vers le sol. La résistance de droite actionne le moteur de gauche et vice versa. Comme pour l'escargot, une ampoule éclaire en permanence la ligne sur le sol.
On place l'Androïde de telle façon que les deux résistances soient situées au dessus de la bande blanche. Lorsque le tracé de la bande blanche suit une ligne droi-te, la lumière est réfléchie uniformément vers les deux résistances: les deux roues tournent. Lorsque la ligne tourne à droite, la résistance de gau<:'he, écartée de la
bande, ne reçoit plus de lumière et stoppe le moteur de droite. A ce mo~nt bien sûr, l'Androïde tourne à gauche jusqu'à ce que la résistance de droite soit à nouveau au dessus de la bande.
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Ces quelques explications permettent de se faire une idée sur le type de
maté-riel qu'il apparait intéressant de mettre à la disposition des enfants dans le cadre
des loisirs que nous organisons. Il semble important, peut-être essentiel, de permet-tre au plus grand nombre d'avoir ar.cés au' sciences et aux techniques. Ceci pour per-mettre de dévplopper de futures compétences, mais allssi pour que chacun puisse se faire une opinion objective du monde aux technologies nouvelles qui l'entoure et mieux s'intégrer dans son environnement social. Il serait possible de faire un paral-lèle. entre l'éducation à la lecture, l'éducation physique et sportive et l'èduc.ation aux sciences. Pour nous, les sciences doivent être présentées dans chaque lieu de vie
de l'enfant, dans le cadre de ses loisirs comme dans celui de l'école. C'est à cette
condition que l'on pourra développer l'intérêt des jeunes pour ces matières, et sur-tout leur efficacité.
