Educatieve activiteit rond de korte film Dona Coroquinha
Vind je weg en beweeg met behulp van oriëntatiepunten en representaties.
Codeer en decodeer om bewegingen in vertrouwde ruimtes te voorspellen, weer te geven en uit te voeren.
Begrijpen en produceren van eenvoudige algoritmen.
Dona Coroquinha © Diogo Nii Cavalcanti
TitelDona Coroquinha
ThemaVastberadenheid
Genre en trefwoordenKomisch, moed, zebrapad, auto, bus, verkeer, dieren, hond
Leeftijd (voor film)3-11 jaar
Duur03 min 28 s
RegieDiogo Nii Cavalcanti
MuziekDavid Convery
ProductieVancouver Film School (Canada, 2010)
Programmeer de beweging van een robot zodat hij een ruimte met obstakels kan doorkruisen.
De oude dame in de film is, net als veel mensen om ons heen, bijzonder hulpeloos als het gaat om bepaalde taken die ons eenvoudig lijken. Voor haar betekent bewegen op straat het navigeren in een omgeving vol obstakels. Wat als ze een beetje hulp had gehad? Wat als ze een gids had die haar de weg wijst? De nieuwste ontwikkelingen op het gebied van autonome auto’s suggereren dat een robot dit zou kunnen doen. Maar hoe kan zo’n robot werken? Met modelleren en programmeren.
Deze activiteit is bedoeld om kinderen kennis te laten maken met deze twee basisbegrippen van robotica door middel van een leuke uitdaging geïnspireerd op de situatie in de film: het programmeren van een robot om een pad te volgen door een omgeving met obstakels. Het kan worden uitgevoerd vanaf de leeftijd van 6 tot 9 jaar, na het verwerven van vaardigheden op het gebied van bewegingscodering. Het wordt uitgevoerd in de vorm van een gezamenlijk experiment in de klasruimte, met een in de handel verkrijgbare programmeerbare robotkit (bijvoorbeeld Sphero Bolt, Ino-Bot of Codey Rockey). Merk op dat de Ino-Bot-robot is ontworpen voor de programmeertaal Scratch.
Om het narratieve argument meer aanwezig te houden en afhankelijk van de mogelijkheden van de robot, kunnen we wat dieper graven in de manier waarop de robot de oude dame kan helpen: hij vervoert haar op zijn rug, hij volgt het pad in de vorm van een ononderbroken lijn op de grond, hij stuurt haar licht- of geluidssignalen om een richtingsverandering aan te geven, enz.
1. Modellering
Om in een eenvoudige context te blijven, hebben we ervoor gekozen om statische obstakels te gebruiken en het robotprogramma te reduceren tot het uitvoeren van een vaste reeks bewegingen (geen gebruik van obstakelsensoren, realtime gedrag). Bovendien zal het de ‘cellulaire’ bewegingsinstructies gehoorzamen, zoals ‘vooruit x centimeter’ (of ‘vooruit x seconden’), naar rechts draaien (90° draaien), naar links draaien (270° draaien). Op deze manier blijven we in de representatie die de kinderen al hebben gemanipuleerd.
We kunnen beginnen door een grote ruimte in het klaslokaal vrij te maken en obstakels te plaatsen die de robot waarschijnlijk blokkeren. Hun missie zal zijn om over te steken, obstakels te vermijden, van een startpunt naar een aankomstpunt, om het pad van de oude dame te volgen. De eerste modelleringsklus is het toepassen van een regelmatig raster op de werkruimte. Het kan worden gematerialiseerd door stroken tape op de grond. Van daaruit kunnen kinderen ‘op papier’ gaan oefenen met het vinden van de volgorde van de opdrachten om de cursus te voltooien.
2. Ontdekking van de robot
Dit houdt in dat je vertrouwd raakt met hoe je de robot vooruitgang kunt laten boeken volgens de gekozen modellering. We beginnen met een rechte beweging van “1 veld”. Afhankelijk van het robotmodel en de programmeerinterface gaat het om het aanpassen van de reistijd en/of snelheid. Vervolgens zullen we zien hoe we hem naar links en naar rechts kunnen laten draaien, wat kan inhouden dat we de verdeling van de cirkel in hoeken van 90° moeten uitleggen.
Deze aanpassingen worden samen gemaakt, door de kinderen om suggesties te vragen, door ze direct uit te proberen en na te denken over mogelijke fouten. De taak van de leraar is om de presentatie van de programmeerinterface zoveel mogelijk te vereenvoudigen, zodat kinderen alleen de concepten hoeven te manipuleren
nodig voor de oefening (en niet alle functies van deze interface).
3. Toepassing op de cursus, optimalisatie
Het is tijd om wat je uit de vorige stappen hebt geleerd toe te passen in onze robotgids! De door de kinderen gevonden bewegingsinstructies worden in de interface ingevoerd en de robot wordt gelanceerd. Wij observeren en corrigeren bij eventuele fouten.
We kunnen routes voorbereiden die steeds complexer worden vanwege de statische configuratie van het terrein (doodlopende wegen, eenrichtingsgangen), of die nieuwe bewegingen van de robot vereisen (hogere snelheid om een brug te beklimmen). Dit is ook het moment om optimalisatievragen te introduceren. Het geval van het kortste pad wordt als volgt geformuleerd: wat is de kortste reeks instructies om een gegeven complexe route uit te voeren. Als we het begrip van een programmeerlus introduceren en de voorraad beschikbare instructies willekeurig beperken, introduceren we het begrip codefactorisatie (zie de Lightbot-oefeningen).
Lichtbot, een introductie tot programmeren in de vorm van een spel (in het Engels, maar voor iedereen begrijpelijk).
Kras, de site gewijd aan de grafische programmeertaal voor educatieve doeleinden. (De meeste programmeerbare robots gebruiken scratch of een equivalent daarvan.)
Activiteitenblad geschreven door: Bruno Pellier
