This article describes the experience of a work developed at a municipal public school located in the Oiteiro site, rural area of the city of Vitória de Santo Antão, in the interior of Pernambuco. The work of Educational Robotics developed at the Manoel Domingos de Melo School, which attends elementary students I, used resources based on the concept E-Waste, recycled materials, hardware and free software. Some of these resources were easily found in the community itself and transformed into the demystification of the concept that robotics is only presented in the form of preformed kits, entailing a methodology that allows to reinforce teaching and learning in several areas at a low cost.
Ao se considerar o estudo da Robótica, a partir de sua evolução histórica e cultural, a vemos como uma antiga forma de conhecimento cuja a construção é gradativa. Construção essa, com a qual pretende-se que assuma o caráter de uma disciplina escolar autônoma, apoiada no ensino e aprendizagem de outras ciências.
A primeira pergunta que nos vem quando falamos em robô é, exatamente, a definição do mesmo. Para isso, vamos elencar alguns conceitos que estão em sintonia com a tecnologia da época em que é visto. Observamos que o conceito de tecnologia é temporal e se apresenta de acordo com a tecnologia de determinada época.
No passado, um robô era definido com uma máquina que consistia basicamente
em um dispositivo mecânico, composto por motores, engrenagens, articulações entre
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outros itens, regido pela Teoria de Controle (TC), um campo relacionado de forma direta
à robótica. Essa teoria desenvolveu-se com a matemática clássica mais precisamente com
as equações diferenciais, que foram utilizadas para o entendimento e a formalização de
tais sistemas, no início do século XX.
Voltando à pergunta: o que é um robô?
No âmbito da cultura pós-moderna, segundo a definição do R.I.A.1 (Robotics
Industries Association), podemos definir robô como: Robô é um manipulador
reprogramável e multifuncional projetado para mover materiais, partes, ferramentas ou
dispositivos especializados através de movimentos variáveis, programados para
desempenhar uma variedade de tarefas. Já para Mataric, “um robô é um sistema autônomo
que existe no mundo físico, pode sentir o seu ambiente e pode agir sobre ele para alcançar
alguns objetivos”
Ao dar continuidade a essa evolução “as noções de robô passaram a incluir
pensamento, raciocínio, resolução de problemas e até mesmo emoções e consciência”
Nesta segunda parte, vemos uma concepção do ambiente com a utilização dos mais diversos sensores, que transforma a atividade, do ponto de vista lúdico, em uma problematização de acordo com o tema estudado.
O conceito mais atual e que vem sendo bastante discutido, tanto no meio acadêmico quanto no campo da ficção científica, é a Inteligência Artificial. Não é de hoje que podemos observar a preocupação do ser humano com a evolução da robótica e os possíveis perigos que possa trazer consigo, muitas vezes uma forma assustadora retratada no cinema.
O campo da inteligência artificial (IA) nasceu oficialmente em 1956, em uma conferência realizada na Universidade de Dartmouth, em Hanover, New Hampshire (Estados Unidos). Esse encontro reuniu os pesquisadores mais proeminentes da época, (...). O objetivo dessa reunião foi discutir a possibilidade de inserir inteligência em máquinas.
As conclusões do encontro podem ser resumidas da seguinte forma:
para uma máquina ser inteligente, teria de ser capaz de produzir um
raciocínio complexo; e, para fazer isso, ela teria de usar: (1) modelos
1Fundada em 1974, RIA é o único grupo comercial na América do Norte, organizado especificamente para
servir a indústria robótica. O grupo é composto por empresas líderes em robô fabris, utilizadores de sistema
integradores, fornecedores de componentes, grupos de pesquisa, e empresas de consultoria.
(http://www.robotics.org/)
internos do mundo; (2) busca de soluções possíveis; (3) planejamento e
raciocínio para resolver problemas; (4) representação simbólica da
informação; (5) sistema de organização hierárquico; (6) execução
sequencial de programas
Portanto, o grande desafio das pesquisas em IA, desde a sua criação, pode ser
sintetizado com a indagação feita por Minsky em seu livro "Semantic Information
Processing", há quase trinta anos: "Como fazer as máquinas compreenderem as coisas?"
Como resultado dessa evolução, Mataric (2014, p. 41) nos traz um conceito que pode determinar, de forma mais ampla, o que é um robô nos dias atuais, sendo um sistema autônomo que existe no mundo físico, pode sentir o seu ambiente e pode agir sobre ele para alcançar alguns objetivos.
A partir desse contexto, podemos trazer atividades que simulam situações e problemas do cotidiano do aluno para dentro da sala de aula por meio da Robótica Educacional, passando por esses conceitos de forma gradativa e de acordo com as temáticas escolhidas para serem trabalhadas. 2.
Muitas máquinas que foram construídas poderiam ser chamadas de robôs, dependendo da definição e da época em que foi desenvolvida. A partir dos conceitos apresentados, no qual suas origens são oriundas em sua maioria do campo industrial e/ou computacional, sentiu-se que a robótica traria consigo um processo de inovação que poderia ser aplicado em um ambiente de aprendizagem, surgindo, então, a robótica educacional.
Entende-se por Robótica Educacional (RE), a utilização ou reutilização de alguns
conceitos de robótica industrial, em um ambiente de aprendizagem
Dentro dessa perspectiva, Papert (1985) deu início ao estudo que relacionava o
uso de softwares ao ensino e aprendizagem da matemática, conhecido como LOGO. Ao
externar essas ideias, podemos associar ao conhecimento adquirido com a robótica
educacional. O uso de mecanismos robóticos para descrever problemas de forma lúdica
através de jogos e desafios, estimulando o raciocínio lógico. Para
A educação lúdica, além de contribuir e influenciar na formação da criança e do adolescente possibilita um crescimento sadio, um enriquecimento permanente, integrando-se ao mais alto espírito de uma prática democrática, enquanto investe em uma produção séria do conhecimento. Sua prática exige a participação franca, criativa, livre, crítica, promovendo a interação social e tendo em vista o forte compromisso de transformação e modificação do meio.
O estudo de Papert possibilitou ver a importância para a criança dessa externalização do software na forma de um “brinquedo”, o que facilitava suas concepções nos diversos campos do ensino da matemática, especialmente quando ele se referia as engrenagens.
Primeiro, elas faziam parte de meu ‘cenário’ natural, estavam embutidas no mundo ao meu redor. Por isto pude encontrá-las sozinho e me relacionar com elas à minha própria maneira. Segundo, as engrenagens faziam parte do mundo dos adultos que me cercavam e através delas eu podia sentir como as engrenagens giravam imaginando meu corpo girando. Isso me possibilitou usar o meu ‘conhecimento do corpo’ para pensar sistemas de engrenagens. E finalmente, porque em todos os sentidos reais a relação entre engrenagens contém grande quantidade de informação matemática, eu podia usá-las para pensar sistemas formais. Isso mostra como as engrenagens me serviam como um ‘objeto de pensar’. Foi assim que as utilizei em meu desenvolvimento como matemático. As engrenagens me serviram também como um ‘objeto de pensar com’ em meu trabalho de pesquisa educacional (PAPERT, 1985, p. 25).
Tendo como aporte teórico o construcionismo de
Existe uma grande preocupação por parte das grandes potências mundiais com o
destino final desses materiais, onde, em 2010, no Brasil foi criada a Política Nacional de
Resíduos Sólidos – PNRS
Com isso, uma das opções que está sendo utilizada no projeto da Escola Manoel Domingos de Melo, é o desenvolvimento de Robótica Educacional através do e-Waste, seguindo uma linha de “Reduzir, Reutilizar e Reciclar”. Desta forma, o desenvolvimento do projeto se dá através do reconhecimento do lixo eletrônico que existe na comunidade 586 juntamente com a utilização de materiais recicláveis, hardwares e softwares livres, construindo etapas onde os alunos conseguem desenvolver conceitos elementares da Matemática e da Física através da montagem de robôs e circuitos eletrônicos.
Pouco se tem explorado o conceito de e-waste no meio educacional, os raros casos que aparecem destinam-se, em sua maioria, aos campos das engenharias. No entanto, esse cenário vem passando por um processo evolutivo devido à preocupação dos mais diversos órgãos e entidades, com o descarte irregular desses aparelhos.
Algumas pesquisas já apresentam alguns resultados, principalmente na área da
robótica educacional, como é o caso do artigo intitulado como “Construindo robôs de
baixo custo a partir de lixo tecnológico”
Outro artigo que aborda robótica educacional e e-waste é o de
Este trabalho se preocupa em não só passar por esses processos descritos nos artigos anteriores, mas criar uma metodologia que possibilite a criação de kits e-waste nas mais diferentes situações e idades, adaptando às atividades relacionadas ao ensino da matemática. 3.
Baseando-se na ideia do conceito inicial da Robótica, foi proposto para uma turma do 5° ano do ensino fundamental I, uma turma com 21 alunos com idades entre 9 e 12 anos, uma atividade que envolvesse robótica e o tema “Lixo”, que seria o objeto de aprendizagem a partir da solução de problemas encontrados na comunidade.
Esta escola é localizada na zona rural de Vitória de Santo Antão e faz parte de um projeto denominado Escolas Rurais Conectadas, uma parceria entre a prefeitura local e o C.E.S.A.R (Centro de Estudos e Sistemas Avançados do Recife), com o apoio da Fundação Telefonica e Qualcomm. Esta primeira atividade destinou-se a construção de um robô com materiais recicláveis, sucatas e e-waste, no qual os alunos, individualmente ou em grupo, criam seus projetos a partir de uma prototipação juntamente com as descrições da montagem. No decorrer das oficinas, são introduzidas, de forma lúdica, noções elementares de física e matemática, que auxiliará o aluno de forma direta na construção do conhecimento de uma forma mais ampla.
Separamos esta atividade em três momento: Idealização, Prototipação e Movimento. Trabalhando, dessa forma, os conceitos das Ciências de uma maneira que valorizasse a criatividade do aluno, refletindo a importância do trabalho coletivo na produção e na socialização dos diferentes saberes docentes envolvidos (BARBOSA et al., 2007).
Este primeiro momento é feito de forma individual e consiste na idealização, por parte do aluno, do robô juntamente com sua funcionalidade, transcrevendo suas ideias inicias para uma folha de papel. Em seguida, o desenho de cada um será apresentado para os demais da turma e discutido sobre a possibilidade da construção e melhorias que podem ser feitas, com isso há um processo de brainstorm, podendo resolver alguns problemas específicos que possam surgir. Nesta parte introduzimos conhecimentos de formas geométricas para o desenvolvimento dos desenhos, com a utilização de réguas, compassos, transferidores e outros objetos que poderiam facilitar a produção.
Figura 1: Idealização do robô.
A partir disso, em um novo encontro, para dar prosseguimento a atividade é necessário coletarmos alguns materiais como: garrafas PETs; papelão; palitos de picolés; Tampas de garrafas. Esses e outros materiais serão utilizados na prototipação dos robôs que os alunos desenharam no primeiro momento, podendo ser divididos em equipes. Após o desenho, será dado início a construção dos Robôs.
Figura 2: Prototipação.
Nesta parte, o aluno entenderá o funcionamento de um robô simples, observando conceitos elementares da Física como: Movimento; Força; Condução. Com a introdução e, principalmente, a demonstração desses conceitos através de sucatas eletrônicas (que são facilmente encontradas em nossas residências como: DVD´s, aparelhos de som, HD de computadores antigos, etc) lançaremos a seguinte missão: “Podemos fazer nosso Robô se locomover? Como?”. Tendo como base o conceito da evolução da robótica, utilizamos os princípios básicos para promover o projeto e à medida que os alunos evoluem no conhecimento, automaticamente, o nível do conceito trabalhado irá se alterando. Figura 3:Barco feito com garrafa PET, motor de DVD e bateria, utilizando o conceito ewaste. O desenvolvimento desta metodologia permite que os alunos potenciem sua criatividade, passando por um processo de construção do conhecimento de forma lúdica. Foi observado também, a ampliação das práticas didáticas por parte dos professores, onde os mesmos têm procurado inserir de forma pedagógica o estudo de Ciências, pelo contato com as disciplinas através de pesquisas, observações e resoluções de problemas.