Auteur : Rédaction

En matière de technologies et à plus forte raison de nouvelles technologies, la science, l’apprentissage et le jeu, sont plus que jamais liés par d’étroites relations. Aussi, l’École Robots a choisi de voir en cette croisée des chemins, une opportunité pour l’apprentissage de la programmation informatique à travers la robotique.

Apprendre la programmation de façon ludique

De nos jours, les parents et les professeurs l’ont bien compris, l’apprentissage — qui plus est des matières riches et complexes — se fait beaucoup plus facilement par le jeu et la pratique, que par la théorie et la rhétorique.

À ce titre, l’École Robots se fait avec fierté, l’étendard du robot programmable à mi-chemin entre science et jeu. L’idée est simple ; puisque l’informatique est aujourd’hui partout dans la société et qu’il en sera de même pour la robotique dans les prochaines années, l’apprentissage du code se doit d’être ludique et ainsi mis à la portée de tous ceux qui souhaitent le découvrir.

C’est aujourd’hui chose faite, notamment grâce à Studuino. Cet environnement de programmation propose en effet grâce au logiciel Scratch Icônes, de choisir parmi plusieurs niveaux de difficulté et donc, de donner vie au kit robotique de votre choix même si vous débutez, et ce, toujours en vous amusant.

S’initier à une science supplémentaire

Mais le robot programmable n’est pas uniquement un jeu intéressant pour divertir les enfants. Interactif et mobile, il réalise les actions souhaitées uniquement s’il est correctement programmé.

Pour cela, chaque étape du code doit être expérimentée puis vérifiée par l’utilisateur. Il lui est alors nécessaire d’exercer son esprit critique et d’être capable de reconnaître ses erreurs pour les corriger et progresser.

Enfin, entre algorithmes et construction, le robot programmable science et jeu stimule l’imagination, la réflexion et l’inventivité que certains — enfants comme parents — se découvriront sans doute en quantités illimitées.

Par définition, un robot est un « mécanisme automatique complexe (…) capable de remplacer l’homme dans certaines opérations ». Or, pour cela, le robot doit posséder une structure — un squelette — adéquate et doit également pouvoir être programmé pour bouger, se déplacer, s’allumer, envoyer une notification… C’est ici qu’intervient la carte programmable pour robot.

Qu’est-ce qu’une carte programmable pour robot ?

Simplement, une carte programmable est un composant électronique ajouté d’un ou plusieurs microcontrôleurs, lesquels permettent de contrôler la carte en question grâce à un programme informatique ; le code.

La carte programmable est également équipée d’autres éléments de connectique qui lui servent à communiquer avec l’ensemble du robot, à lui envoyer des informations. Elle est donc en quelque sorte son cerveau, et à ce titre, doit pouvoir être reliée à un ordinateur avant d’être ajoutée au robot.

Cette connexion préalable est obligatoire pour ajouter le programme — le code informatique — dans la carte. Pour rappel, sans code le robot ne peut effectuer aucune action.

Arduino, Raspberry… À quoi servent-elles ?

On trouve sur le marché plusieurs types de cartes programmables : Arduino, Raspberry PI, Orange PI, Node MCU… Toutes sont équipées pour une interactivité en fonction de l’action souhaitée. Une fois programmées et installées, ce sont elles qui pilotent le système.

Dans la vie de tous les jours, la carte programmable (accompagnée d’éléments complémentaires) peut actionner l’ouverture d’une porte de poulailler, gérer l’arrosage automatique, fermer les volets en fonction de la luminosité…

Pour les enfants qui souhaitent s’initier à la programmation, la démarche est similaire, la carte programmable robot leur est utile pour injecter le code produit dans le kit robot choisi et ainsi savoir s’il fonctionne.

Selon les modèles, en plus du langage de programmation à utiliser, des capteurs de toutes sortes (lumière, son, obstacle, position…), ainsi qu’une alimentation (piles ou batterie) et une interface (le plus souvent un écran tactile ou non) devront lui être reliés pour permettre le bon déroulement de chaque action.

En grande partie, l’intérêt du robot réside dans le fait qu’il soit capable d’effectuer certaines actions seul et de manière automatique, notamment celle d’avancer. C’est par exemple souvent le cas des premiers jouets robotisés pour enfant. Une fois mis sous tension, ils avancent droit devant eux et changent de direction au premier obstacle, ou rallient un point indiqué.

Robotique et interaction

« Comment faire avancer un robot programmable » ? La question se pose rapidement lors des cours ou des ateliers d’apprentissage liés à la robotique. En effet, un robot qui s’allume c’est bien, mais souvent, un robot qui bouge, c’est mieux.

Aussi, pour créer le mouvement grâce au codage, deux options s’offrent à vous : la programmation séquentielle et la programmation événementielle.

La première voit se succéder les actions selon une chaîne de programmation définie en amont (le robot va tout droit puis tourne à droite, encore à droite et revient près de son point de départ).

La seconde déclenche une action suite à un événement (le robot change de direction parce qu’il a rencontré un obstacle : mur, pied de chaise, jouet…).

Téléverser un programme pour faire avancer le robot

Pour répondre à la question « comment faire avancer un robot programmable » il est nécessaire de comprendre qu’un robot programmable fonctionne à l’aide de programmes plus ou moins complexes et plus ou moins nombreux.

Ainsi, l’initiation à la programmation permet d’apprendre à coder les petits programmes qui feront se déplacer le robot sur ses membres ou sur ses roues. Bien entendu, des moteurs et un squelette adéquats sont indispensables, ainsi qu’une carte de programmation dans laquelle est injecté le programme.

Programmer un robot pour qu’il avance permet également aux jeunes codeurs de revoir leur protocole expérimental et d’apprendre à contrôler différentes valeurs telles que la vitesse, la durée et la longueur du déplacement parcouru par leur robot.

Au même titre que le français, la géographie ou les mathématiques, la programmation robotique sera bientôt indispensable à la formation complète des enfants. Partie intégrante du monde de demain, les robots sont partout. Aussi, apprendre à les concevoir et à les programmer, représente dorénavant, un véritable atout.

Qu’apprend-t-on lors d’une formation à la programmation d’un robot ?

La programmation robotique est un sujet extrêmement vaste qui englobe à la fois la mécanique et la biologie, la géométrie, la physique, l’ingénierie, l’électronique et bien d’autres sujets encore.

Partagé entre savoirs théoriques et pratiques, ce type de formation permet aux enfants d’appréhender concrètement la conception d’un robot depuis la formation de sa structure jusqu’à la programmation de sa carte programmable en passant par la connexion de chaque élément interne, contrôleurs, câbles USB, LED, batterie…

Aussi, une des plus grandes parties de cet apprentissage — si ce n’est la plus grande — est la maîtrise du langage de programmation indispensable pour donner vie à un robot.

Pourquoi choisir l’école Algora ?

Poursuivre un cursus éducatif et prendre des cours de programmation permet à coup sûr et à chacun, d’enrichir durablement ses connaissances. La formation à la programmation d’un robot dispensée par l’école Algora, permet pour sa part aux enfants entre 6 et 15 ans ou plus, d’apprendre à programmer un robot en s’amusant.

Entre 6 et 9 ans, le cursus destiné aux plus jeunes propose sur deux ans, une initiation à la programmation durant trois heures chaque mois. Puzzle 3D, robotique et codage premier pas y sont abordés.

Entre 10 et 14 ans et sur 3 années, les adolescents apprennent à construire leur robot et à le programmer. Les modèles à réaliser se complexifient progressivement, jusqu’à atteindre le niveau prévu par le cursus. Langage de programmation Python et thèmes connexes comme l’intelligence artificielle ou la place de la robotique dans la société actuelle, sont alors abordés.

De plus en plus tendance, le kit robot à programmer permet aux enfants comme aux parents et à tous ceux qui le souhaitent, de repousser les limites de leurs connaissances en se confrontant à un univers encore peu connu, celui de la programmation.

Qu’est-ce qu’un kit de robot à programmer ?

L’École Robots vous propose dans sa boutique, de nombreux kits robotiques simples ou plus complexes, pour les débutants, les initiés et les passionnés de programmation informatique. Dédiés à la découverte puis à l’apprentissage du code, ils contiennent tous les éléments nécessaires à la construction d’un robot.

Ainsi, les kits programmables École des Robots se composent tous des briques nécessaires à la construction de plusieurs modèles de robots, mais aussi de connecteurs, d’actionneurs, d’engrenages, de moteurs, d’une alimentation, de différents câbles, de modules (Studuino, ESP…) et d’autres capteurs essentiels à la vie du robot.

Aidés de tous ces éléments, les jeunes enfants peuvent se laisser porter par leur imagination et ainsi former les robots qui les ont toujours fait rêver. Fille ou garçon, grand ou petit, il suffit d’être curieux pour y arriver !

Pourquoi acheter un robot programmable ?

Votre enfant est curieux et n’a jamais assez d’activités à mener ou d’apprentissages en cours ? Vous aimeriez l’aider à mieux se concentrer et à structurer sa pensée grâce à un jeu éducatif passionnant ? Lui offrir les clefs d’un avenir professionnel sans doute plus sûr ?

Le kit robot à programmer peut vous aider. L’École Robots vous propose effectivement de lui offrir son premier robot à construire en toute autonomie, à l’aide des manuels pédagogiques fournis et des ressources gratuites en ligne.

Si la vente de kit robot à programmer fait partie de nos activités, nous vous conseillons également les cursus de l’école Algora. Adaptés aux jeunes enfants dès 6 ans, ils se présentent comme une formation ludique à l’électrotechnique et à la robotique.

Le langage de programmation est au logiciel ce que le chocolat est à la boîte, il en est le cœur. Un logiciel de programmation robotique — à l’exemple de Scratch — est ainsi une interface permettant de créer facilement des lignes de code.

Le langage, au cœur de la programmation robotique

En matière de robotique, la programmation fait tout. Ce sont ces lignes en effet qui indiquent au robot quoi faire, quand le faire, comment le faire, mais aussi pourquoi le faire. Programmation séquentielle ou programmation événementielle, tout dépend de votre but.

Aussi, pour que votre robot vous comprenne et suive vos instructions, vous devez utiliser le bon langage de programmation pour créer des lignes de code qui formeront un programme, lequel pourra être injecté dans la carte programmable de votre robot.

Il existe de nombreux langages différents dont certains sont plus complexes que d’autres. Toutefois, les plus couramment utilisés sont JavaScript, Python, Java, C# et PHP. Pour débuter en programmation, Python et JavaScript sont parmi les plus simples à apprendre avec avant eux, Scratch.

Tous les logiciels de programmation utilisés par l’École Robots

Le monde informatique compte également de très nombreux logiciels de programmation. Pour bien choisir, il est recommandé de tenir compte de la structure du logiciel, du type de programme à concevoir et des contraintes techniques. Certaines solutions se révéleront ainsi plus adaptées à la programmation robotique.

À l’École Robots, pour nos jeunes codeurs en herbe, nous avons choisi de baser notre solution sur le logiciel libre et gratuit, Scratch. Parfait pour les débutants, il offre plusieurs niveaux de programmation.

Tandis qu’au niveau 1 la programmation se fait avec des icônes, le niveau 2 introduit les bases du langage C. Enfin, le niveau 3 vous offre une approche complète de la programmation avancée avec Arduino IDE.

À noter qu’il est également possible d’utiliser le logiciel Tickle tout spécialement pensé pour fonctionner avec IOS, ou encore l’environnement Studuino.

Au fil des années, la programmation robotique s’est peu à peu démocratisée tandis que l’électrotechnique s’invite dorénavant, parfois à l’école. Pourtant, pour les enfants par exemple, programmer un robot afin qu’il accomplisse une ou plusieurs actions reste du domaine du sensationnel, notamment s’ils sont eux-mêmes aux commandes du logiciel de programmation de leur robot.

À quoi sert le logiciel de programmation de robot ?

En robotique, le logiciel de programmation n’est ni plus ni moins, qu’une interface de communication. Grâce à lui, il devient possible d’initier les enfants plus facilement aux secrets du codage.

Il peut se présenter de différentes façons, utiliser des icônes comme Scratch, ou des morceaux de syntaxe et, pour les utilisateurs plus avancés, demander la rédaction de lignes de code fonctionnelles.

Toutefois, le principal avantage du logiciel de programmation robot, est sa variété. Il permet en effet de rendre le code accessible à tous, et ce, simplement après une courte période de familiarisation. Vous en doutez ? Pourtant, c’est la raison pour laquelle les enfants apprécient tant les cours de programmation ; complets, ils n’en restent pas moins ludiques et tournés vers la pratique.

Véritable lien entre le cerveau humain et le cerveau du robot — sa carte programmable — le logiciel de programmation permet donc de mettre en forme, de compiler et de transférer les instructions à donner au robot.

Comment choisir le programme le plus adapté ?

La programmation de robot pour enfant est une discipline nouvelle, mais bénéfique en bien des points. Garçon ou fille, férus de mathématiques ou non, tous peuvent apprendre à coder et ainsi donner vie à leur propre robot et prendre confiance en eux.

Pour cela, il est essentiel de choisir un logiciel adapté et compatible avec votre matériel informatique. Pour les débutants, Scratch semble tout indiqué. C’est d’ailleurs le programme qui équipe nos kits robotiques d’initiation.

Avec ses trois niveaux il permet aux enfants de découvrir la programmation : d’abord par les icônes avant d’utiliser le glisser-déposer pour assembler et ordonner des séquences de code pré-écrites. Enfin, ils finiront par véritablement coder en utilisant un langage de programmation avancé tel que le langage C.

Quelques années en arrière, les enfants amateurs de construction, de mécanique et de réflexion en 3D, réclamaient à leurs parents des boîtes de Meccano. Aujourd’hui, l’arrivée de la robotique, du numérique et de la connectivité a fait évoluer la demande vers toujours plus d’interactivité. Ainsi, pour initier les enfants au code, le mini robot programmable est tout désigné.

Les minis robots, dignes successeurs des Meccanos

Vous souvenez-vous des Meccanos ? En tant que trentenaire sans doute, si vous êtes plus jeune, peut-être pas. Pourtant, ce jeu de construction existe toujours. Il s’agit pour le joueur d’utiliser des pièces de toutes tailles et de toutes formes, mais toujours métalliques, pour réaliser différentes structures le plus souvent actionnables.

Voiture, moto, engin de chantier… la plupart des modèles représentaient des machines motorisées sans l’être. Que diraient les enfants d’alors s’ils avaient dans les mains un mini robot programmable ?

L’École Robots propose en effet de petits robots à programmer, faciles à stocker et modulables. C’est par exemple le cas du robot-araignée, du robot-grue ou du robot télécommandé.

Que faire avec un mini robot programmable ?

Chaque kit robotique est composé de tout le matériel nécessaire pour assembler différents modèles de robots, pour les animer et donc bien entendu, pour les programmer.

Ainsi, au moment de choisir votre robot à programmer, demandez-vous quelles actions vous souhaitez le voir réaliser ? Doit-il être divertissant et par exemple s’allumer ou faire du bruit ? Préférez-vous qu’il soit utile en étant capable de vous apporter des objets comme votre smartphone ?

Bien choisir son robot programmable c’est aussi s’assurer de nombreuses heures passionnantes de recherches et de réflexion autour de sa conception, de son fonctionnement et de la création du code informatique qui lui donnera vie. De quoi éveiller la curiosité et développer la persévérance des plus jeunes, face à la résolution de problèmes parfois complexes.

La programmation d’un robot en maternelle peut sembler une activité ambitieuse et un apprentissage anticipé. Pourtant, à cet âge les enfants sont avides de nouvelles connaissances, de découvertes, et surtout, ils n’ont aucun à priori sur leurs capacités. À travers un atelier « sciences et découverte » par exemple, ils pourront alors travailler ensemble à la réussite d’un objectif (numérique et physique) commun.

Robotique et motricité

Appréhender les déplacements du robot sans surprise, se familiariser avec le vocabulaire, découvrir la spécialisation et approcher la notion de 3D… Autant de concepts nouveaux et intéressants à comprendre pour le jeune enfant, grâce au robot programmable.

Mais, avant la programmation, la robotique même simple, requiert une phase de conception. C’est alors pour les enfants, l’occasion d’exercer leur motricité fine à travers la manipulation et l’assemblage des briques qui font la structure du robot.

Aussi, dans la mesure où le robot se déplace indépendamment et différemment de l’enfant qui le programme, la décomposition du mouvement — tourner puis avancer — est intéressante puisque pas toujours simple à comprendre en maternelle.

Programmation et construction de la pensée

Avant l’école primaire, les enfants n’ont pas tous l’habitude de proposer un raisonnement différent de celui de leur enseignant. Avec la programmation d’un robot dès la maternelle, c’est l’occasion pour l’enseignant, de les aider à développer un comportement de chercheur et donc un esprit critique face à leurs propres actions.

Si je programme cette action de cette façon, le robot de m’obéit pas. Pourquoi ? Comment optimiser le déplacement du robot ? Comme simplifier la démarche à chaque étape ?

Enfin, tout comme le TBI, le robot programmable installe une sorte de motivation – ou émulation – qui pousse les enfants à collaborer, montrer, expliquer et partager un véritable moment de travail collectif pour parvenir à faire avancer ensemble leur premier robot.

L’étude de la programmation robotique approche de nombreuses disciplines et demande la mise en œuvre de nombreux savoirs ou qualités. Ainsi, il est nécessaire pour le programmeur de choisir le langage le plus adapté au code — et donc aux actions — qu’il souhaite produire. En informatique, la programmation robotique en C, C++ est particulièrement populaire.

Qu’est-ce qu’un langage de programmation

Les langages de programmation sont utilisés par les programmeurs pour communiquer avec les robots qu’ils configurent, mais aussi pour communiquer entre eux. Avec leur propre syntaxe et une signification précise, ils sont régis pas des règles comme toute autre langue.

Pour la programmation d’un robot, le langage de programmation produit un ou des algorithmes qui engendrent les programmes informatiques destinés à le faire fonctionner (rouler, s’allumer, s’ouvrir…).

L’École Robots utilise notamment le langage Arduino basé sur C/C++, pour le développement de projets électroniques et la programmation robotique à partir d’une carte Arduino ou de l’environnement Studuino.

Pourquoi choisir la programmation robotique en C, C++ ?

De tous les langages de programmation existants, les langages C et C++ font partie de ceux qui offrent le plus grand contrôle en temps réel du robot, ainsi qu’une grande rapidité d’action.C’est pourquoi ils sont majoritairement utilisés à travers le monde.

C++ notamment, offre une meilleure gestion des ressources et un contrôle avancé de la mémoire. Dans le cas de mini robots ou si vous disposez d’un espace de stockage limité, il est donc parfaitement approprié.

Enfin, la programmation robotique en C, C++, vous assure une grande compatibilité puisque de nombreux autres logiciels sont codés à l’aide de ces langages.

C’est par exemple le cas des systèmes d’exploitation Windows, Mac OS X, iOS, Linux ou Android (c’est-à-dire d’à peu près tous les systèmes d’exploitation grand public utilisés actuellement) et des bases de données MySQL ou Oracle.