MARIA
INÊS CASTILHO
ROBÓTICA
NA EDUCAÇÃO:
COM
QUE OBJETIVOS?
Monografia
de Conclusão
Pós-Graduação
em Informática na Educação
Universidade
Federal do rio Grande do Sul
Orientadora:
Profª Drª Rosa Viccari
Porto
Alegre
2002
A robótica educacional é uma
atividade recente nas Escolas. E como tal, há questionamentos sobre a validade
de desenvolver trabalhos desse tipo junto de alunos do Ensino Médio. O presente
trabalho visa descrever sobre robótica educacional e os objetivos a que se
propõe.
Inicialmente, são abordados aspectos
importantes de como se processa o aprendizado e são tecidas considerações sobre
o que é robótica educacional e um pouco de sua história. Em seguida, passa-se a descrever sobre as
vantagens que as atividades de construir e programar robôs trazem aos envolvidos no processo.
ABSTRAT
Educational
robotics is a recent activity at schools. Therefore, there are many questions
if it´s worth to develop such work with high school students. This work is
going to describe educational robotics and its objectives.
In
the first part, important facts about knowledge acquisition are going to be
approached as its historical facts and what educational robotics is. In the
following part, the advantages that building and programming robots activities
bring to those who are involved in the process are going to be reported.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO.......................................................................................................05
1. Robô e robótica .................................................................................................08
2. Robótica educacional
........................................................................................10
3. História da robótica educacional .......................................................................10
4. Robótica e raciocínio lógico
..............................................................................12
5. Robótica e criatividade
......................................................................................14
6. Robótica e autonomia no aprendizado
..............................................................15
7. Robótica e a compreensão de conceitos de física
............................................17
8. Robótica e o conviver em grupo
........................................................................18
CONCLUSÃO.........................................................................................................20
OBRAS CONSULTADAS .....................................................................................
21
INTRODUÇÃO
Os
sistemas robotizados fazem parte de nossa sociedade já há bastante tempo. Temos
elevadores que, com simples toque de um botão, nos levam ao andar desejado,
param e abre-se a porta, tudo automaticamente. Sacamos dinheiro, efetuamos
depósitos e pagamentos em caixas eletrônicos, sem interagir com um humano. O
portão da garagem pode ser acionado de longe, ainda dentro do veículo. Na
industria, a precisão dos robôs é indispensável. Na medicina, vidas são salvas
graças ao avanço tecnológico. E, de simples mecanismos a sofisticados robôs,
como os de pesquisa submarina ou interplanetária, vê-se uma abrangência muito
grande da tecnologia.
Em
qualquer cidade se faz necessário a interação homem x máquina e, cada vez mais,
a população ativa se locupleta em suas atividades diárias com mecanismos que a
levam, no mínimo, a pensar sobre a evolução tecnológica a que estamos
inseridos. Saído da ficção científica, os robôs são hoje realidades fantásticas
desenvolvidas pelo homem a serviço do homem.
Máquinas programadas para se adaptar ao ambiente e interagir com o meio,
os robôs possibilitam ao homem a
tranqüilidade de que poderão substituí-lo em tarefas consideradas perigosas ou
inacessíveis a ele, ou até mesmo em rotinas que liberem a pessoa humana para
atividades mais de lazer e convívio com a família, de criação e uso do
intelecto que, por mais desenvolvido que se pense um robô, sabe-se que este
nunca superará o homem, pelo simples fato de que o próprio homem desconhece as
suas potencialidades e seus limites intelectuais. Entretanto, os meios de
produção, são beneficiados com esta nova tecnologia que se expande e se
aprimora a cada dia.
A robótica é considerada hoje a mola mestra de uma nova mutação dos meios de produção, isto devido a sua versatilidade, em oposição à automação fixa ou “hard”, atualmente dominante na indústria. Os robôs, graças ao seu sistema lógico ou informático, podem ser reprogramados e utilizados em uma grande variedade de tarefas. Mas, não é a reprogramação o fator mais importante na versatilidade desejada e sim a adaptação às variações no seu ambiente de trabalho, mediante um sistema adequado de percepção e tratamento de informação. (Ferreira, Edson de Paula, 1991, p.4)
Mas,
poderá a robótica ser também um instrumento de uso em escola, como meio de
desenvolvimento do intelecto? Ser usada como veículo de aprendizagem? Com que
propósitos pode se desenvolver robôs, programá-los e analisá-los em um ambiente
educacional? Segundo Saymour Papert, a escola está no contexto da sociedade e
como tal, vive “ou deve viver” a mesma revolução tecnológica dos dias atuais.
A mesma revolução tecnológica que foi
responsável pela forte necessidade de aprender melhor oferece também os meios
para adotar ações eficazes. As tecnologias de informação, desde a televisão até
os computadores e todas as suas combinações, abrem oportunidades sem precedentes
para a ação afim de melhorar a qualidade do ambiente de aprendizagem. (Papert,
1994, p.6)
Piaget
defini os dois processos da seguinte forma:
Assimilação - uma integração à estruturas prévias, que podem permanecer
invariáveis ou são mais ou menos modificadas por esta própria integração, mas
sem descontinuidade com o estado
precedente, isto é, sem serem destruídas, mas simplesmente acomodando-se à nova
situação. (Piaget, 1996, p.13)
Chamaremos acomodação toda modificação dos esquemas de assimilação sob a
influência de situações exteriores aos quais se aplicam. (Piaget, 1996,p.18)
Também
Humberto Maturana reforça a idéia de que o ambiente onde a pessoa está inserida
proporciona situações de aprendizagem. Somente é possível promover situações de
aprendizagem se existir no meio ambiente o fator a que se pretende a interação.
A
história individual de cada ser vivo transcorre exatamente nestes termos de
interações recorrentes, nas quais ou se conserva a organização e a congruência
com o meio, ou não se conserva e o ser vivo morre. Isto é válido, sem dúvida,
para qualquer sistema, em termos gerais. Qualquer sistema existe em interações
com sua circunstância e, nestas interações, ou se conserva o organismo do
sistema em congruência com suas circunstâncias, e existe uma história de
transformações, ou o sistema se desintegra. (Maturana, 1993, p.29)
Parece bastante relevante
que se faça uma reflexão crítica da influência destes novos instrumentos
computacionais, dessa nova forma de interação homem x máquina, no
desenvolvimento da pessoa humana, no que concerne ao raciocínio lógico, a
criatividade, a autonomia no aprendizado e na compreensão de conceitos de
Física e outras disciplinas. Este trabalho tem a pretensão de demonstrar o
quanto a robótica educacional favorece o desenvolvimento destes fatores nos
alunos de uma escola de ensino médio, a partir da inserção de tarefas lúdicas e
experimentais no currículo escolar ou como atividade extra-curricular.
A
palavra robô foi usada pela primeira vez, em 1921, numa peça de teatro que
tinha como título R.U.R – Russum´s Universal Robots, na Tchecoslováquia,
escrita por Karel Capek. Em tcheco, a palavra robota significa trabalho e foi
usado Robot no sentido de uma máquina substituir o trabalho humano.
A definição oficial foi determinada mais tarde sendo que, de acordo com a definição adotada pelo Instituto de Robôs da América (Robot Instituto of América),
O robô é um equipamento multifuncional
e reprogramável, projetado para movimentar materiais, peças, ferramentas ou
dispositivos especializados através de movimentos variados e programados, para
a execução de uma infinidade de tarefas.
Aqui, as palavras-chaves são multifuncionais
e reprogramável. Diferentemente da automação convencional, os robôs são
projetados para realizarem, dentro dos limites especificados, um número
irrestrito de diferentes tarefas.
(Ullrich, Roberto A., 1987, p.8)
Máquinas
autônomas difere de robôs no sentido de que este tipo de máquinas não podem ser
reprogramadas. Foram construídas para um determinado fim e não podem ter
alterações da função apenas por uma nova programação. Já os robôs, para
caracterizá-los, são utilizados alguns conceitos fundamentais como descreve
Edson de Paula Ferreira, em seu livro Robótica Básica, quanto a adaptabilidade,
a polivalência, a versatilidade ou flexibilidade:
A adaptabilidade é a capacidade
de executar uma tarefa numa vizinhança variável. Naturalmente o grau de
adaptabilidade é definido pela complexidade das variações às quais ele consegue
se adaptar. A adaptabilidade de uma máquina evoluída dependeria do nível de
sofisticação dos seguintes sistemas: comunicação, decisão, controle e
percepção.
A polivalência é a capacidade de
executar diferentes classes de ações e tarefas. A polivalência estaria ligada
principalmente às características estruturais, em termos de mobilidade no
ambiente ou de ação mecânica sobre o ambiente. Assim, esta seria definida pelo
grau de possibilidades mecânicas de sua cadeia articulada e órgãos terminais.
A versatilidade ou flexibilidade
engloba os dois conceitos anteriores.
(Ferreira, 1991, p.11)
O JIRA (Japan Industrial Robot Association) define robô, distinguindo-os em três tipos: Os seqüenciais, os de ciclo programáveis e os robôs inteligentes. Este último tem a seguinte definição:
Robôs Inteligentes – são máquinas ou
agrupamentos de máquinas capazes de se adaptar às modificações de ambiente
mediante sistemas evoluídos de controle, percepção, comunicação e decisão.
(Ferreira, 1991, p.12)
Através de
sensores adaptados a uma máquina e com uma programação eficiente, que permite a
ação destes sensores e o armazenamento dos dados captados pelos mesmos, é que
uma máquina passa a ser denominada robô. É através dos sensores que passa a
perceber o meio e interagir com ele. Um robô pode ser de maior ou menor
sofisticação, dependendo de como foi construído, como foi programado e a que
finalidade se destina
Os robôs podem ser
equipados para sentir ou perceber calor, pressão, impulsos elétricos e objetos,
e podem ser usados juntamente com sistemas de visão rudimentar. Assim eles
podem monitorar o trabalho que realizam. Colocando de uma outra forma, o robô
moderno pode aprender e se lembrar das tarefas, reagir ao seu ambiente de
trabalho, operar outras máquinas, e se comunicar com o pessoal da fábrica
quando há ocorrência de mau funcionamento. Isto representa uma nova tecnologia
– que pode levar à reformulação de nossa maneira de pensar e trabalhar.
(Ullrich, 1987, p.8)
O esboço desta nova disciplina surgirá
gradualmente, e o problema de situá-la no contexto da Escola e no ambiente de
aprendizagem maior, será melhor apresentado quando o tivermos na nossa frente.
Apresento aqui uma definição preliminar da disciplina – porém apenas como uma
semente para discussão – como aquele grão de conhecimento necessário para
que uma criança invente (e, evidentemente, construa) entidades com qualidades
evocativamente semelhantes à vida dos mísseis inteligentes. Se este grão
constituísse a disciplina inteira um nome adequado seria “engenharia de
controle” ou até mesmo “robótica”. (Papert, 1994, p.160)
2. ROBÓTICA EDUCACIONAL
Também
conhecida como Robótica Pedagógica, é caracterizada por ambientes de
aprendizagem onde o aluno pode montar e programar um robô ou sistema
robotizado. Vai desde a simulação na tela do computador, como por exemplo, a
implementação de um relógio digital ou contador que aparece na tela do
computador e possui apenas sensores externos até meios físicos externos ao
computador. Um robô inteligente com
capacidade de decisão numa competição pode ser um projeto bastante estimulante
ao aprendiz e é viável numa escola.
Na
Robótica Industrial a finalidade de um sistema robótico é permitir que o
trabalho final, que foi feito através
do robô, seja de melhor qualidade, em menor tempo, menos gastos que
aquele desenvolvido pelo homem nas mesmas condições. Já a Robótica Educacional
visa o processo de construção e elaboração do pensamento do aluno. Aqui, não
interessa muito o produto final e sim o caminho que é feito até que se chegue a
um determinado fim.
Os
objetivos e as formas de se trabalhar com robótica educacional podem variar
bastante. Defende-se aqui o trabalho
desenvolvido no Colégio Marista Nossa Senhora do Rosário, Porto Alegre, RS.
Nesta escola, a robótica educacional objetiva desenvolver o raciocínio lógico,
a
criatividade, a autonomia no aprendizado, a compreensão de alguns conceitos de
Física e o conviver em grupo, num ambiente que reúne tecnologia e trabalho
manual.
3. A HISTÓRIA DA ROBÓTICA
EDUCACIONAL
Pouco
se tem registro de como começou os trabalhos em robótica com caráter educativo.
Sabe-se que W. Ross Ashby, um médico psiquiatra britânico, desenvolveu vários
trabalhos em Cibernética, sendo reconhecido internacionalmente como um pioneiro
na área. Em seus livros Projeto para um Cérebro (1952) e Introdução a
Cibernética (1956) ele defende que o cérebro humano trabalha por processos
mecânicos e como tal pode, em parte, ser reproduzido em máquinas. Procurava
interpretar a Inteligência Artificial criando situações que fosse fonte de
estudo para entender o processos de aprendizagem. Planejava modelos mecânicos
de comportamento, entre eles o Homeostat, para enfatizar que a inteligência não
reside num único local privilegiado mas na estrutura do todo.
Também
Gray Walter, renomado neurofisiologista, na mesma época que Ashby, implementava robôs para analisar suas ações e compará-las sempre no sentido de
aprendizagem através deles. Uniu a eletrônica a biologia, para criar os
primeiros animais robóticos autônomos. Eram duas tartarugas, batizadas de Elsie
e Elmer, que foram programadas para executar duas ações que consistia em evitar
obstáculos grandes e recuar quando colidissem num e procurar uma fonte de luz.
Gray Walter estudava o “sistema nervoso” de suas tartarugas para afirmar que a
interação com o meio ambiente resulta num comportamento inesperado e complexo.
Mas foi
Saymourt Papert quando saiu do Centro de Epistemologia Genética de Genebra e
foi fazer parte do Laboratório de Inteligência Artificial do Instituto de
Tecnologia de Massachusetts (MIT), em 1964, que direcionou seu trabalho a
desenvolver estruturas e programas que pudessem ser usados por estudantes ainda
pequenos e através deles desenvolvessem atividades intelectuais bastante
relevantes. Trabalhando com Marvin
Minsky, associou as idéias centrais de Piaget a alta tecnologia desenvolvida no
MIT. Sempre tendo seu interesse voltado a forma como se processa a
aprendizagem, viu nos computadores um meio de atração maior e um facilitador da
aprendizagem. Nesta época já existia um movimento denominado Instrução
Auxiliada por Computador CAI (Computer Aided Instruction) que
originou-se junto do advento da computação, mas que não frutificou, pois os
objetivos eram o de programar um computador com os mesmos tipos de exercícios
aplicados por um professor tradicional que usa o quadro-negro, livros didáticos
ou folhas de exercícios. Saymour teve uma visão progressista, percebendo que os
computadores poderiam ser usados com o mesmo objetivo educacional mas de outra
forma. Surgiu o Movimento de Tecnologia Educacional Progressista PEI
(Progressive Educational Technology Movement) a partir de um de seus mais
famosos trabalhos que é a tartaruga
controlada em LOGO, uma linguagem de programação bastante acessível até
para crianças. As primeiras tartarugas eram grandes e resistentes com
capacidade de resistir ao peso de uma criança. Mais tarde se converteram em
modelos reduzidos com motores, sensores e sintetizadores de voz.
A
linguagem LOGO abriu um espaço de criação com capacidade de simular formas,
imagens e comandos bem acessível a qualquer idade, abrangendo desde as ciências
até as artes. Esta forma simples de programação atraiu a atenção de muitos. Na
década de 70, Alan Kay, um cientista da computação e músico, também liderou
atividades do uso do computador pessoal na educação e, em 1980, a divulgação da
linguagem LOGO, que passou a ser comercialmente disponível, associada aos
computadores pessoais já de mais fácil aquisição, oportunizaram que se fosse
implantada, em muitas escolas, esta nova forma de aprendizado. Muitos
professores progressistas aderiram ao PEI.
Mais
tarde surge o projeto LEGO / LOGO, também no MIT e se difunde pelo mundo. Os
módulos de plásticos, acompanhados de polias, engrenagens, leds, motores,
sensores, etc, facilitam a elaboração da parte física e mecânica. Novas
linguagens de programação foram incorporadas na linha LEGO. A mais usada
atualmente é a ROBOLAB. É um software amigável, elaborado de forma que os
comandos possam ser dados por ícones associados entre si. O usuário sente-se
muito a vontade na sua utilização pois não necessita ter o conhecimento de uma
linguagem de programação.
No
Brasil é fabricada a interface SuperRobby que associada ao programa Everest é
possível desenvolver alguns trabalho interessantes, mas é limitada no sentido
de que a interface fica sempre ligada com fios ao computador, não permitindo
assim a construção de um robô móvel. O trabalhos desenvolvidos nas escolas e
universidades brasileiras são, em sua maioria, utilizando-se de HandBoard
importadas. Estas placas, desenvolvidas no MIT e outros centros tecnológicos
são difundidas mundialmente através de competições de robôs onde participam
todos os que se interessam pelo assunto, sendo que, a maioria vem de grupos
formados dentro de uma instituição educacional.
E,
pouco a pouco, vê-se uma tendência dentro das Universidades Brasileiras, como
no Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do sul (UFRGS), de
desenvolver práticas de laboratório onde a aquisição de dados é feita através
de sensores acoplados a experimentos que captam a interferência do meio e os
dados obtidos são armazenados e analisados por programas específicos para esse
fim.
4. A ROBÓTICA E O RACIOCÍNIO
LÓGICO
Durante a
programação de um robô existe o pensar sobre o se está fazendo, de forma lógica
e ordenada. Um comando dado deve estar vinculado ao que se deseja de ação. Se
não há lógica na programação, não há programação. E esta é feita sempre pela
necessidade do próprio aluno de encontrar uma solução para um problema
detectado por ele mesmo. Através de uma brincadeira, que é montar e desmontar
um robô, programar e testar a programação, percebe-se que o aluno elabora rede
de conexões neurais bastante complexas, de maneira singular. Apenas conhecendo
a simbologia, prevê a ação, planeja, ou melhor, programa o robô e pode, em
seguida, testar o que foi planejado. Na tentativa de implementar um sistema
inteligente e autônomo, procura nas suas ações anteriores a condição de
seqüência do seu planejamento.
A
teoria de equilibração, de Piaget (1975), trata de um ponto de equilíbrio entre
a assimilação e a acomodação, e assim, é considerado como um mecanismo
auto-regulador na interação com o meio-ambiente. Na robótica educacional é
oferecido ao aluno um ambiente onde o mesmo pode manusear, criar, programar por
si mesmo e, através desta prática lúdica, desenvolve o raciocínio lógico tão
importante nas diversas áreas do conhecimento
Se o
trabalho for dirigido pelo professor de forma que diga os passos,
características e funções iguais a todos os alunos não é robótica educacional.
O trabalho deve ter desafios onde, por exemplo, se sugere que se construa um
robô capaz de seguir um feixe de luz e que pare quando muito próximo a fonte
emitente da luz. Cada aluno fará o seu robô e, se funcionar, quer dizer, chegar
a seguir um caminho escolhendo o lado de maior luminosidade e parar quando
muito próximo, está ótimo, não interessando como foi construído ou programado.
Em princípio, não se questiona se o programa está correto ou não. Se funcionar,
está.
E se não funciona? O aluno tenta uma hipótese, uma
programação elaborada por ele e “não dá certo”, o robô não funciona como o
imaginado. Excelente! É aí que ele pode refletir sobre sua própria ação: “Por
que não funciona?” Pensar e raciocinar de forma lógica é essencial em
qualquer situação, não só na robótica. E este raciocínio lógico reflexivo pode
ser desenvolvido através dela, que permite de imediato, que se repense, se
refaça e se teste novamente. Estas ações se repetem até ser bem sucedido. A
robótica favorece o esquema de assimilação e acomodação defendida por Piaget. O
que, normalmente, é feito a longo prazo, se realiza num intervalo de tempo bem
menor, através da robótica. Assim, o pensamento lógico reflexivo que se
desenvolve nas aulas de matemática, física, química e outras disciplinas, é
desenvolvido de forma agradável e descontraída e, diria até, de maior sucesso,
utilizando-se a robótica educacional.
Se o aluno é capaz de analisar um fato, raciocinar de forma
lógica e reflexiva e empreender uma ação consubstanciada no que analisou, é
alguém com garantia de sucesso em todas as áreas pois o processo de
equilibração não tem uma estabilidade definitiva devido a predominância
permanente da assimilação sobre a acomodação (Battro, A.M., 1991). A cada
nova hipótese formulada na tentativa de solucionar o problema, o aprendiz
torna-se agente de seu próprio conhecimento e constrói, por si só, todo o
processo de aprendizagem. Baseado em situações-problemas por ele mesmo criado,
a partir da interação com a realidade que se lhe apresenta, busca a
solução e pode avaliar, de imediato, se
sua ação foi correta diante da reflexão que a levou a tal e com isso aprende a
aprender. Seu raciocínio lógico reflexivo tornar-se-á tão mais eficaz quanto
mais o desenvolver.
Em
robótica, há sempre um desejo de reproduzir estruturas cada vez mais complexas,
onde a introdução de um novo componente (motor, sensor, engrenagem) vai
modificar a estrutura anterior e necessita um novo equilíbrio construtivo para
que o sistema funcione. A importância pedagógica da robótica se dá pela
ampliação cognitiva num processo de assimilação lúdica.
5. ROBÓTICA E CRIATIVIDADE
Considerando
o avanço tecnológico e o uso da informática na educação, cabe uma análise de
que forma a tecnologia pode contribuir no desenvolvimento dos talentos
criativos.
Segundo
Garden (1983), o indivíduo pode ser dotado de um ou mais tipo de inteligência.
Em seu livro “As Estruturas da Mente” defende a Teoria das Inteligências
Múltiplas classificando o talento conforme a natureza das atividades dos
sujeitos nos diferentes sistemas simbólicos. Assim, teríamos talentos
lingüísticos, musicais, matemáticos, cinestésicos, espaciais, intrapessoais e
interpessoais, sendo que uma pessoa pode ter um ou mais destes talentos. É
possível que através do uso da robótica educacional se possa oportunizar uma
abrangência maior de possibilidades do desenvolvimento dessas inteligências.
Nas atividades que envolvem a construção e a programação de um robô, que é
feito, normalmente em grupo, as ações
privilegiam as atividades perceptivas tanto na visão espacial, quanto no
toque, pelo manuseio das peças. E, em grupo, trabalham as relações interpessoais
interagindo com o outro para troca de idéias e conhecimentos. É comum a
formação do grupo objetivando reunir pessoas com conhecimentos diferentes. Um,
com conhecimento maior em eletrônica, outro na área de programação, outro na
parte de estrutura com conhecimento maior em mecânica. Assim, um grupo
heterogêneo, mas com a mesma finalidade, crescem enquanto pessoas humanas,
desenvolvendo seus talentos criativos nas mais diferentes áreas.
Esta
nova prática traz para a Educação uma nova realidade onde o aluno é o centro do
processo e aplica sua imaginação criadora interferindo no meio. Ele não se
limita apenas a fornecer respostas operantes sobre o ambiente mas significar e,
por sua própria ação, resignificar a experiência. Ele percebe o meio que lhe é
apresentado e pode agir, montando e desmontando um robô, usando e buscando
peças de que necessita e que, muitas vezes, precisa adaptar ao projeto pois não
é exatamente o que pensava de início.
Também R.H
Day, no livro “A Psicologia da Percepção”, discorre sobre a percepção do meio e
os ajustes e acomodações que cada indivíduo sofre nesta interação. Para sobreviver num ambiente de objetos e
eventos físicos o indivíduo precisa ajustar-se continuamente à variedade de
energias, em constante mudanças que o cercam. A totalidade dos processos
envolvidos na manutenção de contato com este mundo flutuante de energia, é a
percepção. (DAY, 1970). Ao perceber o todo e nele as partes que
necessita para desenvolver um robô ou sistema robotizado, o indivíduo
inicialmente cria em sua mente as várias possibilidades de ação e não quer
apenas reproduzir o que já existe pois, em robótica educacional, o importante é
sempre desafiar o aluno de forma que possa produzir através de sua imaginação
criadora e não reproduzir algo já feito, pois desta forma, estará desenvolvendo
suas habilidades, seus talentos e sua criatividade.
A
totalidade de estimulação – visual, auditiva, vestibular-labiríntica e
cinestésica – determina a percepção do espaço tridimensional.( DAY, 1970). No
espaço da robótica educacional o aluno trabalha de forma singular num
universo de possibilidades, onde busca por si próprio o conhecimento nas mais
diferentes áreas. Reestrutura seu pensar em direção a um objetivo, busca novos
significados do objeto em estudo, avalia o que procura fazer, testa as novas
formas por ele ordenadas e constrói sua comunicação através da forma concreta,
o robô. No decorrer do processo há o desenvolvimento do potencial criativo,
onde a percepção é um instrumento básico mas é a cognição que promoverá
atividade perceptivas de centrações e descentrações articuladas, reorganizando
e reestruturando o pensamento lógico reflexivo, que possibilita o avanço da
concretização de uma idéia.
6. ROBÓTICA E AUTONOMIA NO
APRENDIZADO
Em nossas escolas é muito grande o número de alunos que atribui ao professor a única responsabilidade de seu aprendizado, sem nunca se questionar se o aprender pela pesquisa e pela busca independente do conhecimento não seria parte fundamental no processo. E sabe-se que nestes tempos modernos o conhecimento aumenta de forma assustadora e que, uma única pessoa é incapaz de deter todo conhecimento e muito menos transmiti-lo de forma eficaz. Este conhecimento está em toda parte, disponível em livros, Cds, vídeos, computadores, na internet e cabe ao aluno, auxiliado pelo professor, saber fazer uso desses meios para, num questionamento construtivo, significar suas ações a partir de práticas que levam ao aprender, ao fazer e ao ser.
Tornar o
aluno um agente ativo de seu próprio conhecimento tem sido o grande desafio da
escola moderna. É tarefa árdua transformar a escola tradicional onde o
professor detinha todo o conhecimento e o transmitia ao aluno, sendo este um
agente passivo do processo. Esta nova necessidade de transformação tem
dificultado a ação dos professores pois o aluno está habituado a esperar que o
professor repasse o conhecimento a ele, sem se dar conta que, nos tempos
atuais, é simplesmente impossível esta prática devido, principalmente, a
imensidão de conhecimento armazenado nas mais diferentes formas e que uma única
pessoa, ou umas poucas pessoas, possam deter todo este conhecimento.
Esta
transformação nas escolas está ocorrendo de forma muito lenta e só é sucesso
quando a proposta é atraente e desafiadora. A passagem da teoria para a prática
implica em usar de instrumentos tais
que a vivência do aluno o levem a agir por sua própria vontade. Defende-se a
robótica educacional como uma das formas de transformação para esta nova escola
por ser o aluno o agente responsável pela busca do conhecimento necessário para
que seu projeto tenha o desenvolvimento a que se propôs de início.
A robótica
envolve conhecimento das mais diversas áreas os quais nem sempre estão tão
disponíveis quanto o desejado. Na área da eletrônica, que envolve resistores,
transistores, diodos, etc..., nem sempre o professor orientador tem este
conhecimento e o aluno busca, por si só, em revistas e livros, consulta
técnicos, pede auxílio a familiares, até entender o funcionamento de
determinado componente. Experimenta, analisa, refaz, se necessário e, assim,
aprende por si só. Na área de
programação, nem sempre domina a linguagem de programação, mas vai em busca,
pela necessidade de ver seu robô em funcionamento. Rompe barreiras, vai além do
que lhe é fornecido, cria autonomia no aprendizado e aprende a aprender.
No
entanto, a pessoa humana não pode aprender aquilo com que nunca interagiu. É
impossível acreditar que aquele indivíduo que nunca tenha ouvido música
clássica, por exemplo, venha a gostar e até mesmo tocar este estilo. É preciso
antes entrar em contato para, só então, ter despertado o interesse. E aí cabe
ao professor criar este espaço de convivência, estabelecer o ambiente adequado
e propor tarefas compatíveis com a realidade do aluno mas, não ditar todas as
ações e esperar as mesmas respostas de todos os alunos. É preciso ser aberto
para que o aluno possa ser autônomo e buscar seu conhecimento. A robótica
educacional serve de motivação a aprendizagem. É através dela e por causa dela
que existe toda esta busca do conhecimento. O indivíduo motivado aprende
diferentemente do indivíduo não motivado. Assim como a aprendizagem está
envolvida na percepção, assim também é de esperar que o estado motivacional do
observador afete a percepção. Em suma, o que é percebido é, em parte, em função
de seus motivos.(DAY, 1970, pág. 91)
Na
intenção de ver um robô, concebido e estruturado pelo próprio indivíduo,
funcionando, o aluno não espera que lhe seja fornecido todos os detalhes de
mecânica, eletrônica ou programação. Vai, por si só, em busca do conhecimento.
Com base no que compreendeu até então, sejam informações passadas pelo
professor ou conhecimento empírico, procura fatores que possa auxiliá-lo no que
busca. Ao professor fica a função de
proporcionar um ambiente onde o aluno possa se sentir seguro tanto
quanto a elaboração de idéias criativas, quanto a buscar por si só o
conhecimento, a agir sobre o que lhe fornecido de materiais e recursos
computacionais sem restringir, limitar ou fragmentar o conhecimento. A cada
busca e interação com o meio, o aluno vê-se acrescido e modificado. Pelas suas
próprias ações, de forma singular e congruente com a circunstância, amplia seu
conhecimento, sua maneira de ser e pensar, criando autonomia no aprendizado,
aprende a aprender e isto lhe será vantajoso para toda a vida.
Humberto
Maturana (1990) afirma que educar é uma coisa muito simples: é configurar um espaço
de convivência desejável para o outro, de forma que eu e o outro possamos fluir
no conviver de uma certa maneira particular. E também é desejável que o aluno e o professor estejam de tal
forma conscientes dessa nova maneira de aprender de forma que existam meios
eficazes para que o aluno possa, mesmo na sala de aula, pesquisar a respeito do
assunto. O ideal é que além dos computadores, interfaces e programas que
viabilizam as atividades de robótica educacional se tenha também acesso a
internet e também a uma biblioteca onde os alunos possam consultar sobre
assuntos referentes ao projeto em desenvolvimento. Periódicos e sites que se
referem a mecatrônica, a eletrônica e a linguagem de programação devem ser
recomendados e estar acessíveis ao aluno, mas isso não deve limitar a ação.
Pelo contrário, deve ser uma mola propulsora para empreender novas ações e a partir
delas o próprio aluno perceber que existe, além da sala de aula, condições que
o farão crescer em conhecimento.
7.
ROBÓTICA E A COMPREENSÃO DE CONCEITOS DE FÍSICA
Quanto ao trabalho realizado, a potência desenvolvida e as energias transformadas também são conceitos adquiridos na própria tentativa de montagem e testagem do seu protótipo. Mas, é certamente, na área de eletricidade e magnetismo que o aluno percebe os conceitos de motor e gerador, resistores e as possibilidades de suas associações, diodos, transistores, capacitores e suas funções num circuito, pois estes são componentes comuns num trabalho de robótica.
Não é
minha intenção descrever sobre todos os assuntos de Física e explicá-los com
pormenores, mas apenas exemplificar algumas situações em que o aluno experência
e age segundo as leis da Física, sem mesmo tê-las estudado minunciosamente
antes. A experiência física supõe essencialmente a intervenção de ações,
porque o sujeito não pode conhecer os objetos a não ser agindo sobre eles.
(Piaget, 1973). O aluno apenas percebe os efeitos durante a sua ação e
compreende conceitos físicos que jamais esquecerá. Quando os tiver que usar
novamente, no mesmo ou em outro projeto, poderá fazê-lo com conhecimento pela
vivência de sua própria ação.
8. ROBÓTICA E O CONVIVER EM GRUPO
É
cada vez mais importante compartilhar conhecimentos e idéias. O indivíduo, por
si só, não sobrevive sem a companhia de outros seus semelhantes e ao mesmo
tempo, é bem difícil conviver. Aceitar o outro, repartir com o outro, ajudar o
outro e ser ajudado pelo outro são fatores que implicam em se dispor a isso. O
que nem sempre é fácil. Por orgulho, egoísmo, receios de ser logrado, muitas
pessoas se fecham sobre si mesma o que as impede de evoluir como tais.
O
trabalho de robótica educacional nas escolas é feito sempre em grupos. Alunos
que pretendem desenvolver um mesmo trabalho, reúnem idéias, apóiam-se
mutuamente, divergem em várias questões, aceitam sugestões, analisam-nas em
conjuntos, dividem tarefas, associam-se para crescer, enfim, trabalham em
parceria.
A
implementação de um robô implica no conhecimento de diferentes disciplinas e,
na maioria das vezes, um único indivíduo não domina todo este conhecimento. Se
faz necessário associar-se a outros indivíduos e, juntos, desvendarem segredos,
enfrentarem desafios que, sozinhos talvez não conseguissem superar. É
imperativo que o trabalho em grupo se faça de forma coesa, unindo forças e
conhecimentos. Às vezes, um simples detalhe projetado por um do grupo é o que
falta para que o trabalho se efetive de maneira vitoriosa. Em outras é a busca
de peças e materiais que une o grupo afim de finalizar determinado projeto.
Mas, na maioria das vezes, é a simples conversação, ou seja, a troca de idéias,
que possibilita projetos interessantes. E assim, o indivíduo vai crescendo no sentido que sozinho faz muita coisa mas,
se unido a outros, pode realizar coisas fantásticas.
CONCLUSÃO
O ser
humano vive hoje num ambiente ocupado também por máquinas e cada vez mais a
interação homem x máquina estará presente no cotidiano de cada um. A ciência da
computação e a inteligência artificial vem se desenvolvendo muito nos últimos
tempos e a escola não pode ficar ao largo dessa realidade. É na interação com o
meio que a pessoa aprende e se modifica. Ninguém aprende algo que não estiver
inserido no meio ambiente em que vive. É preciso antes proporcionar um ambiente
de aprendizagem para depois esperar que o aluno interaja e nele aprenda. Cabe à
escola proporcionar cada vez mais esta interação com a tecnologia e a
inteligência artificial e, a partir dela, levar o aluno a buscar o conhecimento
através de sua própria ação.
E, com
objetivos bem definidos, onde levem o aluno ao desenvolvimento de seu
raciocínio lógico, de sua criatividade, da autonomia no aprendizado e da
compreensão de conceitos de Física, a Robótica Educacional vem, de forma
lúdica, extremamente atraente e desafiadora preencher um espaço existente entre
as atividades desenvolvidas em sala de aula e o dia-a-dia de cada um.
As
interfaces inteligentes, ao serem analisadas para então serem utilizadas, levam
o indivíduo a se auto-avaliar como pessoa, verificar seu conhecimento, buscar
mais conhecimento, perceber quais são seus mecanismos de ação para só então
implementar um sistema especialista capaz de “imitá-lo”. E, nesta interação com
o meio, onde está inserida a Robótica Educacional, o aluno desenvolve o
raciocínio lógico reflexivo, aprende a ser mais criativo, compreende
importantes conceitos de Física, une forças e conhecimentos através de um
grupo, tornando-se autônomo e responsável pelo seu próprio conhecimento.
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