A Mars Rover: Landing Challenge Unit desafiará seus alunos a construir projetos VEXcode GO para resolver um problema. Esta Unidade apresenta aos alunos o uso do Sensor de Olhos na frente da Base de Código em um desafio, inspirado no processo que os cientistas usam ao tentar pousar naves espaciais, como o rover Mars 2020 Perseverance. Os alunos codificarão a Base de Código para detectar um obstáculo e, em seguida, pararão de dirigir para indicar que um obstáculo foi encontrado no local de pouso.

Missão Mars 2020 da NASA

A missão Mars 2020 da NASA aborda objetivos científicos de alta prioridade para a exploração de Marte: vida, clima, geologia e seres humanos. Mas antes que o rover Perseverance possa começar sua missão de coletar amostras de rochas e solo na superfície, o rover precisa pousar com segurança no Planeta Vermelho.

De acordo com a NASA, apenas cerca de 40% das missões já enviadas a Marte (por qualquer agência espacial) foram bem-sucedidas. Todo o processo de Entrada, Descida e Pouso levará apenas alguns minutos, mas a espaçonave que transporta o rover Perseverance precisa desacelerar de quase 20.000 km/h (~12.500 milhas por hora) para zero e encontrar uma área aberta e plana para pousar. A superfície marciana está cheia de obstáculos — crateras de impacto maciças, penhascos, rachaduras e pedregulhos irregulares. Ventos imprevisíveis também podem provocar mais complicações.

Para ajudar a garantir um pouso seguro, o Rover Perseverance fará imagens durante a descida e comparará essas imagens com os mapas. Ele pode rapidamente decidir se essa área foi determinada como perigosa pelos cientistas e fazer ajustes na terra em uma área aberta.

Nesta Unidade, os alunos codificarão a Base de Código para detectar obstáculos nos locais de pouso em seus Campos para ajudar a garantir um pouso seguro para o veículo.

O que é um sensor?

Um sensor é, em essência, um dispositivo que ajuda um robô a entender o mundo ao seu redor. Ele faz isso coletando e relatando dados sobre seu ambiente, que podem ser usados em um projeto para fazer com que o robô tome decisões ou execute determinados comportamentos. Esta sequência pode ser pensada como um loop de decisão do Sense → Think → Act.

Nesta Unidade, a Base de Código usará o Sensor de Olhos para detectar objetos no Campo para ajudar a limpar a área para um pouso seguro do rover. O projeto que os alunos criam executa esse loop, pois o sensor ocular na base de código detectará a presença de um objeto e, em seguida, os comandos VEXcode GO Pense em tomar uma decisão com base em se o sensor ocular detecta um objeto ou não. Em seguida, a Base de Código agirá e parará de dirigir com base na presença do objeto.

O que é o sensor ocular?

O sensor ocular é um sensor que pode determinar três coisas - a presença de um objeto, sua cor e o brilho de um objeto ou superfície. Nesta unidade, o sensor ocular é usado para detectar um objeto para que ele possa ser removido da área de pouso. Os dados relatados pelo Sensor de Olhos podem ser vistos no Console do Monitor, que oferece aos alunos uma representação visual do que o robô está 'vendo' e pode ser usado para ajudá-los a fazer a conexão entre os sensores e os comportamentos do robô. Para obter mais informações sobre como usar o Console do Monitor no VEXcode GO, consulte este artigo da Biblioteca VEX.

O Sensor de Olho na Base de Código - Construção de Olho para Frente está localizado no lado frontal, conforme mostrado na imagem abaixo. O sensor ocular pode ser usado para detectar a presença ou ausência de um objeto, bem como sua cor ou nível de brilho. 

Construção de Olho de Base de

O sensor ocular usa luz infravermelha para detectar objetos. Objetos de cor clara refletem a luz infravermelha e são detectados mais facilmente pelo sensor ocular. Objetos de cor escura absorvem a luz infravermelha e o sensor ocular também não os detecta. Durante a unidade, use papel branco ou de cor clara para os obstáculos para garantir que o sensor ocular seja capaz de detectar esses objetos.

Nesta Unidade, o Sensor Ocular será usado para detectar quando um objeto está presente no caminho da Base de Código. A posição do sensor ocular na base de código significa que ele só pode detectar objetos diretamente à sua frente. Esteja atento a isso ao colocar sua Base de Código e obstáculos com seus alunos para que os materiais estejam preparando os alunos para o sucesso. 

Para obter mais informações sobre o sensor ocular e como ele funciona, consulte o artigo Coding with the VEX GO Eye Sensor VEX Library.

O que é o VEXcode GO?

O VEXcode GO é um ambiente de codificação usado para se comunicar com robôs VEX GO. Os alunos usam a interface de arrastar e soltar para criar projetos VEXcode GO que controlam as ações dos robôs. A finalidade de cada bloco pode ser identificada usando dicas visuais, como forma, cor e rótulo. Para obter mais informações sobre como trabalhar com o VEXcode GO, consulte a Seção VEXcode GO da Biblioteca VEX.

Os blocos no VEXcode GO representam comandos de robô que são usados para criar um projeto no VEXcode GO. Abaixo está uma lista dos principais blocos utilizados durante esta Unidade.

Blocos VEXcode GO	Comportamentos
	O {When started} bloco começa a executar a pilha de blocos anexada quando o projeto é iniciado.
	O bloco [Drive] move o sistema de transmissão para frente ou para trás para sempre.
	O bloco [Turn for] gira o sistema de transmissão para uma determinada distância.
	O bloco [Forever] repete quaisquer blocos contidos dentro do ‘C’ para sempre.
	O bloco [Wait] aguarda um período de tempo específico antes de passar para o próximo bloco de um projeto.
	O bloco [Aguarde até] aguarda que a condição dentro dele seja relatada como VERDADEIRA antes de passar para o próximo bloco.
	O <Found object> bloco informa se o sensor ocular detecta um objeto.
	O bloco [Stop driving] para o sistema de transmissão.
	O bloco [Definir cor do para-choques] define a cor do para-choque do LED.

Como o bloco [Espere até] funciona com o sensor ocular? 

Nesta Unidade, os alunos usarão o Sensor de Olho na Base de Código para detectar obstáculos na área de pouso do Mars rover. Para codificar isso, eles usarão o bloco [Wait until] num projeto. O bloco [Aguarde até] é um bloco de controle que verifica repetidamente uma condição para controlar o fluxo de um projeto. Um projeto não se moverá para o próximo bloco até que a condição no bloco [Aguarde até] seja relatada como verdadeira. Nesta Unidade, o bloco [Aguarde até] é usado com o <Found object> bloco como condição - para que ele aguarde até que o Sensor de Olho detecte e objete, e a condição do <Found object> bloco seja verdadeira - para passar para o próximo bloco no projeto. 

Os blocos [Wait until] podem ser usados em conjunto com blocos sem espera, como o bloco [Drive] nesta Unidade, para que a Base de Código possa avançar até que o Sensor de Olho detecte um objeto.

Para ver o fluxo do projeto em tempo real enquanto seu robô está em execução, assista ao recurso Destaque no VEXcode GO. No início do projeto, o realce verde aparecerá ao redor do bloco [Aguarde até] até que a condição seja verdadeira. O realce verde aparecerá para ignorar os blocos que não estão em espera (neste caso, o bloco [Drive]) porque esses comandos são executados rapidamente. 

Nesta Unidade, os alunos usarão uma combinação de blocos de espera, como o bloco [Wait until], e blocos de não espera, como o bloco [Drive], em seus projetos para concluir as atividades e desafios do Laboratório. Para saber mais sobre blocos de espera e não espera no VEXcode GO, leia este artigo da Biblioteca VEX. 

Preparação para o Desafio Aberto nesta Unidade

Nesta Unidade, os alunos serão solicitados a usar o que aprenderam anteriormente para criar um projeto para resolver um desafio. Como é importante desafiar regularmente os alunos a resolver problemas e aplicar as habilidades que eles têm aprendido de uma nova maneira, incentivamos você a desafiar seus alunos e usar essas estratégias para construir resiliência e ajudar a guiá-los através do desafio. Aqui estão algumas sugestões para ajudar os alunos a experimentar os seus projetos: 

Dar feedback sem dar a solução - Cometer erros ao trabalhar com um desafio é esperado e incentivado. “Erros na aprendizagem podem criar oportunidades, [e] podem ajudar a realizar conexões.”¹ Criar um processo familiar de resolução de problemas com seus alunos pode ajudá-los a aprender a identificar um problema e avançar quando cometem um erro, minimizando assim a interrupção e a frustração. Tente usar o seguinte ciclo de resolução de problemas com os seus alunos para ajudá-los a resolver os seus projetos e encontrar as suas próprias soluções. 

Ciclo

• Descreva o problema
  • Peça ao aluno para explicar o que está errado. Os alunos devem ser capazes de relacionar o erro ao objetivo compartilhado ou ao desafio em questão.
    • Como a Base de Código está se movendo no projeto? Como o robô deve se mover? 
• Identificar quando e onde o problema começou
  • Pergunte ao aluno quando ele percebeu o problema pela primeira vez.
    • Que parte do projeto estava a ser executada?
  • Se os alunos estiverem tendo dificuldade em determinar onde está o erro no projeto, incentive-os a usar o recurso Passo a Passo do Projeto no VEXcode GO. As dicas visuais fornecidas com o recurso Passo a Passo do Projeto podem ser usadas para ajudar os alunos a solucionar problemas de seu projeto, tendo a capacidade de ver os blocos sendo executados um de cada vez. Isso lhes dará uma visão melhor de quais blocos podem estar causando o erro, de modo que a depuração pode se tornar um processo mais direcionado e eficiente. Para obter mais informações sobre como usar o recurso Project Stepping, consulte o artigo Stepping Through a Project in VEXcode GO VEX Library. 
• Fazer edições & de teste
  • À medida que os alunos encontram um erro, eles devem fazer edições no projeto. Os alunos podem testar o projeto com cada edição feita. Se o projeto for bem-sucedido, eles podem passar para a próxima etapa do ciclo de resolução de problemas. Se o projeto não for bem-sucedido, eles podem voltar ao início do processo e tentar novamente.
• Refletir
  • Peça aos alunos que pensem sobre o erro que cometeram e superaram durante o processo.
    • Qual foi o erro? O que aprendeu com este erro? Como isso pode ajudá-lo a codificar a Base de Código da próxima vez?
  • Incentive os alunos a reconhecer seus erros e o que aprenderam com o processo para ajudar a incentivar uma mentalidade de crescimento. Uma forte ênfase em uma mentalidade de crescimento pode ajudar os alunos a aprender quando e como persistir e também quando pedir ajuda.² Se os alunos puderem ver seu processo como um precursor de um novo aprendizado, eles poderão usar as etapas aqui para promover seu próprio aprendizado, bem como promover o aprendizado de seus colegas de classe. À medida que os alunos se deparam com essas questões e refletem sobre seus erros, incentive-os a compartilhar seus erros e processos com outros alunos. Dessa forma, os alunos podem se tornar “recursos de aprendizagem uns para os outros”^3.