Designers, Engenheiros e Cientistas da Computação criam soluções que resolvem problemas todos os dias. Nesta unidade de Flutuação de Desfile, os alunos usarão o Processo de Projeto de Engenharia para resolver um problema autêntico. Os alunos irão explorar como projetar, construir e programar um carro alegórico robótico autônomo para navegar por um labirinto que imita os obstáculos do mundo real de uma rota de desfile.
O que é um carro alegórico de desfile?
Um desfile é um grupo grande ou pequeno de pessoas que caminham juntas e muitas vezes estão vestidas com fantasias seguidas de bandas marciais e carros alegóricos. Um carro alegórico de desfile é uma plataforma decorada, construída em um veículo ou rebocada atrás de um. Desfiles são frequentemente realizados em um feriado ou para homenagear alguém, e geralmente são uma celebração de algum tipo.
Iteração
A iteração é definida como o ato ou processo de repetição. Para nossos propósitos, iteração é o ciclo de projeto sistemático e cíclico no qual os produtos são planejados, construídos, testados e melhorados até que resolvam efetivamente um problema de engenharia. A iteração é a parte do EDP onde os produtos são prototipados, testados, refinados e prototipados novamente até que atendam aos critérios estabelecidos pela equipe de design. Iterar é melhorar o design do seu produto.
Nesta unidade, os alunos darão vida ao primeiro design de seu carro alegórico, participarão de discussões sobre o design e como melhorá-lo. Eles farão modificações, testarão e refinarão novamente, repetindo este ciclo ou iterando, até que estejam satisfeitos com o design e ele atenda aos requisitos do projeto.
O Processo de Projeto de Engenharia
Os alunos usarão o Processo de Projeto de Engenharia (EDP) para projetar e construir um carro alegórico de desfile. O EDP é uma série de etapas que os engenheiros seguem para encontrar soluções para os problemas. Muitas vezes, a solução envolve projetar um produto que atenda a determinados critérios ou realize uma determinada tarefa.
O EDP pode ser dividido nas seguintes etapas: DEFINIR → DESENVOLVER SOLUÇÕES → OTIMIZAR.
- Definir problemas de engenharia envolve declarar o problema a ser resolvido da forma mais clara possível em termos de critérios de sucesso e restrições ou limites.
- Projetar soluções para problemas de engenharia começa com a geração de várias soluções possíveis diferentes e, em seguida, avaliar possíveis soluções para ver quais atendem melhor aos critérios e restrições do problema.
- Otimizar a solução de design envolve um processo no qual as soluções são sistematicamente testadas e refinadas e o design final é melhorado trocando recursos menos importantes por aqueles que são mais importantes.
O EDP é de natureza cíclica ou iterativa. É um processo de fabricação, teste, análise e refinamento de um produto ou processo. Com base nos resultados dos testes, novas iterações são criadas e continuam a ser modificadas até que a equipe de design esteja satisfeita com os resultados.
Nesta unidade, os alunos usarão o EDP para sonhar, planejar e construir um carro alegórico de desfile robótico. Após uma construção inicial, os grupos testarão e melhorarão seu projeto de flutuador para atender aos critérios e restrições do projeto.
O que é o Pseudocódigo?
Pseudocódigo é uma notação abreviada para codificação que combina descrições verbais e escritas de código.
Muitas vezes, os alunos podem "adivinhar e verificar" seu caminho para encontrar uma solução. Isso, no entanto, não resulta na construção de uma compreensão conceitual dos conceitos de codificação. A escrita do pseudocódigo ajuda os alunos a ir além de uma compreensão superficial da codificação, para uma compreensão mais conceitual. O pseudocódigo exige que os alunos pensem conceitualmente sobre sua solução de codificação antes de começar a codificar. Os professores devem discutir o pseudocódigo com os alunos, perguntando aos alunos:
- O que querem que o seu projeto realize?
- Como você vai dividir a intenção ou o objetivo do projeto em breves declarações específicas?
Neste exemplo, se os alunos fossem solicitados a criar um pseudocódigo para querer que o robô avançasse, detectasse uma parede, virasse à direita e depois avançasse novamente, seria o seguinte:
- Dirija o robô para a frente até que esteja a 50 mm de distância de uma parede
- Pare o robô
- Gire o robô 90 graus
- Pare o robô
- Avançar 600 mm
Assim que um pseudocódigo for criado, os alunos criarão o código para instruir o robô sobre como concluir com sucesso cada etapa de seu pseudocódigo.
Decomposição
A decomposição envolve dividir um problema complexo em comportamentos que são mais gerenciáveis e mais fáceis de entender. Dividir o problema em partes menores significa que cada parte pode ser examinada com mais detalhes e resolvida com maior facilidade. Por exemplo, se um aluno quiser que seu robô se mova em quadrado, ele precisará dividi-lo em comandos menores. Refinar o processo de divisão é importante para os alunos praticarem, pois eles podem não dividir os comandos em componentes menores no início:
| Mover para uma divisão quadrada 1 | Mover para uma divisão quadrada 2 | Mover para uma divisão quadrada 3 |
|---|---|---|
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Sequenciação
O sequenciamento é a ordem específica em que os comportamentos são realizados em um algoritmo ou conjunto de instruções. Uma ação ou evento leva à próxima ação ordenada numa sequência. O sequenciamento é importante para que os alunos possam codificar seus robôs corretamente.
Para dizer a um robô exatamente e precisamente como se mover, tanto a decomposição quanto o sequenciamento são necessários. Primeiro, o problema, como navegar em um labirinto, será decomposto em incrementos e comportamentos menores. Então, uma vez que esses comportamentos são identificados, eles precisam ser organizados na sequência correta. Isso é importante, porque o robô só se moverá exatamente como está codificado.
Os alunos programarão o carro alegórico do desfile para passar por um labirinto de desfiles. Eles precisarão sequenciar os comandos em seu projeto para que o flutuador se mova para frente, para trás, para a esquerda e para a direita na ordem correta para navegar no labirinto do desfile.
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.
Os seguintes blocos VEXcode GO serão usados nesta unidade:
[Drive for] - move o sistema de transmissão para frente ou para trás por uma determinada distância. Escolha a direção em que o sistema de transmissão se moverá e defina até onde ele se moverá inserindo um valor no oval.
[Vire para] - gira o sistema de transmissão para a esquerda ou para a direita para um determinado número de graus. Escolha a direção em que o sistema de transmissão girará e defina até onde ele se moverá inserindo um número de graus no oval.
[Aguarde] - Aguarde um período de tempo específico antes de passar para o próximo bloco.
[Comentário] - permite que os programadores escrevam informações para ajudar a descrever seu projeto. Os comentários não alteram o projeto ou os blocos que o rodeiam.
[Rodar para] - irá rodar um Motor numa determinada direção para uma determinada distância de onde está atualmente localizado.
Bloquear -
Por padrão, outros blocos aguardarão até que o Motor termine de se mover. Você pode selecionar a seta para expandir "e não esperar" - isso fará com que outros blocos continuem funcionando enquanto o Motor ou Grupo Motor se move.
Para começar a usar o VEXcode GO em sua sala de aula, baixe o aplicativo VEX Classroom no dispositivo de um professor e siga as etapas do artigo Usando o aplicativo VEX Classroom para aprender a atualizar o firmware do GO Brain, renomear e localizar o GO Brains e monitorar as baterias do GO Brains em sua sala de aula. Para obter mais informações sobre o VEXcode GO, visite a seção VEXcode GO da VEX Robotics VEX Library.