Pau - Informatique : des robots pour apprendre la programmation
Depuis deux ans, le département informatique de l'UPPA a mis en place l’unité d’enseignement « programmation des robots » en première année de licence informatique. L’objectif n’est pas l’enseignement de la robotique, mais l’apprentissage des bases de la programmation à travers une activité ludique et pratique. Il s’agit de construire des robots Lego Mindstorms puis de les programmer en utilisant un environnement graphique qui ne nécessite pas la maîtrise d’un langage de programmation. Ce cours optionnel vient en complément des enseignements classiques d’algorithmique et de programmation du cursus de licence.
La programmation des robots fait intervenir le raisonnement (algorithmique) qui permet de déterminer la bonne séquence d’actions que le robot doit effectuer pour réaliser une tâche. Mais en plus, les étudiants sont confrontés aux problèmes liés à l’environnement qu’ils ne rencontrent pas lorsqu’ils travaillent seulement avec un ordinateur. Ainsi, par exemple, le même programme peut aboutir à des résultats différents selon la nature du sol qui peut affecter les déplacements du robot (frottements, patinage…). Cela permet de sensibiliser les étudiants à ce type de problème et génère une réflexion supplémentaire afin d’adapter la programmation du robot pour rendre son comportement le plus robuste possible face à ces aléas.
En fin de semestre, un projet en groupe permet aux étudiants de relever des défis tels que la réalisation d’un PoubelleBot (robot éboueur) ou le BowlingBot (robot qui joue aux quilles).
Lego Mindstorms est un projet du groupe Lego basé sur une brique logicielle. La première génération de cette brique appelée RCS (Robotics Command System) a été commercialisée en 1998. La seconde génération appelée Lego Mindstorms™ NXT basée sur une nouvelle brique programmable est commercialisée depuis 2006. Cette brique est née d’un partenariat entre la société Lego et le MIT Media Lab. Cette brique fait partie d’un ensemble d’outils éducatifs développé par l’équipe de Mitchel Resnick en s’inspirant d’une théorie originale de l’apprentissage élaborée par Seymour Papert. L’idée est d’apprendre en construisant par la manipulation d’objets concrets ou d’environnement informatique. Papert est professeur au MIT, co-fondateur du MIT Media Lab. Il est reconnu internationalement pour l'intérêt qu'il a accordé à l'impact des nouvelles technologies, en particulier les ordinateurs, sur l'apprentissage en général et les établissements d'enseignement en particulier. À cette fin, Papert développa au MIT le fameux langage de programmation Logo. Logo était conçu comme un outil destiné à améliorer chez les enfants la manière de penser et de résoudre les problèmes. Un petit robot, appelé la Tortue Logo, fut réalisé et les enfants furent encouragés à l'utiliser pour la résolution des problèmes. La brique programmable LEGO Mindstorms est donc une héritière de Logo.
Lego Mindstorms est commercialisé comme un outil éducatif pour illustrer l’apprentissage de différents domaines scientifiques : sciences pour l’ingénieur, mathématiques, technologies… http://www.lego.com/eng/education/mindstorms/. Le projet est développé en partenariat avec l’Université Carnegie Mellon qui a fondé une Académie de Robotique Carnegie Mellon University’s Robotics Academy, proposant des cursus de niveau primaire, secondaire et supérieur dont nous nous inspirons pour le cours.
