Liceenii români pasionați de roboți într-un învățământ în care nu se face practică
3 mai 2014, ora 00:03, in categoria Educatie
Despre învățământul din România se spune foarte adesea că îi lipsește o componentă practică, menită să completeze cunoștințele teoretice stufoase pe care elevii le primesc în timpul orelor de curs. Dar câțiva liceeni din Galați încearcă să aducă ceva nou și să stârnească interesul cât mai multor tineri pentru aplicarea teoriei în lumea reală. Deoarece nu aveau unde să își pună în aplicație pasiunea pentru roboți, au hotărât să organizeze chiar ei un concurs de robotică pentru elevi și studenți. În acest an, competiția a ajuns la a doua ediție și, pe viitor, ar putea deveni un concurs recunoscut oficial de Ministerul Educației. Yahoo News România a discutat cu mai mulți elevi de la Colegiul Național “Vasile Alecsandri” din Galați și a aflat povestea concursului RoboGal.
Narcisa Codreanu, elevă în clasa a XII-a, se numără printre elevii care au inițiat competiția: „În școală facem mai multă informatică, programare, nimic de robotică”. Când elevii din cercul de robotică al liceului și-au dorit să participe la concursuri, și-au dat seama că oferta era destul de limitată: concursurile existente erau fie pentru studenți, fie doar cu roboți din piese LEGO, fie erau concursuri naționale care se desfășurau la București sau la Iași.
„Era destul de costisitor pentru elevi să meargă așa departe. Am zis „Haideți să organizăm noi un concurs unde să aibă posibilitatea să vină și alți copii din județ care nu se pot deplasa””, povestește Narcisa.
„Din această lipsă de posibilități ne-a venit ideea”, spune și organizatorul Alexandru Grigoraș, elev în clasa a XII-a. Tânărul arată că sunt foarte mulți elevi pasionați de robotică, inclusiv la un alt liceu din Galați: „Sunt mai peste tot, dar nu prea au cu cine să lucreze. Eu sunt atras de programare, robotica a început să îmi placă după ce am discutat cu un coleg pasionat de mecanică și electronică”.
Din acest schimb de idei a luat naștere, în 2013, competiția RoboGal, dedicată elevilor și studenților. Deoarece liceul nu avea bani pentru organizarea unui concurs, copiii au căutat sponsori alături de profesoara de informatică Luminița Cobzaru, coordonatoarea concursului: “În condițiile crizei economice, am fost destul de sceptică. Am luat pur și simplu la pas tot Galațiul și am bătut din poartă în poartă. Spre surprinderea mea, toate cele 3 firme de software (abordate – n.r.) ne-au dat sponsorizări. Nici nu mă așteptam”.
Sponsorizările au venit sub forma unor kit-uri de roboți care au oferite ca premii, iar o companie de telefonie mobilă le-a oferit 600 de lei pentru materialele necesare în timpul concursului (pentru construirea labirintului, de exemplu).
Robotul care scrie de mână
Deși era un concurs organizat la nivel local, au avut participanți și din județul Buzău. Anul acesta RoboGal va avea loc în iulie și deja s-au înscris concurenți din Botoșani.
Regulamentul impune ca roboţii să fie autonomi, ceea ce înseamnă că în timpul cursei robotul nu poate fi controlat de la distanță, prin fir sau wireless, de un operator uman sau de o unitate de control externă. Sursa de alimentare trebuie să fie montată la nivelul robotului, nefiind permisă alimentarea dintr-o sursă externă.
În afară de probele în care roboții trebuie să parcurgă un traseu cu obstacole într-un timp cât mai scurt sau să rezolve un labirint, există și o probă de inovație, unde concurenții pot construi și prezenta un robot care ar putea fi util în viața reală.
„Am fost impresionat. Erau cu adevărat pasionați, erau și elevi de gimnaziu. Au fost roboți eficienți, perfect potriviți pentru probe”, își amintește Alexandru de ediția de anul trecut a RoboGal. La proba de inovație, un concurent a prezentat un robot care imita scrisul de mână (într-unul dintre brațe avea un marker): „Se plimba pe o foaie mare și putea să scrie scris de mână, nu doar de tipar. O persoană scria pe calculator și robotul imita scrisul”.
O altă echipă a realizat din piese LEGO un robot care avea o macara cu ajutorul căreia putea să ridice diferite obiecte.
Robotul trebuie proiectat şi construit de echipă: nu pot fi folosiţi roboţi achizitionaţi din comerţ (se pot utiliza, însă, elemente din kit-urile robotice disponibile comercial, doar dacă sunt folosite ca materiale de construcţie). Pentru construcţia robotului se pot utiliza orice fel de materiale.
România, pentru prima dată la Olimpiada Internațională de Robotică
Luminița Cobzaru arată că sunt mulți copii pasionați de roboți, care studiază pe cont propriu deoarece nu are cine să îi îndrume: „În programa școlară nu e prevăzut așa ceva și nici nu ai timp fizic. Este un liceu teoretic. Copiii fac discipline teoretice – informatică, fizică. La fizică primesc câteva noțiuni teoretice de electronică”.
„Abia când încep chiar ei să construiască înțeleg ce importanță are partea teoretică cu care noi îi îndopăm, când încep să-și construiască ei roboții și văd că robotul se învârte sau merge după linie datorită acelui program. Sunt încântați”, continuă ea.
Cristian Chiriac, acum elev în clasa a XII-a, este unul dintre câștigătorii de anul trecut. Echipa din care a făcut parte a câștigat proba „Urmărire de linie” (în care roboții aveau de parcurs un traseu dat, într-un timp cât mai scurt).
Până atunci, deși era pasionat de informatică și de fizică, nu fusese interesat de roboți: „Practic, a fost concursul care mi-a deschis pasiunea pentru robotică”. După RoboGal a participat și la faza regională a Olimpiadei Internațională de Robotică din piese LEGO (World Robot Olympiad – o competiție dedicată tinerilor), iar echipa s-a calificat la faza națională, care a avut loc la București.
Spre surprinderea sa, echipa a câștigat și la faza națională, la secțiunea dedicată liceenilor. Sarcina pe care robotul trebuia să o îndeplinească era următoarea: cât mai rapid, trebuia să separe niște bile de culori diferite (să ia bilele roșii, iar pe cele albastre, pe cât posibil, să nu le miște). La final, trei echipe au obținut punctajul maxim de 100 de puncte, dar echipa din care făcea partea Cristian a fost cea mai rapidă, rezolvând problema în 9 secunde.
Echipa s-a calificat la faza internațională a competiției și a reprezentat România la Jakarta. Cristian și coechipierii săi nu au mai luat niciun premiu aici, dar s-au bucurat că au putut reprezenta România în acest concurs (a fost prima participare a României la această olimpiadă).
La faza internațională, organizatorii obișnuiesc să anunțe o regulă-surpriză chiar în dimineața competiției, concurenții fiind astfel obligați să își modifice rapid programul care guvernează robotul. Anul trecut, regula-surpriză a fost amplasarea pe traseu a unei mingi de ping-pong aflată pe o piesă LEGO. Obstacolul era astfel așezat încât robotul îl lovea cu siguranță la un moment dat, dar bila trebuia să rămână pe piesă. „Noi, având un robot foarte rapid, ne-a fost foarte greu să îl modificăm”, povestește Cristian.
La universitate: „Orice ar fi, voi merge în Anglia”
Tânărul va participa și anul acesta la RoboGal, iar de la toamnă speră să fie student Colegiul Imperial din Londra, unde să studieze ingineria și informatica în domeniul inteligenței artificiale. Pentru a fi acceptat trebuie să obțină o notă foarte mare la examenul de bacalaureat: minimum 9,60. „Dacă nu, la Manchester (la universitate – n.r.), unde îmi trebuie numai nota 8 la BAC. Aici au doar programare în domeniul inteligenței artificiale. Orice ar fi, voi merge în Anglia”, spune Cristian.
Instituțiile de învățământ britanice oferă împrumuturi (un an costă în jur de 9.000 de lire), iar studenții dau banii înapoi după terminarea studiilor, arată el. A discutat cu stundenți de acolo și a aflat că nu prea ar avea timp să lucreze în timpul anilor de facultate: „Dar au programe de cercetare plătite pentru informaticieni, iar oamenii de știință folosesc studenți care să îi ajute în cercetare”.
De asemenea, din anul IV, studenții sunt integrați în industrie și pot lucra într-o bancă sau la diferite firme care au nevoie de informaticieni. Însă cel mai mult își dorește să lucreze în cercetare în robotică.
Barca autonomă care măsoară gradul de poluare
Narcisa Codreanu a fost deja acceptată Barnard College, o instituție de învățământ superior din New York, unde va studia informatica: „Eu vreau să mă ocup și de partea de robotică. E un domeniu vast, nu voi face strict programare acolo”. A susținut examene la engleză, la matematică și la fizică și a obținut o bursă din partea colegiului pentru a putea urma cursurile acestuia.
Narcisa crede că organizarea concursului RoboGal a ajutat-o foarte mult în momentul în care i-a fost analizată aplicația de la admitere: „Ei pun mult accent pe leadership”. În viitor își dorește să fie programator, consultant IT sau să aibă propria firmă: „Nu m-am decis încă (dacă mă voi întoarce în România – n.r.), nu știu ce oportunități voi avea. Sunt un pic împărțită: într-un fel aș vrea să mă întorc, într-un fel aș vrea să văd ce îmi oferă și lumea de peste ocean”.
Însă până să plece la studii, eleva Colegiului Național “Vasile Alecsandri” mai are de terminat un proiect la care lucrează alături de colegii săi din cercul de robotică al liceului: vor să construiască o barcă autonomă care să fie trimisă pe râuri sau pe lacuri ca să măsoare temperatura, salinitatea și gradul de poluare. Proiectul le-a fost atribuit de „X-Projects”, Asociația studenților și a inginerilor cu activitate tehnico-științifică din România.
„E interesant modul în care ai nevoie de toate cunoștințele în cadrul roboticii: matematică, fizică, chiar și chimie – ai nevoie de tot. Sperăm să terminăm proiectul înainte de vacanța de vară”, spune Narcisa.
La proiect lucrează cei 12-15 elevi din cercul de robotică, fără să fie ajutați de profesori. Barca va funcționa cu baterii și va fi controlată prin Bluetooth: „Important este ca ea să estimeze distanța astfel încât să nu se lovească de mal și să meargă în zig-zag ca să acopere o suprafață cât mai mare. Va fi programată să meargă după un traseu”.
„Cel mai probail, mă voi duce în China – e o oportunitate unică”
Și Alexandru Grigoraș vrea să studieze informatica în străinătate: „Am aplicat și în SUA, în Marea Britanie și la o facultate americană din China. Cel mai probail, mă voi duce în China”. New York University din Shanghai este o universitate americană, cu profesori americani, fondată destul de recent, motiv pentru care Alexandru crede că va avea șansa de a înființa cluburi și de a iniția diferite activități studențești: „Plus experiența de a trăi în Asia, de a învăța limba chineză – e o oportunitate unică”. Cursurile sunt în limba engleză, dar există și cursuri obligatorii de limbă chineză: „Ar fi păcat să trăiești acolo 4 ani și să nu o înveți”.
În viitor vrea să fie programator și crede că studiul în străinătate îl va ajuta: „Voi avea deschidere foarte mare la viitoarea slujbă, fie în Europa, fie în SUA”.
În acest an, RoboGal va avea 5 probe.
1. Urmărire de linie. Această secţiune testează abilitatea echipelor de a construi un robot autonom urmăritor de linie. Roboţii trebuie să finalizeze traseul într-un timp cât mai scurt şi cu cât mai puţine erori.
Concursul de urmărire a liniei se desfășoară pe un traseu de maximum 200 de metri (traseul nu este făcut public înaintea cursei). Suprafaţa de concurs este de culoare albă, reflectând atât lumina vizibilă, cât şi radiaţia infraroșie.
Linia neagră care constituie traseul se obține prin lipirea pe suprafață a unei benzi adezive negre din PVC care nu reflectă radiaţia vizibilă şi nici pe cea infrarosie. Banda adezivă are lăţimea de aproximativ 20mm.
Traseul are 3 etape de dificultate: 1. Linia este continuă, dreaptă sau curbă, dar nu are întreruperi sau discontinuităţi intenţionate şi nu se autointersectează; 2. Linia se autointersectează; 3. Traseul are discontinuități și obstacole.
Roboții sunt programați, explică profesoara Luminița Cobzaru, coordonatoarea concursului RoboGal: „Robotul are baterii, aceasta este sursa lui de energie, și emite o lumină. Când lumina este pe linie neagră, ea e absorbită și nu o primește înapoi. Când este pe zona albă, se reflectă raza de lumină. El trebuie să urmărească linia cât timp nu primește semnal înapoi. La curbe, el trebuie să măture cu raza zona ca să vadă de unde nu mai primește lumină și să se ghideze după asta”.
Principiul este același și în zonele cu obstacole sau cu linie discontinuă: robotul trebuie să caute aria de unde nu mai primește lumină și să o urmeze.
2. Labirint. Robotul trebuie să rezolve un labirint și să finalizeze traseul într-un timp cât mai scurt. Proba labirintului se desfăşoară pe o suprafaţă rectangulară, albă, de dimensiuni 4m x 4m, cu pereţi despărţitori înalţi de 30cm (traseul nu este făcut public înainte). Și aici apar obstacole: zone cu apă sau grămăjoare de nisip.
Roboții sunt astfel programați încât să își aducă aminte traseul: „La fiecare bifurcație se folosește principiul grafurilor. Robotul ține minte dacă a luat-o la stânga și s-a blocat, se întoarce la ultima bifurcație și nu o mai ia pe unde s-a blocat”, arată Cobzaru.
3. Cod. Această secţiune testează cunoștințe generale de informatică și perspicacitatea participanților.
Prima parte a probei constă în rezolvarea unor cerințe de utilizare inteligentă a calculatorului. Acestea pot implica realizarea unei operații fără utilizarea unuia dintre dispozitivele periferice (ex.: “Faceți să apară pe ecran RoboGal Rocks fără să utilizați tastatura”). A doua parte a probei testează capacitatea participanților de a descoperi și elimina erorile dintr-un program.
4. Inovație hardware. Această secţiune testează și inventivitatea participanților, capacitatea lor de a construi un dispozitiv novator, cu aplicabilitate în viaţa reală. Roboţii trebuie să fie complet funcţionali şi să nu fie achiziţionaţi din comerţ.
5. Inovație software. Proba testează capacitatea concurenților de a crea un program software utilitar sau educațional novator, cu aplicabilitate în viața reală. Programele trebuie să fie originale (nu se acceptă prezentarea unei pagini web).
Echipele îşi pot alege un profesor coordonator pentru a-i îndruma în derularea proiectului, dar robotul trebuie să fie rodul muncii membrilor echipei.
“Concursul se desfăşoară într-un spirit amical, încurajând schimbul de idei şi de experienţă, oferind participanţilor oportunitatea de a-şi dezvolta nu numai abilităţile în domeniul roboticii, dar şi abilităţile de organizare, comunicare şi lucru în echipă”, scopul RoboGal.
Premiile vor fi separate pentru fiecare secţiune a concursului, constând în plăci de dezvoltare, kit-uri pentru roboți sau componente electronice. Anul trecut, premiul cel mare a fost un kit ce conținea componente pentru roboți (piese, placă electronică etc) în valoare de 2.000 de lei.
Profesoara Cobzaru speră ca de anul viitor competiția RoboGal să devină una regională și să fie trecută în rândul concursurilor acceptate de Ministerul Educației, chiar dacă nu sunt finanțate de acesta. În 2013 participarea a fost gratuită, dar anul acesta elevii organizatori s-au gândit să pună o mică taxă de 5 lei din care să cumpere apă și sucuri pentru ziua concursului.
Scopul RoboGal este să contribuie la dezvoltarea abilităților tehnico-științifice ale elevilor, mai ales că în școală nu se studiază robotica, mai arată Cobzaru: “Îi ajută să-și dezvolte creativitatea, îmbinând creativitatea cu cunoștințele tehnice. Nu ar trebui să existe o separare între cunoștințele tehnice, cele teoretice și creativitate. Durerea mea cea mai mare e că exportăm această îmbinare plăcută de cunoștințe tehnice și teoretice. Aici e durerea mea cea mai mare, dar nu mă pot opune copiilor”.
Sursa:
ro.stiri.yahoo.com
Autor: Maria Dumitrache