Kauan Souza Portela, Rian de Carvalho da Costa, Victor Castro Sousa Araujo

O ônibus automatizado foi construído utilizando a plataforma de prototipagem Arduino, componentes eletrônicos e um ônibus de brinquedo adquirido pela equipe do FERA (você pode ver todos os recursos utilizados na guia recursos). Ele realiza os seguintes movimentos: ir para frente, para trás (ré), curvas para a esquerda e para a direita, acender e apagar os faróis dianteiros e traseiros e sinalizar a curva (dar seta) para a direita e para a esquerda.

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O ônibus automatizado foi apresentado em 2018 na Mostra Nacional de Robótica – MNR, evento realizado em João Pessoa-PB. Para custear as despesas da ida ao evento, a direção do IFPI, campus Parnaíba, intermediou a quantia de 950 reais para cada um dos alunos membros do FERA envolvidos, valor oriundo da POLAE – Política de Assistência Estudantil.

Você pode conferir o artigo apresentado no evento, acessando a página 245 dos Anais da 8ª Mostra Nacional de Robótica (MNR 2018) por meio do link:

http://www.mnr.org.br/bancos-de-trabalhos/anais/

• Atrair crianças e adolescentes para o universo da robótica educacional de maneira lúdica, por meio da construção de um ônibus automatizado;
• Demonstrar a aplicabilidade de conteúdos de Física tanto para a construção, quanto para a utilização do ônibus.

Conteúdos conceituais:

A automatização do ônibus envolveu os seguintes conteúdos conceituais:

• Cinemática;
• Movimento circular;
• Atrito;
• Eletrodinâmica;
• Geradores.

Também houve o desenvolvimento de conteúdos conceituais relacionados à programação e eletrônica para os comandos dos movimentos do ônibus como ir para frente, para trás (ré), curvas para a esquerda e para a direita, acender e apagar os faróis dianteiros e traseiros e sinalizar a curva (dar seta) para a direita e para a esquerda.

Conteúdos procedimentais:

Os desafios encontrados na construção de cada artefato robótico acarretam o desenvolvimento de conteúdos procedimentais, uma vez que se faz necessária reflexão constante no decorrer da própria ação em repetidas tentativas e erros até encontrar o melhor caminho para que o artefato robótico execute os comandos propostos. No caso do ônibus, os alunos utilizaram fitas de borracha para aumentar o coeficiente de atrito nas rodas, para que o ônibus obtivesse melhor desempenho em superfícies que lhes eram desfavoráveis. A equipe também teve de “bolar um plano” para a realização de curvas pelo ônibus, pois as rodas dianteiras tinham dificuldade de realizar movimentos de curvas. Então, o procedimento que seria realizado não seria o de girar as rodas, mas sim, de girar o ônibus em torno do próprio eixo para efetuar curvas. Além disso, interligar o Arduino aos sensores e motores, por meio de jumpers, decidir em que parte do ônibus cada um destes componentes ficaria localizado, também exemplificam o desenvolvimento de conteúdos procedimentais.

Conteúdos atitudinais:

A aprendizagem de valores, atitudes e normas pode ser evidenciada na construção do ônibus automatizado quando, por exemplo: o professor Deymes, coordenador do Projeto FERA, orientava os alunos a deixarem sempre o laboratório limpo e organizado após sua utilização; por meio da cooperação em grupo desenvolvida entre toda a equipe, sem a qual não seria possível alcançar os objetivos do projeto; pela liberdade metodológica concedida pelo professor quando deixava os alunos à vontade para decidirem o melhor caminho a seguir, seja na execução de tarefas, na programação de horários e duração das reuniões no laboratório, permitindo, inclusive, que os alunos jogassem vídeo game como forma de inspiração e por saber que toda vivência direcionada ou não para os objetivos do projeto pode acarretar insights para o seu êxito.

A viagem até João Pessoa também propiciou o desenvolvimento de conteúdos atitudinais, pois esta era a primeira viagem que alguns dos  estudantes membros do FERA fariam sem os familiares, e para outro Estado. As 24 horas de ônibus até o destino, a hospedagem, “se virar” em uma cidade desconhecida, tudo isso possibilitou o desenvolvimento da autonomia, da parceria, da solidariedade, dentre outros valores que possam também ter sido despertados por esta vivência única para cada um deles.

Explicar a metodologia de cada um dos artefatos robóticos apresentados nesta galeria é fazer um tour pela história do projeto FERA – Física Educacional e Robótica Aplicada. O FERA utiliza uma metodologia por meio da qual alunos monitores compartilham conhecimento com os alunos que estão ingressando, orientados pelo professor Deymes – coordenador do projeto.

Tudo começou quando os alunos Augusto Herbert e Gustavo Araújo foram convidados pelo professor Deymes para, juntos, desenvolverem o projeto piloto do FERA, o carrinho automatizado (que você também pode ver nesta galeria). Eles foram, então, os primeiros membros do FERA.  Posteriormente, uma pequena turma de robótica com alguns alunos do Ensino Médio do IFPI foi formada e os alunos Augusto Herbert e Gustavo Araújo passaram a ser monitores do Projeto FERA. Entre os alunos desta turma, estavam o Kauan, o Rian e o Victor, que, após um tempo, também se tornaram monitores e receberam o desafio de desenvolver o projeto do ônibus automatizado.

É importante ressaltar que o professor Deymes estava sempre de olho nos editais de extensão, em busca de bolsas para que os alunos monitores pudessem custear o transporte e a alimentação, uma vez que, em vários dias da semana, eles passam o dia no IFPI, em meio às aulas do Ensino Médio, do curso técnico e se dedicando à monitoria e à construção dos artefatos robóticos no FERA.

A proposta do FERA cada vez mais se solidificava e o reconhecimento alcançado com o projeto piloto (o carrinho automatizado, que você também pode ver nesta galeria) fez com que o grupo ganhasse confiança para seguir em frente com novos projetos. Os que outrora eram alunos do FERA, tornaram-se monitores, agora não mais apenas de outros alunos do IFPI. O projeto, inicialmente, era criar um curso de robótica educacional para alunos de algumas escolas da rede municipal de ensino pública de Parnaíba-PI. Pensando nisso, o professor Deymes teve a ideia de criar algo que chamasse a atenção dos alunos do Ensino Fundamental, pois estes ainda não tinham muitas observações da robótica educacional.

Então, visando atrair o público do Ensino Fundamental para a robótica, o professor Deymes comprou um ônibus de brinquedo e desafiou os alunos monitores do FERA – Kauan, Rian e Victor a desenvolverem um ônibus todo automatizado. O ônibus deveria executar os movimentos de ir para frente, ré, virar para a direita e para a esquerda, além de acender faróis de freio, faróis dianteiros e dar seta para a direita e para a esquerda. Como no primeiro artefato, esta era uma experiência nova, tanto para alunos, quanto para professores, com a diferença que, agora, o professor Deymes já trazia consigo o repertório de conhecimentos sobre programação e eletrônica adquirido com a construção do primeiro artefato. Ele não estava mais partindo do zero. Nem os alunos, pois eles fizeram parte da primeira turma e já tinham algumas noções sobre robótica. Mas, ainda assim, era um projeto novo e toda a equipe trilhou o caminho até alcançarem os objetivos.

No primeiro momento, o professor Deymes não tinha certeza se seria possível alcançar todos os objetivos com o ônibus que comprou, pois havia certas limitações de movimento impostas pelo próprio tamanho do ônibus, além das rodas, que giravam com dificuldade, o que atrapalhava as curvas do ônibus. Este fator não o desmotivou e ele lançou a ideia do projeto e os objetivos a serem alcançados para os alunos monitores, que ficaram responsáveis por desenvolver o que foi proposto.

Neste projeto, o acompanhamento do professor Deymes acontecia no sentido de conferir algumas orientações aos alunos. Mas eles que, de fato, desenvolveram todo o processo. Os alunos tinham liberdade para combinar os encontros no laboratório – estipular horários, duração e tarefas que fariam.

Quanto ao problema mencionado, das rodas da frente girarem com dificuldade, um empecilho para que o ônibus fizesse curvas, a equipe discutiu e pensaram na possibilidade de trocar as rodas por outras mais com maior aderência. Porém, isso faria com que o ônibus perdesse suas características originais. Para que o ônibus pudesse fazer a curva sem que fosse necessário trocar as rodas originais, a equipe decidiu que a curva do ônibus seria feita em torno do seu próprio eixo, ou seja, quando um lado do ônibus vai para trás, o outro vai para frente. E assim, obteve-se sucesso para fazer as curvas do ônibus, sem mexer nas rodas originais.

Outro desafio na automatização do ônibus consistiu no fato de que ele não possuía uma tração que favorecesse os movimentos desejados. Dependendo da superfície em que o ônibus estivesse, sua tração poderia ser desfavorável. Quando isso acontecia, a equipe utilizava fitas de borracha para envolver as rodas e melhorar a tração do ônibus.

É interessante notar que se buscou preservar ao máximo o aspecto original do ônibus. A intenção era mesmo inserir nele funções de um carrinho de controle remoto e colocar os LEDs para os faróis e setas. O chassi permaneceu o mesmo. O ônibus foi apenas adesivado com a logo do IFPI, tornando-se uma verdadeira miniatura do ônibus utilizado para o transporte de alunos do campus Parnaíba.

Após dois meses, então, o ônibus estava funcionando como havia sido proposto e a equipe viajou para a MNR-PB para apresentá-lo. Depois disso, minicursos e oficinas foram realizados pelos alunos monitores, tendo o ônibus como atrativo para cumprir com a ideia inicial de atrair alunos do Ensino Fundamental para o universo da robótica.

O artigo apresentado na MNR-PB mostra um relato de experiência dos alunos, por meio do qual eles contam como foi desenvolvido um curso de robótica para alunos do 8º e 9º anos do Ensino Fundamental de escolas de Parnaíba no campus do IFPI. O ônibus foi levado para o evento para demonstrar que os projetos desenvolvidos pelo FERA ajudam a atrair jovens para a robótica.

Neste evento, a equipe do FERA foi participar em duas categorias: a categoria geral, em que o ônibus foi apresentado e a categoria experimentos de Física. Esta última, foi representada pela aluna Noemy Alves, com a catapulta automatizada, que será o próximo artefato robótico apresentado. E todos da equipe, o professor Deymes, o Kauan, a Noemy, o Rian e o Victor foram rumo a João Pessoa-PB apresentar os dois artefatos construídos. Foi uma experiência muito significativa para todos eles. Tanto para os alunos, que viajavam pela primeira vez para divulgar os resultados de suas pesquisas, quanto para o professor Deymes, que se sentia bastante recompensado por proporcionar novos horizontes para seus alunos por meio da robótica educacional e da pesquisa científica.

Além das aprendizagens decorrentes da robótica aliada à Física, os alunos do FERA também aprenderam algo muito importante com o professor Deymes: fazer tapioca! A Noemy e o Victor ficaram experts! Eles relataram que esta experiência aconteceu no local onde se hospedaram em João Pessoa. Na falta do registro fotográfico deste momento, temos o Rian fazendo um misto:

Essas experiências só mostram o quanto o FERA não se restringe ao desenvolvimento de habilidades formais programadas pelos currículos escolares. As vivências oportunizadas vão além dos programas curriculares. “Aprendizagens para a vida” é o termo que melhor descreve o que ocorre no FERA.