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

O trator automatizado foi construído utilizando a plataforma de prototipagem Arduino, componentes eletrônicos e um trator 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), dobrar para a esquerda e para a direita e o movimento de escavadeira.

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O trator foi apresentado em 2019 na Mostra Nacional de Robótica – MNR, evento realizado na cidade de Rio Grande  – RS.  Para custear as despesas da ida ao evento, a direção do IFPI, campus Parnaíba, intermediou a quantia de 2236 reais para cada um dos alunos membros do FERA envolvidos, valor oriundo da POLAE – Política de Assistência Estudantil.

Você pode conferir o artigo que a equipe do FERA apresentou no evento por meio do link:

http://sistemaolimpo.org/midias/uploads/31f1ca3ed778dcbdb7ce16bb73a3f3ce.pdf

• Despertar o interesse de alunos do Ensino Fundamental para a aprendizagem da robótica com uso de Arduino;
• Demonstrar a aplicabilidade de conteúdos das ciências por meio da robótica educacional.

Conteúdos conceituais:

A automatização e a utilização do trator envolveram os seguintes conteúdos conceituais:

• Cinemática;
• Torque;
• Geradores;
• Equilíbrio dos corpos;
• Atrito.

Ressalta-se o desenvolvimento de conteúdos conceituais relacionados à programação e eletrônica para os comandos dos movimentos do trator, como ir para frente, para trás (ré), dobrar para a esquerda e para a direita e o movimento de escavadeira.

Conteúdos procedimentais:

A relação entre teoria e prática para automatização do trator pode ser evidenciada por meio dos conteúdos procedimentais – do conjunto de ações balizadas pela reflexão da equipe a fim de alcançar o que se propôs no projeto. Para a construção deste artefato, a equipe teve de encontrar a melhor maneira possível de encaixar os componentes robóticos a serem utilizados na parte interior do trator, que possuía um espaço muito pequeno. Para isso, tiveram de utilizar o Arduino Nano, que, apesar de caber no trator, limitou um pouco o projeto, por possuir poucas portas de entrada e saída de dados. Ainda assim, os alunos conseguiram alcançar os objetivos propostos.

O trator teve suas rodas substituídas pelas rodas que são costumeiramente utilizadas nos projetos do FERA. Assim, as curvas do trator puderam ser realizadas com o movimento de dobrar por meio dos comandos enviados para as rodas. Ou seja, a estratégia da curva em torno do próprio eixo, encontrada como saída para o ônibus, não foi necessária para o caso do trator, que possuía uma base menor, o que também facilitava sua movimentação. Estes foram alguns dos desafios que exemplificam o desenvolvimento dos conteúdos procedimentais na construção do trator automatizado.

Conteúdos atitudinais:

A construção deste artefato permitiu que os alunos desenvolvessem a cooperação em grupo, a organização, a empatia, a autonomia, dentre outros valores sem os quais seria bem mais difícil alcançar os objetivos do projeto. Os alunos definiam os horários dos encontros no laboratório, realizavam as pesquisas necessárias para a automatização do trator, bem como, para a elaboração do artigo que apresentariam no evento. Essa liberdade metodológica concedida pelo professor Deymes favorecia a evolução dos projetos de maneira positiva. O fato de haver uma rotina flexível nos encontros, sem perder de vista os objetivos do projeto, propiciava o desenvolvimento da autonomia e da responsabilidade nos alunos, uma vez que o professor Deymes sempre ressalta, a cada projeto a ser desenvolvido, a necessidade de organizar e limpar o laboratório após cada atividade ali realizada.

Não se pode deixar de mencionar também que essa foi a primeira viagem de avião para os alunos da equipe. Essas vivências novas alcançadas por meio do FERA permitiram que estudantes do ensino médio pudessem despertar o olhar para as novas possibilidades em suas trajetórias futuras, nos contextos profissional e pessoal. Isso porque a rede de contatos estabelecida pelos alunos em um evento como a MNR, ou a FEBRACE, os instiga a continuar no caminho da pesquisa para poder seguir adiante em suas caminhadas científicas. Além disso, conhecer pessoas, aumentar o ciclo de amizades, trocar ideias, refletir sobre as dificuldades inerentes à pesquisa que percebem nos Estados representados por outros estudantes no evento é algo certamente de grande valia como experiência para toda a equipe do FERA.

Visando atrair alunos do Ensino Fundamental para a robótica, o professor Deymes lançou para a equipe o desafio de automatizar um trator de brinquedo. Apesar de já terem automatizado um ônibus de brinquedo, a estrutura do trator era diferente e escavar era um movimento novo a ser desenvolvido. Ou seja, novos desafios surgiram.

Kauan, Rian e Victor pensaram inicialmente em como iriam colocar os motores para que o trator realizasse os movimentos de ir para frente, para trás (ré), curvas para a direita e para esquerda. A ideia inicial era deixar a escavadeira suspensa, mas o professor Deymes logo propôs que ela também realizasse os movimentos que são característicos do trator.  Decidiram, então, utilizar um servo motor de maior resistência para que o trator pudesse ter força para levantar a haste com os objetos da escavadeira.

Enquanto o Rian fazia adaptações no chassi para colocar os motores e trocava as rodas originais por outras que já são comumente utilizadas nos projetos de robótica, Kauan e Victor elaboravam os códigos necessários aos movimentos a serem realizados pelo trator. O Rian também indicava quais seriam esses movimentos, pois o desenvolvimento do projeto ocorre de maneira mais eficiente quando as etapas físicas e virtuais (códigos) são realizadas simultaneamente. Após isso, eles testaram os códigos para verificar os movimentos em protótipos.

Testados os comandos, a equipe foi então encontrar a melhor maneira de organizar cada componente no trator –  o Arduino Nano e suas interligações com servo motores, ponte H, fontes de energia e sensor Bluetooth. Na etapa seguinte, eles perceberam que o ângulo da escavadeira se dividia em dois. Por isso, deveriam calibrar os servo motores para melhor controlar o movimento da haste da escavadeira e da caçamba. Por fim, eles verificaram a quantidade de energia que seria necessária à execução dos movimentos, montando uma bateria própria para o trator, feita com células de bateria recicladas de notebook e um botão para ligar e desligar.

Após a automatização do trator, ele foi utilizado em várias apresentações e minicursos em escolas de Parnaíba e do interior do Maranhão, para onde a equipe do FERA viajava para difundir a robótica educacional.

No artigo apresentado na MNR, na cidade de Rio Grande-RS, a equipe faz um relato de experiências vivenciadas em uma escola onde os alunos tinham um IDEB muito baixo, no município de Paulino Neves-MA. O objetivo do projeto era, então, despertar a atenção dos alunos da escola para as ciências por meio da robótica. À época, o trator ainda não havia sido construído. Mas quando foram para a MNR, ele já havia sido finalizado, e foi levado para ilustrar como a robótica pode ser utilizada para atrair crianças do Ensino Fundamental.

“Foi minha primeira viagem de avião, e dividir esse momento com os meninos, que são como irmãos pra mim, foi muito especial. Graças a todo um esforço e dedicação pelo projeto, e pelo apoio da Direção pra gente continuar estudando e produzindo.”

Relato de Rian de Carvalho da Costa, egresso do curso técnico em Informática do IFPI e que hoje cursa Licenciatura em Matemática na Universidade Federal do Delta do Parnaíba – UFDPar

Esta era a segunda viagem realizada pelo trio Kauan, Rian e Victor para fora do Estado e a primeira viagem de avião de alguns deles. As viagens que os alunos do FERA conquistam são pontes para novas oportunidades, uma vez que os estudantes conhecem novos projetos e iniciativas que fazem a diferença, também, na vida de outros estudantes por todo o Brasil. A rede de contatos que eles constituem e as amizades que fazem nos eventos possibilitam aos estudantes ver a robótica como algo com múltiplas aplicabilidades que vai muito além de construir robôs. Há uma exaltação às obras construídas e jovens pesquisadores renovam o fôlego para buscar passos mais sólidos em suas trajetórias acadêmicas, ao mesmo tempo em que fazem amigos e constroem parcerias para projetos futuros.

Para além de uma robótica voltada para eventos, o Projeto FERA, na figura do professor Deymes, oportuniza que alunos de baixa renda viagem pelo país, e, munidos da ciência, divulguem os resultados de suas pesquisas por meio dos artefatos robóticos construídos. O FERA não está situado apenas no laboratório do IFPI na cidade de Parnaíba. O FERA está em cada lugar em que se fez presente em sua curta, mas já tão significativa história. Portanto, o FERA está nas escolas por onde já passou e onde estes mesmos alunos que viajam para os eventos, viajam também para levar a robótica educacional para alunos de escolas públicas que dificilmente teriam a chance de enxergar que é possível construir robôs e compreenderem, pela robótica, a aplicabilidade cotidiana de conteúdos que estudam.