الأحد، 19 مايو 2019

Barrière automatique

Le principe de fonctionnement de la barrière automatique réalisée est le suivant :
1.       Etat initiale : la barrière Servo1 est en position basse, la diode rouge DR est allumée et la diode verte DV est éteinte.
2.       Lorsqu’une voiture s’approche du premier capteur C1 (avant la barrière) d’une distance inférieure à 50 cm, la barrière se lève, la diode verte DV est allumée et la diode rouge DR est éteinte.

3.       Lorsque la voiture s’approche du deuxième capteur C2 (après la barrière) d’une distance inférieure à 50 cm, la barrière se baisse, la diode rouge DR est allumée et la diode verte DV est éteinte.


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الثلاثاء، 14 مايو 2019

Comment fabriquer un Robot - Leçon 1 : Pour commencer

https://www.robotshop.com/community/blog/show/comment-fabriquer-un-robot-lecon-1?fbclid=IwAR2Eo8wO8GxxdNBdLuCScxUijfykG0H5XM5jR-azpvkfNZqV9J4j9j694HE

Index des leçons :

Mise en route
Bienvenue au premier opus du Grand didacticiel de RobotShop, une série de 10 leçons qui vous apprendront comment réaliser votre propre robot. Ce tutoriel est destiné à quiconque est prêt à se lancer dans la robotique et a une compréhension de base de termes tels que « tension », « courant », « moteur », et « capteurs ». Bien que cela puisse sembler assez basique, même des personnes ayant déjà une expérience en construction de robots peuvent trouver ici des informations utiles concernant la méthode générale de construction d'un robot. Qu'est-ce qu'un Robot ? Il existe de nombreuses définitions d'un robot et aucun véritable consensus n'a été atteint jusqu'ici. Nous définissons généralement un robot comme suit :
Le Robot : un dispositif électromécanique capable de réagir d'une certaine façon à son environnement, et de prendre des décisions ou d'agir de façon autonome afin de parvenir à une tâche spécifique.
Cela signifie qu'un grille-pain, une lampe, ou une voiture ne sont pas considérés comme des robots, car ils n'ont aucun moyen de percevoir leur environnement. D'un autre côté, un aspirateur qui peut naviguer dans une pièce, ou un panneau solaire qui cherche le soleil, peuvent être considérés comme des systèmes robotiques. Il est également important de noter que les « robots » présentés dans la série TV Robot Wars par exemple, ou n'importe quel autre appareil uniquement télécommandé ne relève pas de cette définition et reste plus proche d'une voiture télécommandée plus complexe. Bien que cette définition soit très générale, il lui faudra évoluer dans l'avenir afin de suivre les dernières avancées dans ce domaine. Afin de mieux comprendre la façon dont la robotique se développe rapidement, nous vous conseillons de jeter un œil à l'Histoire de la robotique. Commençons à présentCette série de didacticiels est destinée à vous guider à travers les différentes étapes de la construction d'un robot mobile complet. Il existe 10 leçons que nous publierons au cours des 10 prochaines semaines. Chaque leçon vous guide à travers une des étapes de fabrication d'un robot mobile à usage général. Cela vous permettra de construire votre propre robot mobile afin d'effectuer une tâche de votre choix. Chaque leçon sera illustrée par un exemple tiré de l'expérience de RobotShop dans la conception du Rover de RobotShop. Les leçons sont destinées à être lues l'une après l'autre et se fondent sur les informations obtenues. 1ère ÉTAPE La première étape consiste à déterminer ce que doit faire votre robot (c'est à dire : quel est son but dans la vie). Les robots peuvent être utilisés dans presque toutes les situations et visent principalement à aider les humains d'une certaine façon. Si vous n'êtes pas certain de ce que vous voulez que fasse votre robot ou que vous cherchez simplement à concentrer vos efforts sur des tâches spécifiques, voici quelques idées :

Connaissance et Apprentissage

LEGO Mindstorms NXTAfin de construire des robots de plus en plus complexes, la plupart des professionnels et des amateurs utilisent les connaissances qu'ils ont acquises lors de la construction des robots précédents. Au lieu de construire un robot, vous pouvez apprendre à utiliser des composants individuels avec pour objectif de construire votre propre « bibliothèque de connaissance » à utiliser pour entreprendre une plus grande conception, plus complexe, dans l'avenir.

   

Loisirs et Relationnel

Compagnon Robot NounoursConstruire un robot est en soi amusant et excitant. La robotique intègre des aspects de nombreuses disciplines, dont l'ingénierie (mécanique, électricité, informatique), les sciences (mathématiques et physique) et les arts (esthétique), et les utilisateurs sont libres d'utiliser leur imagination. Amuser les autres avec vos créations (surtout si elles sont conviviales et interactives) les aide à s'intéresser à ce domaine.

   

Compétitions et Concours

Robot footballeurLes compétitions donnent les lignes directrices de conception du projet et une date limite. Elle confrontent votre robot aux autres dans la même catégorie et testent vos compétences en conception et en construction. Bien que de nombreux concours soient spécifiquement dédiés aux étudiants (du primaire à l'université), il existe aussi des concours où les adultes et les professionnels peuvent rivaliser.

   

Forme de vie autonome

L'essaim de micro-robots AliceLes humains sont naturellement des créateurs et des novateurs. La prochaine grande innovation sera de développer une forme de vie entièrement autonome capable de rivaliser ou de dépasser nos propres capacités, voir même notre créativité. Cet objectif s'accomplit toujours par petites étapes par des individus, des organismes de recherche et des professionnels.

 

   

Tâches professionnelles et domestiques

Nettoyage de bordure de carrelage NeatoLes robots domestiques aident à libérer les gens des tâches désagréables ou dangereuses et à leur procurer plus de liberté et de sécurité. Les Robots professionnels et de servicesont utilisés dans un grand nombre d'applications dans des environnements dangereux, de travail, publics, dans des endroits tels que la haute mer, les champs de bataille et l'espace, pour n'en nommer que quelques-uns. En plus des zones de services telles que celles de nettoyage, de surveillance, d'inspection et d'entretien, nous utilisons ces robots là où les tâches manuelles sont dangereuses, impossibles ou inacceptables. Les Robots professionnels et de service sont plus compétents, plus forts et souvent plus chers que les robots domestiques et sont parfaitement adaptés à un usage professionnel et/ou commercial.

  

Sécurité et Surveillance

Robot de gestion tactique SuperDroid HD2 SWAT/EOD avec bras à 5 degrés de liberté La plupart des robots mobiles sont utilisés pour s'aventurer dans des zones où les humains ne doivent ou ne peuvent pas aller. Les robots de différentes tailles (qu'ils soient télécommandés, semi-autonomes ou entièrement autonomes) sont un choix idéal pour ces tâches.           Exemple pratique Nous prévoyons que la plupart d'entre vous qui suivez ce guide a pour objectif de construire un robot pour l'apprentissage et les connaissances, mais aussi pour le plaisir pur ; bien que beaucoup aient une idée ou un projet spécifique qu'ils souhaitent concrétiser. Le dernier facteur important est le budget. Il est difficile de savoir exactement ce que les gens ont à l'esprit quand ils construisent leur premier robot ; certains peuvent déjà souhaiter construire un robot de déneigement autonome, tandis que d'autres ne souhaitent simplement que réaliser une horloge intelligente. Un robot mobile programmable simple peut coûter environ 100 $, tandis qu'un autre plus complexe peut valoir plusieurs milliers de dollars. Dans cet exercice, nous avons choisi de réaliser une plate-forme mobile afin d'obtenir une compréhension des moteurs, des capteurs, des microcontrôleurs et de la programmation, et d'inclure un grand choix de capteurs. Nous prévoyons un budget d'environ 200 à 300 $ car nous voulons qu'il soit suffisamment complet.
Schéma en CAO d'un Robot mobile simple
RobotShop - La robotique à votre servicePour de plus amples informations concernant l'apprentissage de la construction d'un robot, veuillez consulter le Centre de formation de RobotShop. Consultez le Forum de la communauté RobotShop pour demander de l'aide dans la construction de robots, présenter vos projets ou simplement discuter avec d'autres collègues roboticiens.
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الاثنين، 13 مايو 2019

Théories de l’apprentissage : behaviorisme, cognitivisme, socio-constructivisme

http://www.sietmanagement.fr/theories-de-lapprentissage-individuel-transmettre-construire-echanger-j-piaget-l-vygotksi/

  Les schémas

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Le progrès cognitif par accommodation : passage à un nouveau schème d’assimilation (concepts de Piaget, 1936)
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L’apprentissage dans une communauté de travail, « Expansive Learning » (Engeström, 2001)

Définition des principaux concepts

On peut présenter au moins quatre grandes visions théoriques de l’apprentissage :
  • apprendre c’est transmettre des savoirs, en renforçant des comportements (le béhaviorisme);
  • apprendre c’est traiter de l’information, par les mécanismes mentaux internes constitutifs de la pensée et de l’action (le cognitivisme).
  • apprendre c’est construire des images de la réalité dans des situations d’action (le constructivisme);
  • apprendre c’est échanger du sens, dans des rapports sociaux (le socio-constructiviste).
Les liens entre l’apprentissage et l’enseignement sont bien représentés sur cette carte conceptuelle. Ces quatre approches ont des conséquences bien différentes (voir Cooper 1993), aussi bien pour la conception de systèmes de e-formation (voir Fallery 2004) que pour la gestion des connaissances dans les organisations (voir par exemple la construction de la connaissance dans les communautés de pratiques, Ben Saad et Diani 2005). On peut voir une très belle carte cognitive de l’ensemble des théories de l’apprentissage réalisée par R. Millwood (et la carte interactive par ce lien). Voir aussi une liste très détaillée sur les théories de l’apprentissage sur le site Learning theories. et les contributions sur le Wiki EduTech de l’université de Genève.
1. Apprendre c’est transmettre
Burrhus SKINNER (1984) est présenté comme le représentant du béhaviorisme (behavior, le comportement) : dans la théorie du conditionnement, il décrit un sujet actif, qui apprend en recevant des renforcements et en observant les conséquences de ses actes. « Il est possible d’enseigner le saut en hauteur en relevant simplement la barre d’un millimètre après chaque saut réussi“ (in A Matter of Consequencies, voir Smith, 1994), trop souvent interprété comme une règle qui voudrait qu’on puisse obtenir de meilleurs résultats en constatant les mêmes erreurs répétées (voir la fameuse dictée).
On fait ici le postulat que le sens est défini avant la transmission : lesformateurs sont des émetteurs qui fournissent et facilitent, les apprenants sont des récepteurs qui reçoivent, décodent et enregistrent (la métaphore du « container »). On peut parler d’un apprentissage par essais-erreurs sur les conséquences de la réponse fournie : Quizz, tests, exercices « à trous », simulateurs… (voir aussi Le feedback dans la communication). On peut trouver des publications de B. Skinner sur le site de la B.F. Skinner Fondation.
2. Apprendre c’est traiter de l’information
Le cognitivisme s’est développé au même moment que l’informatique, avec l’idée qu’un comportement intelligent peut se représenter sur la base d’un langage formel permettant la manipulation de symboles (c’est la proposition de A. Newell et H. Simon dès 1972) : voir par exemple R. Gagné (1968) sur les hiérarchies d’apprentissage, voir N. CHOMSKY (1984) sur les grammaires universelles.
Si cette vision s’est surtout appuyée au départ sur les modèles de comportements de la psychologie cognitive (voir par exemple Dissonance cognitive ou Action raisonnée), elle cherche aujourd’hui à se légitimer par les apports des Neurosciences, voir ainsi:
  • le débat scientifique sur le cerveau « scientifique ou social » (Gaussel et Reverdy 2013 : 41 pages, avec une belle bibliographie);
  • les nouveaux rapports encore à construire entre neurosciences et psychologie cognitive (Tiberghien 1999);
  • l’avancée de la recherche en neurosciences éducationnelles (Campbell et Pagé 2012);
  • les travaux soutenant une vision du développement du cerveau, vision empreinte d’une bonne part de déterminisme biologique (Dehaene 2007 : Les neurones de lecture, lien);
  • dans le cadre de l’Intelligence artificielle, une introduction au fonctionnement de la pensée et du cerveau  sur le site Interstices;
  • les travaux de A. Damasio sur les liens entre raison et processus émotionnels, dans Neurosciences et décision.
3. Apprendre c’est construire
Jean PIAGET (1936, 1975) est un des grands théoriciens du constructivisme(voir Le Moigne 1994) : la connaissance ne procède pas d’une perception mais d’une action; l’acte de connaître un « objet » est inséparable de l’acte de « se » connaître qu’exerce le sujet connaissant; en « organisant le monde » (c’est à dire les connaissances) l’intelligence (c’est à dire le mode d’élaboration de la connaissance) s’organise elle-même.
En psychopédagogie, J. Piaget étudie les phases du développement cognitif de l’enfant, développement qui a toujours lieu dans l’interaction entre l’individu et son milieu, entre l’inné et l’acquis (voir Piaget 1936).  Des « schèmes », images de la réalité, sont fabriqués par l’individu en manipulant et agrégeant des concepts par analogie : schémas, paradigmes, perspectives, croyances…
Dans l’apprentissage il faut donc se placer dans des situations actives pour rencontrer et résoudre des conflits entre différents schèmes qui se construisent, et ceci se fait dans une double adaptation : soit par une simple assimilation (l’individu trie et sélectionne ce qui est conforme à ses schèmes, il décode avec ses connaissances initiales), soit par une accommodation (les nouvelles connaissances élargissent les structures existantes en créant un nouveau schème d’assimilation). Une équilibration de ces deux processus (voir Piaget 1975) mène à des progrès cognitifs, à des stades supérieurs de structuration (dans une approche structuraliste des rapports entre la structure cognitive de l’individu et les structures extérieures). On peut trouver de nombreuses publications de J. Piaget sur le site de la Fondation Jean Piaget.
4. Apprendre c’est échanger
Lev VYGOTSKI (voir Ivic 1994) présente une vision socio-constructiviste de la connaissance-en-action, en faisant intervenir principalement les « médiations » (voir Rochex 1997, voir Brassac 2003) :
  • d’une part l’appropriation de connaissances est directement issue des rapports sociaux, médiatisés par le langage et la culture : « on ne connaît que ce que l’on peut dire », et donc ce qui est socialement racontable (voir aussi les théories de la narration dans Communication et Storytelling).
  • d’autre part il existe alors une zone proximale de développement, un potentiel qui caractérise les possibilités d’apprentissage qu’un individu peut compléter avec l’aide de tiers, par une compréhension mutuelle des actions de l’autre (le « médiateur »). L. Vygotski est un auteur souvent cité dans les études qui font appel aux Théories sociales de la communicationqui placent la relation dans son contexte.
Pour R. Barbier (1998), un éducateur-médiateur devrait donc être vu comme un passeur de sens dans une “reliance” ou une “re-liaison”, un passeur des trois grandes dimensions du sens qui sont à intégrer : le sens-direction (les différentes finalités possibles), le sens-signification (les signes, symboles, mythes…) et le sens-sensation (l’inscription dans le corps des émotions et du désir). Pour C. Freinet (1964) il s’agit de mettre en avant des techniques « d’apprentissage naturel » (correspondance, journal scolaire, expérimentations, enquêtes, décisions coopératives… ) pour favoriser le tâtonnement expérimental dans des situations de véritable travail socialdans l’école, voir le site de  l’ICEM.
Pour Y. Engeström (2001) l’apprentissage relève alors de l’«Expansive Learning», qui étend l’usage et le but d’un objet (en contribuant ainsi à une invention collective dans un système d’activité). Le marteau d’un menuisier n’est pas le même « objet » que le marteau d’un carrossier, le téléphone portable d’un adolescent n’est pas le même « objet » que celui de ses parents.  La relation entre un Sujet (qui peut-être un collectif) et un Objet (interprété à travers l’action collective finalisée) se fait à travers deux processus : d’une part mobiliser des outils (accompagnés des signes, schèmes, règles ou modèles) pour agir sur l’objet, mais d’autre part inscrire cet objet dans une communauté de travail (avec ses règles et sa division du travail). La connaissance n’est pas ici un stock mais un flux : au-delà des individus, c’est la communauté elle-même qui apprend (voir Bereiter 1997 et voir les théories de l’Apprentissage organisationnel). Y. Engeström est un auteur souvent cité dans  les approches de la Sociomatérialité, pour prendre en compte les « affordances » d’une technologie liées aux potentialités et à l’engagement.

RÉFÉRENCES

Burrhus Skinner (1984), The Shame of American Education, American Psychologist, vol 39, n° 9
le lien ou Pdf
Jean Piaget (1975). L’équilibration des structures cognitives: problème central du développement (Chapitre 2. Le fonctionnement de l’équilibration) disponible sur le site de la fondation Jean Piaget
Jean Piaget (1936), Le problème biologique de l’intelligence, (un des nombreux documents disponibles sur le site de la fondation Jean Piaget)
Noam Chomsky (1984), La connaissance du langage, Grammaire générative et sémantique. Communications, n° 40
le lien ou Pdf
Y. Engestrom (2001), Expansive Learning at Work: toward an activity theoretical reconceptualization Journal of Education and Work, Vol. 14 n°. 1
le lien ou Pdf
L. Smith (1994), Skinner 1904-1990, Perspectives, revue trimestrielle d’éducation comparée, vol. 24, n° 3/4
le lien ou  Pdf
J-L Le Moigne (1994-a), Les épistémologies constructivistes, Que sais-je? PUF, Paris
J-L Le Moigne (1994-b), Pourquoi je suis un constructiviste non repentant, document de travail
Ivan Ivic (1994), LEV S. VYGOTSKY (1896 – 1934), Revue trimestrielle d’éducation comparée, vol. 24, n° 3/4.
le lien ou Pdf
J-Y Rochex (1997), L’œuvre de Vygotski : fondements pour une psychologie historico-culturelle, Revue française de pédagogie.
C. Brassac (2003), Lev (Vygostki), Ignace, Jérôme et les autres…. Vers une perspective constructiviste en psychologie interactionniste, Technologies, Idéologie et Pratiques: revue d’anthropologie des connaissances, vol15 n°1.
R. Gagné (1968). Learning hierarchies. Educational Psychologist, 6, 1-9.
le lien ou  Pdf
P.A Cooper (1993), Paradigm shifts in designed instruction: From behaviorism to cognitivism to constructivism. Educational technology
le lien ou  Pdf
M. Gaussel, C. Reverdy (2013), Neurosciences et éducation: la bataille des cerveaux – Dossier IFÉ
le lien

S. Campbell, P. Pagé (2012), La neuroscience éducationnelle: enrichir la recherche en éducation par l’ajout de méthodes psychophysiologiques pour mieux comprendre l’apprentissage, Neuroéducation, Volume 1, Numéro 1
G. Tiberghien (1999), La psychologie cognitive survivra-t-elle aux sciences cognitives? Psychologie Française, Elsevier Masson, pp. 265-283
B. Fallery (2004), Les trois visions de la formation ouverte et leurs propositions de normes: Standardiser les contenus, les activités ou les interfaces? Systèmes d’Information et Management, vol 9 n°4
G. Ben Saad, M. Diani (2005), Repenser la coordination intra-organisationnelle des connaissances productives : d’une épistémologie de possession vers une épistémologie de pratique. Document de travail.
C. Bereiter (1997). Situated cognition and how to overcome it. In Situated cognition: Social, semiotic, and psychological perspectives, pp. 281-300
 Pdf
C. Feinet (1964), Les invariants pédagogiques, Éditions de l’École moderne française
R. Barbier (1998), L’éducateur comme passeur de sens, Centre international de recherches et études disciplinaires N° 12.
P. Lestage (2009), sur SlideShare support de cours sur la construction sociale de l’intelligence (Piaget/Vygotski)
Voir aussi les théories de l’apprentissage sur le Wiki « Edu Tech » de l’université de Genève
Voir aussi le site Learning Theories, qui liste  plus de 150 théories (!) autour de l’apprentissage
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