• Module 24

      Détection de Bords et Navigation Robotique Sûre

      Programmation / Robotique / Ingénierie

      Identité du Module

      Titre
      Détection de bords et navigation robotique sûre
      Domaines
      Technologie de l'Information Sciences Naturelles Ingénierie Robotique
      Format
      Apprentissage expérientiel ; Travail en petits groupes (3-5 élèves) ; Observation du comportement du robot ; Modification des paramètres de sécurité.
      Prérequis de Préparation
      Configurer FOSSBot ou CoppeliaSim ; Charger l'étape "sens6_edge_detection" ; S'assurer que les capteurs de sol sont calibrés.
      Durée Estimée
      45 minutes
      Tranche d'Âge
      14-15 ans (Niveaux supérieurs du collège)
      Mots-Clés
      Détection de Bords, Capteurs de Sol, Systèmes de Sécurité, Opérateurs Logiques (ET), Structures Si-Sinon, Évitement de Risques.
      Résumé

      La sécurité est un composant critique dans la conception des systèmes autonomes. Ce scénario explore comment un robot peut utiliser des capteurs de sol pour détecter des bords (comme la limite d'une table) et ajuster automatiquement son comportement pour éviter les chutes. Les élèves travaillent de manière expérientielle pour prédire, observer et programmer des comportements d'évitement des risques. En employant des opérateurs logiques (ET) et des structures de sélection (Si-Sinon Si), les apprenants développent des algorithmes qui permettent au FOSSBot de reconnaître les vides dangereux et d'exécuter des manœuvres de sécurité comme reculer et tourner.

      Introduction

      Comment un robot sait-il quand il est sur le point de tomber ? Cette leçon plonge dans la mécanique de la détection de bords à l'aide de capteurs de sol. Les élèves s'engagent dans une série d'activités conçues pour les aider à "penser comme un robot", définissant ce qui constitue un bord et comment y réagir.

      En commençant par des discussions et des prédictions, les élèves progressent vers l'exécution et la modification de code complexe. Ils analysent différents scénarios de danger — détecter un bord à gauche, à droite ou des deux côtés — et programment des contre-mesures appropriées. Cela renforce non seulement les compétences en programmation, mais met également en évidence la relation entre les capteurs et les systèmes de sécurité du monde réel.

      Connaissances Préalables

      • • Familiarité avec les structures de sélection de base (si – sinon)
      • • Familiarité avec l'utilisation des capteurs
      • • Expérience avec les commandes de base de mouvement du robot
      • • Capacité à travailler efficacement en petits groupes (3–5 personnes)

      Objectifs d'Apprentissage

      À la fin de ce module, les élèves seront capables de :

      Compréhension Conceptuelle

      • ✓ Comprendre comment les robots prennent des décisions de sécurité basées sur des données environnementales
      • ✓ Décrire comment le robot réagit à différents scénarios de danger
      • ✓ Expliquer pourquoi les actions de recul et de rotation augmentent la sécurité

      Programmation et Mise en Œuvre

      • ✓ Utiliser les capteurs de sol FOSSBot pour lire les valeurs de surface
      • ✓ Combiner plusieurs conditions en utilisant des structures si – sinon si
      • ✓ Combiner des conditions en utilisant l'opérateur logique ET

      Ingénierie et Résolution de Problèmes

      • ✓ Programmer un comportement d'évitement des risques pour prévenir les dommages matériels
      • ✓ Modifier les paramètres (distance de recul, angle de braquage) pour optimiser la sécurité
      • ✓ Relier les capteurs aux systèmes de sécurité du monde réel en ingénierie

      📐 Concepts Clés de Logique et de Sécurité

      Logique de Sol Sûr (ET Logique) :

      SI (Gauche != 0 ET Droite != 0)
      ALORS [Avancer]

      Le robot avance seulement si les deux capteurs détectent le sol (la valeur du sol n'est pas 0).

      Détection de Danger (Si-Sinon Si) :

      SINON SI (Gauche != 0 ET Droite == 0) ALORS [Reculer + Tourner à Gauche]
      SINON SI (Gauche == 0 ET Droite != 0) ALORS [Reculer + Tourner à Droite]

      Si le sol disparaît sous un capteur (la valeur devient 0), le robot effectue une manœuvre de sécurité.

      Les élèves observent que reculer avant de tourner est crucial pour empêcher les roues de glisser du bord pendant la rotation.