Usage pédagogique d’un robot humanoide Collège Charles-Peguy, Le-Chesnay (78)

Publié le

Initiation à la programmation en classe de 4è, en équipe, en cours de technologie.

Christophe Schoeser, professeur de technologie au collège Charles-Peguy du Chesnay (78), expérimente l’usage pédagogique d’un robot humanoïde (NAO) en cours de technologie, classe de quatrième :

Retour sur l’expérimentation pédagogique d’un robot humanoïde
Un étrange visiteur du nom de Nao est venu nous rendre visite au collège pendant un mois, en janvier 2014 au collège Charles Péguy du Chesnay.
Avant de montrer son joli minois, j’ai montré une vidéo de présentation de Nao aux élèves, réalisée par la société Aldebaran Robotics, l’entreprise française qui a créé Nao. Cette vidéo nous montre le robot en train de marcher, tomber, se relever, ramasser un objet, interagir avec un homme...

A la suite de cette vidéo, j’ai demandé aux élèves s’ils seraient intéressés de travailler avec un tel robot. L’unanimité ne s’est pas fait attendre. J’ai alors sorti Nao, caché sagement derrière mon bureau, relié à un ordinateur portable, puis j’ai lancé le programme de présentation. Nao s’est présenté lui-même sous les yeux ébahis de mes élèves...

La surprise passée et les quelques commentaires, les élèves m’ont posé des questions.
- Est-ce qu’il peut danser ?
- Comment est-il relié à l’ordinateur ?
- Est-ce qu’il peut parler plusieurs langues ?

J’ai ainsi lancé quelques autres programmes ou l’on voit danser Nao, interagir avec eux... Certains élèves n’ont pas pu se retenir de jouer les touristes en demandant l’autorisation de le prendre en photo.
Mon premier travail a été de « casser » le côté magique de Nao : « non, ce n’est pas de la magie mais de la technologie. Nao ne peut rien faire si il n’a pas été programmé au préalable. Ce sera votre mission... »

Les axes d’études

3 problématiques ont été abordées :
- 1) Comment programmer NAO afin de réaliser une chorégraphie ?
Nombreuses chorégraphies de Nao se trouvent facilement sur Internet :

A partir de l’une d’entre elle, il s’agit de donner envie aux élèves de réaliser leur propre chorégraphie.
La première difficulté a été la maitrise du logiciel Choregraphe. En effet ce logiciel est en anglais, ce qui m’a conduit à établir des fiches de procédure de guidage pas à pas pour apprendre aux élèves à utiliser les box (boites préprogrammés) et à créer différentes poses de Nao. Cette maitrise se fait très rapidement car on peut tester directement la box ou la pose de Nao créée, grâce au modèle virtuel du robot présent dans le logiciel. Au final, l’anglais du logiciel a été un enrichissement supplémentaire.
Une fois la prise en main du logiciel acquise, les élèves ont, par équipe, décidé d’une musique originale sur laquelle ils allaient créer leur propre chorégraphie.

A travers cela, nous avons abordés les notions de langage de programmation, programme informatique et chronogramme dont les définitions se trouvent sur la fiche de synthèse n°2 et nous avons appris à maitriser un nouveau logiciel.

- 2) Comment programmer NAO afin d’aider Philippe, atteint de prosopagnosie à reconnaître le visage des personnes qui l’entoure ?

Lors de cette démarche d’investigation, les élèves ont dû identifier, les différents capteurs, actionneurs et unité de traitement présents sur le robot pour ensuite programmer NAO et apprendre les notions de schéma fonctionnel et organigramme, repris dans la fiche de synthèse n°1
La vidéo retrace les différentes étapes de la progression pédagogique.

- 3) Comment programmer NAO afin d’aider, Jeanne, une petite fille autiste, à reconnaître la petite balle de la grande balle ?

Cette activité est conduite de la même manière que celle sur la prosopagnosie mais elle traite du sujet de l’autisme. Les autistes ont dû mal à interagir avec les autres, ils ont peur du jugement des autres. Un robot humanoïde ne porte pas de jugement.

Comment les robots humanoïdes peuvent aider les enfants autistes

Le travail en équipe

Les élèves sont amenés à travailler par équipe de 4 en îlot informatisé, avec un rôle prédéfini et des règles de travail en équipe afin que chacun s’investisse.
Les rôles sont :
- - informaticien
- - scribe
- - programmeur
- - consultant
Ils se mettent d’accord sur la répartition des rôles avec comme consigne de changer à la séance suivante.

Synthèse

Après l’émerveillement suscité par l’arrivée de Nao dans les cours de technologie, il a fallu prendre en main le logiciel de programmation afin de la programmer tout en identifiant les différents capteurs, unité de traitement, actionneur qui composent le robot.
Le logiciel de programmation de Nao offre une multitude d’actions et d’axes d’étude possibles avec des élèves. C’est un véritable logiciel pédagogique, vaste, qui devrait bientôt apparaître en version française.

Pour finir, Nao est un objet d’étude qui apporte une source de motivation évidente par son design, ses voyants lumineux et la fluidité de ses mouvements proches des humains. C’est ce qui nous touche, nous enthousiasme à comprendre son fonctionnement et nous pousse à chercher à le programmer.
Une expérience pédagogique réussie avec les élèves de quatrième, à renouveler...

Documents pédagogiques de l’activité

PDF - 325.2 ko
PDF - 141.1 ko
PDF - 208.5 ko
PDF - 197.8 ko
PDF - 129.9 ko
PDF - 300.6 ko

Matériel prêté dans le cadre de CréaTice