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8 bonnes raisons d'utiliser la gamme Lego Mindstorms dans vos cours
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Devices & Hardware
Né d'une collaboration entre LEGO et le MIT, la gamme Lego Mindstorms vous surprendra ! Multi-niveaux, polyvalent, évolutif et rapide à prendre en main, le kit Lego Mindstorms connaît un immense succès dans le système éducatif. Pourquoi ? La réponse en 8 points ! Une présentation réalisée par Génération Robots.
Vanessa MazzariFollow
Manager Webmarketing chez Generation RobotsAdvertisement
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8 bonnes raisons d'utiliser la gamme Lego Mindstorms dans vos cours
- 8 BONNES RAISONS D’UTILISER LEGO MINDSTORMS DANS VOS COURS
- QUI SOMMES-NOUS ? Entreprise Française, Leader Européen Date de création: Juin 2008 Directeur et fondateur: Jérôme LAPLACE Chez Génération Robots, nous sommes spécialisés dans la robotique de service et l’interaction homme-robot. La société est présente sur deux fronts: • La distribution à l’échelle européenne de robots programmables pour l’éducation, la recherche et les makers • Le développement de solutions innovantes auprès des professionnels (projets robotiques, intelligence artificielle…)
- Catalogue spécialisé en ROBOTIQUE
- Notre Bureau d’Etudes Le GR LAB R&D spécialisé en robotique Formateur officiel sur les robots NAO & PEPPER Conception d’Applications Gestion de Projets Interaction Homme/Robot avec Baxter - Bureau d'étude mécanique, électronique et informatique expert en interaction homme-robot et en robotique de service. - 1 doctorant et 6 ingénieurs roboticiens - Conception de logiciels pour les robots de service
- LA GAMME MINDSTORMS DE CHEZ LEGO • Gamme ROBOTIQUE PROGRAMMABLE de chez Lego • 1977 : gamme Lego Technic • 1998 : brique intelligente RCX • 2005 : brique NXT • 2013 : brique EV3 • Ainsi que de nombreux capteurs : ultrason, lumière, contact, couleur, gyroscopique, accéléromètre + des servomoteurs
- LEGO MINDSTORMS POUR L’ÉDUCATION • Les Lego Mindstorms sont commercialisés très tôt comme un outil éducatif, grâce à un partenariat entre Lego et le MIT. • Lego Mindstorms reste à ce jour la plateforme robotique la plus utilisée dans l’enseignement primaire et secondaire. • Utilisés dans de nombreuses compétitions étudiantes comme la First Lego League ou la Coupe de France de robotique.
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 1. TOUT LE MONDE AIME LEGO
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 2. DE LA PRIMAIRE AUX ECOLES D’INGÉNIEUR
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 2.1. PRIMAIRE • Pont entre un jeu connu de tous et la programmation • Motivation et éveil aux matières STEM • Des élèves plus attentifs et plus impliqués • Aptitudes à la resolution de problèmes • Construction de robots stimulants pour les enfants : distributeurs à bonbons, traîneau du Père Noël, etc
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 2.2. COLLEGE/LYCEE • Applications réelles de concepts abstraits • Organisation et conduite de recherches • Analyse et interpretation de données • Construction de robots plus complexes (véhicules autonomes, bras ou main robotisés, etc) • Maîtrise des bases de l’algorithmique
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 2.2. COLLEGE/LYCEE
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 2.3. ÉDUCATION SUPÉRIEURE • Utilisés dans de nombreuses universités ou écoles d’ingénieur (GEII, University of Cambridge, Carnegie Mellon University..) • Découverte des systèmes embarqués • Apprentissage plus poussé des algorithmes, notamment du langage C/C++, Java ou MatLab • Défi NXT • Construction de robots encore plus complexes (robot joueur d’échec, ou capable de résoudre un Rubik’s cube, etc)
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 2.3. ÉDUCATION SUPÉRIEURE
- LES RAISONS DU SUCCÈS..
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 3. CONSTRUCTION + PROGRAMMATION
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 3. CONSTRUCTION + PROGRAMMATION
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 4. DE NOMBREUSES RESSOURCES ET UNE COMMUNAUTÉ ACTIVE
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 4. RESSOURCES + COMMUNAUTÉ http://www.robotsenclasse.ch/ressources-pedagogiques-1/mindstorms http://www.edurobot.ch http://www.instructables.com/id/Lego-Mindstorms-Candy- Machine/?utm_source=MDRWAT&utm_medium=blog&utm_campaign=LEGOMINDSTORMS http://robot-tic.qc.ca/Traineau-du-Pere-Noel-en-EV3 https://www.slideshare.net/chrisagon/10-mission-pour-apprendre-crer-et-programmer-son- robot https://wiki.univ-angers.fr/_media/istia:lego:mindstorms.pdf https://le-www-live-s.legocdn.com/sc/media/files/ev3-introduction-to-robotics/introduction- to-robotics-tablet-fr-b58371234871950afc03671344d52e25.pdf?la=en-gb http://www.depts.ttu.edu/coe/stem/gear/EV3 http://tiltedtwister.com/tiltedtwister2.html
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 5. BON RAPPORT QUALITÉ-PRIX • Solution peu onéreuse comparée à d’autres plateformes technologiques • Robustesse et fiabilité • Durabilité • Très évolutif et facilement redéployable • Facilité pour trouver des pieces de remplacement
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 6. UNE INTERFACE LOGICIELLE ADAPTÉE À LA CLASSE
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 6. INTERFACE LOGICIELLE SCOLAIRE • TP directement intégrés dans l’interface • Mode enseignant + mode élève • Editeur de contenu • Enregistrement et analyse de données • Logiciel gratuit
- L’INTERFACE LOGICIELLE « EDUCATION »
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 7. POUR UNE UTILISATION TRANSVERSALE
- LES RAISONS DU SUCCÈS.. 8. ET UNE PRISE EN MAIN RAPIDE • Amener les Lego Mindstorm au même niveau de convivialité en robotique que l’iPod l’est pour la musique ! • 45 min pour les leçons les plus simples • Un matériel connnu
- FAISONS CONNAISSANCE AVEC LE KIT Kit Lego MINDSTORMS Education EV3 443,99€ TTC • 541 pièces Lego Technic • 3 servomoteurs • 5 capteurs • 1 batterie rechargeable • 1 roue à bille • Cordons de liaison
- LES CONSTRUCTIONS DE BASE Robot éducateur Le robot éducateur est le nom du robot de base et des didacticiels disponibles dans le logiciel. Il faut 20min pour le construire et 1h pour votre première leçon (en incluant le temps d’assemblage)
- LES CONSTRUCTIONS DE BASE
- LES CONSTRUCTIONS DE BASE
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- LES CONSTRUCTIONS DE BASE
- QUELQUES CAS PRATIQUES LYCÉE / COLLÈGE / IUT GEII
- QUELQUES CAS PRATIQUES LYCÉE / COLLÈGE / IUT GEII Nous avons rassemblé ici pour vous des cas pratiques intéressants : • https://www.generationrobots.com/media/03_cas%20pratique%203%20college.pdf • https://www.generationrobots.com/media/02_cas%20pratique%202%20lycee.pdf • https://www.generationrobots.com/media/01_cas%20pratique%201%20lycee.pdf • https://www.generationrobots.com/media/04_cas%20pratique%204%20GEII.pdf • https://www.generationrobots.com/media/05_cas%20pratique%205%20GEII.pdf
- PAR QUOI COMMENCER ? • Kit Lego MINDSTORMS Education EV3 • Kit avec pieces complémentaires 45560
- POUR ALLER PLUS LOIN • Kit complémentaire Energies Renouvelables • Interface BrickPi • EVshield pour Arduino
- INTÉRESSÉS..? Commander chez Génération Robots c’est : • Du conseil et un service pro (et sympa !) • Une remise spéciale Education de 5% sur la majorité de nos produits
- MERCI www.generationrobots.com DES QUESTIONS ? UNE DEMANDE DE DEVIS ? contact@generationrobots.com Suivez-nous sur Twitter ! @GenerationRobot
Editor's Notes
- Génération Robots est une entreprise Bordelaise, qui fêtera ses 10 ans l’année prochaine ! L’histoire commence avec Jérôme Laplace, passionné de robotique et d’intelligence artificielle. Il exerçait sa passion sur son temps libre. Il n’arrivait pas facilement à trouver les composants dont il avait besoin pour mener à bien ses expérimentations en robotique. L’idée lui est donc venue de créer une boutique en ligne spécialisée en robotique. C’est ainsi que Génération Robots est née !
- La gamme Lego Technic débuta en 1977. Cette série Lego comprend des pièces mobiles comme des engrenages, poulies, barres, composants pneumatiques , moteurs, axes et leviers qui permettent la construction de modèles réalistes comme des automobiles, camions ou grues, avec direction, transmission et moteur fonctionnels. Les modèles construits peuvent être animés en leur adjoignant la brique programmable RCX, puis NXT (2006) et enfin EV3 (2013). La gamme Mindstorms voit le jour en 1998. Basée sur les pièces de la gamme Technic, elle va permettre à ses acquéreurs de construire et programmer leurs propres robots, grâce à différents capteurs, actionneurs et surtout, la brique intelligente ! La brique intelligente Mindstorms comprend un microprocesseur pour traiter les programmes, une mémoire interne pour stocker les programmes brique intelligente programmable NXT 4 ports d'entrée pour les différents capteurs Plusieurs dizaines de modèles de capteurs (ultrason, son, lumière, contact, couleur, autodirecteur infrarouge, gyroscopique, infrarouge, accéléromètre, boussole) et 3 ports de sortie pour les actuateurs et les servomoteurs. NXT-G, le logiciel de programmation graphique, est très intuitif et basé sur l’interface Labview développée par National Instruments.
- Les Lego Mindstorms sont aussi commercialisés comme un outil éducatif, ceci est originellement dû à un partenariat entre Lego et le MIT, qui a collaboré au développement de ces briques intelligentes (Texas Instruments, DropBox ou Buzz Aldrin, premier ordinateur à fonctionner en temps réel). Le robot LEGO MINDSTORMS est actuellement le robot dont l’usage est le plus répandu dans les milieux scolaires. De nombreux établissements ont acquis ces kits de robotique qui permettent aux élèves de construire des robots, puis de les programmer à l’aide de pictogrammes. Les élèves pourront se familiariser avec les trois éléments fondamentaux de la robotique : Les capteurs (tactile, sonore, optique, ultrason) Les actionneurs (moteurs, affichage, haut-parleur) Le microcontrôleur Le robot Lego Mindstorms NXT est très utilisé pour l'enseignement et l'éducation des sciences et techniques. De nombreuses compétitions étudiantes sont basées sur le robot Lego comme la First Lego League ou la Coupe de France de robotique.
- Lego est la marque de jouet la plus populaire au monde (et l’une des marques les plus aimées !). Nous avons tous joué aux Lego, D’autant plus vrai si vous êtes prof de techno ou de sciences, prof de robotique. L’enseignants et les élèves vont donc travailler avec du matériel qu’ils connaissent pour la plupart, maitrisent pour beaucoup, et aiment pour un certain nombre. Il y a donc une dimension affective, en plus de la dimension familière. Avec cet outil, vous allez passer d'agréables moments tout en travaillant efficacement. Et comme le plaisir de l'enseignant se transmet souvent aux étudiants..
- Le kit Lego Mindsorms est multi-niveau. C’est l’un de ses gros atouts ! En primaire, il motivera les plus jeunes et éveillera leur intérêt pour des matières comme les maths ou la physique, que les plus jeunes ne trouvent jamais très passionnantes. Ils seront plus attentifs en classe, mais aussi plus impliqués ! Ca leur permettra de développer leurs aptitudes à la résolution de problèmes, ce dont ils se resserviront plus tard, dans beaucoup de matières (particulièrement dans mes STEM). Il a été démontré que l’apprentissage à travers le jeu est efficace et motivant, tant pour les élèves que les enseignants.
- En primaire, les Lego Mindstorm sont une bonne façon de faire le pont entre un jeu connu de tous (les Lego) et la programmation. Le kit Lego Mindstorms est polyvalent, et vous allez pouvoir construire avec les plus jeunes des inventions comme un distributeur à bonbons, le traineau du Père Noël, et organiser des défis inter-équipes. Calculs de vitesse et de distance, angles et repérages spatiaux, découverte des différents composants mécaniques (roues crantés, moteurs, pistons, etc).
- Les kits Lego Mindstorms sont suffisamment complexes pour être utilisés au collège et au lycée. En fin de lycée, les élèves pourront même commencer à programmer avec des logiciels plus complexes compatibles avec Lego Mindstorms, comme RobotC. RobotC est un langage de programmation dont la syntaxe se rapproche beaucoup de d'autres langages de programmation comme C++ ou Python (avec des instructions comme while, if, else). offre la possibilité d'aborder de façon ludique et appliquée la physique, l'électronique et le traitement du signal leur étant associés. On peut aussi voir ici les robots comme un point possible de contact entre des approches conceptuelles (mathématiques, sciences, informatique) ou des méthodes plus pragmatiques (travaux manuels, travaux pratiques). Finalement, nous pensons que la découverte de la robotique, notamment par son côté ludique, vous permettra de rompre une éventuelle routine dans votre enseignement : les mises en pratique effectuées à ce jour ont montré que, quels que soient leur âge et leurs capacités scolaires, les élèves sont en général très réceptifs aux robots. Ces derniers favorisent en outre le travail pluridisciplinaire en groupe et stimulent beaucoup les élèves. L’interface de la version éducation est nettement plus studieuse que sa version grand public. Enfin, l'investissement financier consenti pour s'équiper de Mindstorms peut sembler raisonnable comparé à la longévité, la modularité de l'outil et l'étendue des possibilités ludiques et pédagogiques.
- Atouts pédagogiques : - conception et construction de robots programmables composés de moteurs, capteurs, engrenages, roues, arbres, axes... - compréhension et interprétation des images en deux dimensions pour construire des modèles tridimensionnels - montage, essais (y compris dépannage) et révision de la conception afin d'améliorer les performances du robot - collecte de pratiques et d'expériences actives avec application des notions de mathématique (par ex. estimation et mesure de distance, temps, vitesse) - communication en utilisant le jargon scientifique et technique.
- L’avantage du Lego Mindstorms, c’est le cumul des dimensions construction et programmation. En effet, il existe de nombreux robots sur le marché, dont le but est d’apprendre à programmer. Beaucoup d’entre eux, même s’ils sont très aboutis, ne contiennent pas cette dimension construction, et mettent de côté l’aspect « méca » (Thymio, bases mobiles Adept, TurtleBot). De plus, pas besoin d’outils spécifiques ou de soudure, les pièces s’assemblent facilement et rapidement, mais vous pouvez quand même faire des assemblages complexes.
- Des constructeurs, comme Mindsensors, vont vous permettre d’étoffer votre gamme de capteurs ou de rajouter une carte Arduino ou des modules Grove à votre robot Mindstorms (ces capteurs sont très utilisés dans le prototypage ou dans les projets ayant trait aux objets connectés). Il vous sera même possible de remplacer la brique EV3 par une une Raspberry Pi, pour des robots ou des projets nécessitant plus de puissance, ou des capteurs compatibles Raspberry Pi.
- Il existe de nombreux forums dédiés à la plateforme Lego Mindstorms, et de très très nombreuses ressources. Ca va de la thèse sur la robotique pédagogique, au livret d’activités réalisés par des enseignants, la société Lego, des fournisseurs ou simplement des passionnés. Vous trouverez tous les types de support : vidéo, pdf, slideshare.
- INTERFACE ENSEIGNANT ET ELEVES Les notes de l'enseignant peuvent inclure des informations supplémentaires, des conseils et astuces, les solutions possibles ou les erreurs et confusions courantes. Chaque page est divisée en une page de notes accessible à l'enseignant et une page accessible à l'élève. Plusieurs notes de l'enseignant peuvent être associées à chaque page d'élève. EDITEUR DE CONTENU L'éditeur de contenu permet d'illustrer le projet. Vous pouvez créer des pages contenant des descriptions, des photos, des vidéos et même des instructions de montage.
- Guide de l’utilisateur du logiciel : https://www.generationrobots.com/media/ev3_user_guide.pdf
- Mathématiques : calcul d’angles, repérage dans l’espace, calcul de force, calcul de temps et de distance Physique : énergie, vitesse, inertie Mécanique et robotique : utilisation des nombreux capteurs (comme nous l’avons vu, la bibliothèque de capteurs est très importante !), actionneurs et servomoteurs, construction de l’architecture d’un système embarqué Programmation : interface Lego avec icônes inspiré de Labview, RobotC (C/C++), MatLab (conçu initialement pour faciliter le traitement des matrices, il est compatible avec C/C++), Java Sciences : création d’un robot mobile avec un réseau de neurones simulant le cerveau d’un ver Electronique : Utilisé dans des cours de première année en ingénierie
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