‘Sociale robot’ is een vakoverschrijdend STEM-project voor de eerste graad secundair onderwijs. In een aantal modules gaan leerlingen aan de slag om zelf een sociale robot te ontwerpen, te programmeren en te bouwen.

Leerlingen denken na over hoe hun robot zal communiceren en op welke omgevingsfactoren - zoals licht, geluid, beweging - hij zal reageren. Het ontwerpen en grafisch programmeren van de robot doen ze in een simulator. De fysieke robot bouwen ze met herbruikbaar materiaal. Het wordt nog leuker als ze de robot een persoonlijke toets geven. Ze kunnen zich hierin op een creatieve manier uitleven. Gebruikmakend van een microcontrollerplatform, sensoren en actuatoren en hun eigen code voltooien ze hun sociale robot.

Sociale robots

Sociale robots zijn niet meer weg te denken uit onze samenleving en worden in uiteenlopende gedaantes ingezet voor verschillende doelgroepen.

In de zorgsector worden robots al gebruikt om bejaarden gezelschap te houden en sociaal contact te stimuleren. Voor kinderen zijn er dan weer talloze ‘speelmaatjes’ op de markt, waar men zich zeer sterk kan aan gaan hechten. Ook gezinnen hebben steeds vaker een personal assistant in huis die taken kan overnemen en door de mogelijke interactie deel wordt van het gezin.

In het project is er ruimte voor een discussie over de plaats en (morele) impact van sociale robots in onze maatschappij.

Programmeren met de simulator

Binnen dit project werken de leerlingen met de Dwenguino-simulator, ontworpen voor iedereen die op zoek is naar een eerste (grafische) programmeerervaring.

De programmeeromgeving is een uitgebreide vorm van Google Blockly met programmeerblokken die op verschillende abstractieniveaus werden gedefinieerd zodat leerlingen op hun eigen tempo kunnen leren.

De leerlingen ontwerpen een robot in de simulator door een aantal bouwblokken te selecteren en op het robotontwerp te slepen. Deze virtuele robot wordt vervolgens aangestuurd door met goedgekozen programmeerblokken een algoritme te ontwerpen en uit te voeren. Dankzij de simulator kan het testen en het debuggen efficiënt verlopen.

Check onze simulator »

Computationeel denken

Het bouwen en het vormgeven van de robot passen zeer goed binnen de lessen techniek en plastische opvoeding.

De verschillende modules zijn zo ontwikkeld dat ze goed aansluiten bij de nieuwe eindtermen voor de eerste graad secundair onderwijs, namelijk de transversale eindtermen digitale competentie en de eindtermen technologie.

Binnen dit project werken de leerlingen met het Dwenguino microcontrollerplatform dat geïntegreerd is in de simulator.

Tijdens het programmeer- en bouwproces komen verschillende aspecten van computationeel denken aan bod. Door grafisch te programmeren in de simulator hebben leerlingen op een laagdrempelige manier kennisgemaakt met de universele concepten van programmeren. Nadien kunnen ze gemakkelijk overschakelen naar andere programmeertalen.

Nieuwsgierige leerlingen kunnen in de simulator de overeenkomstige tekstuele code ontdekken.

Lesmateriaal

Het `Sociale robot` lesmateriaal wordt ter beschikking gesteld overeenkomstig de voorwaarden van een Creative Commons BY-NC-SA licentie.

» Met dit lesboekje breng je je eigen sociale robot tot leven.

Ons team
Prof. dr. ir. Francis wyffels is docent robotica & AI. Binnen de UGent is hij een van de trekkers van STEM-initiatieven voor het lager en het secundair onderwijs en is hij lid van de facultaire diversiteitscommissie. Hij is voorzitter van Dwengo vzw waarin hij tal van binnen- en buitenlandse STEM-projecten initieerde, bijvoorbeeld het WeGoSTEM-project. Voor zijn inspanningen met betrekking tot wetenschapspopularisering won hij meerdere awards waaronder de Google RISE award en de UGent Hermesprijs.
Natacha Gesquière is licentiaat wiskunde en mediacoach. Ze is leerkracht wiskunde en STEM-coördinator op Sint-Bavohumaniora in Gent. Ze verzorgt de leerlijnen STEM en computerwetenschappen voor de STEM-klassen van het eerste tot zesde jaar. Bovendien organiseert ze op Sint-Bavo meerdere activiteiten zodat alle leerlingen hun competenties verbeteren, meer bepaald in computationeel denken en programmeren. Ze ontwikkelt didactisch materiaal voor Dwengo vzw.
Zimcke Van de Staey is computerwetenschapper en musicologe van opleiding. Ze werkt mee aan de Dwenguino-simulator in verband met sociale robots. Momenteel doet ze aan de UGent onderzoek naar het automatisch genereren van persoonlijke feedback tijdens het leren programmeren. Daarbuiten draagt ze bij aan de ontwikkeling van didactisch materiaal rond computationeel denken.

© 2019 Universiteit Gent