3.3 Robôs como artefatos mediadores na Educação
3.3.4 Softwares utilizados em Robótica
Para a programação dos robôs, cada kit possui um linguagem de programação. Um kit pode usar uma linguagem já existente no mercado ou criar a sua própria. Como por exemplo, O Vex usa o C, a PNCA, criou o sistema LEGAL. Nessa seção, descrevemos dois softwares que são muito utilizados em robótica com fins pedagógicos: o RoboLab e o SuperLogo.
O RoboLab é um software desenvolvido pela National Instruments and Tufs Univer- sity, com base no LabView. Já o SuperLogo é uma versão do Logo desenvolvida pela Universidade de Berkley (EUA) traduzida para o português pelo Núcleo de Informática Aplicada à Educação (NIED) da UNICAMP.
RoboLab
A primeira versão do Robolab foi lançada em 1998 e nela existia apenas uma seção: "Programmer", dividida nas componentes "Pilot" e "Inventor". Em 2000 foi lançada a versão 2.0, que incorporava outra seção: "Investigator". Com essa seção, foi possível a aquisição e análise de dados. Atualmente encontra-se disponível a versão 2.5.4. Esse é um ambiente de programação que vem junto aos os kits da linha LEGO Mindstorms. Os desenvolvedores do software disponibilizam tutoriais para fixação dos ícones utilizados pelo programa, dando suporte para usuário que utilizam a tecnologia LEGO pela primeira vez. Isso é feito com um guia de ajuda, que auxilia a instalação do programa e ensina os princípios básicos de programação, contendo também as funções que pode ser utilizadas. Os programas feitos no RoboLab podem ser passados para o RCX através de uma torre (IR) infravermelha. A torre IR está disponível para conexão serial (porta COM) ou para uma conexão USB (para 2.5 ou versões mais elevadas somente). Requer sistemas como o Windows®95 / 98 / 2000 / XP, Processador 486/33 MHz, 32 MB RAM, 70 MB de HD,e uma porta serial e Macintosh são sistemas a partir de 7.5 com 60 MHz PowerMac\u2122 Processador, 32 MB RAM, 85 MB HD, e uma porta serial.
A programação no RoboLab é feita através de ícones, que é uma linguagem de pro- gramação gráfica LabVIEW. O RoboLab requer certo conhecimento e compreensão das funcionalidades de baixo nível do robô (motores, sensores, etc.). É ideal para projetos de nível médio ou elementar. O programa RoboLab é dividido níveis de programação que seguem o nível de conhecimento e habilidades do estudante.
Logo que o programa é carregado, o utilizador dispõe de três opções: "Administrator", "Programmer" e "Investigator". Na seção "Administrator" é possível efetuar a configura- ção das comunicações com o RCX e descarregar o firmware.
• O PILOT, mostrado na Figura 3.14, é um ambiente básico em que os programas são construídos serialmente e são escolhidas as relações existentes entre cada com- ponente, o que garante que os programas sempre sejam compilados e rodados com isso não é possível ter erro de programação. Ele contém quatro níveis de dificul- dade e de recursos. Na Figura 3.14, são mostrado exemplos de programação em cada nível.
Figura 3.14: Tela: Pilot
• INVENTOR (Figura 3.15) é o segundo modo de programação, em que os princípios do nível pilot são relevantes, mas em que muitas características novas serão intro- duzidas. Programar neste nível é mais complexo. Para programar, só é necessário arrastar os ícones dos painéis da função e coloca-los na janela de programação. Cada nível do inventor oferece um número crescente de opções de programação. Neste ambiente, os programas são criados através da ligação dos ícones por fios. Os programas criados podem ter os elementos típicos de programação, quais sejam variáveis, ciclos (loops) e funções.
Figura 3.15: Tela: Inventor
• INVESTIGATOR estende o uso do RCX e do ROBOLAB. Ele inclui a criação das experiências que usam a programação, de registrar os dados, de ferramentas da computação, e de documentação. As ferramentas de programação no investigador são as mesmas encontradas no modo piloto e no inventor, com comandos adicionais para registrar os dados. Após ter funcionado o programa, é feita a transferência dos dados coletados. A Figura 3.16 mostra a interface deste nível.
Um aspecto negativo, para nós, é o fato de não se ter disponível uma versão em por- tuguês. Este problema da língua dificulta o uso para muitos alunos, inclusive do Ensino Médio, que não dominam o inglês da forma desejável. Por outro lado, esse problema pode ser resolvido através de uma parceria com professores da matéria de inglês.
Contudo, pelo estilo gráfico da programação, o problema da língua não é sentido nessa etapa, mas sim ao nível da ajuda. Os símbolos utilizados são intuitivos, representando
3.3. ROBÔS COMO ARTEFATOS MEDIADORES NA EDUCAÇÃO 43
Figura 3.16: Tela: INVESTIGATOR
bem as funções, pelo menos no que diz respeito as mais comuns. Em termos de escrita, não há problema, pois na maioria das vezes o usuário só precisa introduzir números nas caixas de texto (salvo a um nível muito avançado).
Outro fato positivo é o uso dos mesmos ícones desde os níveis mais baixos até os níveis mais avançados. Isso permite uma fácil progressão do nível 1 ao nível 5. No que diz respeito à telas de ajuda, além da disponibilizada pelo RoboLab, existe o Reference Guide(Guia de Referência - livre tradução), citado acima. É possível adquirir uma versão em português da ajuda embora esta seja muito mais restrita e limitada do que o guia de referência.
SuperLogo
O SuperLogo é uma versão do Logo, utilizada para automação e controle de disposi- tivos robóticos.
Essa linguagem apresenta um grande grau de flexibilidade podendo ser utilizada tanto por crianças como por programadores experientes, atendendo, em ambos os casos, às necessidades do usuário. A linguagem possui uma terminologia simplificada, ou seja, facilidades no que diz respeito aos nomes de comandos, de regras sintáticas e da parte gráfica.
Um ponto bastante interessante no Logo e conseqüentemente no SuperLogo é a parte gráfica, que é caracterizada pela presença de um cursor representado pela figura de uma tartaruga que pode ser deslocada no espaço da tela através de alguns comandos relacio- nados ao deslocamento e giro da mesma. Para realizar movimentos da tartaruga na janela gráfica, deve-se utilizar comandos de deslocamento e giro, como por exemplo: para-frente (pf), para-trás (pt), para-direita (pd) e para-esquerda (pe). Para usar estes comandos, é ne- cessário especificar o número de passos ou o grau do giro. Por exemplo, para fazer um quadrado com lado 100, escreve-se: pf 100 (andar para frente 100 passos), pd 90 (virar à direita 900), pf 100 (andar para frente 100 passos), pd 90 (virar à direita 900), pf 100
(andar para frente 100 passos)e pd 90 (virar à direita 900), pf 100 (andar para frente 100
passos). A cada comando, a tartaruga "risca" uma linha reta na tela. O resultado desta seqüência é mostrado na Figura 3.17(a). Outra maneira é criar um procedimento, isso eliminaria os comandos repetidos. Para isso, basta usar o comando "repita". Um exemplo simples é mostrado na Figura 3.17(b). Assim, o Logo é uma linguagem intuitiva, simples de aprender, mesmo por crianças das séries iniciais.
(a) Usando linha de comando.
(b) Usando procedimento.
Figura 3.17: Fazendo um quadrado no SuperLogo