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  • Apprendre à coder à l’aide d’un robot humanoïde : retour sur une recherche-action menée avec le robot NAO

    Apprendre à coder à l’aide d’un robot humanoïde : retour sur une recherche-action menée avec le robot NAO

    Pour la trézième édition du Colloque scientifique Ludovia#14, 39 communications vous seront présentées sur le thème « Partage, échange, contribution, participation ». Ludomag se propose de vous donner un avant-goût de ces communications jusqu’au début de l’événement, lundi 21 août.

     

    Julien Bugmann et Thierry Karsenti présenteront « Apprendre à coder à l’aide d’un robot humanoïde : retour sur une recherche-action menée avec le robot NAO ».

     
    Alors que les technologies sont de plus en plus présentes dans notre quotidien, et qu’elles le seront encore d’avantage dans les années à venir, développer l’apprentissage du code est aujourd’hui devenu d’une importance capitale (Falloon, 2016; OECD, 2015).
     
    En effet, il est indispensable que les jeunes élèves soient préparés du mieux possible au monde numérique de « demain » (Karsenti & Bugmann, 2017). Quand on sait par ailleurs que l’apprentissage du code comporte une foule d’avantage pour ces jeunes (Smith, Sutcliffe, & Sandvik, 2014, Moreno-León, 2016), on comprend mieux pourquoi plusieurs pays, tels que les États-Unis, la Grande-Bretagne, la Suède, la France, mais aussi certaines provinces du Canada, l’ont rendu obligatoire à l’école.
     
    Comprendre le code c’est comprendre le monde qui nous entoure, c’est comprendre pourquoi tel ou tel outil technologique fonctionne de la sorte, pourquoi notre téléphone portable réagit de telle ou telle manière, pourquoi une page web renvoie vers une autre, etc. En comprenant la logique de la programmation informatique, on apprend ainsi à mieux maîtriser les outils que l’on utilise au quotidien et ceux, probablement plus complexes, que les enfants d’aujourd’hui auront à manipuler dans les prochaines années.
     
    Certaines initiatives ont donc été mises en place à l’école afin d’enseigner le codage aux élèves. Des logiciels, tels que Scratch, ou Scratch Jr, inspirés du langage LOGO créé par Seymour Papert (1981), commencent ainsi à être utilisés. Parfois, ce sont même de petits robots éducatifs tels que Dash & Dot, Sphero ou encore Ozobot, qui permettent aux élèves d’apprendre à programmer tout en s’amusant.
     
    Nous nous sommes, quant à nous, intéressés à un robot d’un type particulier. Il s’agit d’un robot que l’on dit « humanoïde » et qui s’appelle NAO. Ce robot a des bras, des jambes, un buste et une tête, comme un humain. Il peut se déplacer, danser, parler, répondre à des sollicitations visuelles ou orales, et même écrire, s’il est programmé en ce sens. En d’autres termes, il s’agit d’un robot très proche de l’homme et qui peut, comme nous allons le montrer, s’avérer être un excellent outil d’apprentissage pour des élèves ayant des difficultés.
     
    Notre objectif était d’étudier le recours à ce robot humanoïde à des fins d’apprentissage du code dans une école secondaire du Québec. Cette école, elle aussi est particulière, car il s’agit d’un Centre de Formation en Entreprise et Récupération (CFER) qui propose une formule d’enseignement adaptée et qui permet à des élèves ayant des difficultés d’apprentissage d’obtenir un diplôme reconnu par l’État.
     
    Nous avons alors effectué une recherche-action auprès de 79 élèves de cet établissement ainsi que 7 de leurs enseignants. Pour ce faire, nous avons mis en place un dispositif d’apprentissage du code basé sur différentes étapes à réaliser, et nous avons procédé à des observations filmées des séances et à des entretiens individuels et de groupe. Les élèves étaient, dans notre projet, amenés à programmer le robot humanoïde NAO, et à réaliser un certain nombre d’activités avec lui.
     
    Nous avons pu constater que ces élèves ont développé de fortes compétences en programmation, mais pas seulement.
     
    En effet, le recours à ce robot humanoïde les a aussi motivés à venir en classe, à s’investir dans différentes tâches, à collaborer…mais cela leur a également permis d’approcher des compétences attendues à l’école tel que le français, l’anglais, les mathématiques ou encore la compréhension de consignes et la résolution de problèmes. Certains de ces élèves se sont même mués en « formateurs », lorsqu’ils ont présenté, de manière volontaire, le robot et ses usages, à des enseignants du réseau CFER.
     
    Nous avons pu alors constater leur maîtrise de cet outil mais aussi et surtout la maîtrise d’une compétence forte, et nouvelle pour ces élèves, en matière de transmission, de mise en place d’une séance et d’animation. Ils ont ainsi pu partager, avec des enseignants, ce qu’ils avaient appris et prendre, à leur tour, une place particulière dans l’institution éducative.
     
    Ces derniers éléments nous apparaissent d’ailleurs comme particulièrement importants, dans la mesure où il s’agit d’élèves ayant des difficultés d’apprentissage et pour lesquels le CFER représente une des dernières chances d’intégration réussie dans la société. Ce projet que nous présenterons, est unique en son genre, et a stimulé la motivation en classe des élèves en leur permettant de devenir acteurs et auteurs de leurs propres apprentissages, fait assez rare pour être signalé en ce qui concerne des élèves engagés dans un système d’enseignement adapté.
     
    Plus d’info sur Julien Bugmann et Thierry Karsenti
    Retrouvez tous les articles sur Ludovia#14 et toutes les présentations d’ateliers sur notre page www.ludovia.com/tag/ludovia-2017

  • Sommet du iPad et du numérique en éducation

    Sommet du iPad et du numérique en éducation

    Ces 18 et 19 mai s’est tenu au palais de Congrès de Montréal le grand rendez-vous annuel du Sommet de l’iPad et du numérique en éducation et le Colloque international en éducation dont le thème cette année était : Enjeux actuels et futurs de la formation et de la profession enseignante.

     

    NAO, le grand héros de cette conférence

    NAO est un robot humanoïde programmable développé par la société Aldebaran Robotics, une start-up française de Paris.

    Thierry Karsenti, de l’université de Montréal. Directeur du CRIFPE (Centre de recherche interuniversitaire sur la formation et la profession enseignante) et Titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les technologies en éducation, a accompagné NAO lorsque ce dernier a présenté la première conférence scientifique prononcée par un robot humanoïde.
    NAO avait aussi son kiosque personnel au Salon des exposants.

    L’équipe du professeur Karsenti a réalisé trois recherches exploratoires en mettant 3 de ces robots au service de l’éducation. Par son côté social, NAO parle, il est avantageusement utilisé auprès d’élèves ayant un trouble du spectre de l’autisme et en adaptation scolaire, ainsi que pour l’apprentissage de la programmation par tous les élèves du primaire et du secondaire.

    Conférence d’ouverture

    Ron Canuel, Président-directeur général de l’ACE (Association canadienne d’éducation) et Nancy Brousseau, Directrice générale de la FEEP (Fédération des établissements d’enseignement privés) ont partagé l’un son expérience pan-canadienne et l’autre son expérience de fille de terrain.

    Pour Ron Canuel, peut-on parler de virage ou de mirage? Les Baby Boomers forment la plus forte proportion de la population canadienne et leur intérêt d’investissement politique est en santé, car il vieillissent et les routes pour voyager confortablement pendant leurs dernières années de vie active.

    L’éducation n’est pas la priorité de ces citoyens qui ont le plus haut taux de participation aux élections. La structure du système d’éducation et la mentalité des enseignants sont deux autres facteurs qui font obstacle aux changements en éducation. Il conseille en terminant de pratiquer ces deux qualités gages de réussite; la sagesse et le courage.

    L’innovation en éducation : Resistance is futile dit Nancy Brousseau. Pourquoi faire? parce que le niveau de motivation des élèves n’est plus que de 45%.

    Dans un tel contexte elle cite Erica Jong : Si vous ne risquez rien, vous risquez davantage. Quoi faire? être conscient que les écoles sont très différentes les unes des autres. C’est 22 pistes que propose Nancy, allant de favoriser des apprentissages authentiques, impliquer la communauté dans les décisions jusqu’à développer une culture de collaboration et d’innovation. Quant à Comment faire? Réussir un changement est similaire à un processus de deuil, dit-elle.

    Il faut abandonner le passé et se diriger vers un avenir VICA : volatil, incertain, complexe et ambigu.

    Savoir faire des choix

    Quoi choisir parmi plus de 750 présentations quand on ne dispose que de 5 blocs horaires le jeudi et six le vendredi?

    Raoul Kamga et Jean Nicolas Proulx ont traité du projet Smartcity où les apprenants planifient et bricolent une ville. Puis, en robotique, ils créent un programme pour que leur robot circule dans la ville. Tout ça réalisé par des élèves de 8 à 12 ans.

    Normand Brodeur, Directeur du service aux écoles de la FEEP, que les participants à l’Université d’été de Ludovia#14 en août prochain auront le plaisir de rencontrer, a traité de Médias sociaux et identité numérique: un miroir déformée?

    Autrefois, dit-il, nous nous passions de petits papiers en classe, maintenant le bras de nos élèves s’est allongée, et c’est par les réseaux sociaux qu’ils discutent à notre insu pendant nos cours. Quant aux «Fake news» personne n’est immunisé. « Pus une rumeur est répétée, plus elle devient plausible » rappelle-t-il.

    De plus, tous aiment les articles dont le contenu les réconforte. Quant à la formation de nos élèves aux médias sociaux, voici deux suggestions de Normand. Lorsqu’on donne un micro aux élèves, être entendu par d’autres les aide à nuancer leurs propos.

    Il nous a aussi guidé vers le site ME and MY SHADOW, un projet qui aide à contrôler la trace que nous laissons sur ces bulles médiatiques aux quelles nous participons avec tant d’enthousiasme.

    La conférence principale a été présentée par monsieur Guy Rocher, sociologue, que Jean-François Cardin de l’Université Laval a présenté à la japonaise : «Un trésor national vivant» et j’ajouterais en merveilleuse forme à la fois physique et intellectuelle pour ses 92 ans.

    C’est avec grand bonheur que j’ai entendu sa présentation sur la transformation réussie du système d’enseignement au Québec, dans les années soixante. J’espère que la prochaine étape qui s’amorce par l’arrivée du numérique se fera avec autant d’harmonie. « Éduquer, c’est encourager la curiosité et la probité intellectuelle. L’ennemi de l’enseignement, celui qu’il nous faut vaincre, c’est l’ignorance, a-t-il dit .» Et avec l’expérience des sages, il nous a souhaité : Une vie heureuse parce que vie curieuse.

    Le visuel est un montage réalisé grâce à Photovisi.

  • Le challenge NAO, un projet transdisciplinaire

    Le challenge NAO, un projet transdisciplinaire

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    Présentation du robot NAO

    NAO est un robot de 58 cm de haut pesant 5 kg développé par Aldebaran Robotics. C’est un robot entièrement programmable, autonome et interactif. NAO peut voir, entendre, parler, et communiquer.

    Le robot est pourvu de microphones et comprend plusieurs langues, ce qui lui permet de réagir aux paroles humaines. De plus, ces microphones permettent de localiser l’interlocuteur par triangulation. NAO écoute donc, mais il peut aussi parler grâce à un logiciel de synthèse vocale ! Il dispose de deux caméras ce qui lui permet de reconnaître son environnement grâce à la vision par ordinateur.

    Le contexte du challenge

    Le Challenge NAO est un concours qui été ouvert aux élèves de 4E1.

    Le challenge est simple : les élèves doivent concevoir un comportement pour NAO.

    Le challenge a eu lieu du 6 janvier au 2 février 2015. Les élèves ont présenté leur projet le mardi 3 février en présence d’un jury composé d’enseignants, de parents d’élèves et d’industriels.

    Pour concevoir un comportement, les élèves ont utilisé le logiciel de programmation lié à NAO « Chorégraphe ».

    Découverte des robots humanoïdes

    Lors d’une sortie scolaire à l’atelier Aldebaran les élèves découvrent les robots et s’initient à la programmation.

    L’usage pédagogique

    Le challenge NAO est transdisciplinaire avec l’intégration des disciplines suivantes :
    – le français,
    – l’espagnol,
    – l’anglais,
    – la technologie.

    Des axes de travail liés à chaque discipline ont été défini

    En français, c’est le thème de la poésie robotique qui a été retenu.

    Projet de travail :
    Nao est amoureux d’une joli(e) robot(e) qu’il a rencontrée chez Aldebaran.
    Il soupire, se lamente, voudrait la revoir et finalement se met à réciter un poème à la gloire de sa belle aux yeux lumineux.
    Travail prévu :
    . Mettre en scène la gestuelle de Nao en deux étapes : Tristesse de Nao, lamentations, soupirs etc. Déclamation du poème.
    . Travail sur une poésie décrivant les parties du robot.
    Travail sur le langage poétique mené en classe avec études de différents poèmes lyriques.

    En anglais, le thème retenu est le dialogue avec deux possibilités de travail en classe.

    La première possibilité est un jeu : « Who wants to be a millionaire ? »
    Les élèves pourront jouer le rôle des candidats et le robot sera le présentateur.
    Un petit dialogue a été mis en place avant de commencer le jeu : Savoir interroger sur l’identité du candidat : What’s your name ? Where are you from ? Who did you bring with you ? Who is watching you at home ?

    Interroger sur les sentiments du candidat : How are you feeling ? Are you alright ? Are you comfortable ? + le présentateur rassure le candidat : Relax ! Take a deep breath ! It’s gonna be okay !
    Demander ce que le candidat ferait s’il gagnait 1 million : What would you do with one million dollars ? / I would buy a car / travel all around the world …

    Questions à choix multiples avec possibilité de mettre des enregistrements de chansons : Who sang this song ? Who composed this song ? When was this song released ?

    La deuxième possibilité est une interview : « You’re a journalist who works for Rock Magazine ! Interview a rock star ! »
    Interroger le chanteur sur son parcours : When did you start singing ? What was your first album ? Did you get any awards ? Do you play any instruments ?
    ou sa dernière tournée : Where did you go ? When did your world tour start ? How many songs did you perform ? How many spectators were there ?…
    Le journaliste peut demander au chanteur (robot) de chanter un extrait de son dernier album et commenter son dernier album : It was awesome… The lyrics were repetitive… It made me cry… When I hear this song, I get…

    En Espagnol, c’est sur le champ lexical et l’expression orale en intégrant du travail réalisé en classe qu’a porté le travail.

    Objectifs lexicaux :
    – travail du champ lexical corporel sur NAO
    – réemploi des questions
    – réemploi des adverbes de lieu
    – introduction du vocabulaire et des verbes de mouvement

    Travail des compétences orales :
    Compréhension orale (vidéo) et expression orale dialoguée (interview).
    Réutilisation de ces éléments au moyen d’une interview de présentation sur les capacités et possibilités « robotiques » de Nao.

    Le travail réalisé en cours d’espagnol est présenté dans l’article ¡ Nao pasa en la televisión del Colegio de Sèvres !

    En technologie, c’est sur l’adaptation de NAO à son environnement que les élèves ont du se pencher.

    Les élèves devaient être capable d’identifier les modes et dispositifs d’acquisition de signaux, de données, d’identifier la nature d’une information et du signal qui la porte, repérer le mode de transmission pour une application donnée.

    A voir aussi « Conception d’un programme pour NAO » et « les gagnants du challenge NAO » dans l’article original réalisé par Franck Dubois www.clg-sevres.ac-versailles.fr où vous trouverez également toutes les étapes du projet en vidéos.

  • Robot humanoïde et apprentissage des langues

    Robot humanoïde et apprentissage des langues

    Naoetlangues_160315Samedi 21 mars 2015, l’agence UNIsCo, spécialisée dans les séjours linguistiques haut de gamme organise sa première Journée Portes Ouvertes. Cet événement ouvert à tous permettra de s’informer sur les programmes, rencontrer nos conseillers et faire la connaissance du robot multilingue NAO.

    Développé depuis 2006 par la société Aldebaran, le robot humanoïde NAO offre une multitude de possibilités et est aujourd’hui très utilisé dans le secteur de l’éducation. Sa capacité à parler et à interagir en plusieurs langues pourra en faire un outil innovant pour l’apprentissage des langues notamment auprès des jeunes.
    Plus d’infos :
    www.unisco.fr
    Journée Portes Ouvertes au 37 rue Cardinet
    -75017 PARIS de 09h00 à 19h00. 

  • MathWorks au salon Educatice 2013

    MathWorks au salon Educatice 2013

    Cette rencontre a été l’occasion de découvrir l’engagement de MathWorks dans la promotion des sciences et des mathématiques à travers le monde académique. MathWorks soutient l’enseignement et développe grâce aux logiciels de simulation connectés à du matériel, des initiatives pour faciliter l’apprentissage de la programmation robotique et l’innovation technologique.

    Durant ces 3 jours, MathWorks a organisé des démonstrations et animera des ateliers sur son stand suivant le programme ci-dessous :

    • 3 ateliers par jour

    10h – 11h30 : niveau lycée (MATLAB/Simulink et LEGO Mindstorms NXT)

    13h30 – 15h : niveau classe préparatoire (MATLAB/Simulink et Arduino)

    15h30 – 17h : tous niveaux (Apprentissage par projet sur Raspberry Pi, Arduino et LEGO Mindstorms NXT)

    • Démonstrations d’outils d’aide à l’apprentissage

    Drone terrestre : Conçu à partir de 3 ingrédients peu coûteux : du matériel low cost (cartes Arduino et Raspberry Pi), un smartphone et MATLAB/Simulink, pilotez facilement un drone terrestre (voir la vidéo)

    Robot Nao : A l’aide du capteur de mouvement Kinect, observez le robot Nao imiter vos propres mouvements

    • Discussion avec des enseignants

    Echangez de vive voix avec les enseignants qui ont été présents aux ateliers et faire découvrir un exemple concret d’intégration de MATLAB/Simulink dans un cours de classe, ainsi que les résultats obtenus. [Exemple qui a fait l’objet d’un article publié et présenté à la conférence SEFI 2013, intitulé « Attracting yougsters to Engineering education through simulation based teaching : the French example »]

    Tout au long de ce salon, l’accent a été mis sur l’utilisation des plateformes à bas coûts et leur connectivité aux logiciels MATAB/Simulink qui constituent un support pédagogique idéal et très attractif grâce à leur caractère ludique particulièrement adapté aux enseignements.

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  • une nouvelle approche des sciences et de leur enseignement avec le nouveau NAO

    une nouvelle approche des sciences et de leur enseignement avec le nouveau NAO

    Nao Robot«L’arrivée de cette nouvelle génération de robots NAO est significative pour notre entreprise. Nous sommes fiers de pouvoir proposer toujours plus à nos clients, quel que soit leur secteur. La maturité du NAO Next Gen va nous permettre de le mettre au service de l’aide aux enfants autistes et aux personnes en perte d’autonomie. J’ai créé Aldebaran Robotics, en 2005, dans ce but : contribuer au bien-être de l’humanité», déclare Bruno Maisonnier, Président Fondateur d’Aldebaran Robotics, leader mondial de la robotique humanoïde.

    Fruit de 6 années de recherche et d’échanges avec sa communauté de chercheurs et d’utilisateurs, NAO Next Gen offre des capacités d’interactions accrues, grâce à plus de puissance de calcul, plus de stabilité, plus de précision, et élargit ainsi le spectre des thèmes de recherche, d’enseignement et d’applications auprès de populations spécifiques.

    Parmi les nouveautés, les plus notables sont l’apparition d’un nouvel ordinateur embarqué, basé sur le puissant processeur Intel Atom, cadencé à 1,6 Ghz, adapté aux calculs multi-tâches et la présence de deux caméras HD couplées à un FPGA permettant la réception de deux flux vidéos simultanés et d’accroitre de manière significative la vitesse et les performances de la reconnaissance de visage ou d’objet, même en cas de basse luminosité.

    Parallèlement aux innovations matérielles, Nao Next Gen est doté d’un nouveau programme de reconnaissance vocale, Nuance, plus rapide et plus fiable, couplé à une toute nouvelle fonctionnalité de word spotting, permettant d’isoler et de reconnaitre un mot au sein d’une phrase ou d’une conversation.

    «En plus de cette nouvelle version du hardware, nous allons livrer de nouvelles fonctionnalités logiciellestelles qu’un contrôle intelligent du couple moteur, un système d’anticollision de ses membres avec le corps, un algorithme amélioré de marche… Nous avons capitalisé sur notre expérience et les retours de nos clients pour livrer la plateforme la plus adaptée et la plus performante.

    En matière d’applications et en particulier pour l’enseignement secondaire, nous portons nos efforts vers les contenus pédagogiques tandis que dans le domaine de l’amélioration du bien-être de la personne, nous travaillons au développement d’applications spécialisées. Et nous poursuivons bien évidemment notre chemin vers un NAO à destination des particuliers, au travers du Developer Program, communauté de programmeurs qui inventent aujourd’hui, avec nous, ce que sera la robotique personnelle, demain», conclut Bruno Maisonnier.

    Plus d’infos : www.aldebaran-robotics.com