Construire un robot jardinier

1. Déterminer les tâches du robot jardinier (cahier des charges)

En groupe classe, les élèves déterminent ce que le robot devra être capable de faire lorsqu'il sera dans la serre. Pour rappel, le contexte de la réflexion : la serre est construite sur Mars, et le projet de ce robot devrait éviter aux hommes de se déplacer jusqu'à la serre pour la production de légumes.

Cahier des charges :

• le robot jardinier devra remplacer l'homme dans la serre,

• le robot devra pouvoir semer les graines ou semences, arroser les semis, entretenir la serre et récolter les légumes,

• ainsi, pour semer il devra pouvoir ouvrir un sillon de semis, déposer les semences dans le sillon et fermer le sillon lorsque le semis est réalisé,

• pour arroser, il devra pouvoir emmener de l'eau et la laisser couler sur les rangs de semis ou à chaque pied de plante pour les tomates par exemple,

• pour récolter, il devra avoir une pince et un réservoir pour placer les légumes récoltés,

• pour pouvoir faire tout cela, il devra être capable de se déplacer (avant, arrière) et de tourner vers la gauche et la droite.

Cette première partie de l'activité a pour objectif d'amener les élèves à comprendre qu'avant de se lancer dans la construction d'un objet, il est nécessaire de définir ce que devra être capable de faire cet objet, de ce à quoi il va servir, de ce qu'il doit posséder comme qualité, ...

Il est évident que pour le robot jardinier, les élèves n'ont pu penser à tout. Ils n'ont par exemple pas pu penser a priori aux difficultés du robot à se mouvoir sur le substrat du bac, composer de terre, de compost et de terreau. Ils n'ont pas non plus imaginé les difficultés à faire tourner le robot entre les semis, ... Mais cela n'est pas le plus important dans cette première étape.

Il apparaît aussi que les élèves ont cité des qualités qui seront très difficilement implémentables sur leurs robots, comme par exemple "récolter des légumes" ou "arroser les semis".

2. Appréhender le fonctionnement du matériel à disposition (Légo Technic ou Légo Spike) - Construire un véhicule roulant

Prototypage

Dans un premier temps, les élèves vont réfléchir à comment construire un véhicule roulant : il faut que ce véhicule puisse avancer et reculer, ce qui constitue la base du robot jardinier à construire. La construction va se réaliser avec le matériel apporté par l'enseignant (en l'occurrence des Légo Technic) et par quelques élèves. Les élèves sont répartis en groupe de 2 ou 3 élèves. Selon la quantité de matériel, les groupes travaillent simultanément ou à des moments différents.

La construction de ce véhicule nécessite l'utilisation :

• d'une ou plusieurs plaques de support,

• de roues et axes,

• de divers éléments de construction Légo dont des éléments creux permettant de faire passer les axes de roues,

• de divers éléments Légo de fixation,

• d'un générateur (hub) et un ou plusieurs moteurs,

• de câblage de connexion.

Lorsque les élèves ont terminé leur construction, il en font une photo et utilisent l'application Picollage pour réaliser une photo de présentation technique de leur construction.

Ces photos sont ensuite utilisées pour que chaque groupe puisse présenter sa réalisation (projection au TBI) en plus d'en faire la démonstration.