STI2D - Projet première IT / I2D "Robobrole"

(préparant aussi à l'épreuve de spécialité 2I2D)

Ce projet autour de la robotique ne se déroule pas uniquement au sein de l’enseignement IT mais également en I2D permettant particulièrement d’appréhender et d’assoir des savoirs et savoir-faire attendus à l’épreuve écrite de spécialité.

Accompagnée par l’inspecteur IA IPR M. Estavoyer, l’expérience concrète a été présentée en mai 2023.

Les activités proposées sont conçues par les enseignants :

- M. Thierry BERTIN et M. Lionel LANG du Lycée Follereau BELFORT,
- M. Benoit DELAUP du Lycée Haag BESANÇON,
- M. Sylvain PIDOUX du lycée Lycée Duhamel DOLE,
- M. PAREIN David du lycée Lycée Augustin Cournot GRAY.

Intentions pédagogiques

Les séquences s’articulent autour d'étude de cas conduisant à de l'investigation et à de la résolution de problème dans une démarche de projet.

L’équipe de l'académie Besançon est partie du constat des nouvelles contraintes liées au format du Baccalauréat actuel : place du projet, motivation des élèves, échéance de mars, valorisation de la filière...
Pour donner envie aux élèves, les séquences permettent de préparer et réaliser un projet de trois robots et aussi de les faire concourir lors de rencontres entre équipes.

Les séquences, proposées par l'équipe d’enseignants, permettent de conduire un projet en IT / I2D de première. Les items du référentiel qui sont abordés serviront aussi à l'épreuve écrite de spécialité 2I2D pour s’adapter aux contraintes des agendas du scolaire.

Le concours

Robobrole (allusion à la série Kaamelott) est un défi qui ressemble à un tournoi de football avec des robots.

Deux équipes s'affrontent pour envoyer un icosaèdre dans les buts adverses. Chaque équipe est composée de trois robots motorisés : un robot goal et deux robots passeur ou marqueur.
Le jury évalue les robots, l'affiche de l'équipe et l'oral de présentation avant la compétion.
Les équipes gagnent des points dans chaque épreuve, et celle qui a le plus de points remporte le concours. En cas d'égalité, un match de départage est prévu.

https://www.estrepublicain.fr/education/2023/05/23/besancon-250-robots-dans-le-ring-au-palais-des-sports-pour-le-concours-cyber-tech-comtois [7]

Le projet

Dans le domaine du sport, les robots commencent à jouer un rôle important.
Au football américain, le robot MVP est utilisé pour l'entraînement des joueurs humains. Dans le tennis, on utilise des robots lanceurs de balles et le tennis de table a TOPIO, un robot conçu pour s'améliorer en analysant son jeu.

Le matériel nécessaire pour les robots est précisé, incluant des cartes Arduino, des capteurs IR et des servomoteurs. Le terrain est également défini avec du lino gris foncé et du scotch électrique blanc.
Le cahier des charges des robots exige la conception d'un système de frappe, le pilotage du robot et la détection de ligne. Une équipe de 3 ou 4 élèves ont en charge la conception, réalisation et mise ou point d’un robot. Les trois domaines des matériaux et structure, de l’énergie et de l’information ont été mobilisés afin d’imaginer le système de frappe, de déplacement du robot, l’application et les fonctions du programme micro-contrôleur permettant le pilotage du robot depuis un smartphone.

Chaque mission est attribuée à un élève, qui doit fournir des dessins, des schémas, des conceptions 3D et des prototypes fonctionnels. Les élèves doivent également programmer les commandes des robots et justifier leurs choix.
Une tâche collective de conception préliminaire est de plus prévue pour intégrer les composants électroniques dans le robot. Enfin, les élèves doivent choisir le système d'alimentation adéquat pour leur robot, en calculant notamment l'autonomie de la batterie et en justifiant leur choix.