ERPLab: Laboratório Remoto de Ensino Robótica de Programação

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Ronilson Cavalcante
• Outros Autores: https://lattes.cnpq.br/1191158340634053
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Faculdade de Tecnologia; Brasil; UFAM; Programa de Pós-graduação em Informática
• Palavras-chave em Português: Tecnologia educacional; Ensino - Meios auxiliares; Inovações educacionais; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: CIENCIA DA COMPUTACAO: SISTEMAS DE COMPUTACAO; Sistema Multiagente; Aprendizagem de programação; Laboratório Virtual; Robótica Educacional; Tecnologias Educacionais; Laboratório Remoto
• Link de acesso: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/10717

Esta dissertação apresenta o ERPLab, uma plataforma educacional projetada para fomentar a participação e a diversidade no ensino de programação e robótica. O ERPLab integra conceitos de engenharia e de programação, com o objetivo de tornar o ensino de ciências mais acessível, especialmente em regiões remotas ou com recursos limitados. A ferramenta é versátil e reconfigurável, concebida para atender diferentes cenários de ensino da programação robótica, proporcionando uma experiência de aprendizado prática e instigante, que estimula a exploração ativa e o desenvolvimento de competências em robótica. O cenário aplicado nesta dissertação destaca a utilização de estufas automatizadas e braços robóticos impressos em 3D. Essas ferramentas foram desenvolvidas para capacitar os alunos no monitoramento das condições de temperatura e umidade do solo, integrando sensores e dispositivos tecnológicos para facilitar a compreensão desses processos. O braço robótico, elemento central do sistema, é capaz de realizar movimentos precisos em três posições, correspondendo à localização dos vasos de plantas na estufa automatizada. Equipado com uma mangueira, o braço permite a irrigação das plantas de forma automática, acionada conforme os dados fornecidos pelos sensores de umidade do solo. Dessa forma, o sistema identifica quando as plantas precisam de irrigação e realiza o processo automaticamente, conforme a programação definida pelo usuário. Esse modelo favorece a criatividade dos usuários, permitindo a personalização do comportamento do sistema por meio da programação de funções. A funcionalidade do ERPLab foi validada em um cenário de cuidado de plantas, monitorando as condições de temperatura e umidade do solo. Para tanto, foram utilizados componentes amplamente reconhecidos no ensino de robótica, como servo motores MG995, placas Arduino, sensores de temperatura e umidade, LEDs, módulos ESP32 para controle e comunicação, e uma bomba de água para irrigação. A integração desses dispositivos proporcionou uma experiência prática e imersiva aos usuários, estimulando a aprendizagem por meio da interação com o sistema. Os resultados obtidos indicaram um impacto positivo no processo de aprendizagem, com especial relevância em regiões com infraestrutura limitada. A avaliação de usabilidade técnica utilizando o método de Nielsen e métodos de usabilidade pedagógico de Nokelainen revelou uma média geral de satisfação de 2,45, posicionando o ERPLab na faixa de \textbf{Alto} (faixa de Alta Concordância: 2,1 - 3,0), conforme os critérios de análise estabelecidos.as técnicas de usabilidade de Nielsen e critérios de usabilidade pedagógica de Nokelainen. O ERPLab permite sua adaptação a diferentes contextos e disciplinas, aproveitando tecnologias como a manufatura aditiva. Essa capacidade de reconfiguração posiciona o ERPLab como uma opção de modelo de laboratório remoto, capaz de atender a uma ampla gama de necessidades educacionais, promovendo a inclusão e a democratização do ensino de robótica e programação.