Aula 06.07.2020 - EXTRA
CODE TABLE E A LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO
Lógica de Programação
A lógica de programação nada mais é do que a organização coerente das instruções do programa para que seu objetivo seja alcançado.
O tabuleiro do MML Code Table é temático e tátil, permitindo a inclusão de deficientes visuais, podendo trabalhar interdisciplinarmente conteúdos de outras matérias como Português, Geografia, Meio Ambiente, Saúde, Matemática, dentre outras, contextualizando o aprendizado adquirido de várias disciplinas numa só atividade.
A lógica de programação nada mais é do que a organização coerente das instruções do programa para que seu objetivo seja alcançado.
Robótica Educacional e sua realidade
Construir é a melhor maneira de aprender!
Robótica Educacional – Box
Robótica Educacional – Módulo Display
Robótica Educacional – Módulo Protoboard
Robótica Educacional – Módulo Botões
ARDUÍNO E O MINI MAKER LAB, CONHEÇA MAIS!
Arduíno, você sabe o que é?
Arduíno
Algumas dificuldades
Fonte(s): filipeflop
A CULTURA MAKER PODE LHE AJUDAR
De lá para cá, o Movimento Maker não apenas ganhou força,
como também conquistou o espaço das escolas e de empreendedores, que se
aventuram em nichos nos quais as grandes empresas demoram a entrar. A ideia
básica da cultura maker é que qualquer pessoa está apta para construir,
consertar, modificar, fabricar e desenvolver diferentes tipos de objetos e
projetos com as próprias mãos, eliminando a necessidade de buscar terceiros
para alcançar um objetivo.
Impressora 3D e cortadora a laser
PROJETOS
Léo, de 7 anos, ganhou um braço do modelo do Capitão América feito pelo projeto Mão3D
Os foguetes que participam da Mostra Brasileira de Foguetes são feitos de material reciclado
Mais um projeto.
Crédito: Divulgação / High Tech High
ÓTIMOS TRABALHOS!
Professora Mírian
Aula CMSP 03.07.20 (Dia D Inova)
Atividade extra: Pensamento Computacional.
O que é pensamento computacional?
Atividade 1:
ÓTIMOS TRABALHOS!
Professora Mírian
Educação não transforma o mundo. Educação muda as pessoas. Pessoas transformam o mundo.
Paulo Freire
Atividade extra: Robótica - Introdução aos robôs
Robótica
1. - Introdução aos robôs
Os componentes eletrônicos.
Os robôs.
A definição de robô.
Os robôs na literatura.
A Robótica na literatura.
Os robôs no cinema.
A Robótica na realidade.
Cibernética.
Os manipuladores e os robôs móveis na indústria.
Robô da série de TV “Perdidos no Espaço” dos anos 60’s.
Introdução aos robôs
Os componentes eletrônicos.
Fig. 1 - Uma válvula eletrônica de vácuo.
Na primeira metade do século XX as válvulas eletrônicas de
vácuo que eram usadas nos aparelhos eléctricos e eletrônicos desde rádios, televisores, telefones, até nos computadores eletrônicos. Estas válvulas eletrônicas de vácuo apresentavam grandes problemas:
aqueciam em demasiado;
consumiam muita energia;
eram lentas;
queimavam com frequência.
Fig. 2 - Transístor.
Na década de 1950 os transístores se tornaram
comum e passaram a ser usados em tudo.
Os transístores eram pequenos e vieram substituir estas válvulas eletrônicas de vácuo.
Entretanto os transístores não eram ainda suficientemente pequenos.
Havia um limite de quão pequeno se poderia fazer um transístor pois eles
tinham que ser conectados com fios à outros componentes eletrônicos do
circuito.
Surgiram então os circuitos integrados em 1958.
Com os circuitos integrados o circuito todo fica num simples “chip”.
A velocidade e a eficiência dos computadores aumentaram drasticamente
com a introdução dos circuitos integrados.
Fig. 3 - Um circuito integrado dos anos 70’s.
Fig. 4 - Circuitos integrados atuais.
Nesta época surgiu o termo “software”.
Mas em 1970 a INTEL Corporation lançou no mercado um tipo novo de
circuito integrado: o microprocessador.
Estes chips concentravam todos os componentes principais de um computador: a CPU (Central Processing Unit) ou Unidade Central de Processamento; a memória; e os controlos de entrada / saída (input / output).
A partir de então surgem os microcomputadores e empresas como a
Microsoft, em 1975, a Digital Research Incorporation, em 1976 e a Apple
em 1977.
Logo surgem outros microcomputadores, menores e mais baratos. Assim
os usuários individuais também começaram a ter acesso à computadores.
Começa a era dos PC’s.
O termo PC surgiu em 1981 com o IBM-PC (IBM Personal Computer).
E em 1984 a Apple introduziu o Macintosh.
A medida que estes microcomputadores se tornavam mais potentes, foi
possível para eles ligarem-se em rede e isso veio por fim dar origem à
Internet.
Mas os microprocessadores, foram ficando ainda mais avançados com as
técnicas de miniaturização de circuitos.
O microprocessador, ou simplesmente o “processador” é o responsável
pelo “pensamento” do computador, determina a capacidade de processamento do computador e também o código de máquina que ele compreende
(e, portanto, os programas que ele é capaz de executar).
Um “processador” é basicamente uma CPU num chip.
Microprocessadores não são usados apenas em computadores.
Eles invadiram muitas áreas em produtos do nosso dia a dia.
Equipamentos eléctrico/eletrônicos modernos como: câmaras digitais,
máquinas fotocopiadoras, máquinas de lavar, forno microondas, telefones,
etc., todos hoje têm microprocessadores.
Esses processadores continuaram a evoluir nos anos 90’s com uma maior
miniaturização ainda e a preços cada vez mais acessíveis.
A redução dos custos de produção e do volume dos componentes permitiram a aplicação destes computadores nos chamados sistemas embutidos,
que controlam:
- Aeronaves, embarcações, automóveis e
robôs (industriais e não industriais).
Os robôs
Através dos séculos o homem tem buscado novas formas de melhorar os
seus processos produtivos.
A partir da segunda metade do século XX a tecnologia se desenvolveu e
permitiu automatizar estes processos.
Surgiram conceitos como “robô” e “inteligência artificial”.
Mas levou cerca de 40 anos para os robôs estarem presentes em força
nos processos industriais.
Os primeiros robôs verdadeiros surgiram no final dos anos 50, início dos
anos 60.
Eles vieram na sequência do desenvolvimento dos transístores e dos circuitos integrados.
Os braços industriais (ou manipuladores robóticos) modernos aumentaram
sua capacidade e desempenho com o uso de microprocessadores e linguagens de programação mais avançadas à partir da década de 1980.
Estes avanços foram obtidos em parte graças aos grandes investimentos
das empresas automobilísticas.
Há uma grande variedade de robôs e cada robô pode ter diferentes funções programadas.
Existem robôs:
- Na indústria;
- De uso doméstico;
- De ajuda médica, em hospitais;
- Para trabalhos perigosos ou em zonas de risco como:
para desmontar bombas;
entrarem em locais radioativos;
salvar pessoas em incêndios, terremotos e outras catástrofes;
para irem no fundo do mar;
etc.
Os robôs são chamados “humanóides” quando têm características semelhantes às humanas.
Na Fig. 11 aparecem dois robôs humanóides japoneses, um que se movimenta com rolamentos (à esquerda) e outro bípede (à direita).
Por outro lado, os robôs são chamados de “andróides” quando que se
assemelham com pessoas.
O feminino de “andróide” é “ginóide”, mas entretanto é muito pouco usado.
O termo “andróide” é frequentemente usado em referência a robots de
ambos os "sexos".
Os robôs andróides na verdade são uma criação da ficção científica e
ainda estão muito longe de ser uma realidade.
A definição de robô.
O termo robô vem originalmente do idioma checo ‘robota’, que significa
“trabalhos forçados”.
Ele foi criado por Karel Capek (1890-1938), escritor checo que escreveu
um romance famoso em 1921 chamado
“R.U.R.” (“Robôs Universais de Rossum”).
Rossum projetou e construiu um exército de robôs que acabaram por se
tornarem muito inteligentes e dominaram o mundo.
Nesta obra Capek fala da desumanização do homem face a um meio tecnológico.
Além disso os robôs não eram de origem electro-mecânica como são os
de hoje, mas criados através de meios químicos.
Mais tarde termo robô foi adaptado para significar um mecanismo automático que realiza trabalhos e movimentos humanos.
Os robôs podem ou não ter o aspecto semelhante ao de um homem.
Em geral não têm, ou têm apenas o aspecto de partes deste (como por
exemplo a um braço).
Existem muitas formas de definir o termo “robô”.
A definição de robô segundo o R.I.A., 'Robôics Institute of America' (ou
seja, Instituto Americano de Robótica) é:
Robô é um manipulador reprogramável e multi-funcional projetado para
mover materiais, partes, ferramentas ou dispositivos especializados através de movimentos variáveis programados para desempenhar uma variedade de tarefas.
Obviamente esta é uma definição rígida e insípida.
De uma forma mais informal podemos dizer que:
Um robô é um dispositivo que permite realizar trabalhos mecânicos, normalmente associados a seres humanos, de uma maneira muito mais eficiente e sem a necessidade de pôr em risco a vida humana.
Mas temos que tomar cuidado pois uma definição muito simples do termo
“robô” pode incluir coisas como uma máquina de lavar, um sinal de trânsito
ou mesmo um caixa automático de banco.
Outra definição de robô:
Um robô é uma máquina projetada para imitar algumas ações humanas.
Não precisa se parecer com o ser humano, mas tem que executar as
tarefas automaticamente.
No sentido figurativo a palavra robô também é usada com frequência:
Dizemos que uma pessoa que se comporta como 'robô', ou seja,
que executa ordens sem pensar, ou
que trabalha como uma máquina.
Os Robôs na literatura.
Muito antes de Karel Capek, robôs já tinham aparecido na literatura.
Existe uma lenda grega de Cadmus que fez com que os dentes de um
dragão virassem soldados. Assim quando o dragão abrisse a boca um
exército de gladiadores saía de dentro dela.
Há também o mito de Pigmalião que deu vida a estátua de Galatea.
Na mitologia clássica o deus Vulcan ou Hephaestus criou servos mecânicos, alguns inteligentes, outros utilitários. Havia mesmo uma mesa com
três pernas que se movimentava por sua conta.
Há também uma lenda judaica que fala de Golem, uma estátua que ganha
animação.
Um outro mito norueguês foi o gigante de pedra Mökkurrkalfi ou Mistcalf
construído para ajudar Hrungnir no duelo com Thor, o Deus do Trovão.
As ideias mais antigas que podem ser relacionadas com robôs são de 350
A. C. pelo matemático grego Archytas de Tarentum. Ele criou uma ave
mecânica com propulsão a vapor.
Leonardo da Vinci (1452-1519) desenhou os detalhes de um cavaleiro
mecânico. Estes desenhos ficaram perdidos por muitos anos e foram
reencontrados nos anos 1950’s. O projeto era baseado na sua investigação anatômica que o levou a desenhar o famoso Homem Vitruviano.
O robô de da Vinci consistia de dois sistemas independentes: pernas com
três graus de liberdade, e braços com quatro graus de liberdade (ombro,
cotovelo, pulso e mãos).
A energia para controlar os braços vinha do peito do robô, onde da Vinci
projetou um controlador mecânico analógico programável.
As pernas recebiam energia através de cabos que eram conectados à
locais chaves nos tornozelos, joelhos e quadris.
Mas este robô de da Vinci, embora uma ideia arrojada para época (século
XV), não passou de desenhos que nunca saíram do papel.
O primeiro robô que foi construído e funcionou foi criado pelo francês Jacques Vaucanson (1709-1782), que fez um robô humanóide que tocava
flauta, assim como um pato mecânico que dizem que comia e defecava.
E. T. A. Hoffmann escreveu um conto em 1817 intitulado “The Sandman”
onde aparece uma mulher que é uma robô boneca.
Mary Shelley escreveu em 1818 a famosa obra “Frankenstein”, que ficou
sendo considerada a primeira obra de ficção científica.
Luís Senarens escreveu em 1885 “Electric man” (Homem Eléctrico) poucos anos depois de Thomas Edison ter descoberto a luz eléctrica.
Entretanto, o romance de Karel Capek, “R.U.R.”, do qual já falamos acima,
retratava robôs numa linha de produção fazendo mais robôs. Ou seja, trazia a possibilidade dos robôs virem a dominar a raça humana.
A Robótica na literatura.
O nome “Robótica” foi criado em 1941, também na literatura.
Numa obra do escritor russo-americano Isaac Asimov (1920-1992) intitulada “Runaround” o termo Robótica foi utilizado como sendo o estudo e o
uso de robôs. Mais tarde o termo foi adaptado pela comunidade científica.
Este conto foi compilado mais tarde (em 1950) no livro “I, Robô” (“Eu,
robô”) e mais recentemente (2004) retratado no cinema.
Foi neste conto que Asimov fez a primeira apresentação explícita das suas
Leis da Robótica.
Asimov foi um dos maiores autores da ficção científica e criou as suas leis
da robótica como parte do universo futurista no qual ambientou muitos de
seus livros.
O objectivo das leis, programadas no cérebro positrônico dos robôs, seria
proteger os humanos de qualquer possível dano causado pelas máquinas
inteligentes.
Claro que as coisas não funcionam exatamente como planeado, e várias
histórias de Asimov mostram resultados imprevistos da obediência dos
robôs às Leis da Robótica.
Asimov via seus robôs como produto da mente de engenheiros de senso
prático, que embutiriam normas de segurança nos circuitos das máquinas
de forma a não permitir a existência do tradicional cliché da ficção científica da época, que era “o robô como uma ameaça aos humanos”.
Algumas vezes, os robôs viam-se em situações nas quais tornava-se difícil
ou impossível seguir as três leis.
Em outras ocasiões, os robôs interpretavam de forma demasiadamente
literal uma ordem e criavam conflitos lógicos.
Existem variantes e modificações para as Leis da Robótica de Asimov.
Outros autores que também trabalharam no mesmo universo ficcional
criado por Asimov introduziram suas próprias versões.
No conto “Little Lost Robot”, temos um robô programado somente com a
primeira parte da primeira lei, ou seja, que não pode fazer mal a um ser
humano mas pode, por inação, permitir que algum mal lhe aconteça.
Em “Robots and Empire”, Asimov incluiu uma lei número zero, que amplia
para a toda a espécie humana o que antes só se aplicava a indivíduos.
Lei #0 da Robótica de Asimov
0). um robô não pode fazer mal à humanidade nem, por inação, permitir
que algum mal lhe aconteça.
Em qualquer de suas formulações, as Leis da Robótica de Asimov são um
excelente pretexto para discutir o tema da moralidade.
Mesmo seguindo literalmente um grupo de normas artificialmente criadas,
o comportamento resultante poucas vezes é o esperado, e está sempre
sujeito a interpretações conceptuais relativas.
Outro dos grandes autores da ficção científica,
Sir Arthur C. Clarke (1917 - 2008)
que formulou suas leis não em trabalhos de ficção mas no ensaio “Hazards
of Prophecy: The Failure of Imagination”, parte do livro “Profiles of the Future”.
Mas Clarke ficou famoso com a sua obra “2001, a Space Odyssey” (2001,
uma Odisseia no Espaço), depois transformada em filme por Stanley
Kubrick.
Neste livro havia o computador robô HAL 9000 que era o carácter principal.
HAL era o cérebro da nave espacial Discovery e tem todos os sistemas
mecânicos, sensoriais e de informação sob seu comando.
HAL significava: “Heuristically programmed ALgorithmic computer”, isto é,
“computador algorítmico heuristicamente programado”.
“Heurístico” e “Algorítmico” são dois processos primários da inteligência.
HAL é um robô inteligente avançadíssimo mas para salvar a missão ele
também foi capaz de matar membro da tripulação, ou seja, astronautas.
O leitor (do livro) ou espectador (do filme) fica na dúvida se o que o HAL
fez era certo, errado, diabólico ou mal.
HAL tem feito astronautas, cientistas e filósofos pensarem.
É questionável se HAL foi ou não responsável pelas mortes dos astronautas.
Devemos criar máquinas inteligentes que podem um dia nos prejudicar?
Os robôs no cinema.
No cinema os robôs são muito comummente apresentados como andróides, parecidos com seres humanos, às vezes também chamados de
“cyborg” (isto e, “ciborgue”).
Como já dissemos, os robôs actuais ainda estão muito longe disto.
O romance de Karel Capek, “R.U.R.” de 1921, do qual já falamos anteriormente, deu origem a um filme clássico chamado “Metropolis”, em 1927,
ainda na era de filmes preto-e-branco.
Mais tarde, já na era dos filmes coloridos, outros dois filmes também foram
inspirados por essa obra de Capek:
“Blade Runner”, dirigido por Ridley Scott e com a participação
de Harrison Ford em 1982. Neste filme os andróides eram
chamados de “replicants”; e
“The Terminator”, dirigido por James Cameron e com a
participação Arnold Schwarzenegger em 1984.
Este último teve sequência em outros dois filmes, também com a participação Arnold Schwarzenegger:
“Terminator 2” (1991) também dirigido por James Cameron.
“Terminator 3” (2003) dirigido por Jonathan Mostow.
Mais recentemente vimos surgir filmes que já exploram a ideia de robôs
dotados de Inteligência Artificial e interagindo com os humanos.
São exemplos disso:
o filme “A.I.” produzido por Steven Spielberg em 2001; e
o filme “I, robot” de 2004, dirigido por Alex Proya e com a
participação de Will Smith, retratando a história escrita inicialmente em 1941 por Isaac Asimov sobre os seus robôs positrónicos.
Outros filmes famosos que também retratam robôs mas não originaram da
literatura clássica foram:
“Star Wars” de 1977,
“Robocop” de 1987.
Várias séries de TV americanas retrataram robôs desde os anos 50’s e
60’s. “Lost in Space” (Perdidos no Espaço) foi uma dessas séries clássicas.
Esta série teve 83 episódios gravados entre 1965 e 1968 e conta a história
da família Robinson que vai para o espaço com um robô na nave em
busca de um lugar seguro para a humanidade no futuro.
Mas eles ficam perdidos no espaço e passam a série toda tentando voltar
para casa, isto é, a Terra.
A Robótica na realidade.
No final da década de 50 e princípio da década de 60 surgem os primeiros
robôs industriais conhecidos como “Unimates” projetados por George
Devol (1912 - 2011) e Joseph F. Engelberger (1925 - ), ambos americanos.
George Devol recebeu em 1961 a patente do primeiro braço robótico programável operado digitalmente e, um pouco depois, Joe Engelberger criou
a empresa Unimation Inc. e foi o primeiro a comercializar estas máquinas,
e por isso ganhou o título de “Pai da Robótica”.
A Unimation se tornou em Unimate. Era o início da construção de robôs
industriais e da indústria da robótica moderna.
Cibernética.
Uma outra pessoa muito importante no surgimento dos robôs foi o cientista
americano Norbert Wiener (1894-1964).
Wiener era um matemático e foi por muitos anos Professor de matemática
e de engenharia do famoso M.I.T. (Massachusetts Institute of Technology)
nos Estados Unidos.
O Prof. Wiener criou em 1948 o termo “cibernética” (‘cybernetics’), bastante usado nos anos 60, derivado do termo grego ‘kubernetes’, que significa ‘aquele que pilota o barco’ ou ‘timoneiro’, aquele que corrige constantemente o rumo do navio para compensar as influências do vento e do
movimento da água.
Cibernética era muito mais que “Robótica”.
Cibernética englobava também controle de sistemas, comunicações, programação e informática. Surgiu então o termo ‘bit’ (de ‘binary digit’, isto é,
dígito binário).
O Prof. Wiener descreve uma nova maneira de ver o mundo, baseado na
sua investigação sobre as formas que a informação é transmitida e processada.
Nos dias de hoje cibernética como ciência está praticamente esquecida.
Entretanto ela deixou importantes resíduos para a cultura. Por exemplo: os
termos “ciborgue” ou “ciber-espaço” são palavras emblemáticas oriundas
da cibernética.
Os manipuladores e os robôs móveis na indústria.
Como já dissemos, os robôs atuais ainda estão muito longe de serem
estes andróides retratados nos filmes de cinema.
Apesar disto os robôs atuais são máquinas muito sofisticadas que realizam trabalhos produtivos especializados.
A grande maioria (cerca de 90%) dos robôs atuais é do tipo de manipuladores industriais, isto é, ‘braços’ e ‘mãos’ controlados por computador.
Esses manipuladores têm uma base fixa e portanto movem os seus braços
e mãos mas não saem do seu lugar.
Metade dos manipuladores que existem no mundo é usada na indústria
automóvel.
Mas nem todos os robôs industriais são fixos. Na indústria há também
robôs que se movem.
Eles são usados no transporte e no armazenamento interno dos materiais
dentro da fábrica.
Um tipo comum de robô móvel é o AGV (Automated Guided Vehicle), ou
seja, veículo guiado automatizado, do qual falaremos no próximo capítulo,
“Robôs na indústria”.
E mesmo estes são difíceis de associar com a imagem tradicional de um
robô do cinema.
Em muitas indústrias a introdução de robôs revolucionou a
forma laboral.
Com o robô industrial, um mesmo equipamento pode ter muitas
funções e substituir vários equipamentos distintos. Deixou de haver muitos
trabalhos: pesados; desagradáveis, monótonos; e repetitivos; com baixos
salários e surgiram outros trabalhos como o de supervisão; de programação; ou
de manutenção; de robôs e outras máquinas. Ou seja, tarefas que são mais bem
remuneradas.
Em muitas indústrias a introdução de robôs revolucionou a
forma laboral.
Com o robô industrial, um mesmo equipamento pode ter muitas
funções e substituir vários equipamentos distintos. Deixou de haver muitos
trabalhos:
- Pesados;
- Desagradáveis,
- Monótonos;
- Repetitivos;
- Com baixos
salários
E surgiram outros trabalhos como o de supervisão, de programação, ou de manutenção, de robôs e outras máquinas. Ou seja, tarefas que são mais bem remuneradas.
E surgiram outros trabalhos como o de supervisão, de programação, ou de manutenção, de robôs e outras máquinas. Ou seja, tarefas que são mais bem remuneradas.
ATIVIDADES
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ÓTIMOS TRABALHOS!
Professora Mírian
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