Thymio, le petit robot qui voudrait être un artiste

Je vous présente Thymio. Ce petit robot au design épuré n’a l’air de rien, comme ça, mais il s’avère être un excellent compagnon pour bibliothécaire. Outre le fait qu’il fait plein de joulies lumières quand il s’allume, Thymio est, au fond de lui, un artiste.

Allez, le temps de se couler un café, et on attaque un atelier pour apprendre à dessiner à des robots.

Préparer l’atelier

Animateurs : 1-2
Participants : jusqu’à 16, à partir de 7 ans
Matériel : ordinateurs, robots Thymios, blockly4thymio, grandes feuilles (paper board), feutres.
Si vous ne pouvez pas vous procurer de robots Thymios (c’est quand même 130 € le machin), mais que vous disposez de cartes Arduino et d’une imprimante 3D, vous pouvez toujours le fabriquer vous-même. Un type un peu débrouillard a publié ça ici. Cette proposition d’atelier reprend dans les grandes lignes son idée, mais avec un matériel plus accessible d’un point de vue technique (les Thymios sont déjà montés).

Jetez un œil aux partenaires possibles dans votre région également : sur Strasbourg, l’association Alsace Digitale les prêtes gratuitement aux médiathèques.

Objectifs : Initiation à la robotique et au code, approche des mathématiques avec des actions concrètes, rapprochement au dessin, au cubisme et au pixel art.

Préparation : Préparer un PC par robot Thymio. Installer Aseba, le logiciel de base pour programmer les Thymios. Télécharger blockly4thymio, une interface pour programmer les robots plus précise et complète que celle proposée dans le logiciel de base. L’interface se rapproche visuellement de Scratch.

/ ! \ Attention, blockly4thymio ne fonctionne que si Aseba est déjà installé au préalable.

Prévoir de grandes feuilles blanches à coller au sol ou sur les tables sur lesquelles les robots dessineront.
Prévoir des feutres ayant le bon diamètres pour être intégrés aux robots. Ces derniers disposent en effet d’un emplacement où l’on peut glisser un feutre, lequel tracera au sol la trajectoire programmée.

Débuter l’atelier

Avant de démarrer avec le matériel, vous pouvez commencer par un atelier déconnecté. Le coup du robot qui doit faire des pâtes est toujours efficace :
« Je suis un robot qui doit faire des pâtes. J’attends vos instructions. »
« Alors on prend les pâtes et on les met dans l’eau… »
« Stop ! Je ne sais pas où sont les pâtes. »
« Dans le placard ! »
« Je ne sais pas comment ouvrir le placard »
Etc.
Cet atelier déconnecté permet de montrer aux enfants que le robot exécute seulement les actions qui lui ont été commandées et dans l’ordre donné : il ne peut pas penser par lui-même, il n’a pas d’intelligence propre. Il permet également d’introduire les notions de SI…ALORS : « si l’eau boue, alors je met les pâtes ».

On peut ensuite travailler avec les robots Thymio.
« Laissez-moi vous présenter Thymio. C’est un petit robot très obéissant. Mais surtout, au fond de lui, Thymio est un artiste… » je fais confiance aux bibliothécaires et animateurs que vous êtes pour ajouter un peu de fantaisie dans cet atelier de robotique 😉

Commençons par présenter le fonctionnement des robots :

  • Ils doivent être branchés pour leur importer le programme que l’on aura créé
  • Lancer le test du compilateur pour vérifier que le robot est bien détecté. Ce compilateur importe le programme dans votre Thymio : il doit s’ouvrir chaque fois que vous tentez une importation.
  • Lancez l’interface de programmation et expliquez son fonctionnement.

Pour cet atelier, on va se concentrer sur seulement deux types de blocs : « Évènement », nécessaire pour lancer un programme, et « Mouvement », qui permettra de faire se déplacer notre robot.

Commencer par les bases

On peut commencer par deux exercices simples : dessiner un carré, puis dessiner un triangle.
Des tutoriels sont accessibles ici.

Un peu de mathématiques
Dessiner un triangle nous renvoie à des notions de géométrie abordées en classe de 4e. Nous allons en effet tracer un triangle équilatéral : c’est-à-dire que ses côtés ont tous les même distance, mais également que ses angles font chacun 60°.
Cependant, il ne s’agit pas de dire à notre robot de tourner de 60° : en effet, l’angle qu’il nous faut calculer pour lui donner sa trajectoire n’est pas l’angle intérieur du triangle, mais l’angle formé par la continuité de sa trajectoire initiale et le côté du triangle, soit 120° (180°- 60°).

Super triangle pas tout à fait équilatéral dessiné par moi

Ces notions paraîtront compliquées à des enfants ne les ayant pas encore abordées, mais il peut être intéressant de relier ainsi la robotique et le ludique à leur programme scolaire. Cela permet une nouvelle approche, plus concrète, de la géométrie.

Une fois notre carré et notre triangle dessinés, essayer une maison, constituée d’un carré surmontée d’un triangle.

/ ! \ Ne pas hésiter à les faire essayer sur leur feuille blanche, se tromper, recommencer. Tout l’apprentissage et l’intérêt de la robotique réside dans l’apprentissage par l’échec et l’expérimentation. Se tromper, c’est se rapprocher de la solution.

/ ! \ Il est possible que, malgré un code parfaitement bien écrit, le robot ne parvienne pas à faire un beau carré ou triangle. C’est parce qu’entre la théorie et la pratique, il y a les contraintes réelles : ici, la fatigue des moteurs, l’adhérence des pneus sur le sol… Vous pouvez essayer de compenser cela en modifiant le code. Par exemple, si votre angle droit est trop large, essayez avec un angle plus réduit ; ou bien faites faire une pause au robot avant de continuer d’avancer, pour préserver un peu les moteurs des roues.
Il est toutefois possible que rien de cela ne fonctionne… plutôt que de passer trop de temps à essayer de faire un carré parfait, passez donc à l’étape suivante. Gardez en tête que Thymio reste un artiste un peu maladroit !

Robotique et arts plastique

Une fois que le public maîtrise bien les bases, il est temps de réaliser un dessin plus complexe. Vous pouvez raccrocher l’atelier aux œuvres cubistes (montrer des œuvres pour inspiration) et exploiter la contrainte géométrique des robots. Le fait qu’ils ne parviennent pas forcément à réaliser des angles précis peut également être une contrainte créative.
Vous pouvez ainsi faire expérimenter au public le lien très fort entre créativité et contraintes.

Une autre approche possible et celle du pixel art : essayez de reproduire des personnages de jeux vidéo en pixel art, par exemple le creeper de Minecraft

ou un Space Invader

Toute la difficulté viendra du fait que le robot ne peut pas lever le feutre : une contrainte de plus.
« Mais du coup mon creeper, on a qu’à dire qu’il porte des lunettes ! »
« Et qu’il a une moustache ! »

Voilà pour cet atelier de robotique avec les Thymios. De notre côté, ça a plutôt bien marché avec 10 enfants pour 5 robots. Les gosses étaient à fond et très impliqués. Les plus jeunes (7, 8 ans) ont un peu de mal à passer du code au robot et sont plus volontiers spectateurs fascinés, ce qui reste tout de même une chouette entrée en matière.
Vu les thèmes abordés ici, il est possible de mener ce type d’atelier avec des professeurs de math ou d’art plastiques… la difficulté à gérer va plutôt se situer du côté de la gestion du nombre : une classe de 30 pour 5 Thymios, ça fait beaucoup, et il faudra trouver un truc pour fractionner un peu la classe.

Et sinon, joyeuses fêtes à tou.te.s !

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