O que faz de algo um robô?

Separe os robôs das máquinas comuns e mapeie como um robô percebe, pensa e age.

60 a 75 minutos

Ideias principais

O que é um robô de verdade

As pessoas chamam todo tipo de coisa de robô, mas um robô de verdade tem três capacidades: consegue perceber o mundo, decidir o que fazer e agir, e faz tudo isso sozinho seguindo um programa.

Máquinas x robôs

Todo robô é uma máquina, mas nem toda máquina é um robô. Um grampeador e uma bicicleta são máquinas: fazem um trabalho, mas quem toma todas as decisões é uma pessoa.

Entradas, processamento e saídas

Os robôs trabalham em ciclo: entrada, depois processamento, depois saída. Primeiro um sensor dá uma entrada (por exemplo, "a parede está perto"). Depois o controlador faz o processamento (decide "preciso parar"). Em seguida um atuador produz a saída (as rodas param).

As três partes principais: controlador, sensores e atuadores

Um robô tem um controlador (o cérebro dele), um ou mais sensores (com que percebe) e um ou mais atuadores (com que age).

Um programa deixa tudo repetível

Um programa é a lista de instruções que o controlador segue. Como o robô segue um programa, ele consegue fazer o mesmo trabalho de novo e de novo sem que ninguém guie cada passo.

Autônomo x controle remoto

Um sistema autônomo executa o próprio programa e usa os sensores para decidir, sem ninguém pilotando. Um sistema por controle remoto faz exatamente o que uma pessoa manda, a cada instante.

Robôs e máquinas por todo lado

Aplique o teste de perceber, decidir e agir nas coisas que você vê todo dia. Algumas são robôs de verdade, outras são só máquinas e outras ficam no meio do caminho.

Palavras para conhecer

Robô:: Uma máquina capaz de perceber o que está à sua volta, decidir o que fazer e agir sozinha seguindo um programa.
Máquina:: Uma ferramenta que faz um trabalho, como uma bicicleta ou um grampeador. Uma máquina só é um robô se conseguir perceber e decidir sozinha.
Entrada:: A informação que o robô recebe do mundo, quase sempre por meio de um sensor.
Processamento:: A etapa de "pensar", em que o controlador usa as entradas para decidir o que fazer.
Saída:: A ação que o robô realiza, como girar uma roda ou acender uma luz.
Controlador:: O "cérebro" do robô: o pequeno computador que executa o programa e toma as decisões.
Sensor:: Uma peça que mede alguma coisa do mundo, como distância, luz ou toque.
Atuador:: Uma peça que faz algo se mover ou acontecer, como um motor, uma roda ou uma campainha.
Programa:: Um conjunto de instruções que o controlador segue para fazer um trabalho sempre do mesmo jeito.
Autônomo:: Que age por conta própria, usando sensores e um programa, sem ninguém pilotando.
Por controle remoto:: Pilotado por uma pessoa em tempo real, por exemplo com um joystick ou um aplicativo.

A sua atividade

Investigação: é robô ou não?

Objetivo: Classificar aparelhos reais como robô, máquina ou meio-termo, e defender cada escolha com o teste de perceber, decidir e agir.

Olhe cada aparelho e faça três perguntas: ele consegue perceber alguma coisa? Consegue decidir sozinho? Consegue agir? Um robô de verdade consegue fazer as três coisas sozinho.
Coloque cada aparelho numa linha que vai de "só uma máquina" até "robô completo" e escreva um motivo para o lugar onde você o colocou.

Escreva o que aconteceu:

Mapa do Sistema Robótico

Objetivo: Representar um aparelho real como sistema robótico: rotular suas entradas, seu processamento, suas saídas, seu controlador, seus sensores e seus atuadores.

Escolha um aparelho que perceba e decida. Na folha do mapa, desenhe setas para o ciclo de entrada, processamento e saída.
Depois rotule as três partes: qual peça é o controlador, quais são os sensores e quais são os atuadores.

Escreva o que aconteceu:

Desafio de projeto: Robô Útil

Objetivo: Inventar um robô que faça um trabalho útil e desenhá-lo com as entradas, o processamento e as saídas rotulados.

Pense num problema pequeno e real, em casa ou na escola, com o qual um robô poderia ajudar.
Desenhe seu robô e rotule pelo menos um sensor (entrada), a decisão que ele toma (processamento) e pelo menos um atuador (saída).

Escreva o que aconteceu:

Preveja

Escreva o seu palpite antes de testar.

Antes da investigação: qual dos seus aparelhos você acha que é "o mais robô", e por quê?

Verificação de aprendizagem

Responda cada pergunta. Nas de múltipla escolha, circule a melhor resposta.

Decida que tipo de sistema é este.
Um carrinho de brinquedo anda para a frente quando você aperta um botão no controle e vira quando você mexe uma alavanca. Ele nunca muda o que faz por conta própria.
- A.Um robô autônomo
- B.Uma máquina por controle remoto
- C.Não é máquina nenhuma
- D.Uma máquina com sensor de distância
Quais destes são atuadores? Marque todos que valem.
- (Circle all that apply.)
- A.Um motor que gira uma roda
- B.Um sensor de distância
- C.Uma campainha que faz som
- D.Uma luz que o robô acende
O que faz de algo um robô, e não apenas uma máquina?
- A.Ser feito de metal
- B.Conseguir perceber, decidir e agir sozinho
- C.Ter um botão de liga e desliga
- D.Ser caro
No ciclo de entrada, processamento e saída, qual é a etapa do "processamento"?
- A.O robô mede o mundo com um sensor
- B.O robô gira uma roda ou acende uma luz
- C.O controlador decide o que fazer com a entrada
- D.O robô carrega a bateria
Qual parte de um robô é o atuador?
- A.O motor que gira a roda
- B.O sensor de distância
- C.A placa do controlador
- D.A bateria
Um robô aspirador limpa um cômodo sozinho, sem ninguém pilotando. Este é um exemplo de um sistema:
- A.Por controle remoto
- B.Autônomo
- C.Que não é robô
- D.Quebrado
Por que um robô precisa de um programa?
- A.Para parecer mais moderno
- B.Para conseguir fazer um trabalho sempre igual e sozinho, de novo e de novo
- C.Para conseguir ser mais pesado
- D.Para não precisar de sensores

Refletir

Que trabalho você confiaria a um robô? Que trabalho ainda deveria ser feito por uma pessoa? Explique.

Pense num robô que você já viu. O que ele percebe, o que ele decide e o que ele faz?

Que trabalho você mais gostaria que um robô útil fizesse por você, e de que sensor ele precisaria?