Objetivos

Tempo Estimado: (10 - 15 minutos)

Objetivo Principal 1: Introduzir os alunos ao conceito de Robótica de Serviço, destacando sua aplicabilidade em diferentes campos e a necessidade de robôs que realizem tarefas rotineiras, repetitivas, perigosas, complexas ou entediantes para os seres humanos.

Objetivo Principal 2: Explicar as habilidades e competências necessárias para dominar o tema de Robótica de Serviço, incluindo conhecimento básico de robótica, programação e codificação, inteligência artificial, mecatrônica, sensores e atuadores, visão por computador, manipulação de objetos, navegação e mapeamento.

Objetivo Principal 3: Destacar a importância de entender as implicações éticas e sociais da Robótica de Serviço, bem como a necessidade de comunicação interdisciplinar no campo.

Objetivo Secundário 1: Fazer os alunos entenderem que a Robótica de Serviço não é apenas sobre a construção de robôs, mas também sobre a concepção, execução e aplicação de robôs em diferentes cenários.

Objetivo Secundário 2: Ressaltar que o domínio de várias habilidades e competências permitirá aos alunos enfrentar a complexidade e os desafios associados à Robótica de Serviço, permitindo-lhes não só entender como os robôs de serviço operam, mas também como podem ser aprimorados, adaptados e aplicados a novas situações e ambientes.

Objetivo Secundário 3: Incentivar os alunos a considerar como podem aplicar o que aprenderam para melhorar a sociedade e o mundo ao redor deles.

Introdução

Tempo Estimado: (15 - 20 minutos)

Para começar a aula, o professor deve recapitular brevemente o conteúdo da aula anterior, focando na "Robótica Colaborativa". O objetivo é relembrar os princípios fundamentais da robótica e como os robôs são usados para trabalhar em conjunto com os humanos para melhorar a eficiência e a segurança.

Em seguida, o professor deve apresentar duas situações-problema que servirão como ponto de partida para a introdução do tópico de Robótica de Serviço. Exemplos de situações-problema podem incluir: "Como um robô pode ajudar a realizar tarefas repetitivas e entediantes em um ambiente de fábrica?" ou "Como um robô pode ser programado para realizar tarefas perigosas, como desarmar bombas ou trabalhar em condições perigosas?"

Para contextualizar a importância do assunto, o professor pode citar exemplos reais de como a Robótica de Serviço está sendo usada em diversos campos, como na saúde para realizar cirurgias precisas, na agricultura para colher e plantar de maneira eficiente, no transporte para melhorar a segurança e a eficiência dos veículos autônomos, e na segurança para monitorar e responder a situações de emergência.

Para introduzir o tópico e ganhar a atenção dos alunos, o professor pode compartilhar duas curiosidades ou histórias relacionadas à Robótica de Serviço. Por exemplo, podem ser compartilhadas histórias sobre como a NASA está usando robôs de serviço para explorar Marte, ou como robôs de serviço estão sendo usados para ajudar no combate à pandemia de COVID-19. Além disso, o professor pode compartilhar curiosidades sobre a história e a evolução da Robótica de Serviço, destacando o quão rápido o campo está avançando e as incríveis possibilidades que o futuro pode trazer.

Desenvolvimento

Tempo Estimado: (60 - 70 minutos)

• Revisão de Conhecimentos Anteriores (10 - 15 minutos): O professor deve começar a sessão de desenvolvimento revisando o que foi aprendido nas aulas anteriores. Isso inclui os fundamentos da robótica, conceitos básicos de programação, e uma introdução à inteligência artificial e sensores. O professor também deve revisar os princípios da mecatrônica e como ela se aplica à robótica.

• Teoria: Robótica de Serviço (20 - 25 minutos): A próxima parte da aula deve ser dedicada à explicação da teoria da Robótica de Serviço. O professor deve explicar detalhadamente os conceitos de robótica de serviço, como eles são aplicados e em que campos eles são mais utilizados. O professor deve abordar temas como visão por computador, manipulação de objetos e navegação e mapeamento. Além disso, a importância da ética e responsabilidade social no campo da robótica de serviço deve ser discutida.

• Atividades Práticas (30 - 35 minutos):

  • Atividade 1: Programação de Robôs de Serviço: Os alunos devem ser divididos em grupos e cada grupo deve receber um kit de robótica básico. O objetivo da atividade é programar o robô para realizar uma tarefa simples, como mover-se de um ponto a outro ou pegar um objeto. Isso ajudará os alunos a entenderem o funcionamento dos sensores e atuadores, além de aplicarem seus conhecimentos de programação e mecatrônica.

  • Atividade 2: Discussão sobre Ética e Responsabilidade Social: Em uma discussão em grupo, os alunos devem considerar um cenário hipotético onde os robôs de serviço são amplamente utilizados em uma determinada indústria. Eles devem discutir os possíveis impactos sociais, econômicos, éticos e legais dessa situação. Isso ajudará os alunos a entenderem a importância da ética e responsabilidade social na robótica de serviço.

Materiais Necessários:

• Kits de robótica básicos para a Atividade 1.
• Computadores com software de programação instalado para a Atividade 1.
• Material de escrita para a Atividade 2.

Retorno

Tempo Estimado: (15 - 20 minutos)

O retorno é uma parte crucial da aula, pois permite ao professor avaliar o quão efetiva foi a aula e quais conceitos precisam ser reforçados em aulas futuras.

• Revisão de Atividades (5 - 10 minutos): O professor deve começar revendo as atividades que foram realizadas durante a aula. Para a atividade de programação, os alunos devem ser convidados a compartilhar como programaram seus robôs para realizar a tarefa designada e quais desafios enfrentaram. Para a atividade de discussão, alguns grupos devem ser selecionados para compartilhar suas principais conclusões. O professor deve ligar essas atividades de volta à teoria discutida durante a aula, destacando como os conceitos teóricos foram aplicados na prática.

• Avaliação do Aprendizado (5 - 10 minutos): O professor deve então pedir aos alunos que escrevam em um papel, em um minuto, as respostas para as seguintes perguntas:

  1. Qual foi o conceito mais importante aprendido hoje?
  2. Quais questões ainda não foram respondidas? Este rápido exercício de reflexão permitirá ao professor ter uma visão rápida do que os alunos tiraram da aula e quais áreas podem precisar de reforço adicional.

• Tarefa de Casa (5 - 10 minutos): Para consolidar o aprendizado, o professor deve propor uma lista de exercícios relacionados ao tópico apresentado em sala de aula para os alunos resolverem em casa. Os exercícios podem incluir problemas de programação mais complexos, perguntas teóricas sobre os conceitos de robótica de serviço e questões reflexivas sobre os impactos éticos e sociais da robótica de serviço. O professor deve garantir que os exercícios abranjam uma ampla gama de habilidades e competências e que desafiem os alunos a aplicar o que aprenderam em novos contextos.

Conclusão

Tempo Estimado: (10 - 15 minutos)

Para concluir a aula, o professor deve resumir e recapitular os principais pontos abordados durante a aula para reforçar o aprendizado. Deverá ser ressaltada a importância da Robótica de Serviço e a necessidade de dominar uma variedade de habilidades e competências para ser bem-sucedido nesse campo, incluindo o conhecimento básico de robótica, programação e codificação, inteligência artificial, mecatrônica, sensores e atuadores, visão por computador, manipulação de objetos, navegação e mapeamento, ética e responsabilidade social, e comunicação interdisciplinar.

Deve-se também ressaltar como a aula conectou a teoria, a prática e as aplicações da Robótica de Serviço. Por exemplo, o professor pode destacar como a teoria da robótica de serviço foi aplicada durante as atividades práticas, e como essas atividades práticas refletem as aplicações reais da Robótica de Serviço nos campos da saúde, agricultura, transporte, segurança e construção.

Ao sugerir materiais extras para complementar o entendimento dos alunos, o professor pode indicar vídeos, artigos, livros e websites que aprofundam os tópicos e conceitos apresentados durante a aula. Além disso, pode-se indicar tutoriais e exercícios de programação que permitam aos alunos praticar e aprimorar suas habilidades de codificação.

Por fim, na conclusão, o professor deve relacionar a importância do assunto apresentado para o dia a dia, tendo em vista suas aplicações. Deve-se destacar como a Robótica de Serviço tem o potencial para revolucionar muitos aspectos da vida cotidiana, tornando tarefas rotineiras, repetitivas, perigosas, complexas ou entediantes mais seguras, eficientes e precisas. Isso pode ajudar a motivar os alunos a continuar aprendendo e explorando o campo da Robótica de Serviço.