Des étudiants portugais gagnent un voyage à la NASA grâce à leur projet de fin d’année

Posted 07/17/2020 by Marthe Pariset

Comment ? En gagnant le 1er prix au concours scientifique national lancé par l’Université de Lisbonne grâce à leur fauteuil roulant contrôlé par les mouvements de la tête. Appelé «Telepathy Physics», il utilise des capteurs de mouvement connectés au véhicule TI-InnovatorTM Rover.

Leur professeur, Alexandre Gomes, s’est félicité du double bénéfice de ce projet : «Les élèves étaient particulièrement motivés à l’idée d’aider leurs camarades handicapés», explique le professeur Alexandre Gomes. «En même temps, travailler sur la résolution d’un problème du “monde réel” a participer à accroitre leur intérêt profond pour les mathématiques ».


Un projet extra-scolaire, sur temps personneln
C’est chaque année qu’Alexandre Gomes, - professeur de physique-chimie par ailleurs membre du réseau T3 Europe -, initie et conduit avec ses élèves de dernière année à l’Oliveira Júnior school à São João da Madeira un projet extra-scolaire dédié aux STEM.

« Chaque projet démarre par une session de brainstorming avec les élèves, pour partager les idées. Ce groupe a décidé d’imaginer des solutions pour aider les élèves handicapés de leur école.
Une fois focalisés sur la solution du fauteur roulant, l’idée que le projet puisse avoir une résonnance plus large dans la société les a encore plus motivés. Les étudiants ont travaillé sur leur temps personnel, en même temps qu’ils préparaient leurs examens de fin d’étude.

Dans la mesure où ils n’avaient jamais eu d’expérience en programmation, il a fallu commencer par leur apprendre à coder. Au total, nous avons passé 1 à 2h par semaine pendant 12 semaines à travailler sur le projet au sein de l’école, un temps auquel les élèves ont ajouté leur temps personnel. ».


Un véhicule robotisé contrôlé par des algorithmes
En parallèle de leur apprentissage du code, les étudiants ont réalisé des recherches sur les solutions existantes pour contrôler un fauteuil roulant électrique. « Ils se sont concentrés sur les situations où les personnes ne pouvaient bouger que la tête », déclare Alexandre.

« Certaines des options identifiées, comme par exemple utiliser des objets que la personne porterait dans sa bouche, un casque ou le mouvement des yeux, présentaient des inconvénients. C’est ainsi que la solution de piloter le fauteuil roulant électrique par les mouvements de la tête s’est révélé être la meilleure option. Par la suite, ils avaient à développer le code pour contrôler le véhicule robotisé, ce qui était de fait le cœur du projet.

Les étudiants ont utilisé l'écosystème TI-Nspire CXTM II et ont programmé en TI-Basic. Ils appréhendaient la difficulté, mais ont finalement mis en place le projet en un rien de temps avec des résultats vraiment impressionnants. »


Les mouvements de la tête sont très intuitifs
Pour réaliser le projet, les étudiants ont fixé deux capteurs de mouvement à une chaise de bureau et ont réussi à traduire les signaux reçus par les capteurs, ensuite reproduits par le véhicule robotisé TI-Innovator™ Rover.

« Dans la vidéo, vous pouvez voir que nous testons cela avec le TI-Innovator™ Rover connecté par des câbles », explique Alexandre. « Ainsi, contrôler le Rover™, c'est comme contrôler un moteur de fauteuil roulant. Nous nous sommes rendu compte que les mouvements de tête sont très intuitifs, on peut s’en servir comme d’un joystick. Si la personne en fauteuil roulant veut aller vers la droite, elle devra bouger la tête vers la droite. »

La science et la technologie au service d’un monde meilleur
Au total, ce sont 51 projets en science et ingénierie qui se sont portés candidats à l’édition 2019 du FCT NOVA Challenge, le seul concours porté par un établissement supérieur public au Portugal. Alexandre est particulièrement fier de la victoire de son équipe OJ=mC2 en juin dernier. Bien que remis à l’année prochaine à cause de la crise du COVID-19, le voyage vers les USA aura bien lieu.

Et malgré tout, le plus important est que ce concours aura permis aux élèves de comprendre que l’alliance de la science et de la technologie peut fabriquer un monde meilleur.

« Développer une solution pour leurs camarades handicapés a mis l’apprentissage dans un contexte. Nous avons planté une graine et qui sait ce que ces étudiants développeront dans 5 ou 10 ans lorsqu’ils seront diplômés de l’université ? Je voudrais intégrer ce type de projet STEM au sein du programme scolaire, mais cela demeure un objectif à long-terme pour nous. »

Aller plus loin
Est-ce qu’Alexandre a des astuces à partager avec ses collègues enseignants ? « Notre école est d’une certaine manière privilégiée, dans la mesure où nous sommes bien équipés avec la technologie TI. En même temps, il est nécessaire d’avoir des professeurs engagés, qui ont le savoir et la volonté de faire avancer des projets STEM. Si vous pouvez, également, participez à des concours !

Les concours motivent l’école, les enseignants, et les élèves à innover, monter des projets comme celui-ci et faire un effort supplémentaire. J’ai vu mes étudiants se développer et gagner en confiance en eux au cours de ce projet. Et aider les élèves à grandir, c’est exactement la raison pour laquelle je me lève chaque matin ! ».

Liens:

(en portugais) Présentation du projet .