Valeur scientifique

Les fondations scientifiques de notre projet

Notre but est de fournir des outils d'enseignements accessibles et efficaces. Pour cela, nous suivons la méthode scientifique, et, chaque fois que possible, prenons nos décision de conception sur la base de données empiriques solides. Nous tirons profit de la nature logiciel libre de notre projet pour intégrer étroitement recherche, développement, déploiement et évaluation. Comparé à un projet traditionnel de transfert technologique en une fois vers un produit fermé, notre approche fournit un produit moins cher et meilleur, ce qui utilise optimalement le financement public. La recherche sous-jacente à notre projet se fait dans deux domaine : l'éducation et le technologie.

Recherche en éducation

Du côté éducation, nous suivons deux lignes de recherche :

  • Nous cherchons à comprendre comment utiliser au mieux les robots éducatifs pour enseigner les sciences, la technologie, l'ingénierie et les mathématiques ainsi que la pensée computationnelle. Nous travaillons sur des questions générales [1, 2, 13, 19], et un particuliers sur des concepts centraux de l'informatique [3, 8, 12]. Notre but est d'améliorer l'éducation de base en ces domaines. En plus de la validation empirique de l'apprentissage, notre recherche s'intéresse aux aspect de design d'interaction [4, 9, 7].
  • Nous cherchons à comprendre la perception et l'acceptation par les enfants et les enseignants des robots comme outils d'apprentissage [6, 11, 13], pour s'assurer que notre travail de recherche amène à des contributions dans la pratique.

Recherche en technologie

Du côté technologique, notre projet est construit sur Aseba, un logiciel permettant à des novices de programmer des robots facilement et efficacement. Notre travail sur Aseba se fait dans différents contextes :

  • Dans un robot multi-micro-contrôleurs, Aseba permet d'exploiter la puissance de calcul périphérique des micro-contrôleurs, et fournit une modularité matérielle, une faible latence entre la perception et l'action, ainsi qu'un usage économique de la bande passante du bus du robot [14, 16, 15]. Nous avons exploré comment faire cela de façon ergonomique et comment intégrer des langages de haut niveau [17] et des systèmes de développement logiciel pour robots mobiles, comme ROS.
  • En robotique collective, Aseba améliore l'efficacité du processus de développement en permettant d'éditer concurrentiellement le programme des robots et en permettant de débugger en parallèle sur tous les robots [18]. Nous avons proposé une façon de faire cela en transparence, sans fil, et à faible coût [10].
Bibliography
1. A review: Can robots reshape K-12 STEM education?. Ehsan Karim, Séverin Lemaignan and Francesco Mondada. In 2015 IEEE International Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO 2015), Lyon, France, July 2015.
2. IniRobot : a pedagogical kit to initiate children to concepts of robotics and computer science. Dider Roy, Pierre-Yves Oudeyer, Stéphane Magnenat, Fanny Riedo, Gordana Gerber, Morgane Chevalier, Francesco Mondada. In 6th International Conference on Robotics in Education (RiE), Yverdon les Bains, Switzerland, May 20-22, 2015.
3. Enhancing Robot Programming With Visual Feedback and Augmented Reality. Stéphane Magnenat, Morderchai Ben-Ari, Severin Klinger, and Robert W. Sumner. In 20th Annual Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE), ACM Press, pages 153–158, Vilnius, July 6-8, 2015, DOI: 10.1145/2729094.2742585. Additional material.
4. Thymio: a holistic approach to designing accessible educational robots. Fanny Riedo, Francesco Mondada and Pierre Dillenbourg (Dirs.). EPFL Thesis, n° 6557, 2015.
5. Can robots in classroom attract more women to Engineering? G. Venture, IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 21, no. 4, pages 130–131, 2014, 10.1109/MRA.2014.2360623.
6. A sociological contribution to understanding the use of robots in schools: the Thymio robot. Sabine Kradolfer, Simon Dubois, Fanny Riedo, Francesco Mondada and Farinaz Fassa. In Fifth International Conference on Social Robotics, Springer, Lecture Notes in Computer Science 8755, pages 217–228, Sydney, October 27–29, 2014, 10.1007/978-3-319-11973-1_22.
7. Visual Programming Language for Thymio II Robot. Jiwon Shin, Roland Siegwart, and Stéphane Magnenat. In Interaction Design and Children (IDC), Aarhus, Denmark, June 17–20, 2014. Additional material.
8. Teaching a Core CS Concept through Robotics. Stéphane Magnenat, Jiwon Shin, Fanny Riedo, Roland Siegwart, and Morderchai Ben-Ari. In 19th Annual Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE), ACM Press, pages 315–320, Uppsala, Sweden, June 23–25, 2014, DOI: 10.1145/2591708.2591714.
9. Thymio II, a Robot That Grows Wiser with Children. Fanny Riedo, Morgane Chevalier, Stéphane Magnenat, and Francesco Mondada. In IEEE Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO), IEEE Press, pages 187–193, Tokyo, Japan, November 7–9, 2013, DOI: 10.1109/ARSO.2013.6705527.
10. Seamless Multi-Robot Programming for the People: ASEBA and the Wireless Thymio II Robot. Philippe Rétornaz, Fanny Riedo, Stéphane Magnenat, Florian Vaussard, Michael Bonani, and Francesco Mondada. In IEEE International Conference on Information and Automation (ICIA), IEEE Press, pages 337–343, Yinchuan, China, August 26–28, 2013, DOI: 10.1109/ICInfA.2013.6720320.
11. Involving and training public school teachers in using robotics for education. Fanny Riedo, Mariza Freire, Michael Bonani, Francesco Mondada. In IEEE International Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO), IEEE Press, pages 19–23, Munich, Germany, May 21–23, 2012, DOI: 10.1109/ARSO.2012.6213392.
12. A Programming Workshop using the Robot "Thymio II": The Effect on the Understanding by Children. Stéphane Magnenat, Fanny Riedo, Michael Bonani, and Francesco Mondada. In IEEE International Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO), IEEE Press, pages 24–29, Munich, Germany, May 21–23, 2012, DOI: 10.1109/ARSO.2012.6213393.
13. A two years informal learning experience using the Thymio robot. Fanny Riedo, Philippe Rétornaz, Luc Bergeron, Nathalie Nyffeler and Francesco Mondada. In 6th International Symposium on Autonomous Minirobots for Research and Edutainment, pages 37–48, Bielefeld, Germany, May 23–25, 2011, DOI: 10.1007/978-3-642-27482-4_7.
14. ASEBA: A Modular Architecture for Event-Based Control of Complex Robots. Stéphane Magnenat, Philippe Rétornaz, Michael Bonani, Valentin Longchamp, and Francesco Mondada. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 16, issue 2, pages 321–329, April, 2011, DOI: 10.1109/TMECH.2010.2042722.
15. The MarXbot, a Miniature Mobile Robot Opening new Perspectives for the Collective-robotic Research. Michael Bonani, Valentin Longchamp, Stéphane Magnenat, Philippe Rétornaz, Daniel Burnier, Gilles Roulet, Florian Vaussard, Hannes Bleuler, and Francesco Mondada. In IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), IEEE Press, pages 4187–4193, Taipei, Taiwan, October 18–22, 2010, DOI: 10.1109/IROS.2010.5649153.
16. The Hand-bot, a Robot Design for Simultaneous Climbing and Manipulation. Michael Bonani, Stéphane Magnenat, Philippe Rétornaz, Francesco Mondada. In Proceedings of the Second International Conference on Intelligent Robotics and Applications (ICIRA), Lecture Notes in Computer Science Volume 5928, Springer Verlag, pages 11–22, Singapore, December 16–18, 2009, DOI: 10.1007/978-3-642-10817-4_2.
17. Aseba Meets D-Bus: From the Depths of a Low-Level Event-Based Architecture into the Middleware Realm. Stéphane Magnenat and Francesco Mondada. In IEEE TC-Soft Workshop on Event-based Systems in Robotics (EBS-RO), St. Louis, MO, USA, October 15, 2009.
18. Scripting the swarm: event-based control of microcontroller-based robots. Stéphane Magnenat, Philippe Rétornaz, Basilio Noris, and Francesco Mondada. In International Conference on Simulation, Modeling, and Programming for Autonomous Robots (SIMPAR), Workshop Proceedings, ISBN: 978-88-95872-01-8, Venice, Italy, November 3–7, 2008.
19. Aseba-Challenge: An Open-Source Multiplayer Introduction to Mobile Robots Programming. Stéphane Magnenat, Basilio Noris, and Francesco Mondada. In Second International Conference on Fun and Games, Lecture Notes in Computer Science Volume 5294, Springer Verlag, pages 65–74, Eindhoven, The Netherland, October 20–21, 2008, DOI: 10.1007/978-3-540-88322-7.
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