Enseignement de la robotique à distance : défis et solutions

L’enseignement des filières technologiques telles que la robotique ou la programmation peut constituer un défi pour les apprenants, surtout quand la formation se déroule à distance, mais chaque problème sa solution. Tel est aussi le cas quand l’enfant est scolarisé à domicile. L’apprentissage en ligne est en vogue et attire de plus en plus de jeunes. En revanche, on ne peut ignorer les obstacles inhérents..

Vu les opportunités de carrière générées par la maîtrise de la programmation et l’intégration de la robotique dans pratiquement tous les secteurs d’activité, ceux qui se privent d’une formation dans ces domaines risquent d’être désavantagés quand ils entreront sur le marché de l’emploi. C’est pourquoi nous abordons dans ce dossier les défis et les possibles solutions concernant l’enseignement de la robotique à distance.

Que faut-il apprendre en robotique ?

Permettant la HRI naturelle, (interaction homme-robot) et aussi l’interaction des robots avec leur environnement et entre robots, les systèmes robotiques sont produits à partir de la combinaison de logiciels et de matériel. Aussi, mise à part l’informatique, ce domaine aux multiples facettes qu’est la robotique englobe l’ingénierie, les mathématiques et la physique. Les personnes qui souhaitent apprendre la robotique ont donc besoin de connaissances en systèmes et applications robotiques, en matériel et en logiciels.

On entend par matériel robotique, les actionneurs, les capteurs, et tout ce qui est moteurs, batteries, fils et cadres… Quant aux logiciels robotiques, ils sont constitués de programmes et d’algorithmes servant à contrôler le comportement et plus globalement, les fonctionnalités des systèmes robotisés.

Les défis majeurs de l’enseignement à distance de la robotique à connaître

En dehors des difficultés techniques en lien avec la connexion internet par exemple, qui peuvent rendre le processus d’apprentissage fastidieux, la formation en robotique à distance présente quelques défis. À savoir :

Le besoin d’acquérir de l’expérience via des projets pratiques

La robotique combine ingénierie, technologie et résolution de problèmes et cela fait de cette discipline une plateforme stimulante pour les apprenants lorsqu’on les permet de s’engager dans l’apprentissage pratique. La formation à distance consiste pour la plupart en un programme poussé pour les faire accéder à toutes les compétences recherchées par les entreprises. Mais la formation digitale en automatisation confronte les apprenants à certains défis.

Déjà, pour maîtriser la robotisation, ils ont besoin de mettre en pratique les idées théoriques à travers des projets et des activités de codage. Mais généralement, acquérir de l’expérience via de nombreuses pratiques, cela se fait idéalement dans le monde réel.

Ce qui signifie que dans une formation à distance, l’enseignement en robotique en particulier, doit faire la part belle aux cas pratiques à effectuer dans des laboratoires, entre autres. C’est le meilleur moyen de concrétiser les acquis théoriques.

Un autre des défis de l’enseignement à distance de la robotique : le manque d’interaction avec les pairs et les formateurs

Un obstacle de la formation en automatisation industrielle porte également sur l’utilité de différentes formes d’interaction durant l’apprentissage. D’un côté, entre élèves et de l’autre entre apprenants et instructeurs. Un apprentissage de la robotique réussi n’admet pas que les enseignants se cantonnent à l’enregistrement des cours et leur mise en ligne. D’abord, parce que l’interaction apprenant-enseignant permet vise à apporter toute l’aide dont l’apprenant a besoin pour comprendre les notions au programme.

L’enseignant identifie ainsi ses difficultés et stimule son esprit critique. La formation en robotique à distance exige que les deux parties soient parfaitement à l’aise avec les outils de communications et l’environnement technologique en vue de bien interagir. D’ailleurs, des études ont permis de reconnaître que l’interaction sociale impacte positivement la motivation et optimise l’apprentissage. Le sentiment de connexion avec les pairs favorise aussi la performance.

Les élèves ont-ils vraiment compris ? Un autre défi de la formation en robotique à distance

L’enseignement de la robotique à distance avec ROS implique d’évaluer les résultats d’apprentissage. C’est un moyen de garantir que les apprenants ont bien atteint les objectifs   souhaités. Pour suivre les progrès des participants durant le programme de formation, soit on fait usage des techniques d’évaluation formative (devoirs, quiz, des projets de groupe). Soit, on recourt aux évaluations sommatives (projets finaux, examens) à la fin du cours.

Solutions pour relever les défis de la formation en robotique à distance

Pour surmonter les défis présentés par la formation de la robotique à distance et couvrir tous les fondamentaux liés à la robotique, voici les recommandations :

Créer des opportunités d’interaction

L’absence des camarades de cours et des professeurs à leurs côtés pour discuter d’un sujet peut causer des frustrations chez les apprenants en robotique. Mais il y a une solution à ce problème : organiser des groupes, des webinaires et des forums afin que les participants puissent parler d’un sujet ou recueillir certaines informations.

Il est même possible de programmer des sessions en face à face. Et heureusement, différents outils sont maintenant mis à disposition pour les formations en ligne afin de rendre les interactions entre apprenants ou entre apprenants et professeurs plus efficaces, que ce soit pour collaborer, débattre, ou s’entraider.

Réaliser des cas d’utilisation réels

L’autre approche efficace pour surmonter les défis d’une formation en robotique à distance consiste aussi à créer des projets pratiques. De cette manière, les apprenants travaillent avec éléments matériels et logiciels réels. Ils peuvent fabriquer leurs propres systèmes robotiques. Toutefois, il n’est pas impossible de recourir aux simulations des environnements virtuels. 

C’est ce que permet par exemple l’utilisation de l’environnement de programmation graphique basé sur MATLAB Simulink. À destination des systèmes dynamiques multidomaines, son utilisation s’applique à leur modélisation, à leur simulation et à leur analyse. Les apprenants peuvent aussi créer un robot virtuel à programmer via ROS. Cela permet de relever les défis de l’enseignement des concepts et techniques de la robotique plus avancés (contrôle du robot, planification de chemin…)

Établir un partenariat entre professionnels de la robotique et écoles

Les différents acteurs de la robotique (équipementiers de robots, intégrateurs, utilisateurs de robots et la chaîne d’approvisionnement de l’automatisation) doivent s’engager auprès des écoles et des administrateurs scolaires. Les visites, les descentes dans les écoles et l’organisation de journées portes ouvertes, sont d’excellentes initiatives pour susciter la passion des robots chez les jeunes.

Il est essentiel de fournir un soutien et des feedbacks aux apprenants, de concevoir des activités d’apprentissage engageantes en veillant à une sélection méticuleuse des composants matériels et logiciels. Les expériences d’apprentissage se doivent d’être efficaces pour préparer les jeunes à des carrières dans des domaines STEM et dans la robotique.

Sur le même principe, des organisations de robotique et des organismes de formation proposent des programmes de mentorat. Quand on fait face à certains défis, se trouver un mentor est un moyen d’enrichir son parcours de formation de la robotique à distance. C’est d’autant plus vrai que seule une approche bien équilibrée permet de façonner efficacement la prochaine génération de techniciens en robotique.

L’apprentissage mixte : le moyen ultime de surmonter les défis d’une formation en robotique à distance

La VILT, formation virtuelle dirigée par un instructeur ou Virtual Instructor Led Training, a aussi sa place dans le système de formation à distance en robotique. Dans cette approche, la formation avec instructeur ou ILT reste tout aussi valable. 

Presque unanimement, les enseignants s’accordent à dire que les avantages du cours en présentiel prennent le dessus sur le côté pratique en comparaison avec les formations en ligne. Spécialement, pour l’acquisition des compétences techniques, qui demande des expériences pratiques et dans le monde réel. Il apparaît ainsi que la formation hybride et l’apprentissage mixte sont le meilleur choix d’enseignement de la robotique.

Suivre un cours sur ROS en ligne

Il y a de nombreux collèges qui proposent aussi des cours sur ROS en ligne (pour Robot Operating System) afin de permettre aux apprenants de se familiariser avec le logiciel et d’avoir des réponses à leurs questions. L’étude du système d’exploitation des robots peut s’effectuer par ce biais afin de personnaliser les projets. Pour construire des robots, le ROS s’avère être le système logiciel le plus utilisé.

La programmation des inventions peut aussi se faire à travers le ROS pour ceux qui veulent concevoir des systèmes automatisés complexes sans recourir à un kit et qui n’ont pas de guide. Cela demande toutefois d’apprendre à l’utiliser. Après tout, il s’agit d’une plateforme open source qui recèle d’innombrables ressources et documentations et qui a une énorme communauté.

Le soutien et les commentaires aident à relever les défis de la formation robotique à distance

Les formateurs doivent fournir un soutien aux apprenants, lesquels ont aussi besoin de commentaires pour réussir. En vue de les aider à relever les défis de la formation en ligne, les collèges ou établissements d’enseignement peuvent engager des professionnels experts pour leur prodiguer des conseils. En provenance des universités ou des industries travaillant dans la technologie, ces derniers peuvent offrir un soutien technique.

Un établissement dispensant une formation robotique à distance doit donner aux élèves un accès à des ressources en ligne et des didacticiels. Fixer des séances d’assistance en ligne ou des heures de bureau peut s’avérer utile comme le fait de fournir un feedback constant concernant leurs progrès.

Les participants doutant de leurs performances ont en le plus besoin. Le feedback prendra la forme d’évaluations formatives ou de simple rétroaction verbale à propos de leurs projets. Sans doute, les nombreux défis, tant dans l’industrie de la robotique que la formation à distance sur la discipline, attendent d’être résolus en priorité. Néanmoins, les compétences en robotique donnent aux étudiants des compétences vitales pour leur avenir. Les kits, les livres sont autant de ressources pour s’initier à divers niveaux à domicile.