O Kit

O fundakit é um kit de construção de redes de sensores sem fios para a concepção de interfaces tangíveis com base em programação Scratch. Particularmente vocacionado para jovens, o fundakit dispõe de ferramentas que lhes permitem criar os seus próprios artefactos e ambientes interactivos, adquirindo conhecimentos durante o processo de desenvolvimento. Num projecto funda típico, os utilizadores exploram ideias e resolvem problemas relacionados com interactividade, escrita narrativa e narração, programação, construção física, estética e electrónica.

O kit permite que os utilizadores façam a ponte entre o universo abstracto do código informático e o mundo tangível dos objectos físicos, explorando novas combinações entre trabalhos manuais e informática longe do computador. Os projectos podem incluir jogos de mesa educativos, tapetes de histórias interactivos, interfaces ”vestíveis”, velhos brinquedos como novas funcionalidades e artefactos educativos.

Narrative development.Adding a tag to a funda project.programming funda projectDebbuging funda project

Algumas fases do desenvolvimento de um projecto funda:
(em cima da esquerda para a direita e de cima para baixo) delineando a estrutura do programa em pseudo-código; lendo tags RFID para acrescentar o respectivo código ao middleware do funda; programando em Scratch; testando e resolvendo erros no projecto quase terminado. (em baixo) O projecto em uso. Nomes Colectivos – um jogo educativo acerca de nomes colectivos desenvolvido por Afonso, Superman e João no centro SIM, em Portugal (2011).

Blocos de Construção
Os dois módulos principais do sistema de sensores sem fios são o Leitor funda, um pequeno dispositivo que funciona com três pilhas AAA, e o Receptor funda, um adaptador XBee/USB comum. Os Leitores são constituído por um módulo ID12 para identificação de radiofrequência (RFID), um módulo XBee (série 1 ou 2) para a comunicação sem fios e três portas de entrada analógica/digital para ligar sensores. Os Leitores podem ser personalizado de inúmeras maneiras, revestido com diferentes materiais ou incorporado noutros objectos, e pode funcionar enquanto dispositivo fixo ou móvel. O Receptor é ligado ao computador anfitrião, no qual corre o software do projecto, e utilizado para receber os dados emitidos pelo/s Leitor/es. Um Receptor pode “escutar” diversos Leitores ao mesmo tempo e determinar a origem dos dados recebidos, preparando assim o caminho para projectos com múltiplos Leitores — jogos, em particular.

funda reader in usefunda reader

O Leitor funda:
(esquerda) a ser utilizado num projecto – o Leitor foi protegido e personalizado com plástico de bolha e está a ser usado para ler um tag RFID escondido num disco de cartão; (direita) disposição dos componentes na placa – as portas de entrada do sensor estão localizadas no lado esquerdo, juntamente com o módulo XBee e o indicador LED “associado”, enquanto o módulo RFID ID12, o respectivo indicador LED de “leitura” e o interruptor estão localizados no lado direito.

Identificação por Radiofrequência
O Leitor funda básico funciona como um leitor RFID (Radio Frequency Identification) sem fios. A radiofrequência está tradicionalmente associada a aplicações públicas de grande dimensão, tais como sistemas de bilheteira em redes de transportes públicos, gestão da cadeia de fornecimento de supermercados e serviços de empréstimo self-service em bibliotecas. Nos últimos anos, também tem sido utilizada num número crescente de aplicações lúdicas, didácticas e criativas, tais como exposições museológicas, projectos de investigação pedagógica, peças de arte e brinquedos. A tecnologia usa ondas de rádio para transferir dados de um tag electrónico (etiqueta electrónica), por meio de um leitor, para um sistema informático anfitrião para fins de identificação. A maioria dos tags é constituída por um circuito integrado para armazenamento e processamento de dados e uma antena para receber e transmitir um sinal. Os tags podem ser aplicados sobre ou incorporados em objectos, de modo a atribuir-lhes identidades electrónicas, não precisando de estar visíveis para comunicar com o leitor. Os tags passivos têm a vantagem adicional de serem alimentados por energia contida na onda de solicitação do leitor, o que significa que não precisam de pilhas. De características discretas e robustas, e rica em combinações, a RFID é a tecnologia ideal para explorar novos tipos de interfaces expressivos nos meios físicos e digitais.

Tags RFID:
Os tags (também conhecidos por “transponders” ou transmissores-respondedores) assumem formas, tamanhos e materiais muito diversos, adaptando-se ao vasto leque de contextos em que a identificação por radiofrequência é utilizada.

Acrescentar
Os Leitores podem ser ampliados com o acrescento de sensores (resistores variáveis) e interruptores nas três portas de entrada analógicas/digitais. É possível combinar o RFID com luz, força, inclinação, flexibilidade, som ou outros sistemas de detecção, ou contorná-lo e criar redes de sensores sem fios com múltiplos Leitores que recolhem dados num determinado ambiente. Também é possível ligar botões aos Leitores para criar controlos remotos simples. Construir os nossos próprios sensores e interruptores pode ser uma boa maneira de aprender mais sobre estes componentes, alcançar uma maior integração dos trabalhos manuais com o lado informático de um projecto e produzir tecnologia com maior potencial expressivo.

Projecto com múltiplos Leitores, combinando interruptores Reed, botões de pressão e RFID:
(em cima, à esquerda) interior da interface, mostrando os circuitos dos botões de pressão e interruptores Reed ligados aos Leitores; (em cima, à direita) o verso das cartas de jogar, mostrando ímanes de neodímio embutidos para accionar os interruptores Reed e os tags RFID; (por baixo) o projecto em utilização. O Jogo das três Letras – um jogo de ortografia em que os jogadores tentam formar, em 3 minutos, o máximo de palavras com 3 letras usando 12 cartões de letras.

floor_FSRprototypefundaGirl_comandos

Sensores e interruptores artesanais:
(esquerda) prototipo dum sensor de força fabricado em cartão compensado, cartão reciclado, fita adesiva de alumínio, fita adesiva de borracha, espuma condutora de alta densidade; (direita) comandos uni-interruptor fabricados em cartão reciclado, vinil policromado e fita adesiva de alumínio.

Scratch
O fundakit é programado em Scratch, uma linguagem de programação pedagógica que permite que pessoas com qualquer nível de experiência, formação ou idade experimentem conceitos de programação altamente versáteis por meio da conjugação de blocos de programação visuais para controlar imagens, música e som. Este programa foi desenvolvido pelo grupo Lifelong Kindergarten no MIT Media Lab e surgiu pela primeira vez no verão de 2007. Scratch pode ser instalado e redistribuído livremente em qualquer computador com sistema operativo Windows, Mac OS X ou Linux. Está disponível em mais de 40 idiomas e foi utilizado com êxito nos mais variados contextos de ensino.

Scratch + funda:
Fragmentos de código do projecto O Jogo das três Letras. (imagem de cima) scripts para a leitura do tag associado à letra ‘A’ – cada script pode ser interpretado como: quando o Leitor X (sendo X o número de identificação desse Leitor) lê o tag que o autor identificou como ‘letraA’, a variável associada à posição desse Leitor muda para ‘A’; (imagem de baixo) script de leitura de dados recebidos através da porta do sensor ao qual o circuito do interruptor Reed está ligado – se os 3 interruptores Reed estiverem fechados (têm de estar colocadas 3 cartas), ligar as letras das três variáveis para criar uma nova palavra e verificá-la.

Middleware
O projecto Scratch é executado em conjunto com um projecto parceiro de middleware funda no computador anfitrião. O anfitrião recebe dados do sensor e eventos lidos pelo tag do projecto remoto funda via Receptor. Estes dados são traduzidos para mensagens mais legíveis e reconhecíveis, sendo formatados pelo middleware de acordo com o protocolo Scratch Extension Protocol e depois enviados para o Scratch. Os utilizadores do fundakit criam os seus programas Scratch de modo a responder a esta informação.

funda middleware:
(em cima) Códigos de tags RFID são números hexadecimais de 10 dígitos, que podem ser difíceis de transcrever e identificar correctamente no código. O middleware funda permite que os utilizadores atribuam aos tags nomes mais fáceis de usar, relacionados habitualmente com o papel que desempenham no projecto, o que facilita a resolução de erros (debugging) e torna o projecto Scratch mais “legível”. No exemplo (O Jogo das três Letras), o tag 0415D7374F recebeu o nome letraS e acabou de ser lido pelo Leitor n.º 101. O número 15/10, escrito no exterior do tag, dá a indicação ao utilizador de que este é o tag n.º 10 do kit n.º 15.

Tecnologia Social
A colaboração e a partilha são a base do fundakit: o kit é geralmente usado por pequenos grupos de utilizadores que colaboram para conceber artefactos interactivos utilizáveis que possam ser partilhados com outros. A natureza externa e física dos artefactos e dos ambientes em desenvolvimento permite que os utilizadores do kit construam e partilhem o conhecimento através do projecto em evolução, enquanto a natureza social e partilhável dos artefactos concluídos permite que os utilizadores do projecto experimentem novos tipos de jogos colaborativos e actividades pedagógicas.

Colaborar e partilhar com o fundakit – exemplo 2:
(below left) A group cutting out a layer for their multi-layered cardboard interface; (below right) the completed project in use. A Casa das Palavras – a multi-level Portuguese and English word construction game supporting multiple users. SIM, Portugal (2012/13)

wordGameCuttingcasaUso

Colaborar e partilhar com o fundakit – exemplo 2:
(primeira imagem) Colaboração – um grupo usam a sua interface concluída para estruturar a fase seguinte no seu processo de desenvolvimento: especificar o desenho da interacção e o conteúdo narrativo; (segunda imagem) Partilha – o projecto concluído em utilização; (terceira imagem) dois dos autores com os Leitores do projecto. Caça de Tesouro – um jogo para dois jogadores, no qual o vencedor se mantém na mesa e o vencido passa o respectivo leitor ao jogador seguinte. Desenvolvido por Lara, Patrícia e Jasmin no centro SIM, em Portugal (2011).

Designing a funda project

using a funda project

readersPaula

A palavra funda
funda é a palavra isiXhosa para “ler” e “aprender”. isiXhosa (ou Xhosa) é uma das 11 línguas oficiais da África do Sul, sendo falada pelo povo amaXhosa. É a segunda língua autóctone mais falada do país e a língua-mãe de dois dos quatro prémios Nobel sul-africanos: Nelson Mandela e Desmond Tutu.

O significado é estabelecido pelo contexto em que a palavra é utilizada:
uNomathemba uyathanda ukufunda iincwadi. – Nomathemba gosta de ler livros.
uFernanda uyafunda isiXhosa namhlanje. – Fernanda está a aprender isiXhosa hoje.

* Todos os nomes são pseudónimos.

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