MakeCode sans pile permet aux enfants de coder de manière durable

MakeCode sans pile permet aux enfants de coder de manière durable

Un élève de l’école élémentaire Pū’ōhala à Kāne’ohe, à Hawaï, explore MakeCode sans batterie en classe. Crédit : David Cournoyer/American Indian Science and Engineering Society

Les ingénieurs de la Northwestern University ont développé la première plate-forme de codage informatique qui permet aux enfants de construire et de programmer des appareils durables, sans batterie et à récupération d’énergie.

Appelé Battery-free MakeCode, le nouvel outil est basé sur Microsoft MakeCode, une plate-forme d’apprentissage en ligne gratuite et populaire qui initie les débutants aux bases du codage. La plate-forme visuelle facilite la programmation. Les utilisateurs n’ont qu’à faire glisser et déposer des blocs de code préfabriqué pour créer des jeux comme Tetris, programmer des appareils qui peuvent compter les pas ou émettre des sons, et créer des applications qui connectent des capteurs, des écrans, des boutons et des moteurs.

MakeCode sans batterie utilise une extension qui transforme automatiquement et de manière invisible MakeCode en une version prenant en charge la programmation d’appareils électroniques qui récupèrent l’énergie à partir de sources ambiantes, telles que les vibrations, les mouvements, les transmissions de radiofréquences et le soleil.

Dans le cadre d’un programme pilote soutenu par la National Science Foundation, les enseignants de l’école élémentaire Pūʻōhala à Kāneʻohe, à Hawaï, commencent à mettre en œuvre MakeCode sans batterie dans leurs programmes STEM axés sur le lieu et axés sur la durabilité.

La recherche derrière la nouvelle plate-forme a été publiée aujourd’hui (30 mars) dans le Actes de l’Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies. La plateforme ne nécessite aucun matériel sur mesure et est disponible gratuitement en ligne.

MakeCode sans pile permet aux enfants de coder de manière durable

Utilisation de MakeCode sans batterie pour construire un compteur de pas alimenté à l’énergie solaire. Crédit : Josiah Hester/Northwestern University

“Dans tout le pays, le codage devient un élément standard des programmes, et les étudiants apprennent à coder de plus en plus tôt”, a déclaré Josiah Hester de Northwestern, auteur principal de l’étude. “Notre espoir est qu’au fur et à mesure que les élèves apprennent à coder, ils apprennent également les concepts liés à l’énergie et à la durabilité. Avec MakeCode sans batterie, nous voulons permettre aux enseignants d’instruire une nouvelle génération de programmeurs qui comprennent les pratiques informatiques et de programmation durables.”

“L’industrie de la technologie augmentera probablement les appareils sans batterie au cours des cinq à dix prochaines années”, a ajouté Christopher Kraemer, titulaire d’un doctorat. candidat dans le laboratoire de Hester. “Il est donc nécessaire d’améliorer l’éducation dans le domaine de la programmation sans batterie.”

Hester est professeur adjoint de génie électrique et informatique et d’informatique à la McCormick School of Engineering de Northwestern. Il est également professeur junior de design Allen K. et Johnnie Cordell Breed. Kraemer est le premier auteur du journal.

Éviter un “incendie de benne à ordures”

Fort de son héritage hawaïen, Hester développe des appareils sans batterie visant à rendre l’informatique plus durable. À l’automne 2020, Hester et ses collaborateurs ont présenté la première Gameboy sans batterie, qui récupère l’énergie du soleil et la propre énergie cinétique de l’utilisateur en appuyant sur des boutons. Puis, à l’automne 2021, la même équipe a dévoilé BFree, une nouvelle plate-forme de codage qui permet aux fabricants, aux amateurs et aux programmeurs novices de construire leurs propres appareils électroniques sans batterie qui fonctionnent avec l’énergie récupérée.

MakeCode sans pile permet aux enfants de coder de manière durable

Utilisation de MakeCode sans batterie pour construire un terrarium intelligent alimenté par l’énergie solaire. Crédit : Josiah Hester/Northwestern University

“Les fabricants partout sur Internet demandent comment prolonger la durée de vie de la batterie de leurs appareils”, a déclaré Hester à l’époque. “Ils posent la mauvaise question. Nous voulons qu’ils oublient la batterie et pensent plutôt à des moyens plus durables de produire de l’énergie.”

Bien qu’elles puissent sembler pratiques, les batteries lithium-ion ont un coût élevé pour l’environnement. Non seulement l’extraction du lithium est incroyablement gourmande en énergie et en eau, mais le lithium est également un matériau inflammable et toxique qui peut prendre feu dans les usines de recyclage. Les grandes entreprises technologiques estiment que nous pourrions voir des billions d’appareils Internet des objets supplémentaires au cours des 50 prochaines années. Cela entraînera beaucoup de piles usagées et éventuellement jetées. Hester veut éviter que ces batteries ne soient nécessaires et, par conséquent, ne deviennent jamais un véritable feu de benne à ordures.

Apprenez à coder, mais faites-le sans batterie

Jusqu’à présent, la programmation d’appareils sans batterie était incroyablement difficile, réservée uniquement aux programmeurs expérimentés et spécialisés. Le principal problème est que la récupération d’énergie est imprévisible, de sorte que les programmes exécutés sur des appareils sans batterie peuvent échouer chaque fois que le soleil se cache derrière un nuage ou que l’utilisateur fait une pause après avoir écrasé les boutons.

“La programmation de ces appareils est particulièrement difficile car vous devez réfléchir à la manière de vous protéger en toute sécurité, rapidement et correctement contre les pannes de courant intermittentes, puis de restaurer cet état une fois que l’énergie est revenue”, a déclaré Hester.

MakeCode sans pile permet aux enfants de coder de manière durable

MakeCode sans pile est une plate-forme visuelle facile à utiliser. Les utilisateurs n’ont qu’à faire glisser et déposer des blocs de code pré-écrits pour créer des jeux et des dispositifs de programmation. Crédit : Josiah Hester/Northwestern University

Heureusement, les élèves du primaire qui apprennent à coder des appareils sans batterie n’auront pas à s’inquiéter de tout cela. MakeCode sans batterie fait tout le travail lourd pour eux, afin qu’ils puissent se concentrer sur la conception d’appareils et l’exploration des sources d’énergie. Plutôt que d’écrire du code complexe pour gérer les pannes de courant intermittentes, les étudiants peuvent réfléchir davantage à la façon dont l’énergie est récoltée et utilisée – des concepts importants pour les futurs programmeurs.

“Certains systèmes de jeu consomment plus d’énergie lorsqu’ils sont inactifs qu’un réfrigérateur”, a déclaré Hester. “C’est exactement ce que nous voulons que les futurs programmeurs évitent.”

La nouvelle extension transforme le programme MakeCode d’origine pour activer la tolérance aux pannes, garantissant que l’état du programme persiste en cas d’alimentation intermittente en énergie.

“MakeCode sans batterie accomplit cette tâche avec un peu plus qu’une puce mémoire, un panneau solaire ou d’autres récupérateurs d’énergie”, a déclaré Kraemer. “Ces étapes sont inconscientes pour le programmeur, ce qui lui donne une totale liberté d’être aussi créatif que possible.”

Parce que MakeCode est entièrement en ligne, les seules exigences pour programmer des appareils intelligents durables sont l’accès à Internet et moins de 40 $ d’électronique, qui sont faciles à trouver sur AdaFruit ou d’autres sites Web destinés aux fabricants et aux étudiants. Cette accessibilité élargit considérablement la portée potentielle des pratiques informatiques durables.






Réinventer le codage avec une « éthique hawaïenne de durabilité »

Hester est à l’origine du projet après des discussions avec des enseignants d’une école publique bilingue (hawaïen et anglais) desservant une majorité d’élèves autochtones (natifs hawaïens). Bien que les étudiants utilisent déjà MakeCode dans les cours de programmation et de STEM, l’idée d’utiliser des piles pour alimenter les appareils résultants semblait en contradiction avec l’importance culturelle de la durabilité.

À Hawaï, le codage fera partie du programme STEM de tous les élèves d’ici 2025. Avec MakeCode sans batterie, Hester et son équipe espèrent que les élèves de l’école élémentaire Pūʻōhala apprendront à programmer des appareils intelligents et durables tout en posant des questions critiques sur la durabilité tout au long de la vie. façon. Déjà, l’école a adopté des technologies durables, y compris l’impression 3D utilisant uniquement des matériaux durables – aucun plastique n’est autorisé.

“Il est bien lié aux programmes d’études hawaïens autochtones culturellement pertinents”, a déclaré Hester. “Dans ma culture, nous nous demandons continuellement comment nous pouvons avoir le moins d’impact sur notre environnement tout en faisant le bien. Nous voulons laisser l’environnement meilleur que nous ne l’avons trouvé et prendre soin de la ʻāina (la terre). Ma motivation très personnelle est pour explorer les moyens de réinventer ou de réinventer les programmes d’informatique qui s’inscrivent dans l’éthique hawaïenne et indigène de la durabilité.”


Désormais, tout le monde peut construire des appareils électroniques sans batterie


Plus d’information:
Christopher Kraemer et al, MakeCode sans pile, Actes de l’ACM sur les technologies interactives, mobiles, portables et omniprésentes (2022). DOI : 10.1145/3517236

Fourni par l’Université Northwestern

Citation: MakeCode sans batterie permet aux enfants de coder de manière durable (2022, 30 mars) récupéré le 30 mars 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-03-battery-free-makecode-empowers-kids-code.html

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