sexta-feira, 20 de outubro de 2017

Instantes


Em TIC - 7º Ano, esta semana foi dedicada à Codeweek EU. Todos os alunos experimentaram programação, através de uma Hour of Code.

No telemóvel, tablet, computador...


ou até em pessoa...


Os alunos de TIC tiveram uma introdução prática à programação, abrindo caminho a novos desafios.


As atividades do clube de robótica começam a aquecer. Os novos alunos já estão a aprender a utilizar a impressora 3D.


E a montar o nosso segundo robot Anprino.


Para finalizar a semana, vamos investir no voo de drones. Com obstáculos, para se tornar mais complicado.

Workshop Fab@rts - AEVP


Quarta feira foi dia de partilhar as valências do projeto Fab@rts e da impressão 3D com docentes do nosso agrupamento. No espaço do Centro de Recursos José Fanha dinamizámos, em parceria com a coordenadora das bibliotecas escolares, uma sessão de demonstração sobre impressão 3D, modelação 3D, cultura maker, e repensar as bibliotecas para os desafios contemporâneos. Esta sessão serviu para introduzir os novos docentes aos nossos projetos, partilhando saberes, despertando ideias e preparando novos desafios. Este workshop foi também a nossa forma de participar na European Maker Week.


domingo, 15 de outubro de 2017

Workshop Tinkercad e 3DC.io - Anpri


Sábado foi dia de partilhar saberes sobre modelação 3D utilizando o Tinkercad e o 3DC.io. Com o tema da modelação 3D por primitivos, cerca de onze formandos reuniram-se numa sala de trabalho da Fundação Portuguesa das Comunicações num workshop organizado pela ANPRI.



Sendo focada no 3D, não houve impressoras na sessão. Não resistimos a trazer um Anprino, bem como alguns objetos impressos, para mostrar o que se pode fazer com estas aplicações de modelação 3D.


Este workshop intitulado Modelar para imprimir em 3D: Introdução ao Tinkercad e modelação 3D em Apps Android seguiu as seguintes linhas-guia:

Tinkercad:

A progressiva a ubiquidade das impressoras 3d levanta a questão "o que vamos imprmir". Se quisermos ir além do download de modelos de repositórios online, adquirir competências de modelação é essencial. Bem como amplificador das actividades e aprendizagens que podemos oferecer aos nossos alunos. Aprendizagem de modelação 3D é um processo complexo, e a impressão traz consigo questões técnicas complexas para quem não domina profundamente as técnicas de trabalho. O tinkercad foi criado para responder a estas questões.
- é web based, funcionando em browsers (facilita a gestão do parque informático).
- partilha simplificada (cada aluno sua conta, o partilhável tem de ser tornado público, copiável remisturável, creative commons)
- modelação por primitivos, com operações booleanas, restringe o tipo de modelos que se pode criar (sem revoluções, loft, splines)) mas garante modelos que correm bem em impressão 3D.

Conteúdos:
- aceder ao tinkercad
- espaço de trabalho workplane, importar elementos
- operações de modelação: rodar, redimensionar, posicionar
- conjugar formas simples para formar objectos complexos
- operações boolenas: união com corte
- textura/cor
- formas mais complexas: importar elementos de outras aplicações
- do 2D ao 3D de forma simples: SVG
- unir para gerar modelo estanque
- descarregar para imprimir

Apps Android

A disponibilidade de computadores nas salas de aulas não é, por vezes, suficiente para assegurar a participação dos alunos. Os dispositivos móveis podem colmatar estas problemáticas. No domínio do 3D, o ecossistema Android dispõe de algumas aplicações gratuitas que permitem criar em 3D com a ponta dos dedos. Nesta sessão, iremos demonstrar o modelador 3DC.io

Conteúdos:
- ferramentas do 3DC.io (mover/rodar/escalar)
- interface do 3DC.io
- criar formas 3D (primitivos, extrusão de superfícies, texto)
- operações boolenas de corte e união
- exportação de modelos


A sessão foi pensada para ser simples, com poucos exercícios para dar tempo aos formandos de fazer o mais importante quando se aprende uma nova ferramenta: tempo para treinar. E, durante a sessão, fui surpreendido por ver alguns que já a estavam a levar mais longe.

Se Tinkercad foi o foco principal, a modelação com o 3DC.io também foi abordada. Pelo que percebi, houve algumas instalações nos telemóveis dos formandos. Focar a formação apenas em mobile pareceu-me ainda prematuro, mas futuramente, creio ser uma aposta a desenvolver.

sexta-feira, 13 de outubro de 2017

Imprimir o rosto em 3D


Nós por aqui estamos apaixonados pelo 3D Face Reconstruction, o algoritmo que permite criar modelos 3D do rosto a partir de uma única foto. Para o conseguir, basta aceder ao site, enviar uma foto, esperar que o algoritmo faça o processamento e na janela de visualização descarregar o ficheiro OBJ.


Daqui para impressão 3d há uns passos a dar. Estamos a utilizar o 3D Builder do Windows 10 para nos ajudar a processar os modelos. Ao abrir o ficheiro no 3D Builder, o programa informa-nos que o modelo tem erros. Basta clicar para reparar. A deteção e correção de erros em ficheiros 3D do 3D Builder utiliza as ferramentas do Netfabb. 


 Após a correção, exportamos o resultado no formato STL.


 A malha poligonal do modelo gerado pelo 3D Face Reconstruction necessita de algum processamento para garantir uma impressão eficaz. Vamos utilizar o Netfabb para aplicar algumas correções.

 
 Vamos eliminar o excesso do modelo com um corte. Com a orientação da peça, escolhemos um corte no plano Z (vertical).


Apesar do 3D Builder já ter corrigido a peça, aplicamos mais uma correção no Netfabb.


Depois de exportar o STL, resta imprimir. Sugerimos que os modelos sejam escalados para 70 ou 80 mm no eixo maior, com tempos de impressão de cerca de uma hora e meia com 0.2 mm de resolução de camada.

Sublinhe-se que este algoritmo é muito potente, conseguindo reconstruir os traços gerais de um rosto a partir de um conjunto de dados muito reduzido, vindo de uma única fotografia.

quarta-feira, 11 de outubro de 2017

Tecnologias de Impressão 3D: ESA Autumn Teachers Workshop


Um muito simpático investigador de materiais da ESA, demonstrando o potencial da impressão 3D comparando uma peça maquinada em CNC e outra impressa em titânio. Ambas cumprem a mesma função, com óbvias diferenças de gasto de material.

Suspeito que já esteja a atrair estas situações. A primeira atividade do ESA Autumn Teachers Workshop foi um quebra gelo onde tínhamos que nos apresentar, destacando um facto sobre a exploração espacial. Podia ter escolhido imensos, entre as pegadas dos astronautas no solo lunar, Korolev a rebentar foguetões, as primeiras imagens do nosso ponto azul. Optei por destacar a impressão 3D em órbita. A partir daí, fiquei marcado.


Numa das sessões de palestra com especialistas, talvez aquela que me tenha sido mais interessante, Malcolm Davidson, especialista em materiais da ESA, veio-nos falar da complexidade dos materiais utilizados na exploração espacial. De uma forma especialmente divertida, uma vez que a vertente favorita da sua área de especialidade é analisar tudo o que pode correr mal. Encontrar a falha no material mais exótico. Numa apresentação muito prática, deu-nos exemplos concretos dos materiais avançados utilizados pela ESA na exploração espacial. Entre os quais exemplos de materiais impressos em 3D em titânio com técnicas de SLM (selective laser melting)


Um dos exemplos era uma malha de elos em titânio, saída diretamente da impressora. Outro um mecanismo de manípulo de bicicleta, e esferas ocas de titânio.


Talvez o exemplo mais extraordinário que nos foi mostrado na sessão foi este bloco incerto de matéria. Representa os resultados da investigação do ESTEC no desenvolvimento de técnicas e materiais de impressão 3D. Este bloco foi impresso em regolito lunar (em bom rigor, um material com a mesma composição, porque trazer poeira lunar não é por enquanto muito prático). O conceito investigado é o de enviar impressoras 3D para a superfície lunar, imprimindo abrigos para astronautas a partir do solo lunar. Algo que francamente pensava existir apenas em conceito, foi já testado à escala real.


O evento culminou com uma visita ao ESTEC, que já detalhei anteriormente. Entre as muitas boas surpresas da visita, deparar com esta impressora 3D nos espaços de exposição. Uma HelloBEEPrusa, da BEEVVERYCREATIVE. Impossível não sentir uma pontinha de orgulho ao deparar-me com este exemplo do melhor que temos a oferecer no domínio da tecnologia, escolhida pelos investigadores da ESA para demonstrar a impressão 3D FFF.



A zona dedicada aos materiais impressos em 3D estava repleta de exemplos de objectos, comparando modelos fabricados com técnicas industriais com impressos em titânio. Em evidência os ganhos de leveza, resistência e poupança de materiais.


As tecnologias avançadas de impressão 3D permitem criar peças como esta. Leves, esbeltas, arriscando novas configurações de forma, mais resistentes do que as maquinadas em fabricação convencional, com menor consumo de matéria prima. No dia aberto da ESTEC, havia muitos exemplos a mostrar o que é possível, hoje, com esta tecnologia. 


Para finalizar, recordam-se do bloco tipo pedregulho impresso em 3D com regolito lunar como material? Esta estrutura em favo foi impressa com o mesmo material, prova de conceito para a construção de futuras bases lunares.

terça-feira, 10 de outubro de 2017

Workshop Modelação 3D com Tinkercad e Apps Android


Seis horas dedicadas a aprender a modelar em 3D no Tinkercad, com a descoberta do 3DC.io como bónus. Vai decorrer no dia 14 de outubro, no espaço da Fundação Portuguesa das Comunicações. Para mais informações e inscrições, visitem a página da ANPRI.

Disciplina de TIC: Aprendizagens Essenciais


Ficámos responsáveis pela quinta sessão do mooc Disciplina TIC: Aprendizagens Essenciais, dedicada à edição de imagem, vídeo e 3D. Aproveitamos para falar um pouco de criatividade, pensamento computacional, e a importância do cruzamento de saberes para potenciar a educação num futuro próximo cheio de desafios.

ESA Autumn Teachers Workshop


Passámos o final da semana passada a ter uma experiência extraordinária: participar num dos workshops bi-anuais promovidos pelo departamento de educação da Agência Espacial Europeia. Decorreu na cidade holandesa de Leiden, durante quatro dias muito intensos, entre sessões de trabalho prático, palestras de especialistas, partilhas informais e uma visita ao ESTEC, o núcleo de pesquisa da ESA sediado em Noordwijk. Este evento reuniu cerca de cinquenta professores vindos dos vários países da União Europeia ou associados à Agência Espacial, escolhidos entre cerca de duzentas candidaturas vindas de toda a europa. Portugal esteve representado com a participação de cinco docentes. Pelo que nos disseram, fomos um dos países que mais candidaturas enviou, obrigando a um enorme cuidado na seleção dos participantes. Uma informação que eleva a fasquia sobre a nossa presença neste evento.


O encontro decorreu nos espaços do Hilton Garden Hill, nos arredores da cidade de Leiden, onde os participantes ficaram hospedados. Em três dias de sessões de trabalhos intensivas, foram explorados elementos do currículo Learning with Space desenvolvido pelos vários gabinetes de trabalho que compõem a ESA Education. Este conjunto de atividades, muito abrangente, procura estimular a aprendizagem científica com experiências práticas e divertidas, utilizando a exploração espacial como ponto de partida.


Todos os docentes receberam um livro de atividades, com projetos práticos para experimentar em sala de aula, e um kit Learning with Space, com materiais e componentes pensados para desenvolver um conjunto de experiências que tocam nos campos da física e da química. Com uma prenda especial: cada kit traz um cubo de alumínio 6061, uma liga metálica utilizada na construção de naves espaciais. Apenas um, porque como nos explicaram, mais do que isso tornaria proibitivo o custo do kit. Imaginem o quão espantoso é poder pegar num cubo de metal e dizer aos alunos bem, isto é o material de que os satélites são feitos.


As sessões de trabalho foram entrecortadas por palestras feitas por especialistas da ESA, que nos vieram falar dos sistemas de lançamento (os foguetões, traduzindo para os não iniciados nestas coisas), ciência dos materiais (a palestra que, para nós, foi a mais interessante, por ter tocado na linha da frente do desenvolvimento de materiais com impressão 3D), satélites e astronáutica. Estas complementavam o lado prático das atividades, expandido os conhecimentos dos participantes.


E que tal um pouco de espectrografia low cost com CD-Roms e uma câmara escura construída em papel? Este é um dos muitos exemplos de atividades desenvolvidas com estes kits educacionais. Apesar de intensos e numerosos, são uma amostra do que se pode fazer, um foco que teve como lema, nas palavras de Shamira Hartevelt, coordenadora deste programa, don't do ten things in a rush, focus on a few, do two, but do it well. É, diga-se, um bom princípio orientador para workshops.


Devo dizer que, apesar de ter adorado participar neste evento, não sou talvez o tipo de professor mais adequado para o frequentar. Estas atividades estão pensadas para docentes nas áreas das ciências, e são excelentes para desenvolver a cultura científica. No meu caso, como professor com um pé nas artes e outro na informática, não há uma aplicabilidade direta das atividades que experimentei e as minhas práticas em sala de aula. Não há, sequer, correspondência de matérias, tirando a exceção da experiência com programação em Python num Raspberry Pi, a que para mim foi a mais interessante de todas as experiências dos workshops. Outras, como as atividades com o kit Teaching with Space ou a construção de foguetões, permitem expandir a gama de atividades do clube de robótica.

Apesar desta falta de linearidade na aplicabilidade do que aprendi neste evento, senti todas as sessões como muito úteis. Ser professor, hoje, obriga a sair dos limites das área disciplinares de origem e perceber um pouco do que se passa nas restantes. A educação contemporânea, pensando numa preparação mais eficaz das crianças para os desafios de um futuro próximo dominado pela automação, robótica, algoritmia e uma economia em que o elemento fundamental é o conhecimento obriga-nos a pensar de forma multidisciplinar. É aqui que a diversidade de experiências e o afastamento das minhas áreas de trabalho no que toca aos conteúdos deste workshop é uma mais valia. Permite-me, por exemplo, perceber melhor como estruturar projectos interdisciplinares que cruzem TIC e ciências, quer no interesse específico da impressão 3D quer noutras ideias de trabalho em projecto. As partilhas deste Teachers Workshop são uma enorme mais valia para todos os participantes, independentemente da área a que pertençam.


No final dos workshops, dois professores portugueses muito exaustos e recompensados. Eu e Marco Neves, docente de informática no Agrupamento de Escolas da Batalha, com quem já desenvolvemos sessões de introdução à impressão 3D.


Não é todos os dias que se pode conhecer um astronauta. E, com um pouco de paciência, poderia ter ficado a conhecer quase todos os astronautas da ESA que não estão correntemente em missão. Na foto, Jean-Jacques Favier, que voou diversas missões nos Space Shuttles da NASA.


E, muito mais fantástico para quem trabalha em domínios onde o estímulo à diversidade de género é fundamental, conhecer Claudie Haignaré, veterana de missões Soyuz e dos primeiros tempos da Estação Espacial Internacional, primeira francesa no espaço e primeira europeia na ISS.

O momento mais absolutamente fantástico destes dias foi a visita ao ESTEC, centro de desenvolvimento tecnológico da ESA. Coincidiu com o seu dia aberto, única altura do ano em que todos os interessados o podem visitar. Como parte do programa de workshops da ESA, provavelmente poderíamos ter visitado a ESTEC em qualquer altura, mas no dia aberto pudemos explorar sem limitações os espaços do centro. A desvantagem foram as multidões que enchiam os espaços. Parece-nos estranho, vivendo num país onde se os eventos culturais e científicos atraem público que dificilmente qualificaríamos como enchente, ver filas enormes de pessoas à espera para um autógrafo de um astronauta. Fiquei com a sensação que lá, a cultura científica e a paixão pelo espaço, não são domínio de minorias mas uma paixão popular.


Os diferentes espaços do ESTEC estavam acessíveis aos visitantes (com restrições de segurança). Nos corredores, investigadores mostravam e explicavam os projetos de investigação em satélites, astronáutica ou materiais a todos os visitantes. Fiz paragem obrigatória na zona dos especialistas em impressão 3D, e o que lá vi e aprendi, fica para um post específico. Mas tive uma boa surpresa. Imaginem que os investigadores, habituados às máquinas mais avançadas, escolheram uma impressora da BEEVERYCREATIVE para mostrar impressoras 3D FFF. É impossível não sentir uma pontinha de orgulho.


Fisicamente, o impositivo vão do edifício de testes impressiona.


A maior surpresa do ESTEC é o Erasmus Centre, a zona de competência da exploração espacial. Zona que apoia as missões da ESA, onde são desenvolvidas experiências de robótica ou microgravidade, entre outras. O espaço onde há maquetes em escala real, e réplicas, de alguns dos ativos sob controle da ESA.


A família de lançadores da ESA, com destaque para o Ariane 5. O proton russo explica-se com a parceria com a Rússia no lançamento de astronautas para a ISS.


A maquete em escala 1:10 da Estação Espacial Internacional domina um espaço que conta com réplicas do Mars Lander, cápsulas Soyuz, maquetes das ATV e outras naves ou satélites construídos e lançados pela ESA.


Também em evidência, as réplicas dos rovers marcianos.


Noutra zona da ESTEC estava um pavilhão dedicado à indústria astronáutica holandesa, que reunia empresas ligadas à área e entusiastas, como este clube de construção de foguetões.


A 501st Legion, Dutch Outpost marcou presença na ESTEC. Aqui, estes stormtroopers guardam o astronauta alemão Ernst Messerschmid.




Mais alguns detalhes do Erasmus Centre, com o pára-quedas do Mars Lander, detalhe da ISS, e pormenor de um rover lunar autónomo.


O grande destaque estava na réplica do módulo Columbus da ISS, o primeiro módulo construído pela ESA. Estas réplicas e maquetes não são decorativas, são instrumentos de trabalho das equipas de acompanhamento de missão e cientistas que testam em terra as operações a desenvolver no espaço. Quer em órbita, quer na poeira marciana, o espaço é uma zona onde não há margem para erros.


Fim de missão, com três dos portugueses fisicamente cansados mas mentalmente enriquecidos, e com as malas tão pesadas com materiais recolhidos que tivemos de fazer alguma engenharia para não despertar atenções indevidas na companhia aérea, prontos para o voo de regresso em Schiphol. Uma aventura de aprendizagem intensa, que abre portas e dá ideias para novos projetos TIC em 3D/Fab@rts.