Scientifiques en herbe

Maé Guignat-Lépinay et Clémence Auclair ont mis au point une application qui propose diverses recettes de cuisine réalisables avec les aliments présents dans notre réfrigérateur.
Photo: Matteo Zamaria Maé Guignat-Lépinay et Clémence Auclair ont mis au point une application qui propose diverses recettes de cuisine réalisables avec les aliments présents dans notre réfrigérateur.

Elles sont jeunes, dynamiques, curieuses, créatives et aiment relever des défis. Et c’est dans la réalisation d’un projet au parfum scientifique qu’elles ont mis à profit ces qualités qui leur ont permis de se démarquer dans des concours canadiens et internationaux.

Le 21 avril dernier, lors de la finale canadienne de robotique pédagogique 2016 coordonnée par l’organisme Robotique Zone01, deux élèves de la Villa Sainte-Marcelline (VSM) à Montréal, Karyna F. Ladouceur, de la 4e secondaire, et Malaurie St-Amour-Bilodeau, de la 3e secondaire, se sont qualifiées dans la catégorie Sénior + des 16 à 19 ans pour représenter le Canada à la finale de l’Olympiade mondiale de robotique 2016 (World Robot Olympiad, ou WRO) qui aura lieu à New Delhi, en Inde, du 9 au 11 novembre prochain.

Avant d’en arriver à ce succès, Karyna et Malaurie sont montées tous les mercredis après la classe au grenier de l’école où a lieu l’activité parascolaire de robotique, qui est offerte à toutes les élèves du secondaire, et à celles des 5e et 6e années du primaire. Inscrites à la compétition nationale Zone01 ainsi qu’à la WRO, les deux élèves de 15 ans devaient imaginer et concevoir, puis construire et programmer à l’aide de Lego Mindstorms EV3, deux robots capables d’exécuter des tâches bien précises, et spécifiques pour chacune des deux compétitions.

Un robot qui aide au tri des matières à recycler

L’un des défis à relever pour la WRO consistait à mettre au point un robot devant récupérer quatre matières différentes — représentées par quatre petites briques LEGO de couleurs rouge, verte, bleue et jaune —, présentes dans quatre bacs de récupération de couleurs correspondantes, et aller les déposer dans quatre réservoirs situés à l’écocentre un peu plus loin. Le robot devait accomplir cette tâche en tout au plus deux minutes. Les élèves devaient donc inventer un robot capable de « détecter les couleurs et de mémoriser l’ordre dans lequel ils ramassent les blocs afin d’arriver à les déposer dans le réservoir de la bonne couleur », précise Karyna. Pour ce faire, les jeunes roboticiennes disposaient de roues et de chenilles, de moteurs, de capteurs tactiles, visuels (pour détecter des changements de couleur), gyroscopiques (pour détecter les positions angulaires) et à ultrasons (pour déterminer les distances), et bien sûr d’un mini-ordinateur équipé d’une batterie, qui constitue le cerveau du robot. Mais au-delà de l’assemblage des pièces choisies, la création d’un tel robot exigeait « une programmation passablement élaborée », souligne Karyna, qui rêve d’étudier l’ingénierie plus tard, alors que Malaurie, qui désire devenir avocate, considère la robotique comme un loisir très intéressant.

Dans la réalisation de leurs robots, Karyna et Malaurie ont été épaulées par deux passionnés de robotique : Chantal Forget, professeure de mathématiques, et Robert Sengov, ingénieur et responsable informatique à la VSM. « Pour l’enseignant, c’est parfois très déstabilisant, car on n’a pas toujours les réponses aux questions des élèves, fait remarquer Mme Forget. L’élève doit se prendre en main et chercher, guidée par le prof, la solution pour relever le défi. L’enseignant accompagne l’élève dans sa démarche scientifique qui inclut d’abord l’élaboration d’hypothèses, puis l’expérimentation et la validation, voire l’élaboration de nouvelles hypothèses si nécessaire, et ainsi de suite. Mais quelle fierté pour l’élève, et le prof, lorsque le robot fait enfin ce qu’il devait faire ! »

Selon cette enseignante de mathématiques, « la robotique permet de faire des sciences autrement, soit davantage par l’expérimentation que par des cours magistraux. En construisant des robots, en les programmant, on expérimente la conversion du mouvement, on fait des mathématiques et des sciences sans s’en rendre compte. La robotique est une pédagogie très ludique ». « Les défis robotiques de la compétition de Zone01 sollicitent la créativité et les compétences en résolution de problèmes. Ils permettent aux élèves de développer leur persévérance et de se dépasser. Ils impliquent aussi un important travail d’équipe et de coopération. »

Mme Forget, qui enseigne dans une école de filles, a remarqué que, bien que les garçons demeurent majoritaires, de plus en plus de filles participent aux compétitions de robotique, surtout parmi les jeunes du primaire. Dominic Bruneau, responsable du développement stratégique de Zone01, le confirme en précisant que 39 % des participants de la dernière compétition des juniors (niveau primaire) étaient des filles, alors qu’à la journée des séniors (niveau secondaire), ces dernières comptaient pour un peu moins de 20 %. Pour expliquer la sous-représentation des filles en robotique, Mme Forget formule diverses hypothèses. « Peut-être est-ce parce que les filles ont moins de modèles féminins en sciences. Ou parce que les garçons ont plus joué avec des Lego lorsqu’ils étaient plus jeunes. Ou peut-être ont-ils moins peur de se tromper que les filles. Sont-ils moins scolaires, aiment-ils plus jouer ? La construction d’un robot est-elle simplement un jeu pour eux ? La société nous renvoie-t-elle encore trop de stéréotypes sexistes ? » avance-t-elle.

Cette situation souligne du coup la performance exceptionnelle de Karyna et de Malaurie, qui forment l’une des deux meilleures équipes au Canada, et la première équipe féminine à gagner la finale canadienne de la WRO.

Lors de la finale à New Delhi, Karyna et Malaurie devront reconstruire leur robot par coeur en une ou deux heures bien chronométrées. D’ici là, elles ont beaucoup de pain sur la planche, car elles veulent également reprogrammer leur robot afin qu’il soit plus rapide, étant donné que la rapidité est un important critère de sélection. Et aussi, elles doivent « trouver comment financer leur voyage en Inde, car elles n’ont gagné que la participation à la compétition internationale ! » rappelle Mme Forget.


Une application mobile contre le gaspillage
 

Qui n’a pas été obligé de jeter à la poubelle un vieux brocoli défraîchi, un bout de viande avariée ou un reste de fromage moisi découvert dans le fond du frigo ? Clémence Auclair et Maé Guignat-Lépinay, élèves de 6e année à l’école Nouvelle-Querbes de Montréal, ont fait une recherche sur le gaspillage alimentaire et ont alors été horrifiées d’apprendre qu’« un tiers de la nourriture produite à travers le monde est perdue ou gaspillée », ce qui représente « 280 livres de bons aliments que chaque personne jette à la poubelle chaque année ». Il n’en a pas fallu plus pour les convaincre de trouver une solution pour stopper ce gaspillage éhonté et coûteux.

Au début de l’année 2016, Clémence et Maé se sont inscrites au programme éducatif Technovation Challenge créé à San Francisco et qui vise à encourager les jeunes filles âgées de 10 à 18 ans à s’intéresser aux nouvelles technologies. Dans le cadre de ce programme, les participantes apprennent à développer une application pour le téléphone mobile qui doit répondre à un problème social ou à un besoin que les participantes constatent dans leur communauté. Elles doivent aussi élaborer un plan d’affaires en vue de la commercialisation future de leur application. Tout au long du développement de leur projet, les participantes sont accompagnées d’un mentor, en l’occurrence une femme professionnelle qui détient une expérience particulière en nouvelles technologies, en gestion et en affaires.

« On attribue le peu de jeunes filles en technologie au fait qu’elles ne sont pas exposées à toutes les possibilités de carrière dans ce domaine-là. Le programme Technovation vise justement à offrir des modèles aux jeunes participantes en les associant à un mentor qu’elles rencontrent dans leur milieu de travail », souligne Stéphanie Jecrois, cofondatrice de Technovation Montréal, avant d’ajouter que « des entreprises et des start-up de la communauté techno-montréalaise offrent au programme Technovation une aide financière ou sous forme d’expertises en prêtant des programmeurs, des designers d’interface utilisateur ou des vidéastes pouvant aider à réaliser les vidéos de présentation du produit final ».

Après avoir identifié la problématique à laquelle elles désirent s’attaquer, les participantes doivent imaginer une application pouvant aider à la résoudre. Puis, elles doivent valider leur idée. « Un peu comme quand on lance un projet d’affaires, il faut voir ce qui existe déjà sur le marché pour vérifier s’il s’agit d’une idée révolutionnaire ou déjà exploitée. Les participantes doivent aussi tester leur idée auprès du public cible en procédant à des sondages et à des entrevues », explique Mme Jecrois.

Les participantes doivent ensuite apprendre à coder dans des langages de programmation, tels que HTML, Java script ou Swift, afin de développer un prototype de leur application mobile. Avec l’aide de leur mentor, Vanessa Cherenfant, fondatrice d’Elysia, une plateforme destinée à l’industrie du voyage, Clémence et Maé ont pour leur part mis au point une application qui propose diverses recettes de cuisine réalisables avec les aliments présents dans notre réfrigérateur. Cette application permet d’utiliser au maximum les restes d’aliments dont nous disposons et de réduire ainsi le gaspillage. La première étape consiste à inscrire tous les aliments contenus dans notre frigo dans l’application. Celle-ci tente ensuite de personnaliser son offre de recettes en demandant de préciser nos préférences alimentaires (végétarien, carnivore ou diététique, par exemple) et le contexte du repas que nous devons préparer (pour une fête, pour découvrir un nouveau plat ou pour un repas simple et rapide à préparer).

Le 4 mai dernier, Clémence et Maé ont présenté une vidéo de trois minutes décrivant leur application et leur plan d’affaires devant des juges et des investisseurs. Lors de cette compétition régionale montréalaise, elles ont remporté le 2e prix et se sont qualifiées du coup en demi-finale de la compétition internationale, à l’instar d’une équipe de quatre étudiantes de 3e, 4e et 5e secondaire de l’école The Study à Westmount. Jeudi, les deux écolières apprenaient qu’elles venaient d’être sélectionnées parmi les 10 équipes finalistes. Elles se rendront donc à San Francisco les 13 et 14 juillet prochains pour participer à la compétition finale, où elles courent la chance de remporter une bourse de 10 000 $US pour le développement de leur application dénommée InDaFridge.


Expo-sciences: une ontarienne se démarque

La 55e édition de l’Expo-sciences pancanadienne réunissait à l’Université McGill cette semaine les 485 finalistes de 104 expo-sciences régionales. Kayley Ting, une élève de 10e année de Richmond Hill en Ontario, a reçu le prix Platine de la division intermédiaire pour son projet qui visait à mettre au point une méthode de mesure du niveau de stress chez les personnes autistiques à l’aide d’un dispositif évaluant la résistance cutanée. Quand nous répondons à un stress, notre système nerveux sympathique induit une diminution du niveau de résistance dans la peau. Elle a donc conçu un dispositif qui enregistre les différents niveaux de résistance cutanée et qui nous renseigne par conséquent sur le stress subi par la personne. Elle prévoit de développer une application qui permettrait d’enregistrer les situations où l’autiste commence à ressentir du stress et qui enverrait alors une notification à l’intervenant qui prend soin de l’autiste afin qu’il intervienne pour le soulager avant qu’il ne souffre trop.