Robótica Educativa by Francisco Mendóza

Robรณtica La ciencia llega a las aulas en forma de robot. Desarrollando una nueva educaciรณn.

Colegio de la Salle, Diversificado Tecnología de la Inf. Y Com. Ing. Mildred Verónica Palacios

Revista Educativa Issuu

Herman Francisco Ortíz Mendóza

Anely Aracely Samayoa Mérida

5° Educación 08 de febrero de 2017

Índice Introducción

Objetivos

ROBOTICA EDUCATIVA

Robótica pedagógica

Metodología didáctica

Origen Fases

Materiales utilizados en robótica educativa Conclusiones

Recomendaciones

Juicio Crítico

Fuentes de Información

Introducción El trabajo que a continuación se presenta contiene el tema “Robótica Educativa”, destacando en él, todo el conocimiento referente al potencial que se pueda encontrar en las personas; su capacidad para armar y desarmar cualquier tipo de objeto tecnológico. Actualmente las nuevas tecnologías juegan un papel importante en el proceso de enseñanza aprendizaje, siendo los países desarrollados los pioneros en la inclusión de ellas, los cuales han transitado hacia nuevos modelos educativos, tales como los sustentados en la promoción de la creatividad mediante el uso de la robótica.

Objetivos General Analizar, estimular y despertar el interés por las ciencias y la robótica, aprendiendo a trabajar en equipo, seguir instrucciones e incluso realizar aportes.

Específicos Conocer, interpretar y entender el pensamiento computacional. Identificar y adquirir conceptos tecnológicos básicos y aspectos básicos de los lenguajes de programación.

ROBOTICA EDUCATIVA La robótica educativa es un medio de aprendizaje en el cual participan las personas que tienen motivación por el diseño y construcción de creaciones propias (objeto que posee características similares a las de la vida humana o animal). Estas creaciones se dan, en primera instancia, de forma mental y, posteriormente, en forma física y son construidas con diferentes tipos de materiales, y controladas por un sistema computacional, los que son llamados prototipos o simulaciones. En sus inicios los autómatas eran realizados con materiales fáciles de encontrar, como madera, cobre o cualquier otro material fácil de moldear. Es el conjunto de actividades pedagógicas que apoyan y fortalecen áreas específicas del conocimiento y desarrollan competencias en el alumno a través de la concepción, creación, ensamble y puesta en funcionamiento de robots. El objetivo de la enseñanza de la robótica, es lograr una adaptación de los alumnos a los procesos productivos actuales, en donde la automatización (Tecnología que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos, electrónicos y basados en computadoras; en la operación y control de la producción) juega un rol muy importante. Sin embargo, la robótica se considera un sistema que va más allá de una aplicación laboral. Algo esencial a mencionar en el estudio de la robótica, es la gran necesidad de una perfecta relación entre el software y el hardware del robot, ya que los movimientos que realizará este robot es un acoplamiento entre lo físico y lo lógico.

4 Robótica pedagógica La robótica pedagógica tiene como finalidad la de explotar el deseo de los estudiantes por interactuar con un robot para favorecer los procesos cognitivos. Martial Vivet propone la siguiente definición de robótica pedagógica: Es la actividad de concepción, creación y puesta en funcionamiento, con fines pedagógicos, de objetos tecnológicos que son reproducciones reducidas muy fieles y significativas de los procesos y herramientas robóticas que son usados cotidianamente, sobre todo, en el medio industrial. Además, la robótica como recurso educativo permite desarrollar de manera natural conocimientos de Ciencia y Tecnología en general2 . En particular si se utiliza la metodología Educación STEM.

5 Metodología didáctica Una clase de un curso Robótica Educativa se inicia con el planteamiento por parte del profesor de un reto para que los alumnos lo resuelvan utilizando materiales didácticos como partes mecánicas,

componentes

electrónicos

piezas

sujeción

que

apoyados

con

herramientas informáticas, permiten generar prototipos programables para que cumplan con tareas que resuelvan la problemática planteada en el reto, el proceso de concepción, diseño, armado y puesta en marcha del prototipo enriquece el proceso de aprendizaje del alumno. Cuando se aportan soluciones válidas y probadas, se fortalece el liderazgo de los alumnos, ya que van adquiriendo confianza en su capacidad para resolver retos cada vez más complejos. En estos cursos se les plantea a los alumnos retos en los que hay incluidos conceptos físicos, matemáticos, tecnológicos. De esta forma los alumnos trabajan conceptos que han estudiado en diversas asignaturas del currículum escolar oficial de una forma práctica. Esto motiva a los alumnos en el aprendizaje de estas materias, ya que pueden experimentar las aplicaciones prácticas de lo que han estudiado de forma teórica.3 Origen La Robótica Educativa se centra principalmente en la creación de un robot con el único fin de desarrollar de manera mucho más práctica y didáctica las habilidades motoras y cognitivas de quienes los usan. De esta manera se pretende estimular el interés por las ciencias duras y motivar la actividad sana. Así mismo hacer que el niño logre una organización en grupo, discusiones que permitan desarrollar habilidades sociales, respetar cada uno su turno para exponer y aprender a trabajar en equipo.

6 Fases Se tiene la idea de que se construye un robot utilizando cables y equipo para hacerlo en la vida real, pero no es así, porque en la Robótica Educativa se pretende inicialmente crear un robot en computador, se hace en programas especiales como el xLogo (usando en verdad, una versión libre de este), donde se realiza un pequeño estudio que ve si este robot es realizable o no en la realidad. Aquí, al tenerlo en el computador se establece la función que cumplirá este robot, las cuales son específicas para realizar pequeñas tareas (como traer objetos o limpiar cosas, por ejemplo), y se observa en la pantalla el cómo se ve este robot. Luego, eliminando y arreglando, se procede a utilizar materiales para llevarlo a cabo en la realidad. En este punto, se utilizan variados materiales, pueden ser desde piezas de sistemas constructivos como Lego, Múltiplo o Robo-Ed,4 a materiales de desecho que no se ocupan en casa (como cajas de cartón y circuitos en desuso). Aunque, también se usan materiales más de clase como son metales u otros derivados.

Materiales utilizados en robótica educativa Ejemplos de robots educativos controlados mediante PC, de tipos: brazo industrial articulado, estación neumática y móvil rastreador, usados en el aula de clase. En entornos de robótica educativa y de ocio se utilizan con frecuencia unos dispositivos denominados interfaces de control, o más coloquialmente controladoras,5 cuya misión es reunir en un solo elemento todos los sistemas de conversión y acondicionamiento que necesita un ordenador personal PC para actuar como cerebro de un sistema de control automático o de un robot. Las

7 interfaces de control se podrían así definir como placas multifunción de E/S (entrada/salida), que se conectan con el PC mediante alguno de los puertos de comunicaciones del mismo y sirven de interfaz entre el mismo y los sensores y actuadores de un sistema de control. Las interfaces proporcionan, de forma general, una o varias de las siguientes funciones: 

Entradas analógicas, que convierten niveles analógicos de voltaje o de corriente en información digital procesable por el ordenador. A este tipo de entradas se pueden conectar distintos sensores analógicos, como por ejemplo una LDR (resistencia dependiente de la luz).



Salidas analógicas, que convierten la información digital en corriente o voltaje analógicos de forma que el ordenador pueda controlar sucesos del "mundo real". Su principal misión es operar distintos equipamientos de control: válvulas, motores, servomecanismos, etc.



Entradas y salidas digitales, usadas en aplicaciones donde el sistema de control solo necesita discriminar el estado de una magnitud digital (por ejemplo, un sensor de contacto) y decidir la actuación o no de un elemento en un determinado proceso, por ejemplo, la activación/desactivación de una electroválvula.



Recuento y temporización, algunas tarjetas incluyen este tipo de circuitos que resultan útiles en el recuento de sucesos, la medida de frecuencia y amplitud de pulsos, la generación de señales y pulsos de onda cuadrada, y para la captación de señales en el momento preciso.

Algunas de las interfaces de control más avanzadas cuentan además con la electrónica precisa para el acondicionamiento y la conversión de las señales, con sus propios microprocesador y memoria. Así, son capaces hasta de almacenar pequeños programas de control transmitidos desde un PC que luego pueden ejecutar, aunque ya no estén conectados al mismo. Algunas de ellas disponen también de bibliotecas de programación de las E/S para permitir su utilización con distintos lenguajes de propósito general, entre ellos: LOGO, JAVA, BASIC y C. Otro lenguaje de programación habitualmente empleado en robótica educativa es Scratch, que es un proyecto de software libre orientado al desarrollo de aplicaciones sencillas y que sirve como vínculo para adquirir otro tipo de competencias y aptitudes que los estudiantes necesitan en su desarrollo a través de sus respectivos itinerarios curriculares. Scratch es un lenguaje de

8 programación visual que permite crear animaciones de forma sencilla y que puede servir de trampolín hacia el más avanzado mundo de la programación. Existen varios modelos comerciales, entre los que se pueden mencionar: 

Interfaz FlowGo, de Data Harvest



Interfaz ROBO TX Controller de fischertechnik



Ladrillo RCX, de Lego



Interfaz Enconor, de Enconor Tecnología Educativa



Robot Educativo Denso, de DeROBÓTICA



Robot Programable Moway, de Minirobots



Sistema constructivo Multiplo.

Ejemplo de kits robots6 de enseñanza y programación para niños: 

Printocho, un robot para enseñar a programar a los niños con Arduino (software y hardware de desarrollo libre)



mBot (Arduino)



Kibo

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Vortex (Arduino)

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Poppy (Arduino)



Zowi, el Robot de Clan

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Kit de robótica de BQ (Arduino)



Dash & Dot



LEGO MINDSTORMS NXT

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Ollie.

Conclusiones La robótica educativa, además de promover aprendizajes que faciliten la integración de conceptos, llevando la teoría a la práctica, por medio de la experimentación con sensores, motores, controles y chips, en la construcción de un robot, logra que el educando se interese por conocer y utilizar varias ciencias, lo que dará como resultado la formación en un futuro, de jóvenes científicos, contribuyendo a la innovación de la tecnología y por ende al desarrollo de su país. Al momento de realizar cualquier actividad robótica, la creatividad se presenta. La correcta organización, es una característica esencial al momento de trabajar con todo el conjunto de piezas que sirven para la elaboración de un robot.

Recomendaciones Debemos estudiar mucho para llegar a dominar una tecnología muy avanzada como es la robótica que necesita de muchas ciencias para ser comprendida La robótica es una ciencia la cual debe conocer toda persona ya que la robótica ha logrado satisfacer la necesidad de demanda en la producción industrial. Impartir en los centros educativos, los conocimientos básicos de robótica.

Juicio Crítico A través del tiempo la incursión de la tecnología en el área educativa ha ido en progreso. Un punto negativo designado a este tema, es que en la mayoría de países en desarrollo, este avance llega mucho tiempo después, que al resto, que son considerados potencias mundiales. A nuestro parecer las entidades encargadas de velar por la educación tienen que asumir un compromiso firme y duradero en donde se pueda ver el incremento de ingresos, y que estos mismos puedan utilizarse para sustentar tecnológicamente el área de trabajo de niños, jóvenes y adultos. Porque recordemos que el desarrollo de esta tecnología no pretende reemplazar al ser humano sino que trata de mejorar el estilo de vida del ser humano, ya que recordemos que, por lo menos los robots hacen que el trabajo pesado sea más fácil de realizar, y que una maquina no se enferma, ni protesta, ni se cansa y esto puede elevar su utilidad. Esperemos que esta tecnología no se nos vaya de las manos, y que no nos perjudique, sino que nos ayude.

Fuentes de Informaciรณn

Leoncastro. (07 de 02 de 2017). Wikipedia. Recuperado el 07 de 02 de 2017, de Robรณtica Educativa: https://es.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B3tica_educativa Rosa, A. (11 de 04 de 2007). candelaalma. Recuperado el 07 de 02 de 2017, de LA ROBOTICA EDUCATIVA: http://candelaalma.blogspot.com/2007/04/la-robotica-educativa.html