Importancia de la robótica en la educación

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Importancia de la robótica en la educación

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). Éstas creaciones se dan en primera instancia de forma mental y posteriormente en forma física, las cuales 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, ya sea con madera, cobre o cualquier otro material fácil de moldear.

OBJETIVOS:

• Que sean más ordenados.
• Promover los experimentos, donde el equivocarse es parte del aprendizaje y el auto- descubrimiento.
• Ser más responsables con sus cosas.
• Desarrollar mayor movilidad en sus manos
• .Desarrollar sus conocimientos.
• Desarrollar la habilidad en grupo, permitiendo a las personas socializar.
• Desarrollar sus capacidades creativas.
• Poder observar cada detalle.
• Desarrollar el aprendizaje en forma divertida.

IMPORTANCIA:

La Robótica Educativa apoya a los niños a aplicar sus conocimientos y capacidades de física, matemáticas, lógica, programación, diseño, planeación, entre otras habilidades, mismas que también adquieren como, trabajo en equipo,  trabajar sobre proyectos y resolución de problemas. Participar en un curso de Robótica para niños, es una experiencia única, a los niños se les brinda la oportunidad de fortalecer su imaginación y creatividad, aplicandola a modelos tecnológicos apoyados con modelos pedagógicos, mismos que refuerzan el proceso de enseñanza-aprendizaje.  Con esta metodología se garantiza mayor aprendizaje en la rama de ciencia y tecnología aplicada a problemas reales. La importancia de la Robótica Educativa como una de las actividades extraescolares con más futuro La ciencia y la tecnología son extremadamente populares entre los jóvenes de hoy en día en ciudades como Barcelona, además de ser una vía para tener oportunidades profesionales en el futuro. Participar desde pequeño en actividades relacionadas con la tecnología es una gran forma de estimular el interés en esos campos, desarrollar el dominio de las tecnologías necesarias para el futuro y dinamizar el aula para que los niños estén más motivados. ¿Por qué robots? Como la tecnología ha avanzado, la accesibilidad de la robótica a la persona común también ha mejorado. Años atrás, los kits de robótica para niños se limitaban a estructuras simples y motores. Actualmente, los kits que se utilizan en las actividades extraescolares de robótica educativa son suficientemente sofisticados como para que puedan incorporar gran multitud de sensores y motores, así como la posibilidad de enlazarlos a un ordenador para permitir experiencias de programación a los niños. Pero exactamente ¿qué factores hacen que trabajar con robots en las actividades extraescolares de Edukative en Barcelona sea tan enriquecedor para un niño? 1. Actividades prácticas de construcción e interacción La gran mayoría de niños disfrutan de las actividades prácticas de construcción. En las actividades extraescolares de robótica educativa de Edukative, los niños montan sus propios robots, lo que les hace estar motivados porqué sienten que el futuro robot que construyen depende de su trabajo. También se fomenta la capacidad de interacción de los niños ya que trabajan en equipo y además, muestran a sus compañeros (o a los maestros) lo que han aprendido y lo que pueden hacer los robots gracias a los muchos subsistemas involucrados (estructura, movimiento, sensores, programación, manipulación, etc.). 2. Resolución de problemas y capacitación para carreras futuras El proceso de diseño utilizado por los ingenieros comienza con la comprensión de las capacidades y limitaciones de sus herramientas y equipos, la investigación y la comprensión del problema que les ocupa, la conceptualización de una solución a ese problema, la construcción de esa solución, poniendo a prueba su funcionamiento, y la revisión de su solución basada en su rendimiento. En las actividades extra-escolares de robótica educativa se aplica la misma filosofía aunque, por supuesto, se adapta a cada franja de edad según las capacidades de los niños. El hecho de incorporar el componente de programación, permite que los niños desarrollen temas más profundamente como la percepción remota, el control y el funcionamiento autónomo. La actividad extra-escolar de robótica educativa tiene el potencial de hacer que la programación de ordenadores sea una tarea menos abstracta y así, involucrar a los jóvenes que, de otra manera, no estarían interesados en la tecnología o ingeniería. 3. Creatividad y trabajo por objetivos En las actividades extraescolares de robótica educativa en Edukative, los niños diseñan y construyen robots en base a unos kits con piezas específicas. El hecho de que deban montar el robot con unas piezas determinadas, obliga a los niños a encontrar una solución en base a unos objetivos con unos recursos limitados y esto fomenta su creatividad y les ayuda a entender lo que significa el trabajo por objetivos. ROBÓTICA EDUCATIVA Antecedentes La robótica educativa tiene sus orígenes en Boston. Seymour Papert Científico Social, es quien desarrolla en el Laboratorio del MIT (Instituto Tecnológico de Massachussets) el primer lenguaje de programación educativo llamado LOGO, dirigido a los niños. Posteriormente, fusionó este lenguaje de programación con los materiales de construcción e investigación LEGO, iniciándose de esta forma la robótica educativa, a esta propuesta pedagógica le llamó construccionismo, aplicándose por primera vez, con el apoyo de Seymour Papert y el MIT en la Escuela del Futuro de Boston.  La Robótica Educativa se concibe como un contexto de aprendizaje que involucra a quienes participan en el diseño y construcción de creaciones propias (objetos que poseen cuerpo, control y movimientos) primero mentales y luego físicas, construidas con diferentes materiales y controladas por un computador, llamadas simulaciones o prototipos. Estas creaciones pueden tener su origen, en un referente real, por ejemplo: un proceso industrial automatizado, en el que los estudiantes recrean desde la apariencia de las máquinas hasta las formas de movimiento o de interactuar con el ambiente; entonces nos encontramos ante una simulación; o prototipos que corresponden a diseño y control de un producto que resuelve un problema particular de su escuela, de su hogar o comunidad, de una industria o proceso industrial. Igualmente las producciones de los estudiantes podrían integrar ambas, prototipos y simulaciones. La enseñanza de la robótica tiene como objetivo principal la adaptación de los alumnos a los procesos productivos actuales 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) tiene un papel importante. Sin embargo, se considera que la robótica presenta retos que van más allá de una aplicación laboral. Por otra parte, la construcción de robots reales permite la comprensión de conceptos relacionados con sistemas dinámicos complejos. Con el objetivo de obtener el comportamiento deseado, el alumno diseña la mente (programación) y el cuerpo de organismo artificial, posteriormente mediante continuos ensayos perfecciona el diseño de varios aspectos hasta alcanzar el objetivo deseado. Otro aspecto a destacar en el estudio de la robótica es la imprescindible necesidad de un perfecto acoplamiento entre el software y el hardware del robot. Es importante que los integrantes de un equipo, seleccionen las áreas de acuerdo a su preferencia, ya sea con relación a la construcción física o la programación del robot. La comunicación entre los encargados de la programación y los de la construcción produce una relación muy interesante con respecto al comportamiento de los alumnos. Las conductas individualistas conducen repetidamente al fracaso, es necesario que el alumno comparta sus experiencias, su proyecto, y discuta con sus compañeros una y otra vez las características del robot que constituyen en conjunto para llegar a una solución satisfactoria. La construcción de robots autónomos o de proceso de control automatizado permite en el alumno analizar y modificar todas las variables que encontrará en el proceso industrial, por ejemplo en la construcción de sistemas de lazo cerrado, podrá programar el comportamiento de los motores según la información que le brindan los sensores . En sistemas fijos podrá definir los pasos del comportamiento del proceso automatizado. Es esencial que los alumnos conozcan los distintos sistemas de control y sus principales funciones, atendiendo a la teoría para con ello aplicar sus conocimientos a la construcción de aparatos que cumplan con el objetivo programado. Características del trabajo en robótica Robótica física: Puede ser de dos maneras: Utilizando kits educativos. Al respecto, por mencionar un ejemplo, tenemos el Lego Mindstorms, el cual tiene un componente fundamental, el RCX, una pequeña computadora con las siguientes características: Procesador hitachi H80, Ram de 32 Kb, entrada para tres sensores análogos, salida para tres actuadores, un puerto infrarrojo de E/S, un display y un Beeper, Otro kit puede ser el Bassic Stamp, es más abierto que el anterior, pero con la desventaja de que es necesario tener más conocimientos de electrónica para su operación. Robótica simulada. Se considera que ésta no puede suplir a la robótica física, sin embargo posibilita enfrentar a los alumnos con los problemas en la programación de robots . Existen sistemas sencillos de robótica simulada como el Software Mazerobots o el Karel, que permiten programar el comportamiento de robots con uso de sensores, motores y otros aspectos de un robot real, las interfaces son amigables y los lenguajes de programación sencillos. Existen otros programas más complejos como el RobotBattle, implementan mayor cantidad de características de la robótica física, como: paralelismo, comunicación entre robots, trabajo colaborativo, uso de semáforos, entre otros. A la robótica simulada le faltan todos los aspectos físicos, sin embargo, cumple con otras características como: los robots simulados no se gastan, no se desarman, no resbalan, no se quedan sin pilas, luego entonces, la robótica educativa sin robots físicos no es robótica, es programación. Sistema didáctico adecuado. Un sistema de robótica educativa, consta por lo general de tres partes principales: la computadora que mediante un programa de control determina el comportamiento de todo el sistema. Un sistema físico a controlar, que puede ir desde una maqueta con luces hasta un robot que vuela y la interfaz, que es la encargada de unir el sistema físico con la computadora. Robótica como proyecto educativo. Encontramos que se entiende como el conjunto de experiencias que involucran enseñanza y aprendizaje en un área de contenidos particular, que se ejecutan en un conjunto de instituciones de un país, una región e incluso internacionalmente y que atienden ejes rectores, legislativos, metodológicos y didácticos similares. En la actualidad la robótica educativa es una disciplina que las nuevas generaciones deben conocer. Las empresas e industrias han incorporado procesos de producción y múltiples elementos tecnológicos que incluyen automatismos y control de procesos, lo que implica la demanda de los jóvenes de contar con opciones de formación en esta especialidad. Al iniciar un proyecto educativo debe existir justificación plena, y la primera razón no es el aspecto tecnológico sino el humano, lo que implica un análisis previo que determine, las habilidades sociales, cognitivas y tecnológicas a propiciar y los niveles de comprensión que se promoverán antes de elegir los recursos tecnológicos. Cuando hablamos de un proyecto educativo debemos fundamentarlo en un marco pedagógico interesante y comprensible para quienes tienen la responsabilidad de elaborarlo. La robótica como proyecto educativo encuentra su base en el construccionismo, como propuesta curricular se determina la enseñanza para la comprensión, como marco metodológico el enfoque de aprendizaje basado en proyectos; estos enfoques facilitan la introducción de diversas áreas de contenido donde los estudiantes alcanzan un máximo grado de comprensión, por otra parte, obliga a determinar los contenidos deseados y los productos esperados, caso contrario, la propuesta didáctica, queda reducida a una metodología sin propósitos claros. Es aconsejable delimitar los temas, consiguiendo que los proyectos se concentren en la simulación, comportamiento y funcionamiento real de procesos industriales y productivos, de sitios, de eventos o sobre la resolución de problemas comunales. Lo anterior con el objeto de crear diversidad de proyectos grupales que atiendan un eje temático buscando mayor especialidad a partir de la investigación y estudio. Un proyecto de robótica educativa será eficaz cuando se busque el fortalecimiento de habilidades que tienen posibilidad de ser descubiertas o perfeccionadas como: la proyección, la creatividad, el diseño, la valoración de productos, el automatismo y control, la resolución de problemas, entre otras. Por lo que corresponde al ambiente de aprendizaje debemos resaltar un factor importante; la relación e interacciones que ocurren en el aula entre los estudiantes y educadores, y entre ellos con los recursos. Del mismo modo que las normas pedagógicas, un ambiente debe preverse y organizarse en función de las habilidades o trabajos esperados. La experiencia sostiene que aquellos grupos que integran estudiantes de diferentes edades, procedencia y estados de madurez, resultan más productivos y creativos que los formados con ciertas uniformidades. El docente es otro factor a considerar, ya que este medirá o facilitará el aprendizaje junto a los estudiantes. Debe observarse una característica muy importante de esa persona será la disposición o actitud positiva que muestre hacia la tecnología, debe destacarse por su interés por lo innovador, lo creativo y cambiante, pero principalmente, deberá poseer vocación hacia la enseñanza, satisfacción por compartir lo que sabe y disposición para aprender de y con sus estudiantes. Para que lleve a cabo la robótica educativa otro aspecto a considerar es el recurso tecnológico, los criterios deberán estar determinados por las características de la propuesta pedagógica en el ambiente de aprendizaje, tomando como punto de partida: Qué y cómo serán los proyectos asignados a los estudiantes: grupales, individuales, pequeñas construcciones o mecanismos particulares. Qué cantidad de estudiantes se beneficiará: Si existe mucha demanda de recursos tecnológicos, es necesario atender a los grupos en periodos continuos, no es posible desarmar y armar en cada lección. Cuáles recursos tecnológicos son esenciales y cuáles pueden ser sustituidos por otros de menor costo, ejemplo, la cantidad de motores, sensores, luces, sirenas, interfaces (RCX, Handy, Crikets; GOGO Boards, pico) que se adquieran dependerán de la cantidad de máquinas de que se disponen y de la cantidad de estudiantes a atender. Qué tipo de mecanismos se van a construir. Si la propuesta impulsa el estudio de mecanismos, debe disponerse muchas: máquinas simples y operadores mecánicos, puede decidirse por trenes de engranes recuperados de equipos electrónicos o tecnológicos en desuso, como son: unidades de CD, juguetes de control, engranes de impresoras, escáner u otros, pero son indispensables herramientas que permitan desarmar, cortar, soldar y pegar. Un proyecto de robótica educativa requiere de asesores o personal especializado en el campo de la robótica , la investigación y la educación, que conocen muy bien la propuesta pedagógica, y además cuente con experiencia desde la práctica trabajando con estudiantes. Lo anterior forma la etapa de seguimiento, la cual es fundamental para el docente quien debe sentir el apoyo y la confianza de quienes le asesoran y pueden conocer sus debilidades y fortalezas. Glosario sobre la robótica en la educación GLOSARIO Actuadores: transductor, que transforma señales eléctricas en movimientos mecánicos. Algoritmo: conjunto definido de reglas o procesos para la solución de un problemas en un número finito de pasos. Analógico: representación de una variable o información mediante valores que varíen de forma contínua. Se opone a numérico o digital. Animación: Creación, mediante la computadora, de imágenes en movimiento para su visualización en la pantalla. Angulares:ver Coordenadas Armadura:Conjunto de elementos del manipulador, donde se articula el brazo para realizar su labor. Autómata: aparato que encierra en sí mismo los mecanismo necesarios para ejecutar ciertos movimientos o tareas similares a las que realiza el hombre, manifestándose como un ser animado capaz de imitar gestos. Automática: Ciencia que trata de sustituir en un proceso el operador humano por un determinado dispositivo, generalmente electromecánico. Automatización: Se le denomina así a cualquier tarea realizada por máquinas en lugar de personas. Es la sustitución de procedimientos manuales por sistemas de cómputo. Autooperador: Manipulador automático no reprogramable. Asimov, Isaac: Escritor y científico ruso, importante autor de ciencia ficción. Utilizó la palabra “Robótica” en su obra “Runaround”, y se volvió muy popular a partir de una serie de historias breves llamadas “I Robot”, escritas desde 1950. Muy conocido por su referencia a los robots y a sus implicancias en el mundo del futuro. Autor de las famosas leyes de la robótica. Balanceo: Uno de los tres movimientos permitidos a la muñeca del robot. Llamado así por similitud con el correspondiente movimiento de un barco o avión. Movimiento de giro alrededor de un eje longitudinal (horizontal) de un barco. Brazo del robot: Una de las partes del manipulador. Soportado en la base de éste, sostiene y maneja la muñeca (donde va instalado el útil de toma de objetos). Cabeceo: Uno de los tres movimientos permitidos a la muñeca del robot. Llamado así por similitud con el correspondiente movimiento de un barco o avión. Movimiento de giro alrededor de un eje transversal al buque. Cadena cinemática: Conjunto de elementos mecánicos que soportan la herramienta o útil del robot (base, armadura, muñeca, etcétera). Capek, Karel: Dramaturgo checo, quien mencionó la palabra “Robot” por primera vez en 1917 en una historia llamada “Opilec”, y se difundió en una obra suya más popular llamada “Rossum’s Universal Robots”, la cual data de 1921. Robot deriva de “robotnik”, con la cual definía al “esclavo de trabajo”, y con ella se designaba a un artilugio mecánico con aspecto humano y capaz de desarrollar incansablemente tareas que estaban reservadas hasta el momento a los hombres. Cartesianas, coordenadas: (ver Coordenadas) Chip: (pastilla). chip. Pieza pequeña de silicio sobre la cual se fabrica un circuito electrónico integrado. Un solo chip puede reemplazar miles de transistrores, resistencias y diodos, e incluso, un chip puede contener la Unidad Central de proceso (CPU) completa de una microcomputador. Cibernética: Estudio comparativo de los procesos orgánicos y los procesos realizados por máquinas, con el fin de comprender sus semejanzas y diferencias, y lograr que las máquinas imiten el comportamiento humano. Cinemático: En robótica se utiliza este término para referirse a los accionamientos de un manipulador que suponen una unión física directa entre los mandos del operador y el elemento terminal. Circuito: es un ciclo, un camino sin interrupciones que pemite por ejemplo, que la corriente salga por un lado de la pila y regrese por el otro. También es necesario un circuito para obtener electricidad del tomacorriente. Circuito Impreso: printed circuit board. Lámina de plástico con conectores matálicos integrados y dispuestos en hileras, sobre la cual se colocan los diferentes componentes electrónicos, principalmente los chips. Controlador: es la parte del software que controla un periférico particular. Control analógico: La información de control es dada en forma de valores (variables de un modo continuo) de ciertas cantidades físicas (analógicas). Control numérico: Los datos están representados en forma de códigos numéricos almacenados en un medio adecuado. Se llaman también sistemas de punto a punto, o de camino continuo. Control remoto, manipulador de: Aquél en que cada grado de libertad está actuado por un dispositivo independiente, con lo que puede no estar unido cinemáticamente al actuador del operador. Coordenadas: Sistema de ejes para el posicionamiento de un punto en el plano o en el espacio. Pueden ser: a) Angulares. Si la referencia de un punto se hace mediante la definición de ángulos a partir de los ejes (origen de los ángulos). b) Polares. Se establece un punto mediante la indicación de un ángulo y un valor escalar (numérico). c) Rectangulares. Cuando los puntos están definidos por varios números (dos o tres). Digital: representación de la información basada en un código numérico discreto. Dispositivo: mecanismo de un aparato o equipo que, una vez accionado, desarrolla de forma automática la función que tiene asignada. Eje: Cada una de las líneas según las cuales se puede mover el robot o una parte de él (algún elemento de su estructura). Pueden ser ejes o líneas de desplazamiento longitudinal sobre sí mismo (articulación prismática) o ejes de giro (rotación). Cada eje define un “grado de libertad” del robot. Elemento: Cada uno de los componentes de la estructura de un manipulador. Pueden ser elemento maestro, esclavo, de unión, terminal, etc. Garra: Una de las configuraciones típicas del elemento terminal de un manipulador. Es un elemento de precisión y potencia medias. Giro: Movimiento básico de un manipulador. (Ver Eje.) Grado de libertad: Cada uno de los movimientos básicos que definen la movilidad de un determinado robot. Puede indicar un movimiento longitudinal o de rotación. (Ver Eje.) Herramienta: es un instrumento para prolongar o ampliar alguna capacidad humana. Hidráulico: Es un manipulador cuya energía de movimiento viene proporcionada por un fluido que presiona émbolos. Se consigue una gran potencia en la operación del robot, aunque se pierda precisión. Informática: Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de computadoras. Inteligencia Artificial: hace referencia a la simulación de funciones y actividades cognitivas propias de la inteligencia humana por medio de la computadora, es decir, a la creación de máquinas capaces de aprender y autoperfeccionarse. Interface: Circuito o conector que hace posible el “entendimiento” entre dos elementos de hardware, es decir, permite su comunicación. Instrumento: es un elemento que permite hacer algún tipo de medición, comprobar el buen funcionamiento de un artefacto, o a veces cuando está incorporado al propio artefacto sirve para hacer un uso correcto del mismo.  Interruptor: su función es cortar o no, el paso de la corriente eléctrica: por medio de distintos tipos de mecanismos, juntan y separan cables. La llave de la luz y el pulsador de un tiembre son ejemplos de interruptores. Leyes de la Robótica: el escritor Isaac Asimov propuso las “Leyes de la Robótica”, que en un principio fueron sólo tres pero luego añadió una cuarta, llamada Ley Cero. Estas son: Ley Cero: Un robot no puede dañar a la humanidad, o a través de su inacción, permitir que se dañe a la humanidad. Primera Ley: Un robot no puede dañar a un ser humano, o a través de su inacción, permitir que se dañe a un ser humano. Segunda Ley: Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto cuando tales órdenes estén en contra de la Primera Ley. Tercera Ley: Un robot debe proteger su propia existencia, siempre y cuando esta protección no entre en conflicto con la Primera y la Segunda Ley. Manipulador: En general, cualquier dispositivo mecánico capaz de reproducir los movimientos humanos para la manipulación de objetos. En particular, suele referirse a los elementos mecánicos de un robot que producen su adecuado posicionamiento y operación. Máquina: Artificio o conjunto de aparatos combinados para recibir cierta forma de energía, transformarla y restituirla en otra más adecuada o para producir un efecto determinado. Microcontrolador: Un microcontrolador es un circuito integrado programable que contiene todos los componentes de un computador, se emplea para realizar una tarea determinada para la cual ha sido programado. Dispone de procesador, memoria para el programa y los datos, líneas de entrada y salida de datos y suele estas asociado a múltiples recursos auxiliares. Puede controlar cualquier cosa y suele estar incluido en el mismo dispositivo que controla. Microchips: (a veces llamado “chip”) es un conjunto de circuitos empaquetados para computador (conocido como “circuito integrado”) fabricado de silicón a muy pequeña escala. Están hechos para programas logicos ( chip microprocesador o lógico ) y para memoria de computador ( memoria o chips RAM). Los microchips están hechos de tal manera que incluyen memoria y lógica para propositos especiales como conversión analoga a digital, bit slicing y salidas. Muñeca: Dispositivo donde se articula el elemento terminal (garfio, pinza, etc.) de un manipulador. Es un elemento básico para la definición de la flexibilidad y precisión del manipulador. Las posiciones del elemento terminal vienen dadas por los grados de libertad de la muñeca. Neumático: Es un manipulador cuya energía de movimiento viene proporcionada por un sistema de aire comprimido (conductos que lo contienen, émbolos de empuje, sistema compresor, etc.). Paso a paso, motor: Motor eléctrico que gira un numero exacto de grados al recibir una adecuada secuencia de comandos de control. Son motores sumamente precisos. Polares, coordenadas: (ver Coordenadas polares) Pinza: Una de las configuraciones características del elemento terminal de un manipulador o de un robot. Se articula con el resto de la estructura a través de la muñeca. Procedimiento: secuencia de operaciones destinadas a la resolución de un problema determinado. RI: Siglas utilizadas para referirse a un robot industrial. Robot: Manipulador mecánico, reprogramable y de uso general. Se define como un sistema híbrido de cómputo que realiza actividades físicas y de computación. Los robots utilizan sensores analógicos para reconocer las condiciones del mundo real transformadas por un convertidor analógico digital en claves binarias comprensibles para el computador del robot. Las salidas del computador controlan las acciones fícas impulsando sus motores. El nombre de robot procede del término checo robota (trabajador, siervo) con el que el escritor Karel Capek designó, primero en su novela y tres años más tarde en su obra teatral RUR (Los robots universales de Rossum, 1920) a los androides, producidos en grandes cantidades y vendidos como mano de obra de bajo costo, que el sabio Rossum crea para liberar a la humanidad del trabajo. En la actualidad, el término se aplica a todos los ingenios mecánicos, accionados y controlados electrónicamente, capaces de llevar a cabo secuencias simples que permiten realizar operaciones tales como carga y descarga, accionamiento de máquinas herramienta, operaciones de ensamblaje y soldadura, etc. Hoy en día el desarrollo en este campo se dirige hacia la consecución de máquinas que sepan interactuar con el medio en el cual desarrollan su actividad (reconocimientos de formas, toma de decisiones, etc.). Robot Autónomo (RA): son sistemas completos que operan eficientemente en entornos complejos sin necesidad de estar constantemente guiados y controlados por operadores humanos. Una propiedad fundamental de los RA es la de poder reconfigurarse dinámicamente para resolver distintas tareas según las características del entorno se lo imponga en un momento dado. Hacemos énfasis en que son sistemas completos que perciben y actúan en entornos dinámicos y parcialmente impredecibles, coordinando interoperaciones entre capacidades complementarias de sus componentes. La funcionalidad de los RA es muy amplia y variada desde algunos RA que trabajan en entornos inhabitables, a otros que asisten a gente discapacitada. Algunos ejemplos son: el robot autónomo enviado a Marte (Sojourner) por NASA, el Robot androide que camina autónomamente de Honda, COG en MIT y otros muchos. Robot Industrial: definieron una primera fase y dominaron el campo durante los años 70 y 80. En estos sistemas, robótica era prácticamente sinónimo de manipuladores, excepto por algún trabajo en vehículos guiados autónomamente. En general, los Robots Industriales son pre-programados para realizar tareas especificas y no disponen de capacidad para reconfigurarse autónomamente. Robótica: La robótica es la rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los robots. Rotación: Movimiento básico en un manipulador. (Ver Eje.) Sensor: transductor que capta magnitudes y las transforma en señales eléctricas. Sistema: conjunto organziado de elementos diferenciados cuya interrelación e interacción supone nuna función global.

La Robotica Educativa

Robótica 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. 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.

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.

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.

Objetivos

Algunos objetivos de la Robótica educativa pueden ser:

• Hacer que los educandos sean más ordenados;
• Promover los experimentos, donde el equivocarse es parte del aprendizaje y el autodescubrimiento;
• Ser más responsables con sus cosas;
• Desarrollar mayor movilidad en sus manos;
• Desarrollar sus conocimientos;
• Desarrollar la habilidad en grupo, permitiendo a las personas socializar;
• Desarrollar sus capacidades creativas;
• Poder observar cada detalle;
• Desarrollar el aprendizaje en forma divertida.

Materiales utilizados en robótica educativa

En entornos de Robótica Educativa y de ocio se utilizan con frecuencia unos dispositivos denominados interfaces de control, 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 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: 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: 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 electrovalvula.

• 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.

Ventajas de la Robótica Educativa
Algunas de las bondades que nos ofrece la robótica educativa son:

• Permiten integrar diversas áreas del conocimiento
• Desarrollo de un pensamiento sistemático
• Permite operar y controlar distintas variables de manera sincrónica
• Ofrece la creación de entornos de aprendizaje.
• Reconocen y clasifican; son autónomos en la toma de decisiones
• Mayor precisión, sin cansancio
• No hay sindicatos de robots
• Tareas peligrosas
• Mayor velocidad
• Reducción de costos

Desventajas
Una de las desventajas más importantes a considerar es que los docentes requieren capacitación sobre todo en la construcción y manipulación de los dispositivos, así como aprender a programar. Otro aspecto importante es la necesidad de contar con la infraestructura adecuada como laboratorios, el costo de los dispositivos y que ineficiencia en algunas áreas del currículo.

Avances de la robótica el la actualidad

AVANSES DE LA ROBOTICA EN LA ACTUALIDAD

Planteamientos Previos

A lo largo de la historia y el transcurso de los años, han habido personas que han pensado en que sucederá en el futuro, ¿Cómo será nuestra vida?; sabiendo que los avances de la robótica crecen a pasos gigantes, en pocos años se cree que existirán alrededor de dos millones de robots personales que formaran parte de nuestra vida cotidiana e incluso ayudarán en campos como la medicina, en la agropecuaria, astro-física y muchas otras ramas.

Robots en un Mundo futuro.. Figura 1

Se podría decir que los robots ayudaran en los ámbitos del hogar, pues existirán robots en cada hogar, para limpieza, lavado, secado, pintado, entonces el usuario solo tendría que darle un mantenimiento para que continué su funcionamiento. Otro lugar de impacto de los robots será en lugares como zoológicos, pues dada la demanda habrá un robot para cada paseo guiado programado. Dada la cantidad de robots, se tendrá varias empresas que los fabriquen por lo que, podemos decir que cada robot estará conectado como una red de comunicación gigante, en el ámbito de la medicina los médicos podrán realizar operaciones mediante sensores conectores a robots con una mayor precisión, dando resultados excepcionales.

En el campo de la astro-física la robótica se utiliza para el control de la cúpula del observatorio, pues se lo programa para que según la temperatura y el altura del sol esta se abra o se cierre, y cumpla sus tareas programadas de observación, donde el operador solo tiene que realizar una revisión al día, y tomar los datos recogidos para programar la observaciones del siguiente día.

Cúpula de un observatorio.. Figura 2

Avances en la Medicina

Avances en la Medicina. Figura 3

En el ámbito de la medicina se puede hablar de los efectos que se tiene la existencia de minas como es en Colombia que a causa de esto existen varias víctimas que pierden sus miembros inferiores razón por la cual se ha propuesto la re-ingeniería en prótesis inferior la cual ayudara al usuario a poder recuperar su movimiento, dado que esta es muy sensible al movimiento de la cadera del usuario, cuyos experimentos se llevaron acabó en el Hospital Militar Central (Bogotá).

Umbral Auditivo.

Otro avance es en poder conocer el umbral auditivo para lo cual se tomaron resultados con sujetos que no habían dormido bien la noche anterior, a los cuales se los sometió a pruebas de sonido para poder conocer el umbral auditivo de una persona entre los 18 a 28 años de edad, mediante el estudio de PEALM, además de un sintetizador digital STIM de Neuroscan.

Efecto Neuro-protector de los Campos Magnéticos de Frecuencia Extremadamente Baja en Bio-modelos de Isquemia Cerebral.

Hoy en día la isquemia cerebral representa la razón de mortalidad de aproximadamente el 80% en personas de 65 años, la isquemia cerebral se da por la disminución del flujo sanguíneo, oxígeno y nutrientes al tejido cerebral, lo cual causa la muerte, sin embargo si se logra normalizar la presión de perfusión es recuperable, aquí es donde entran los efectos del campo magnético, los cuales hacen las veces de un protector que reduce el daño al tejido, disminuyendo su inflamación y el edema producido por la enfermedad. Los resultados del método práctico realizado en pacientes que tiene dicha enfermedad han sido positivos llegando a reducir el daño, de manera eficaz.

Desarrollo de Interfaz Hombre Maquina para personas con Limitaciones Motores Visuales y de Habla.

Se trata de una interfaz de comunicación que expresa lo que el paciente desea, inicialmente probado en personas sanas para una corregido fallas ser probado en personas que padecen dichas discapacidades, se empieza por la adquisición de datos del paciente para luego ser enviada a un giroscopio el cual es un sensor de cambios de velocidad que se conecta hacia un computador por conexión USB, también se utiliza un micro-controlador, para producir un sensor inercial que internamente contiene un conversor analógico-digital que se conectado a un PC mediante conexión USB para establecer comunicación a través de un software llamado firmware HID, en el micro-controlador reside el programa que se encargará de inter-actuar con las entradas y salidas de mismo, que conectado al computador para mover el puntero del ratón y así realizar una interfaz humana.

Avance de la Robótica Educativa

Robótica Educativa.. Figura 4

La Robótica Educativa abarca temas multidisciplinarios como lo son: la electrónica, la informática, la mecánica y la física, entre otros; se trata de utilizar la tecnología como herramienta de aprendizaje, donde los maestros forman grupos de trabajo entre sus alumnos y le dan un rol a cada uno como puede ser: arquitecto, ensamblador, revisor, coordinador, expositor, diseñador, controlador del tiempo. Una vez que se han formado los grupos se les da un problema poco estructurado y se les pide que planteen una solución, aquí es donde empiezan a utilizar la herramientas tecnológicas y aprender junto con ellas, no de ellas, esto hace que cada integrante de una perspectiva de la posible solución, esto hace que se involucren entre sí, lleguen a ver las cosas de manera diferente, y tener un aprendizaje mucho más vinculado al mundo real y así reflexionen del porqué de sus acciones y de las soluciones que se plantean. Se han recogido datos mediante el estudio hecho por Sullivan y Benitti son puntos de partida para la Robótica de Aprendizaje. En definitiva su propósito es apoyar habilidades productivas, creativas, digitales y comunicativas de los individuos para un mejor aprendizaje, dando resultados positivos en los estudios realizados en escuelas y colegios, por esta razón este método de aprendizaje será de gran ayuda para las nuevas generaciones, porque de ellos depende el futuro del mundo que conocemos.

Inteligencia Artificial

La Robótica se ayudan de la microelectrónica y la microinformática, para crear así la inteligencia artificial, que trata de crear maquinas que se parezca a un humano, es decir, realicen los procesos de pensamiento, decisión, y cálculo como si fuera un humano.

Un robot se encuentra regido por tres leyes básicas, planteados por Isaac Asimov.

• Un robot no puede lastimar, ni permitir que sea lastimado ningún ser humano.

• El robot debe obedecer a todas las órdenes de los humanos, excepto las que contraigan la primera      ley.

• El robot debe auto protegerse, salvo que para hacerlo entre en conflicto con la primera o segunda    ley.

Donde el robot estará encargado de realizar acciones de manera repetitiva, autómata, con movimientos variados y capaz de encostrarse en cualquier entorno que son las características de un robot, aunque no se la llegando a utilizar de manera más profunda en industrias, debido al elevado costo, aunque en futuro cercano esto podría cambiar; su impacto en la medicina también es muy alto, pues se incorporan sensores los cuales realizan la acción del médico durante una operación que requiere un alto grado de precisión.

Que al incorporarle Inteligencia al robot, este puede resolver problemas que tengan las características de complejidad, uso de generalizadores, claridad de conocimiento y facilidad de su extensión.

Ejemplo de ello es el Robot Nao Figura 5, que mediante programación puede reconocer y entablar una conversación con un humano, Sin embargo, aún no se logra fabricar el robot que tanto se busca, pues tiene un sistema de control de grado complejo, el cual controla todas sus articulaciones siendo su punto de inicio el uso de algoritmos de control.

Robot Nao. Figura 5

Comparaciones de Avances Previos con los Reales

A pesar que se planteó los posibles avances que tendría la robótica en un intervalo de 100 a 500 años, es fácil darse cuenta de que no ha sido tan exacto como se esperaba, pero no se puede descartar que seguirá avanzando a pasos agigantados, solo han transcurrido 12 años, y la Robótica en todos sus campos de aplicación está en auge, como son; medicina, educación, economía, ciencia, entre otros. Esta no se detendrá, debido a que actualmente se está implementado la Robótica Educativa (RE), la cual da grandes expectativa a las nuevas generaciones de tener un amplio conocimiento de la tecnología que tienen en sus manos para ayudarle a crear nuevas maneras de dar solución a problemas complejos, esta nueva generación será quienes hagan realidad aquellas aspiraciones de un mundo tecnológico donde existan aquellas ciudades tan avanzadas que el impacto sobre nuestro planeta será cosa del pasado.

Impacto de la Robótica en el Empleo

Dado el avance tecnológico en todos los campos de aplicación de la Robótica, ciudades grandes como son Estados unidos, posiblemente su avance tenga un impacto sobre los millones de inmigrantes que traspasan sus fronteras cada año en busca de una mejor forma de vida, se reduzca sus puestos de empleo con lo que lo más posible es que exista una cantidad de desempleados grande, con lo cual estaría obligados a regresar a sus países de origen, esto sucederá de igual manera en otros países en auge, en la actualidad esto ya sucede, por supuesto no de una manera que genere un problema al que haya que darle una solución inmediata pero no se puede evitar pensar que para el año 2060 habrá una crisis de empleo que se tendrá que dar una solución.

Maquinas en Industrias.. Figura 6

La robótica como herramienta para la educación en ciencias e ingeniería

Introducción

Interesante tema por indagar, pese a la confusión sobre su uso educativo y pedagógico, no se detectan ideas o conceptos claros, que definan puntualmente a la Robótica para un caso y el otro respectivamente. Luego de explorar varios sitios y de analizar lo expuesto en clase, se estima primordial, primero definir el concepto, ubicar a los protagonistas de la innovación educativa (RE) y luego una exposición de sus aplicaciones, ventajas y desventajas por supuesto en el ámbito del quehacer educativo y docente, para finalmente exponer una situación de clase apoyada con un robot educativo.

La RE debe priorizar ambientes de aprendizaje nuevos, armónicos, atractivos, diferentes, pero accesibles y prácticos para los estudiantes, los docentes por su parte, es necesario que usen los RE como estrategias didácticas, para impulsar el aprendizaje por construcción y experimentación, a grupos colegiados que cognitivamente signifiquen y traspalen a la vida cotidiana las simulaciones o ejemplificaciones que ejecuten los robots, que cabe decir estos, son magnificas estrategias de aprendizaje que capitalizan y maximizan habilidades y competencias en y para los alumnos. Sin embargo, la falta de presupuesto para la adquisición de los insumos o de los mismos robots o tal vez la falta de visión educativa para explorar y explotar estos recursos, no se ha extendido debidamente o de forma oportuna en México.

La robótica como herramienta para la educación

En el proceso evolutivo de la educación uno de los momentos más importantes se dio en el siglo XIX  cuando diferentes acercamientos proponen el cambio del paradigma de educación pasiva que hasta ese entonces regía. En ese modelo hay dos papeles, el pasivo y el activo, que se asignan al estudiante y al profesor, respectivamente. Allí, se toma al conocimiento como un fluido que se transfiere desde su fuente (profesor) hasta su destino (aprendiz) .  Años después, en el siglo XX, dos de los principales logros fueron la teoría constructivista del  psicólogo suizo Jean Piaget y la pedagogía del construccionismo desarrollada por el matemático sudafricano Seymour Papert. El primero afirma que el conocimiento no se transmite sino que se construye, es decir, se crea activamente en la mente del aprendizaje. El construccionismo también afirma lo mismo, pero que además, es necesario para alcanzar esto que el individuo construya algo tangible, un elemento fuera de su mente, que además tenga un significado personal para él. Ésta ultima pedagogía fue en la que se basa muchos de los principales desarrollos en Robótica Educativa.   Algunos de los productos de robótica educativa más relevante son LEGO Minstorms, Fischertechnik, Logo, Pioneer, K-Team, IroRobot y Handy Board .

El primero es uno de los productos de robótica educativa más reconocido. Uno de sus productos más interesantes es el Humanoide Rex que tiene sensores de distancia, sonoros y táctiles para el sistema de percepción, servomotores para el movimiento y el bloque central NXT para el control. Adicionalmente, tiene un parlante que le permite hablar. El comportamiento del robot se programa en el Mindstorms NXT software, y mediante un enlace de Bluetooth o vía USB el programa se carga en el bloque NXT. También de gran relevancia son los kits de Fischertechnik, con características técnicas y de flexibilidad superiores a las de LEGO, pero con una menor difusión, debido a su alto costo con respecto a los kit LEGO Mindstorms. Son usados para enseñar conceptos básicos de sensórica, sistemas robóticos multi-agente y simulaciones de sistemas industriales a pequeña escala. Uno de sus principales productos es Robo Explorer, que en su sistema de percepción tiene sensores ultrasónicos para la medición de distancia, sensor de color, un sensor infrarrojo de camino, un resistor NTC y una fotorresistencia. Su sistema motriz está a cargo de dos motores y ruedas tipo oruga. También vienen con este kit la interfaz ROBO, y el software de programación ROBOPro.   Los otros kits mencionados aunque también son importantes en el ámbito académico, investigativo e industrial tienen una menor difusión y se obvian en este artículo sus detalles...

Robótica Educativa. Características, Aplicaciones, Ventajas y Desventajas

Características

Scribbler Robot, que ofrece IC and Robotics, Inc USA, es para niños de 8 años en adelante, (niños de preescolar y primaria) e incluye un robot reprogramable armado con software BASIC Stamp 2 . Su fortaleza educativa, ofrece, el desarrollo de la capacidad lógica, intuitiva, práctica y de concentración, en el chico, además que lo motiva al ordenamiento lógico para resolver problemas. Se manipula a través de una interfaz gráfica donde los estudiantes aprenden a controlarlos, el cual tiene sensores de luz, infrarrojos para detectar obstáculos, sensores de línea infrarrojos para seguir líneas o leer códigos de barras y una bocina para tocar sonidos y notas musicales.

Es de bajo costo 99 dólares, y además de sus funciones busca que los usuarios más jóvenes se involucren en robótica y programación de micro controladores, para el caso de jóvenes estudiantes, pero aún para los más pequeños no es un juguete es un recurso didáctico. Viene montado o armado de fabrica, por lo que los estudiantes de primaria se pueden interesar o avocar de inmediato con la programción del microcontrolador sin necesidad de montar circuitos electrónicos . Para los más avanzados tiene una interfaz gráfica de programación a la que se le pueden agregar otro programa como un Editor BASIC Stram.

El RE tiene 8 programas de demostración que se pueden modificar, e incluye un buscador de luz, detector de objetos, evasión de objetos, seguimiento de líneas y un porta lápiz que el robot dibuja según el trayecto programado previo.

En el software para niños GUI de 12Mb, se escriben los formatos graficos de los programas, y para jóvenes mayores se pueden diseñar rutinas escribiéndolas en el editor de 6,0Mb. El software, las guías de programación y sus manuales (de enseñanza e instalación),están contenidos en un CD-ROM y actúan con los componentes:

3 sensores fotorresistencias 2 sensores infrarrojos

2 sensores de detección de línea infrarrojos 2 motores de corriente continua independiente

1 altavoz parlante 3 señales luminosas

Cable de programación serial Guía de comienzo para el robot PDF

Software y Cd-ROM Usa 6 pilas AA alcalinas, estándar o NiMH

Necesita una computadora con Wndows 2000/XP con un puerto serial disponible o un puerto USB e incluye manual de enseñanza, tutoral y de instalación. Ofrece dos formas de programación 1) trasladando iconos para generar rutina (software de programación para niños 12 Mb) y 2) escribiendo para generar la rutina de programación (software avanzado de programación 6,0 Mb).

ESTRATEGIAS

Scribbler Robot, se presentará como una estrategia educativa, ante un grupo de preescolar, se recomienda que los chicos conozcan sus habilidades, que se manipula por una interfaz gráfica que controlan los alumnos, y que tiene sensores de luz, infrarrojos para detectar obstáculos, sensores de línea infrarrojos para seguir líneas o leer códigos de barras y una bocina para tocar sonidos y notas musicales. Este RE estimula la capacidad de raciocino y lógica, de intuición, práctica concentración, y motiva al ordenamiento lógico para resolver problemas.

Así que los niños, conocerán y explorarán primero las características del RE, que hace, como se mueve, que sonidos genera, que recorridos que efectúa, hace, etc., esto es se involucrara por medio de la revisión, análisis y comprobación del robot, posteriormente, el docente, conocedor o experto en la funcionalidad y operación del mismo, expondrá tácitamente las características del Scribbler, y propiciará un encuentro de preguntas y respuestas para que todas las inquietudes o dudas de los estudiantes se resuelvan, propiciando, así, la indagación, reflexión y crítica del aparato, y su por que no aplicación científica, (Leyes de Newton).

Posteriormente, el docente, permite, guía y orienta a los niños a que efectúen la manipulación o exploración del Robot, dándole explicación a cada una de las programaciones que se programen y operen por el RE, explicando breve y sencillamente el concepto científico de las Leyes de Newton que el Scribbiler realizará. Finalmente, luego de la práctica y acierto-error que se susciten y ejemplifiquen el tema (s) los niños del kindergarden y de primaria (2do y 3er. Grado) explicarán en sus propias palabras el fenómeno (ley) que conocieron y observaron, que explica el RE.

Antecedentes

La Robótica se define al conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poliarticuladas, dotados de un determinado grado de inteligencia y destinados a la producción industrial o a la sustitución del hombre en muy diversas tareas.

Su origen data del Siglo XVIII, donde Jacques de Vaucanson (1709-1782), mecánico francés, que construyo varias muñecas mecánicas de tamaño humano que ejecutaban piezas musicales; en 1952 se creo el primer robot comercial por la Planet Co. el cual estaba controlado por interruptores de fin de carrera y actualmente Japón, Estados Unidos, y países Europeos compiten en el mercado con el financiamiento millonario a sus proyectos básicamente industriales,y que de los más innovadores pueden ser los detectores de campos minados en zonas de guerra.

Su terminología básica habla de Androide, que es en griego forma de hombre; Autómata, que refiere a una máquina que siempre repite el mismo proceso (el controlador de semáforos, por ejemplo); el Manipulador, que es un dispositivo mecánico capaz de reproducir los movimientos humanos para manipular objetos; por supuesto Robot, que es un manipulador mecánico reprogramable y de uso general; RI, Robot Industrial; Sistemas Guiados, conducción del Robot a través de movimientos para efectuarse; Sistemas de Programación de nivel-robot, donde el usuario redacta un programa de computadora para especificar movimientos y sensores; Sistemas de programación de nivel-tarea, donde se especifica la operación de sus acciones sobre los objetos que manipula el robot y Terafim, los hombres artificiales que pueden ser fabricados en serie. 

Importante es también, conocer algunos datos referenciales del investigador Sudafricano (1928) ahora radicado en EUA, que es considerado el primer experto mundial, que se preocupo y ocupo por ayudar a los niños a aprender en computadoras, al reconocer que estas –PC- podrían revolucionar el aprendizaje y la educación, el Dr. Seymour Papert, primero activista anti racial, luego investigador matemático de la Universidad de Cambridge, trabajo con Jean Piaget en Ginebra, coyuntura histórico-cultural, que origino su propuesta respecto a como los estudiantes pueden aprender y pesar las matemáticas, es decir construir y programar. Él es el inventor del lenguaje de programación LOGO y ha elaborado varios (casi 100) ensayos y artículos sobre Educación e Inteligencia, Matemáticas, Psicología de la Percepción y Epistemología.

Con su experiencia de trabajo con J. Piaget, y apoyado por el Paradigma Constructivista, desarrollo su propia visión educativa y básicamente del aprendizaje al que denomina Construccionismo, como se ha expuesto, desarrolla un lenguaje de programación de ordenadores al que le llama LOGO, que es un instrumento didáctico que permite que los alumnos construyan su propio conocimiento, además es una herramienta para el desarrollo de los procesos de pensamiento lógico-matemáticos, su ejemplo, el primero, La Tortuga Logo, que ayuda a resolver problemas.

Otro personaje importante en Robótica Educativa, es el compañero de S. Pepert, el Dr. Mitchel Resnick, concibe un concepto al que llama, LIFELONG KINDERGARDEN (El grupo de por vida del jardín de la infancia), dentro del laboratorio de medios del MIT, que conjunta a un hotbed o un laboratorio de actividad creativa, donde diseñan alumnos instrumentos musicales, establecimiento de redes, hacen figuras geométricas; aprenden jugando o divertidos, por lo que no es un laboratorio de investigación, sino un lugar para aprender, ya que los niños y jóvenes activamente diseñan, crean e inventan cosas, circunstancias que permiten que ellos, generen habilidades y competencias que los enseñen a pensar, a aprender y resolver problemas, de manera entretenida, diferente, en ambientes de aprendizaje apoyados por TIC´s impresionantes e innovadoras.

Este concepto, supone que es necesario armonizar los ambientes externos actuales influidos por la globalización y la tecnología, de las nuevas generaciones, con recursos como la Robótica Educativa (KIT), para que los chicos diseñen, expresen, innoven y entiendan el mundo real, concreto en el que actúan y pueden contribuir más tarde en la sociedad del conocimiento que caracterizara a sus escenarios futuros. Aprenden en el Jardín de la Infancia. cuando crean cuadros con la pintura del dedo, aprenden cómo los colores se mezclan juntos; cuando crean castillos con los bloques de madera, aprenden sobre las estructuras y la estabilidad, esa es la gran enseñanza, que se involucren y comprometan en la construcción y significación de su conocimiento.

Desarrollo

El Instituto de Tecnología de Massachusetts, de EUA, y un grupo encabezados por el mismo Seymour Papert y Dr. Mitchel Resnick, en colaboración con el grupo LEGO y la Fundación Nacional de Ciencias, efectuaron investigaciones sobre micro computadores que con sensores y actuadores, se conectan al mundo exterior, a los que llaman, incluso a la fecha, Ladrillos Programables, que además se han diseñado para que niños y adolescentes realicen actividades para crear robots y experimentos de recolección de datos.

Así pues, Pepert, investigador y creador del lenguaje LOGO y el Dr. Mitchel Resnick, con su equipo del TIM, crearon una interfase que permitiera conectar; construcción con programación, en el año de 1988, que concreto en lo que a la fecha se conoce como Robótica Educativa, que al vincular al niño o joven al mundo real, porque no mediante la ficción o simulación, ya que el alumno; clasifica; arma; programa; diseña e impulsa el funcionamiento del Robot. Trabajando con RE, se recomiendan ambientes de aprendizaje con Laboratorio, para que los estudiantes desarrollen métodos de investigación, experimentación, análisis y resolución de problemas. Pues gracias a ello, la motivación, factor importante en esta estrategia educativa, el nobel investigador, además se involucra y compromete al ser el eje nodal del proceso educativo, según expone la Profesora Ana María Malinaricha,

Pero que es LOGO, que es un método para dialogar con el ordenador, basado en un número relativamente pequeño de instrucciones básicas, con las que el usuario lleva a cabo el programa. Estas instrucciones sirven para generar otras instrucciones que, a su vez, se pueden ensamblar en un programa. Se convierten ellas mismas en lenguaje y se pueden utilizar para otras órdenes. LOGO es un lenguaje de procedimiento.

Su primer creación, fue el Micro mundo de la tortuga, que es un punto orientado que puede comandarse desde el teclado del ordenador, desplazándola por el suelo (tortuga mecánica) o por la pantalla (punto luminoso), de modo que el alumno puede realizar gráficos con el uso de comandos ejecutados de modo inmediato o insertos en un programa. Estas órdenes son comprensibles por cualquier alumno. LOGO es un lenguaje que se puede utilizar desde los primeros años de edad escolar y que crece y madura a medida que va creciendo el alumno.

Con la finalidad de que los chicos a través de las dinámicas propias para la adaptación y manipulación de los robots educativos (ya que están hechos, solo se activan) construyan sus propios conocimientos, el Instituto TIM, generó los productos Lego Robolab, Lego Mindstroms y Handy Cricket, que mediante estos recursos de aprendizaje (Robots Educativos), que como estrategia vinculan a los jóvenes con el mundo real y fomentan su inventiva.

La RE dinamiza y enriquece los ambientes de aprendizaje; pero es lamentablemente impuesta, no espontánea, si bien hace atractiva a la temática, su formato es rígido, pues a través de un KIT mecánico de Lego, se generan los productos educativos, esto es que el material preparado para fabricar o crear robots, es parte de un trabajo en equipo que efectúa la Cìa Lego y el TIM de Media Laboratory.

Estamos hablando entonces de MINDSTROMS, ROBOLAB, que usa 3 interfases: Lab View, lenguaje de programación gráfico para uso en PC automatizadas, sean programaciones Piloto e Inventor, En y Sobe de acuerdo al Modelo NOM del Dr. Manuel Gàndara. La otra interfase es la pieza central de este, el RCX (ladrillo), es un microordenador puesto en Ladrillos de LEGO y programable en una PC, que recibe señales del transmisor (unido a un puerto) y almacena programas en su memoria. Y la 3er interfase son los Sensores, de entrada a LEGO, de 4 tipos: luz, ángulo, tacto y temperatura.

Por otro lado, los HANDYBOARD o grillo práctico, es un sistema del microcontrolador 6811 que puede construir robots móviles educativos o industriales, controla dos motores y acepta dos sensores, un puerto infrarrojo y grillos que se pueden comunicar, por ejemplo el grillo 4x4 con un microchip donde graba información y programa simulaciones. Logo Grillo, define procedimientos y regreso de valores; tiene variables globales y entradas a procedimientos locales y estructuras condicionales de control de repetición 

Ventajas de la RE

Lenguaje de programación impuesto, no se diseña y crea espontáneamente; La representación gráfica no es simultánea; Permite libertad para el trabajo docente, apoyado en el RE; Es de uso fijo para hacer tecnología, (aplica para materias de ciencia y tecnología); No genera descubrimiento libre, y no aplica a aprendizaje inductivo, Enmarcado bajo la perspectiva educativa Construccionista e Impacto y relevancia para aprendizaje Cognitivo.

Desventajas de la RE

Agudiza brecha digital y tecnológica; Costo elevado, sólo para privilegiados; Falta de visión política-educativa para su implementación; Resistencia de docentes para su uso, por falta de capacitación y No creativa, no espontánea, estricta y rígida, es decir impuesta.

De acuerdo con Mónica María Sánchez Colorado, con este tipo de herramientas educativas, que tiene que cuidar ambientes de aprendizaje, nuevos, dinámicos, creativos, clima armónico, diverso y atractivo, vigentes, entre lo más relevante, en los estudiantes que propician: La construcción de estructuras con elementos de alta tecnología y materiales comunes, en un salón de clases; creación de software para impulsar el RE y construir y alcanzar sus metas y objetivos, con las actividades previas diseñadas para estos fines. 

La Robótica Educativa se ha desarrollado como una perspectiva de acercamiento, o se aplica en la solución de problemas derivados de distintas áreas del conocimiento como las matemáticas, las ciencias naturales y experimentales, la tecnología y las ciencias de la información y la comunicación, entre otras. Uno de los factores mas interesantes es que la integración de diferentes áreas se da de manera natural, dice Mónica María Sánchez Colorado.

Conclusión

La RE y su aplicación genera mucho interés de parte de lo estudiantes, pues la conciben como complemento a sus necesidades actuales de conocimiento, en la era de la Revolución Tecnológica e Informática, pues conocen o han escuchado halar de automatización, autómatas o incluso robótica, para los jóvenes de esta generación no son extrañas, lo serán para los profesores tal vez, por ello la metodología educativa que se diseñe para estos fines será estratégica para consolidar el conocimiento y su significado en el aprendizaje.