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Robots de juguete

Robótica educativa y didáctica

Robótica educativa

La robótica será en el futuro una ciencia que estará presente en muchas de las facetas de la vida, dado que la tendencia de la investigación tecnológica se dirige hacia la sustitución de los trabajadores que realizan los tareas más duras, peligrosas, repetitivas o sensibles, por robots, cada vez más inteligentes. De ahí que la introducción temprana de los niños a esta ciencia sea ya contemplada como una necesidad educativa.

¿En qué consiste la robótica educativa?

La robótica educativa es una disciplina eminentemente práctica, en la que se pretende que los niños y jóvenes aprendan de una manera interactiva la ciencia de los robots y su programación.

Existen diferentes niveles de complejidad en la enseñanza, dependiendo de si esta va dirigida a las primeras etapas de educación, o a alumnos de secundaria.

Etapa infantil y primaria

Para la etapa infantil y primaria existen kits de robótica, juguetes muy completos, que permiten un montaje sencillo del robot y su fácil programación, permitiendo que el robot realice en secuencia ciertas tareas preprogramadas, que además hacen divertido el aprendizaje.

Etapa de secundaria

En el caso de la etapa secundaria, los robots utilizados son más complejos y similares a los robots reales. La programación es más compleja y permite que el robot realice operaciones que pueden ser diseñadas desde cero.

Concepto CTIM

Debido a que la robótica engloba varias disciplinas tecnológicas y científicas que se interrelacionan entre sí (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas), ha aparecido un nuevo concepto en el ámbito de la robótica, al que se le denomina por sus siglas (CTIM) o en inglés (STEM). En estas etapas tempranas, el aprendizaje de esas materias es eminentemente práctico.

Enseñanza superior

Ya en el nivel de la enseñanza superior este concepto deriva hacia la Ingeniería Mecatrónica, o hacia la Ingeniería Robótica, donde los estudiantes serán los verdaderos creadores de la robótica del futuro.

Robot didáctico

¿Cuáles son las ventajas que da la robótica en la educación?

Aparte de la ya mencionada, de introducir a los niños y jovenes en una ciencia que cada vez estará más integrada en su vida, la robótica permite desarrollar muchas y variadas habilidades creativas, de desarrollo de la imaginación, de trabajo en equipo, de introducción a la programación de sistemas reales, a la electrónica, a la mecánica y a la física del movimiento, entre otras.

Robots educativos utilizados en la enseñanza

A la hora de introducir a los niños y jóvenes a la robótica, ya existen algunos robots comerciales que ofrecen características útiles para todas las edades. Incluso para cubrir las expectativas de los adultos curiosos. Algunos ejemplos populares de éstos son los siguientes:

Robo Wunderkid

Robo Wunderkind (Ver en Amazon) es un sistema modular que permite crear diferentes versiones de robots, incluyendo más o menos piezas. Incluye un bloque-cerebro, motores, un servo, sensores, conectores, luces, un botón, bloques de construcción y ruedas. También incluye un manual que explica para qué sirve cada bloque.

Comunicación

La comunicación con el robot se realiza mediante una aplicación móvil, a través de Bluetooth. La conexión se realiza con el bloque-cerebro, y es la que permite la programación del robot.

Bloques de construcción

Los bloques se insertan entre si fácilmente y los diferentes colores permiten a los niños encontrar los bloques requeridos muy fácilmente. Los bloques que requieren alimentación eléctrica, se conectan al bloque-cerebro mediante cables ya incluidos en el paquete.

La programación

La programación es visual y muy intuitiva. Se puede elegir entre las acciones que puede realizar cada bloque, las que se quiere que se realicen en cada momento. De tal manera que puede haber conjuntos de acciones que se ejecutan en paralelo y conjuntos de acciones que se ejecutan en secuencia.

Las secuencias se unen con enlaces, para determinar el orden, y son disparadas por condicionantes, que dependerán de cada bloque, y que se pueden establecer fácilmente en esos enlaces. Por ejemplo disparadas si se pulsa un botón, o si un sensor se activa.

¿Qué enseña a los niños?

Desarrolla la creatividad, la independencia, habilidades motoras y cognitivas finas. Introduce a los niños en la computación de sistemas físicos, utilizando componentes como luces, sensores, motores y servos, que se manejan como bloques fácilmente interconectables.

La programación visual es única y permite a los niños aprender a programar los bloques de una manera muy sencilla.

LEGO WeDo

Este conjunto de construcción (Ver en Amazon) incluye más de 150 piezas, que incluyen un motor, sensores de movimiento e inclinación y el bloque principal de control, el Hub USB de LEGO.

Los niños pueden construir y hacer funcionar sus modelos utilizando una intuitiva tecnología de arrastrar y soltar para programarlos, haciéndolo ideal para enseñar control.

Actividades

Las actividades se dividen en cuatro temas: “Mecanismos sorprendentes”, “Animales salvajes”, “Partidos de fútbol” y “Aventuras”, que proveen hasta 24 horas de instrucciones paso a paso y aprendizaje basado en proyectos.

Beneficios

Los robots no son sencillos de construir, y pondrán a prueba las habilidades cognitivas, la paciencia y el aguante de los alumnos. Pero la curva de aprendizaje y el esfuerzo valdrá la pena. Los niños disfrutarán aceptando nuevos retos, una vez que hayan construido un robot y que lo hayan visto funcionar.

Programación

Una vez construido el robot, este puede conectarse a un ordenador mediante el bloque Hub USB. Entonces la cuidadosamente diseñada aplicación le permitira al niño programar su creación y controlar su comportamiento, a través de un sencillo interfaz de arrastrar y soltar.

Tras lograr el control, el niño tendrá un sentimiento doble del objetivo conseguido.

Ventajas prácticas

El LEGO WeDo enseña pues a los niños cosas como trabajar con simples máquinas, engranajes, palancas, poleas, transmisión del movimiento, uso de software, programación, diseño y creación de un modelo funcional, medida de tiempo y distancia, uso de operaciones matemáticas, estimación y uso de aleatoriedad sobre variables. Pero lo mejor es que, además, enseña todas estas cosas jugando.

Robótica educativa para niños

LEGO Mindstorms EV3

El EV3 (Ver en Amazon) tiene ya varias generaciones a sus espaldas e incluye un buen número de sensores y motores para realizar complejos proyectos.

El EV3, es capaz de, entre otras muchas cosas, reconocer colores, disparar pelotas al aire y responder a complejos comandos de programación.

Además de los motores y los sensores, el paquete incluye un manual de usuario y hasta 594 piezas de LEGO, para construir un buen número de robots diferentes.

Bloque principal

El bloque principal de control incluye un potente procesador con una decente cantidad de memoria RAM y flash. Tiene una puerta USB para conectarlo a un ordenador, Bluetooth para controlar el robot desde una aplicación móvil, wifi para enviarle programas y una ranura para memoria SD, para almacenar más ficheros.

Modelos posibles

Con el EV3 se pueden construir cinco robots principales. Entre ellos el R3PTAR, una cobra reptante; el TRACK3R, un tanque; y SPICK3R, una especie de escorpión con seis patas. Cada robot dispone de características únicas y controlables.

Contenido

El kit incluye dos grandes motores y uno pequeño, un sensor de tacto, un sensor de infrarrojos y un sensor de colores. También incluye un mando de control remoto para mover el robot en todas direcciones.

El bloque principal puede programarse incluso sin haber montado el robot, lo que permite probar previamente el funcionamiento de los motores y sensores.

Aplicación móvil para el montaje

Una aplicación móvil gratuita para Android o IOS puede ser utilizada para construir los diferentes robots, mediante instrucciones paso a paso con imágenes 3D de los bloques, que pueden ser rotadas y ampliadas, ofreciendo una ayuda inestimable en el montaje.

Programación de EV3

Programar los robots es extremadamente fácil. El software incluido, para Windows o Mac, provee un entorno visual del tipo arrastrar y soltar para los diferentes módulos de instrucciones, que permite tener funcionando el robot en unos 20 minutos.

Una vez que se han aprendido las rutinas básicas (como ir hacia adelante, girar, etc) uno puede ir más lejos y construir sus propias acciones y comportamientos, escribiendo sus propios programas, que, conforme se aprende, pueden llegar a ser complejos.

Robots educativos para niños

Mbot MakeBlock

Este es otro de los kits (Ver en Amazon) más interesantes para desarrollar el pensamiento lógico y el conocimiento de la electrónica, de la programación y de la robótica en general.

Permitirá a los niños construir y programar un pequeño robot que podrá ser programado para realizar diferentes acciones. El resultado es un robot de dos ruedas construido sobre una plataforma sólida de aluminio, compatible con otros productos de MackeBlock y LEGO.

Bloques principales

El Mbot está compuesto por una placa electrónica mCore de control, que está basada en el sistema Arduino, y dos sensores, uno de infrarrojos, para detectar colores y otro de ultrasonidos, para descubrir obstáculos.

La placa de control

La placa mCore incluye: 1 sensor de luz, 2 LED, 1 zumbador, 1 emisor-transmisor de infrarrojos, 1 driver para motores, 4 conectores RJ25 para los diferentes sensores.

El resto de los componentes

El conjunto incluye 45 piezas, con un manual de instrucciones escrito de una forma sencilla de entender. El ensambado toma apenas 10 minutos.

Funciones

El robot viene con tres funciones que permiten hacer pruebas incluso sin programar:

  • Contenido en el paquete, hay un papel con una línea dibujada. Extiéndelo en el suelo, inicia el robot en el modo de seguimiento y posiciónalo sobre la línea. Inmediatamente el robot comenzará a seguir la línea dibujada sobre el papel.
  • Cambia el modo de funcionamiento al de evitación de obstáculos. En el momento en que el robot se encuentre de frente a 20 cm de una pared u obstáculo, girará 90º y continuará la marcha hasta encontrar un nuevo obstáculo.
  • Instala la aplicación MakeBlock e inicia el modo de funcionamento correspondiente. Acerca el dispositivo a unos 5-10 cm. La conexión con el robot se producirá automáticamente. Ahora ya puedes controlar el robot desde la aplicación, o escribir y enviar tus propios programas, para que el robot los siga.

Programación de MakeBlock

La programación del robot se puede realizar mediante un cable USB, o utilizando Bluetooth. Además se puede hacer bien utilizando el entorno de desarrollo de Arduino, o bien mediante el entorno de programación visual MakeBlock, basado en Scratch.

El hecho de utilizar una plataforma tan estandarizada como Arduino, permite que el niño se familiarice con herramientas que después podría utilizar en otras etapas de su aprendizaje, o incluso a lo largo de su carrera profesional.