Robótica Pedagógica

En el mundo actual en que vivimos y nos desarrollamos diariamente, las computadoras nos proporcionan muchas oportunidades para mejorar la calidad de nuestra vida tanto personal como profesional y se puede decir que actualmente es muy difícil escapar a los efectos de la automatización.

En 1921 Karel Capek en su obra de teatro R.U.R. (Los Robots Universales de Rossum) introdujo el término “robot”, etimología de la palabra “rabota” que en lengua checoeslovaca significa “trabajo forzado”; esta palabra tiene connotaciones de esclavitud. Hasta ese momento, los robots eran una copia aproximada a seres vivos, es decir, eran construidos según los cánones antropomórficos. Los robots son concebidos ahora en función de tareas específicas a desempeñar y ya no son semejantes al ser humano, son diseñados de acuerdo al trabajo que van a desarrollar.

La definición de robot dada por el Instituto de Robots de América es:

“Un manipulador reprogramable y multifuncional concebido para transportar materiales, piezas, herramientas o sistemas especializados; con movimientos variados y programados, con la finalidad de ejecutar tareas diversas.”

La palabra robótica que significa la ciencia que estudia a los robots, tiene su origen en Runaround, una maravillosa historia de ciencia ficción publicada por Isaac Asimov en su libro Yo Robot. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviándonos de las labores caseras.

De acuerdo con Legendre (1988), la robótica está definida como:

“...Conjunto de métodos y medios derivados de la informática cuyo objeto de estudio concierne la concepción, la programación y la puesta en práctica de mecanismos automáticos que pueden sustituir al ser humano para efectuar operaciones reguladoras de orden intelectual, motor y sensorial.”
La definición localizada en Wikipedia es:
La robótica es una rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas repetitivas o peligrosas para el ser humano. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica, la electrónica y la informática.
Es a partir de de 1975 que surge la Robótica Pedagógica, su objetivo tecnológico primordial es, mediante un uso pedagógico de la computadora, la generación de entornos tecnológicos ricos, que permitan a los estudiantes la integración de distintas áreas del conocimiento para la adquisición de habilidades generales y de nociones científicas, involucrándose en un proceso de resolución de problemas con el fin de desarrollar en ellos, un pensamiento sistémico, estructurado, lógico y formal.

Uno de los principales objetivos de la robótica pedagógica, es la generación de entornos de aprendizaje basados fundamentalmente en la actividad de los estudiantes. Es decir, se trata de crear las condiciones de apropiación de conocimientos y permitir su transferencia en diferentes campos del conocimiento

La robótica pedagógica privilegia el aprendizaje inductivo y por descubrimiento guiado. La inducción y el descubrimiento guiado se aseguran en la medida en que se diseñan y se experimentan, un conjunto de situaciones didácticas constructivistas mismas que permitirán a los estudiantes construir su propio conocimiento.

Algunas de las principales bondades de la robótica pedagógica:

* Integración de distintas áreas del conocimiento, como mecánica, electrónica, informática entre otras más.
* Operación con objetos manipulables, favoreciendo el paso de lo concreto a lo abstracto
* Apropiación del lenguaje gráfico, como si se tratara del lenguaje matemático. La simultaneidad de la representación gráfica en la pantalla de la computadora, entre el fenómeno de la vida real que se está reproduciendo
* Operación y control de distintas variables de manera síncrona
* El desarrollo de un pensamiento sistémico. Permitir que los estudiantes logren desarrollar sus estructuras cognitivas de la manera más completa posible
* Construcción y prueba de sus propias estrategias de adquisición del conocimiento mediante una orientación pedagógica
* Creación de entornos de aprendizaje
* El aprendizaje del proceso científico y de la representación y modelización matemáticas.

La didáctica de la robótica pedagógica, radica en que en la enseñanza tradicional se deben memorizar ciertos elementos y una vez dominados, se procede a su aplicación; mientras que a través de la robótica pedagógica, la transición es más suave, puesto que existirá un medio ambiente concreto, en donde el alumno planifica, ejecuta acciones reales, las controla, verifica y comete errores; recomienza y paralelamente a esta experimentación directa, la computadora proveerá en su debido momento, del desarrollo simbólico y/o gráfico de todas y cada una de las acciones realizadas. Es gracias a esta forma de proceder, que se hace una transición entre la acción y la instrucción.

La Robótica Pedagógica tiene como antecedente, la pedagogía del lenguaje LOGO y de su entorno informático explorable, aunque virtual. Asimismo, le preceden los juguetes de construcción modulares que se podían pilotear y controlar. La Robótica Pedagógica asume un modo de aprendizaje piagetiano, constructivista y por descubrimiento guiado.

Los robots pedagógicos son instrumentos de laboratorio que funcionan cual periféricos (bidireccionales) de una computadora con el objetivo de provocar aprendizajes en los estudiantes adoptando como metodología la experimentación. Son reducciones fieles y significativas de modelos que tienen una estructura con sensores y accionadores y son controlados mediante un programa informático a través de la computadora.

Una de las principales hipótesis de la robótica pedagógica es probar si se puede hacer que los estudiantes construyan sus propias representaciones y conceptos de ciencia y tecnología de base, mediante la manipulación y control de entornos robotizados al mismo tiempo que resuelven problemas concretos.

Para construir robots pedagógicos se siguen cuatro fases:
1. la mecánica, en esta fase se crean las estructuras del robot con los materiales que deseamos, ya sean de recicle y/o recuperación como cartón, periódico, popotes, clips, grapas, vasos desechables, etc.
2. la eléctrica, se coloca un motor eléctrico para darle movimiento al robot, al motor se le conecta una pila quien provee de energía al motor.
3. la electrónica, se conecta el motor a la computadora para envío y recepción de información.
4. la informática, a través de un programa de computadora se obtiene el control y se manipula al robot.

También se pueden construir robots pedagógicos a partir de kits o conjuntos que ya tienen diseñadas sus piezas específicas.

Reflexiones personales

La Robótica Pedagógica nos ofrece un abanico de oportunidades gráficas para preparar alumnos a la resolución de problemas de cualquier tipo a través de la interactividad con los robots pedagógicos. Aprenden a programar no sólo un robot, sino a planear, organizar, ordenar, todo tipo de información, de asociar, de experimentar sin tener nada que perder, y sin necesitar un conocimiento previo, desarrollan sus habilidades cognitivas.

Para aplicar la creación de robots pedagógicos en el aula, depende del tipo de asignatura y del nivel des estudiante, pero a mi parecer a los alumnos de bachillerato tendríamos que llevarlos al laboratorio de cómputo, pero no se cuenta con todo el material necesario ni con los conocimientos sobre electrónica, se requiere mucho tiempo y las sesiones son limitadas. Se tendrían que iniciar en el laboratorio y terminar en casa, lo importante radica en la construcción del conocimiento a partir de casi nada más que su imaginación.

Como herramienta didáctica para la asignatura de informática es fantástica!, para aprender las estructuras básicas de programación, iniciando con lenguaje LOGO, instrucciones sencillas, pero al ligarlo con un robot los alumnos se emocionan porque ven realmente la aplicación del código de unas líneas y eso los motiva y despierta su curiosidad por aprender más.


Al trabajar el alumno en un propio proyecto significativo aprende más se le facilita la comprensión de los diferentes operadores mecánicos, y la forma de programar la interfaz.


Un ejemplo para aplicar en clase, puede ser como lo observamos en el documento del Dr. Gándara, el carrusel, las sillas voladoras o la rueda de la fortuna o incluso algún robot pedagógico que le interese al alumno, eso sería aún mejor. Los costos realmente serían muy bajos, porque se pueden hacer con materiales de recicle y sólo tendrían que comprar los motores y las pilas que no son caros.

Lo interesante sería que todos los docentes del área de las matemáticas y tecnologías se pusieran de acuerdo, para que de acuerdo con los temas se vaya creando un solo producto y así se enlacen varias asignaturas. Es decir, en matemáticas crear la maqueta del robot con ciertos requerimientos de medidas, ecuaciones o algo así (crear la parte mecánica del robot), al docente de física podría tocarle lo de la electricidad y los motores (para darle movimiento al robot, la parte eléctrica y electrónica), y al docente de informática la programación y la interfaz del robot (la parte informática). Al final del semestre el alumno tendrá por completo su robot pedagógico.

Estaríamos enlazando varias áreas de conocimiento, partiendo de nada más que un bosquejo hasta el producto final, un robot pedagógico, de verdad sería interesante llevarlo a la práctica. Para ello los docentes tendrían que reunirse y planear todo el proceso, para ver el orden en que se harían las cosas sin alterar los planes de estudio.

Les comparto un artículo interesante en http://fodweb.net/robotica/roboteca/articulos/pdf/robotica_pedagogica.pdf, con esto podemos decir que hasta la computadora es un robot.