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 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.
APLICACIÓN DE LA ROBÓTICA EDUCATIVA
La aplicación de la robótica en la educación, puede clasificarse como:
Objeto de estudio en sí misma. La Robótica definida como "educación para la robótica", es decir, definida como objeto de estudio y dominio, ya sea para fines industriales, científicos, exploratorios, etc.
Programas educacionales, que emplean la simulación de control de robots como medio de enseñanza.
Recurso en el ámbito educativo (educativo o pedagógico). La robótica para la educación definida como medio para estimular el acercamiento personalizado, el estudio e investigación, la construcción e invención de y con los materiales y conceptos de las "ciencias" y "tecnologías" que convergen en ella.
Uso de robots que están en conjunción con el lenguaje LOGO para enseñar ciencias computacionales. LOGO fue creado con la intención de proporcionar al estudiante un medio natural y divertido en el aprendizaje de las matemáticas.
Uso de los robots en los salones de clases, lo cual se realiza por medio de una serie de manipuladores de bajo costo, robots móviles, y sistemas completos que han sido desarrollados para su utilización en los laboratorios educacionales.
Descripción del programa que se propone
En
esta propuesta de solución se presenta el programa de simulación,
el cual es un sistema de diseño y simulación gráfica sencillo de
un robot para computadora2. Una vez dentro del programa aparecerá la
imagen de la Figura 2. En la misma se puede observar una corona
circular, que representa el área máxima de trabajo que puede
realizar el brazo robot, los dos eslabones o estructuras rígidas que
representan al robot (trazos verde y azul) y los ángulos (trazo
color rojo) que determinan la posición de cada uno de los eslabones.
Presentación de la pantalla de inicio del programa de simulación
En la tabla
que aparece a la derecha del gráfico, se observan 6 barras
horizontales. En la barra superior se puede establecer la longitud
del eslabón 1 (trazo color verde, es el que está vinculado con la
base del robot), para ello se cliquea con el botón izquierdo del
mouse y se escribe el valor elegido (el cual se expresa en cm).
Debajo de ésta se muestra la longitud del eslabón 2 (trazo de color
azul) y para el cual se repite el procedimiento indicado
anteriormente. Los dos ítems que le continúan indican la posición
que toma la herramienta o efector en el punto de trabajo o bien donde
se encuentra la pieza. Estos valores cambian de acuerdo al movimiento
que se realiza con el mouse sobre el plano indicado como las máximas
coordenadas posibles a alcanzar, de acuerdo a la corona circular que
se forma). En caso de ser necesario se puede ubicar el cursor (tanto
para
la posición del eje X como la del eje Y), se cliquea con el
botón izquierdo del mouse y se escribe el valor elegido (el cual se
expresa en cm). A continuación aparecen los ángulos θ1, θ 2
(trayectoria por arriba o negativa, o bien, trayectoria por abajo o
positiva), los mismos cambian como lo hacen las coordenadas o bien se
cliquea con el botón izquierdo del mouse y se escribe el valor
elegido (el cual se expresa en grados, minutos y segundos). En cuanto
a la trayectoria elegida solo basta con seleccionar con el mouse
(botón izquierdo) si se la desea que esta sea positiva o negativa,
de acuerdo al tipo de movimiento que se desea realizar (Figura
3).
Figura 3:
El
brazo en un punto (x,y) indicando dos posibles configuraciones
para
conseguir la posición (Groover et al., 1989)
Es decir, una vez
establecida la longitud de cada eslabón en la tabla donde se vuelcan
los parámetros establecidos para el diseño, se puede obtener la
posición de dichos eslabones mediante el movimiento del mouse sobre
la corona circular, o bien, ingresando los datos con la posición que
debe tomar el brazo robot en los ítems correspondientes a la
posición en X y en Y. Si se toma el sentido de giro horario (Figura
4),
es decir, ángulos negativos, o bien, si el sentido es antihorario, entonces los ángulos son considerados positivos, como se ve en la Figura 5. Otra alternativa posible es, establecer los ángulos que ocupará cada uno de los eslabones y se puede obtener la posición de los mismos, tanto para el sentido horario como antihorario. Una vez finalizado este procedimiento y obtenidos los valores requeridos, se fija la imagen pulsando la tecla F10, lo cual permite desplazar el cursor fuera del plano de trabajo y así permitir capturar la pantalla presionando la tecla Print Screen para poder procesarla con cualquier programa de dibujo (eg. Paint).
Historia
de la ROBOTICA
El inicio de la robótica actual puede fijarse en la industria textil del siglo XVIII, cuando Joseph Jacquard inventa en 1801 una máquina textil programable mediante tarjetas perforadas. Luego, la Revolución Industrial impulsó el desarrollo de estos agggentes mecánicos. Además de esto, durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots. Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII.En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz hacer dibujos 5. importancia de la robótica en la educación 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.
MATERIALES UTILIZADOS EN ROBÓTICA EDUCATIVA
En entornos de robótica educativa y de ocio se utilizan con frecuencia unos dispositivos denominados interfaces de control, o más coloquialmente controladoras, cuya misión es reunir en un solo elemento todos los sistemas de conversión y acondicionamiento que necesita un ordenador personal PCpara 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) en configuración externa (es decir, no son placas instalables en ninguna bahía de expansión del PC), que se conectan con el PC mediante alguno de los puertos de comunicaciones propios del mismo (paralelo, serie o USB, generalmente) 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 la de excitar distintos actuadores del equipamiento de control: válvulas, motores, servomecanismos, etc.
- entradas y salidas digitales, usadas en aplicaciones donde el sistema de control sólo 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 independientemente de su conexión a éste.
El Taller de Robótica Educativa es una institución educativa que desde 1995 dicta cursos de robótica a niños que se encuentran entre los 4 años y los 12 años de edad.
Comenzó como un proyecto de estudio en el año 1994. En 1995 abrió sus puertas a los niños de la ciudad de Casilda donde permaneció durante 3 años
Debido al gran éxito obtenido en el año 1998 se trasladó a la ciudad de Rosario con mucha más fuerza y totalmente actualizado y preparado para afrontar una ciudad con muchas exigencias.
Desde entonces funciona con mucho éxito y gran prestigio en el ámbito educativo
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La Robótica es una nueva tecnología que surgió como tal aproximadamente hacia el año 1960. Desde entonces han transcurrido pocos años y el interés que ha despertado es superior a cualquier previsión que en su nacimiento se pudiera formular, siguiendo un proceso paralelo a la introducción de las computadoras en las vidas cotidianas del hombre.
La Robótica es una tecnología multidisciplinar, ya que hace uso de los recursos que le proporcionan otras ciencias afines, como pueden ser, la matemática, la física, la lingüística, la lógica, la electrónica y las ciencias.
La Robótica Educativa es un escenario que le permite a los niños, desde temprana a avanzada edad, construir su propio conocimiento llevándolos de la mano hacia el saber científico; permitiéndoles aprender en una forma más practica, sencilla y movilizadora, donde se logra que ellos sean creadores e investigadores y no solo consumidores de conocimientos.
Hasta hace pocos años la robótica era un campo de técnicos e ingenieros de la industria. Ahora, todos los niños también pueden sumergirse en este maravilloso mundo mediante el uso de materiales didácticos y un lenguaje sencillo.
