Edurobotica investigacion

Instituto Superior Tecnológico Espíritu Santo - Guayaquil

2010

EDUROBOTICA – proyecto

de investigación de la

Robotica en niños Influencia educativa de la Robotica en niños de

edad escolar

Ruben Torres

EDUROBOTICA – proyecto de investigación de la Robotica en niños

Instituto Superior Espiritu Santo Marzo 2010

Ruben Torres Ortega 2




Antecedentes:

Ninguno de nosotros podemos dudar de la capacidad de los niños para

absorber información de tecnología actual, realmente hay muchas

conjeturas, y también muchos estudios que basan en que su entorno es

tecnológico, pero, es el medio tecnológico en el que están inmerso los

niños los que les permite un aprendizaje más veloz?, que pasa entonces

con niños de las mismas características que nunca tuvieron encuentros

con tecnología, son capaces de absorber de la misma manera principios

tales como manejo de robos? Toma de decisiones.

Esta es la premisa, y la pregunta que nos hacemos, es posible que niños

que no han tenido encuentros tecnológicos puedan absorver a la misma

velocidad información de este tipo?

Para ello nos dedicamos a varios grupos de estudio, grupos de chicos de

edades desde los 9 a los 11 años, estudiantes de diversas escuelas y de

educación promedio. Estos chicos fueron seleccionados de acuerdo a los

diferentes entornos en los que se encontraban nuestros estudiantes de

Robotica e inteligencia Artificial, a estos chicos, quienes jamás habían

tenido conocimiento previo de Robótica, además algunos de ellos no

tenían conocimiento previo de tecnología (no manejaban celulares, ni

consolas ni computadoras, ni ningún recurso tecnológico).

Objetivo:

Obtener nuevos recursos tecnológicos, tanto de forma de respuesta como

de integración de información, teniendo en cuenta varios factores, como

de respuesta, interés, captación y cualquier otro recurso que podamos

notar.

Otro objetivo es organizar planes de estudio de Robótica el cual pueda

integrar conceptos de física, informática, pensamiento crítico y otras

aéreas que el uso de este recurso tecnológico nos pueda incursionar.




Recursos utilizados:

Recurso Humano:

Se formaron 4 grupos de observadores, cada grupo de observador tenia

los conocimientos básicos de robótica, movimiento de robots y estaba

formado por 2 personas, además, cada grupo debía traer por lo menos 3

niños, la condición es que cada gruo de niños tenga por lo menos un

integrante femenino,.

Recursos Didácticos:

Se armo los robots, usando los kits de Robótica de Lego Mindstorms

versión 2.0, usamos como Robot Base el TRIBOT, el robot ella esta

ensamblado, por lo tanto, los participantes se dedicaran a usarlo, no ha

construirlo, ya que nuestro interés está en la operatividad y la respuesta

cognitiva frente a esto.

Otros Recursos:

Por otra parte, los estudiantes crearon dos esquemas, el primero es un

rompecabezas de 9 piezas donde cada pieza es de 30x30 CM (tamaño del

rompecabezas es de 90x90) donde se muestra un camino, con calles,

aceras, etc. que nos indiquen una ruta que los participantes puedan elegir.

Y el segundo esquema, un tablero de ajedrez de 4x4 con cada cuadro en

blanco y negro alternado que tenga




Desarrollo y observación Dia 1:

Los estudiantes estaban entrenados bajo los siguientes parámetros_

- Debían entregarles los rompecabezas a ls chicos con la instrucción

que debían armarlos, nos estudiantes no debían intervenir bajo

ninguna circunstancia, tomar el tiempo y observar quien es pasivo y

activo en cada grupo, es decir solo anotar su cantidad de

participación.

- Una vez armado el romecabezas, los chicos se daban cuenta que era

un diagrama de calles y aceras, asi es que debían elegir el camino

que el robot debía accesar.

- Una vez elegido el camino que elegirían (no podían cambiar la ruta

que habían elegido), se les enseñaba a los chicos los movimientos

del robot, pero SOLO se les enseñaba a avanzar y retroceder

- Nuevamente se les tomaba el tiempo y se observaba que tan fácil

les resultaba resolver el problema de distancia, movimientos etc,

generalmente los chicos elegian una ruta que involucraba virajes

tanto a izquierda como a derecha, se les tomaba el tiempo para ver

que tanto alcazaban ese obstáculo, si lo podía resolver solos y si

pedían ayuda en que tiempo.

- Anotar los resultados, y analizar los patrones de conducta similares.

Los resultados fueron fantásticos, los chicos no solo absorvieron la

información y el aprendizaje fue muchísimo mas rápido, sino que

después de 15 minutos habían aprendido todas las reglas de

movimiento de los robots y podían manipularlo a sus deseos, algo que

no habíamos previsto, después de 30 minutos, los chicos no solo

podían avanzar, retroceder y girar como era nuestra expectativa, sino

que aprendieron a girar en U, desarrollar rutas mas complejas y hasta

establecer patrones de pausas (esperar en las esquinas por un tiempo)

y mucho mas.

En 2 horas los chicos ya habían superado todas las expectativas de

aprendizaje, una de las cosas que pudimos observar, NINGUNO de los

chicos se frustro por no poder conseguir su objetivo, ninguno se rindió,




y tampoco ninguno rompió las reglas, eso lo explicaremos en mas

detalles en las conclusiones.

Desarrollo y Observacion Dia 2:

Los estudiantes estaban entrenados bajo los siguientes parámetros_

- Teniamos unos “tableros tipo ajedrez de 4x4 es decir, 4 casilleros

(blanco y negro alternados por cada lado), y usamos 2 Robots

(tribots como se menciono inicialmente.

- Como los chicos ya sabían el movimiento de los robots, les dimos

indicaciones simples

INSTRUCCIONES DEL JUEGO: este es un juego como el gato y el

ratón, inicialmente hay un gato y un ratón, ambos solo se pueden

mover en forma diagonal, es decir o casillas negras, o casillas rojas,

el “ratón” puede retroceder o avanzar y el “gato” solo puede

avanzar, pero siempre en casilla, el objetivo del juego es que el ratón

pueda llegar al otro extremo sin ser capturado por el “gato”.

- Iniciamos con dos tableros en forma vertical y luego con 4 tableros

(obteniendo un tablero de 8x8 como un tablero de ajedrez).

- Nuevamente aquí la idea no es solo manejar destrezas en poder

manejar el robot, ellos tenía que aprender a girar 45 grados el

robot, esta vez debían aprenderlo por sí mismos, y el manejo de

izquierda o derecha. Además de tener que establecer una estrategia

y trabajar en equipo, ya que cada uno de los equipos estaban

formados por dos personas.

- Inicialmente empezamos con un gato y un ratón, pero

posteriormente fuimos cambiando las reglas a dos gatos y un ratón

y en su momento legamos hasta 4 gatos y un ratón, las conclusiones

a continuación.




Desarrollo :

Kit de lego Mindstorm

Robot que usaremos: Tribot de Lego mindstorm

Software a utilizar: NXT-G de Lego Mindstorm ( incluido en el Kit de lego mindstorm)




FASE 1 Grupo # Participantes Tiempo Desarrollo

Observaciones

1 Hombre (9 años)

Mujer (10 años)

Hombre (11 años)

10 Minutos (rompecabezas)

15 Minutos avanzar y retroceder

10 Minutos girar

Este grupo es muy variado pero

pudieron congeniarse muy bien,

cumplir todo y trabajar muy bien

en equipo

2 Mujer (10 años)

Hombre (11 años)

Hombre (10 años)

10 Minutos (rompecabezas)

15 Minutos avanzar y retroceder

10 Minutos girar

Este grupo no solo supo entender

el proceso, sino que empezó a

investigar sobre friccion y

comportamiento del robot en

diferentes planos.

3 Mujer (9 años)

Hombre (10 años)

Hombre (9 años)

13 minutos rompecabezas

10 minutos avanzar y retroceder

12 minutos girar

Manejo excelente de abstracción

de ideas cumplieron todo con

poca ayuda, y crearon sus propios

movimientos y sus teorías sin

ayuda alguna

4 Hombre (11 años)

Hombre (11 años)

Mujer (11 años)


9 minutos avanzar retroceder

9 minutos girar

Este fue el único grupo que

intuyo el giro y uso su propia

lógica donde fue mínima la

intervención de los estudiantes

De toda la observación y el cálculo establecido aun seguía estando la pregunta en el aire, cual

es la diferencia en la abstracción de ideas que realiza un niño y cuál es la abstracción de ideas

que realiza un adulto.




Si observamos los grupos estaban creados con 2 grupos muy variados (edades diferentes) y 2

grupos homogéneos (edades parecidas) para ver si ello influía en el desempeño y el

comportamiento durante el experimento, pero no fue asi, pudieron adaptarse fácilmente, los

de personalidad más pasiva trataban de enfocarse en el robot, posicionarlo, ver el

movimiento, y los de personalidad más activa se enfocaban en manejar el computador, no

hubo ni tensiones ni diferencias en comportamiento de los grupos.

Este ejercicio dio algunas horas de video, que había que analizar, ver y valorar, pues el reto se

convertía en analizar el comportamiento de los chicos y analizar para comprobar la diferencia

en el comportamiento de las clases normales de robótica en adultos.

No nos habíamos dado cuenta de algo Obvio, en todo el proceso, ninguno de los chicos se

había ni stresado, ni furstrado ni enojado porque el resultado no era el esperado.

Otro factor importante, ninguno veía la equivocación como un error, simplemente lo veía

como una forma de retroalimentación, el error le servía para impulsarse más en el

conocimiento, aun mas, algunos grupos usaron los errores para aprender nuevas estrategias

de controlar los robots.

Nuevamente seguíamos sorprendiéndonos de los resultados, los chicos no solo asimilaron la

información muy rápidamente, sino que hablaban de Friccion y de términos físicos que

nosotros no se los habíamos mencionado, ya que a lo que un grupo saco el robot del tablero y

lo uso en el piso, noto que el comportamiento del robot era diferente, y empezó a preguntar

sobre termiinos de friccion y la respuesta de los cuerpos a ello, cosa que nos impresiono

muchísimo.

FASE 2 Grupo # Participantes Manejo y control del robot Observaciones

1 Hombre (9 años)

Mujer (10 años)

Hombre (11 años)

El manejo del robot les fue

mucho más fácil, ellos

desarrollaron su propia estrategia

pro si solos

2 Mujer (10 años)

Hombre (11 años)

Hombre (10 años)

Al ser un grupo homogéneo hubo

mucho consenso, desarrollaron la

táctica en forma eficiente

3 Mujer (9 años)

Hombre (10 años)

Hombre (9 años)


10 minutos avanzar y retroceder

12 minutos girar

4 Hombre (11 años)

Hombre (11 años)

Mujer (11 años)


9 minutos avanzar retroceder

9 minutos girar

Este fue el único grupo que

intuyo el giro y uso su propia

lógica donde fue mínima la

intervención de los estudiantes




GRUPO DE INVESTIGACION CON LOS CHICOS - FASE I

Preparando a los grupos

Los estudiantes debían establecer los grupos

como se ha mencionado arriba, con

prioridades de: 2 grupos homogéneos en

edad y 2 grupos no homogéneos, además de

tomar sus datos y definirle las reglas de su

participación en este proyecto.

Armando el rompecabezas

Se les entrega el copecabezas sin darle

ningún tipo de información a los chicos, ellos

tomaran la decisión de armarlos, los

estudiantes no pueden intervenir, solo

observar y tomar anotaciones de las

observaciones.




Enseñandoles las

operaciones de

Movimiento del robot

Nuestros estudiantes le

enseñan a los chicos los

principios básicos de

movimiento, avanzar y

retroceder y a como enviar

el programa hacia el robot.

La operación y decisión era

solo de los chicos

Desde este punto los chicos

decidían por si mismos el

camino a tomar y que

harian para realizar los

movimientos de acuerdo a

las instrucciones previas

Es decir que a los 15

minutos de haber

empezado, se los dejaba

solos a los chicos para

empezar la observación de

sus reacciones y como

tomaban decisiones.

Ensayo y error

Los chicos realizaban sus

pruebas y se observaba

cuanto tardaban en

conseguir sus objetivos, el

tiempo aproximado ppara

aprender a manejar los

movimientos del robot

fueron 30 minutos, de ahí

ellos empezaron a

desarrollar experimentos

por su cuenta.




GRUPO DE INVESTIGACION CON LOS CHICOS - FASE II

Después de la primera experiencia, ellos ya tienen los conocimientos de movimiento, ahora

veremos cómo pueden manejar decisiones, a la vez de crear alguna estrategia para resolver

un conflicto

Juego de gato y raton:

Basado en el juego de cazador y presa, un robot hace de cazados (gato) y el otro hace de presa

(raton) ambos robots solo pueden moverse en forma diagonal, ambos robots se colocan en

cada fila de extremo decidiendo ellos si usaran las blancas o las negras, pero el “gato” solo

puede moverse hacia adelante, en cambio el raton, puede moverse adelante o atras

Empezando, a conocer el

tablero y establecer la

estrategia, durante unos

minutos solo usaban un

tablero, eso les permitían

establecer los movimientos y

conocer como podía ser la

estrategia, esto lo

descartaron y usaron dos

tableros (cada tablero tiene

4x4) , y cambiaron las reglas

a 2 cazadores y un ratón, así

se volvía un reto más

interesante para ellos.

Con los dos tableros

empezaron a crear

estrategias, cada uno

establecia una estrategia,

cada grupo ponía las reglas,

algunos lo hicieron 2 contra

2, otros prefirieron ser el

raton un solo jugador, y los

cazadores 2 con un solo

robot cazador.




El unir 3 tableros les permitió

tener un reto mas alla, ya que

los cazadores tenían

oportunidades mas

avanzadas, primero probaron

con dos gatos y un raton, y

luego llegaron a 3 gatos y un

raton.

Por último usaron 3 gatos y

un ratón y los 4 tableros, es

decir 8x8 dándoles mas

interés en poder establecer

estrategias.

Esto definía algo interesante,

los chicos buscaban el reto

cada vez mas y mas, la

simplicidad del experimento

inicial no les basto, ellos

formaron sus propios grupos

y propias reglas.

CONCLUSIONES

Esta investigación de comportamiento no solo nos dejo una excelente y maravillosa

experiencia, sino que nos abre nuevas metas y nuevas puertas a desarrollar y realizar, poder

utilizar robótica no solo como un medio para enseñar tecnología, sino para establecer

procesos de pensamiento, establecer principio de física (fricción, movimiento, plano inclinado,

etc.) resoluciones de propuestas matemáticas, etc., el campo que se abre es fantástico.

Esto nos permite seguir adelante, hacer viable un proyecto que denominamos EDUROBOTICA,

el cual nos permite incursionar en escuelas que no tienen acceso y poder ofrecerles charlas

para apoyar a niños que en otras circunstancias no tendrían acceso a este tipo de tecnología.

Es un camino, hemos demostrado que los adultos nos enfrascamos en un objetivo, si este no

se cumple nos sentimos perdidos, en cambio los chicos ven todo como aprendizaje, incluso los

errores, es otra forma de aprender nada mas, cabe anotar que en las 4 horas, los chicos no se

sintieron cansados, ni agotados, ni pidieron ya no mas, tampoco se quejaron de que cada vez

es mas difícil, y asi, todo fue una experiencia de aprendizaje divertida.




Agradecimientos:

A todos los estudiantes del TES (Tecnológico Espíritu Santo) quienes apoyaron en esta idea y

ayudaron poniendo todo su esfuerzo.

A Alejandro del Mar, quien ya está poniendo esto en práctica con su proyecto en la

Universidad Andrés Bello de Caracas.

A todos los que participaron y participaran de una u otra forma, con apoyo, con ideas y con

trabajo y esfuerzo.

Al Tecnologico Espiritu Santo que siempre tiene sus puertas abiertas para nuevas ideas de

investigación y apoyo y ayuda a la comunidad.

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