viernes, 14 de noviembre de 2008

FUNDAMENTOS

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FUNDAMENTOS
La aplicación de la Robótica comienza con los estudios desarrollados por Newell, Show y Simon y desembocó en estudios que tienen estrechas relaciones con la psicología cognitivista.
En principio, podemos tener en cuenta que actualmente la Educación General Básica (E.G.B.) ya incluye esta área en el curriculum. Sólo se halla en discusión a partir de que ciclo es conveniente hacerlo.
El tratamiento de este tema se fundamenta en las palabras de César Coll cuando propone que enseñar debe tener en cuenta:
a)la lógica propia de la disciplina;
b)la lógica psicológica;
c)la lógica social.
a)Lógica propia en la disciplina: la robótica es un área de la Tecnología que crea y diseña aplicaciones llamadas máquinas robots cuyas funciones son manipular objetos (cajitas, bolsas de cemento, herramientas) y posicionarlos (llevarlos a un lugar determinado).
No es sólo una tecnología, sino que, además, integra Mecánica, Electrónica, Electromecánica e Informática. Alrededor de la Robótica se están desarrollando los siguientes campos conceptuales:
* Control Automático
* Telecomunicaciones
También posee un importante contenido matemático (especialmente en Trigonometría) y Física (estudio de las máquinas en movimiento y dinámica del movimiento). Existe un componente asociado a la Biología como fuente de ideas (copia de estructuras de movimiento tomados de la naturaleza como por ejemplo: arácnidos, reptiles, trompa de elefante, etc.). De esta forma es como se da fuerte relación de la Biología con los Sistemas de Control Automático.
b)Lógica psicológica
Históricamente, la Robótica Educativa se comenzó a trabajar pensando que ello permitía desarrollar habilidades relacionadas con la resolución de problemas y como una buena oportunidad de plantear para el aprendizaje las ciencias implicadas: Matemática, Física, Biología (entorno de aprendizaje)
Con la Ley Federal de Educación aparece la idea de incorporar conceptos de tecnología en la currícula. De esta manera, la Robótica Educativa pasaría a ser una parte del curriculum de Tecnología a través de la cual no sólo se pretende que el alumno adquiera habilidades para la resolución de problemas sino para aprender la lógica de la disciplina en sí.
c) Lógica Social
La Robótica es una de las Tecnologías más significativas porque ha tenido un fuerte impacto social como la Informática. Este aspecto no ha sido planteado directamente y es el que se relaciona con la dimensión histórico-social, es decir, con todas aquellas cuestiones que se vinculan más con las Ciencias Sociales como las que se refieren a valores, medio ambiente, calidad de vida, etc.

Fomentando la Robótica Educativa

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Fomentando la Robótica Educativa
Muchas empresas gracias a ingeniosos desarrollos robóticas han incrementado sus utilidades, reducido sus accidentes y en definitiva, mejorado su productividad. "La Robótica no es exclusividad de grandes empresas, sus asequibles costos y la simplicidad de su programación han logrado que podamos contar con pequeños robots para ser usados en proyectos caseros a muy bajo precio", destaca Ignacio Andrada, académico de la carrera de Automatización y Robótica de la Universidad Andrés Bello (Chile).
Así, la Robótica utilizada como herramienta para actividades educacionales apoyando a los procesos de aprendizaje, presenta múltiples ventajas pedagógicas, enmarcada en el modelo constructivista, y se perfila como un potente aporte a los procesos de formación escolar y universitaria. "Existen cientos de productos a precios accesibles para las instituciones, tenemos infinitos desafíos y proyectos para desarrollar, y alumnos que siempre soñaron con tener robots construidos por ellos mismos. ¿Qué esperamos?", concluye Andrada

LA EXPERIENCIA DE AMBIENTES DE APRENDIZAJE CON ROBÓTICA PEDAGÓGICA

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LA EXPERIENCIA DE AMBIENTES DE APRENDIZAJE CON ROBÓTICA PEDAGÓGICA
El trabajo investigativo adelantado centró su implementación en 3 niveles estratégicos diferentes, el Fomento y conformación de clubes de robótica, la inserción en el área de tecnología e informática y el desarrollo de una experiencia específica en el área de matemáticas.En cuanto al Fomento y conformación de los Clubes de Robótica, se trabajó directamente con los niños y niñas, lo que permitió evidenciar claramente la motivación implícita que ellos tienen por el uso de este tipo de tecnologías. Se constató un acercamiento de los conceptos de ciencia y tecnología, dándose el paso de lo abstracto a lo concreto de una manera natural.Los niños y niñas integrantes del club propusieron proyectos realmente significativos para ellos, por ejemplo: la mayoría de grupos de niños construyeron móviles con ciertas especificaciones técnicas diferentes, un móvil era recolector de basura, otro evitaba obstáculos, otro seguía el camino marcado por una línea; las niñas hicieron artefactos tecnológicos que se encuentran en un parque de diversiones, como el carrusel y la rueda de Chicago. Al estar cada niño involucrado en su propio proyecto significativo, se facilitó la comprensión de los diferentes operadores mecánicos, y la forma de programar la interfaz. En cuanto a la inserción de la robótica en el área de Tecnología e Informática, se evidenció con los docentes específicos del área, la facilidad de encadenar procesos y conceptos en un mismo proyecto tecnológico. Un ejemplo es el relacionado con el tema de estudio de los operadores mecánicos que como aplicación de la comprensión de estos conceptos, los estudiantes elaboran la maqueta de un artefacto tecnológico; al incluir los temas de energía el docente aprovecha este trabajo mecánico para “animarlo”, utilizando motores que obedecen a las ordenes programadas por los estudiantes. Específicamente, los estudiantes de grado sexto realizaron maquetas de juegos de feria (sillas voladoras, rueda de Chicago, carrusel, etc) con el objeto de aplicar sus conceptos del operador tecnológico manivela. Las maquetas se mueven cuando manualmente el estudiante gira de la manivela. A los estudiantes se les sugirió conservar dichas maquetas. En el siguiente periodo, el docente introduce los conceptos de electricidad y una de las aplicaciones es reemplazar la manivela de sus maquetas por un motor. Al tener un motor en la maqueta, se puede empezar a “controlar” la dirección de este ante algún estimulo, y así, paso a paso, van desarrollando proyectos con robótica.Desde Tecnología e Informática, el objetivo es trabajar en conjunto con los docentes del área, para proponer y planificar actividades complementarias a las que actualmente viene desarrollando en su aula de clase, y así introducir a los estudiantes en los conceptos, diseño y construcción de modelos de robótica.En cuanto al desarrollo de experiencias específicas en el área de Matemáticas, se evidenciaron las dificultades que suelen presentar los docentes en la expresión de conocimientos teóricos, en aplicaciones concretas y prácticas. Este fue el caso de la elaboración de una tabla de verdad, los docentes no percibían su aplicabilidad en la elaboración de un móvil en el que su dirección (izquierda, derecha, adelante, atrás) era controlada por dos pulsadores.La situación inicial planteada a los docentes es la ilustrada en el móvil de la figura, donde se tiene un motor (a) para controlar la dirección de la llanta trasera izquierda, y otro motor (b) para controlar la dirección de la llanta trasera derecha. El objetivo es controlar la dirección del móvil con dos switches, por tanto las entradas del sistema son los estados de los switches, y las salidas son el movimiento de rotación de cada motor. La tabla que se sugiere a los docentes que llenen es la que se presenta en la figura.De la tabla se puede deducir el programa con que se controla la dirección del móvil, de la siguiente manera: Si switcha off Y switchb off entonces motora derecha y motorb izquierdaSi switcha on Y switchb on entonces motora izquierda y motorb derechaSi switcha off Y switchb on entonces motora derecha y motorb derechaSi switcha on Y switchb off entonces motora izquierda y motorb izquierda Estas instrucciones se pueden asociar de la siguiente forma, optimizando la programación:Ifelse switcha [a, izquierda][a, derecha]Ifelse switchb [b, derecha][b, izquierda]El resolver esta situación, es un buen ejercicio para que los docentes se inicien en el desarrollo de proyectos de robótica pedagógica. De otro lado, actualmente se están desarrollando Unidades Didácticas Colaborativas entre las áreas de Matemáticas, Ciencias y Literatura. Básicamente son unidades de Introducción a la Robótica, donde colaborativamente cada una de las áreas desarrolla desde su perspectiva los aspectos de Historia y Usos de los Robots; los componentes de los Robots y el diseño de Robots. La transferencia de los conocimientos adquiridos en este proceso, se ve materializado al final de la unidad, donde los estudiantes construyen su propio móvil, el cual ha sido diseñado previamente por ellos mismos en la sección Diseño de Robots.Con todo lo anterior, el estudio ha permitido identificar que el uso de la robótica pedagógica invita al docente a replantear sus modelos pedagógicos, favoreciendo la integración de conocimientos y una integralidad de sus prácticas pedagógicas, como también dio lugar a desmitificar el uso de tecnología de punta como recurso de aprendizaje en el aula de clase.

ROL DEL DOCENTE

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ROL DEL DOCENTE
La robótica es un medio multimedio y de esta riqueza proviene su valoración pedagógica, pero también son la causa de las dificultades que hay que enfrentar para su implementación.
El perfil del docente no suele estar preparado para un "multimundo". Tampoco la escuela lo está. Por ello es tan difícil realizar integraciones y más aún que éstas permanezcan en el tiempo. Sin embargo los que ingresan al mundo de la robótica podrán asombrarse con las múltiples relaciones curriculares que se le abren.
Las aplicaciones matemáticas y geométricas y la investigación y experimentación de fenómenos físicos, son algunas de las más obvias. Pero también en plástica se podrán crear muñecos animados integrando el trabajo mecánico y de programación con técnicas de títeres. En geografía podrán construirse sistemas planetarios. En historia, maquetas simulando viajes de exploración o escenas de momentos históricos. Los personajes de cuentos -Don Quijote, Gulliver- también serán fuentes de inspiración.
A modo de ejemplo en una escuela se les dijo que con los sensores podrían construir modelos en LEGO que tuvieran la capacidad de ver y sentir.
Una de las niñas tuvo una reacción más compleja, el placer que le producía pensar que, pasara lo que pasara, iba a ser por lo menos algo distinto a las monótonas sesiones diarias de clase se vio teñido por un poco de aprehensión.
Durante la primera semana el grupo de María supo cómo sacarle partido a la barrera. Cada alumno debía aportar su parte de piezas de Lego. Dado que el trueque con otros grupos estaba permitido a fin de hacer más flexible cada proyecto, se desarrolló un mercado en el que las piezas más buscadas eran precisamente los motores y los sensores que el grupo de María tan poco valoraba, mientras que las piezas de menos valor para los más agresivos mercaderes eran las más bonitas piezas que tan útiles resultaban para construir casas. Sacar provecho del mercado a fin de obtener materiales para construir una magnífica casa le producía cierto placer de empresarios; la resolución de problemas de construcción en el campo de la geometría y la técnica era el origen de un placer intelectual y la forma que iba adoptando el producto del trabajo, la casa, le producía un placer estético. Había encontrado su lugar.
Lo que fue gratificante para el curso no fue por ejemplo hacer que la luz parpadeara, sino hallar la manera de sortear sus propios obstáculos interiorizados.
La mejor contribución que puede hacer el docente sería la de revisar la historia de manera que pudiera consolidar la conciencia de los estudiantes sobre lo bien que lo habían hecho.
Por ejemplo, sería importante que reconozcan que construir una casa fue una estrategia excelente a fin de aunar sus fuerzas y su confianza en sí mismos ante una situación difícil.
Así, los temas de discusión no serían el Lego, las luces y los motores, sino los modos de enfrentarse a situaciones incómodas e intelectualmente difíciles. Se discutiría, pues, sobre estrategias de resolución de problemas y de coordinación de proyectos.
La principal virtud de este tipo de taller es la de conceder libertad de acción para que los estudiantes trabajaran a su manera con los materiales de que dispusieron.

¿QUE, COMO Y CUANDO EVALUAR?

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¿QUE, COMO Y CUANDO EVALUAR?
Para regular los procesos de aprendizaje y juzgar sus resultados en este tipo de ambientes de aprendizaje, es necesario acudir a la autorregulación (Jorba y Casellas 1997), donde se valora la participación del estudiante en la concreción de los objetivos, la autonomía, la colaboración y contraste con los compañeros. La variedad de formas y canales de presentación, la posibilidad de explorar en cualquier momento conjuntos estructurados de información, la disponibilidad de la información almacenada, el uso de la información, la preconcepción de los conocimientos y las formas de asimilar nuevos conocimientos y aplicarlos a nuevas experiencias, son cualidades del trabajo con robótica pedagógica que favorecen una evaluación como autorregulación del aprendizaje.
Al no existir un modelo pedagógico único, una institución educativa debe tomar estas argumentaciones y someterlas a prueba, teniendo en cuenta que sin procesos sistemáticos de autoevaluación y de investigación en la acción, ni un proceso de reflexión, no habrá forma de determinar si un modelo pedagógico es funcional o no.

¿Cuándo enseñar?

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¿Cuándo enseñar?
Bruner (1967) afirma que las fases sucesivas del proceso de adquisición de conocimientos resultan del hecho de una maduración que no depende exclusivamente de la edad, sino más bien del medio ambiente que ejerce una influencia decisiva sobre el desarrollo intelectual. Esto justifica fuertemente la idea de trabajar en un medio ambiente rico y propicio que incluya evidentemente, la concepción, el diseño, la puesta en práctica de situaciones didácticas constructivistas que permitan desarrollar un trabajo como el que menciona el autor anterior.Por otro lado Williams (1986) confirma esta posición, cuando plantea que la experiencia directa da al estudiante la oportunidad de abordar el sujeto de estudio a través de un proceso más “holístico”. Es decir, un proceso en donde el estudiante podrá acceder a la información a través de todos sus sentidos y tener una vista global, antes de dominar los aspectos específicos del tema de estudio de lo general a lo particular. Si los estudiantes acceden a este tipo de experiencias, ellos tendrán la oportunidad de adquirir y buscar su propio proceso heurístico, su propia motivación y entusiasmo para la realización de sus tareas, porque ellos manipularán y controlarán el material disponible. Los estudiantes al manipular la información, comenzarán a representarla, antes de que esta sea verbalizada. Esto, porque la manipulación, la percepción visual y las imágenes mentales, entran en relación estrecha y juegan un papel primordial en la adquisición de nuevos conocimientos.En un ambiente de aprendizaje con Robótica Pedagógica los estudiantes aprenden en forma diferente, cada estudiante lleva su propio proceso de asimilación y apropiación de antiguos y nuevos conceptos, salen a relucir otro tipo de percepciones.La organización de los contenidos, según el parámetro período de tiempo, debe ser en principio estructurado por el profesor, partiendo de la lógica mental del estudiante, no de su propia lógica. En este punto el profesor debe estar abierto y dispuesto a facilitar secuencias y tiempos alternativos, debe estar dispuesto a satisfacer los diferentes estilos de aprendizaje de sus estudiantes. Una clase que utilice Robótica Pedagógica debe ser preparada más de una vez, puesta en práctica más de una vez y cada vez, diferente.Los principios pedagógicos que facilitan esta labor, además de los principios generales de teorías de aprendizaje, proceden de técnicas de análisis y estructuración de contenidos. Los mapas conceptuales (Novack 1982), el análisis de tareas (Gagné 1975), la teoría de elaboración (Reigeluth et. Al 1980), ofrecen directrices valiosas para este propósito (Gónzalez, Miguel Angel 2000)

¿QUE ENSEÑAR?

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¿QUE ENSEÑAR?
Dado el carácter polivalente y multidisciplinario de la robótica pedagógica, ésta puede ayudar en el desarrollo e implantación de una nueva cultura tecnológica en todas las regiones del país, permitiendo el entendimiento, mejoramiento y desarrollo de sus propias tecnologías.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, ellos podrán concebir, desarrollar y poner en práctica diferentes Robots educativos que les permitirán resolver algunos problemas y les facilitarán al mismo tiempo, ciertos aprendizajes. En otras palabras, se trata de crear las condiciones de apropiación de conocimientos y permitir su transferencia en diferentes campos del conocimiento.Se puede concluir que la robótica pedagógica se ha desarrollado como una perspectiva de acercamiento a 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.En efecto, la construcción de un Robot educativo requiere del conocimiento de diversas áreas. Por mencionar algunas, es necesario tener conocimientos de mecánica para poder construir la estructura del Robot. También se requieren conocimientos de electricidad para poder animar desde el punto de vista eléctrico al Robot. Asimismo, es importante tener conocimientos de electrónica para poder dar cuenta de la comunicación entre el computador y el Robot. Finalmente, es necesario tener conocimientos de informática para poder desarrollar un programa en cualquier lenguaje de programación que permita controlar al Robot. Es aquí justamente, que la robótica pedagógica muestra una de sus principales bondades, al permitir integrar distintas áreas del conocimiento, en un proyecto que requiere de un buen ejercicio de integración y que en este caso, la construcción misma de un Robot educativo, es un excelente pretexto para lograr esta integración desde el punto de vista cognitivo y tecnológico. En otras palabras, el conocimiento no puede estar atomizado o fraccionado. Es necesario integrarlo en el momento del desarrollo del Robot educativo.Mediante la integración de diferentes áreas de conocimiento, los estudiantes adquieren habilidades generales y 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 grandes retos de la Robótica Pedagógica, es demostrar que los estudiantes si pueden construir sus propias representaciones y conceptos de la ciencia y de la tecnología, mediante la utilización, manipulación y control de ambientes de aprendizajes robotizados, a través de la solución de problemas concretos. De esta manera, los proyectos se tornan significativos para ellos. El desarrollo de situaciones de aprendizaje en Robótica Pedagógica solicita, que los objetivos de aprendizaje no sean enunciados a priori, que el material sea dado para ser manipulado y observado. Se hace hincapié sobre el proceso de construcción y adquisición de conceptos. Es a través de la manipulación y la exploración que el estudiante va a dirigir y a centrar sus percepciones y observaciones. Cuando esta manipulación es efectuada por el profesor, éste debe según Gagné (1976) dirigir y centrar la atención del estudiante. Aquí, es el desarrollo de la experiencia quien impone la dirección de las observaciones.

¿COMO ENSEÑAR?

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¿COMO ENSEÑAR?Se trata de ubicar al estudiante en un medio ambiente tecnológico (el mismo que le permitirá la manipulación concreta de objetos reales) de tal suerte que sea capaz de iniciar un proceso de solución de problemas, es decir, que a partir de la realidad en la que se encuentra, el estudiante pueda percibir los problemas, imaginar soluciones, formularlas, construirlas y experimentarlas con el doble objetivo de comprender y proponer o mejorar la solución propuesta.El desafío es más bien controlar -jugar con- lo real que intentar inmediatamente una interpretación abstracta del fenómeno. Al final, se trata de desarrollar en el estudiante un pensamiento estructurado, que le permita encaminarse hacia el desarrollo de un pensamiento más lógico y formal.Algunas revisiones de reportes de investigación sobre la enseñanza de las ciencias y de la tecnología como los de Gutiérrez (1984), Serrano (1987), permiten constatar que nuestras instituciones educativas no han respondido de manera eficaz a las expectativas que se tenían sobre el aprendizaje de estas disciplinas, mucho menos sobre el interés que pudieran despertar en los estudiantes por su estudio.En este sentido, la respuesta al cómo enseñar invoca la posibilidad de crear entornos de aprendizaje mediante la robótica pedagógica, que constituyan una herramienta poderosa desde el punto de vista cognitivo, ya que permiten la creación de mejores condiciones de apropiación del conocimiento.Esto, porque permite la observación, exploración y reproducción de fenómenos precisos y reales. Favorece la interactividad estudiante-computador-robot-profesor. Pone en relación los comandos de ejecución y su consecuente reacción o resultado. El estudiante es confrontado inmediatamente con su error, si es que este existe. Se vuelven mucho más ricas y motivantes, todas y cada una de las acciones y reacciones de los protagonistas del proceso de enseñanza-aprendizaje. Se pueden ejecutar una infinidad de veces los procesos o los fenómenos en estudio, hasta que el estudiante esté satisfecho de los resultados de las hipótesis generadas por él mismo.Mediante el hecho de enfrentar a los estudiantes a un problema para que lo resuelvan, la robótica pedagógica les permite, por medio de las manipulaciones concretas, llegar a la construcción de ciertas operaciones mentales. Es decir, al ser convocados por una situación didácticaen un medio ambiente de experiencias constructivistas, controladas y aceleradas artificialmente, la robótica pedagógica permitirá la transformación de actividades abstractas en actividades concretas, controlables y manipulables.Los objetos mentales se vuelven controlables, manipulables y tienen su correspondiente en la vida real, cuando los estudiantes son capaces de producir un resultado, ya sea mediante la posibilidad de teclear un cierto comando, generar una gráfica, o hacer un cambio de parámetros de alguna variable en estudio. Un ejemplo de ello es el prototipo del elevador. El uso y manejo del elevador -Robot pedagógico- permite a los estudiantes la posibilidad de representarse mentalmente su funcionamiento, conocer y dominar las funciones y los componentes del sistema en estudio. Es así como los estudiantes podrán previa manipulación, representación, formulación y planificación, programar este dispositivo, abstrayendo y modelando matemáticamente el fenómeno en estudio, experimentando al mismo tiempo, el recorrido del proceso científico.Sabemos que los estudiantes han sido capaces de modelar, puesto que han controlado un proceso y han desarrollado un programa que predice su comportamiento.Es gracias a la realización de múltiples experimentos que los estudiantes crean y manipulan modelos. Esto es, aprehenden intelectualmente el mundo físico, a través de un modelo matemático o físico.Es importante destacar que los ambientes de aprendizaje actuales, indican que el estudiante aprende cuando crea y construye por sí mismo el conocimiento específico que necesita, a diferencia de los esquemas anteriores basados en repetición y práctica.

La robótica pedagógica para facilitar el desarrollo de los procesos cognitivos y de representación

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La robótica pedagógica para facilitar el desarrollo de los procesos cognitivos y de representación
La construcción y la utilización de herramientas robóticas permiten que el educando de cualquier edad pueda crear sus propios "micromundos", es decir, fabricar sus propias representaciones de algunos fenómenos del mundo que le rodea y esto con la consecuente ventaja de facilitar la adquisición de conocimientos acerca de dichos fenómenos.En: La robótica integrada al aprendizaje y a la enseñanza, una investigación de Monique Noel y Guy Bergeron, se exponen las ventajas que existen en la fabricación y el uso de estas herramientas robóticas pedagógicas para capacitar a los alumnos desde temprana edad para tratar y resolver problemas. Estas actividades generan una importante cantidad de conocimientos en los niños y desarrollan sus aptitudes en el análisis, el cuestionamiento y la síntesis.Pierre Nonnon y Jean Pierre Theil afirman que el aprendizaje de muchos conceptos abstractos de tecnología y de ciencias puede ser enormemente favorecido por la robótica pedagógica, aun en las personas que aprenden con muchas dificultades. Exponen cómo puede ayudar la robótica pedagógica en la formación de empleados de bajo nivel de calificación. Los elementos del proceso de enseñanza-aprendizaje que están favorecidos por esta disciplina son:
(a) La integración de lo teórico con lo práctico. Es mucho más fácil aprender de fenómenos observables que de teorías complejas y abstractas,
(b) la enseñanza del proceso científico. Se debe conocer cuál es el orden en que debe realizarse el trabajo que permita obtener conocimientos,
(c) la manipulación directa de los mecanismos. Se puede proporcionar capacitación en un laboratorio para efectuar tareas que impliquen el manejo de diversos sistemas,
(d) la explotación de las representaciones gráficas. Se debe enseñar a interpretar información gráfica (curvas, esquemas, tablas, ecuaciones) para poder utilizarla proporcionando una adecuada instrucción en el manejo de ésta, y
(e) utilización de representaciones matemáticas. Cada persona debe ser capaz de crear sus propias representaciones matemáticas de los fenómenos que pueda observar en su derredor.En cada uno de estos procesos la robótica pedagógica ha hecho una gran cantidad de aportaciones y ha demostrado su efectividad, asimismo, se siguen desarrollando herramientas robóticas que puedan elevar la cantidad y la calidad de los conocimientos de las personas y para los obreros esto puede servirles para aspirar a un mejor nivel de vida.

OBJETIVOS DE LA ROBÓTICA EN EL ÁMBITO EDUCATIVO

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OBJETIVOS DE LA ROBÓTICA EN EL ÁMBITO EDUCATIVO
a) COMO OBJETO DE ESTUDIO EN SI 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. es el objetivo de las escuelas técnicas o Laboratorios de Automatización.
b) COMO RECURSO 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. Estos objetivos se vinculan con las instituciones educativas no técnicas en todos sus niveles. Algunos objetivos de la Robótica como recurso pedagógico podrían ser:
1-El desarrollo del pensamiento
a- En el contexto de construcción: desarrollando la inteligencia práctica y el pensamiento creativo.
b- En el contexto de programación: formalizando procesos de acción y retroalimentación.
2-El desarrollo del conocimiento.Específicamente de mecánica, electricidad, física en general, matemática y geometría aplicadas, y programación.
3-La adopción de criterios de diseño y evaluación de las construcciones.
4-La valoración de sí mismos como constructores e inventores en este contexto.
5-La comprensión y valoración del aporte de la tecnología en el mundo a través de una comprensión más íntima y más personal de la misma.

Tipos de Robot

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Tipos de Robot
Los robots tal y como se nos presentan en las películas, es decir aquellos similares a los seres humanos, conocidos como Androides, se encuentran en un futuro muy lejano. A pesar de eso los robots actuales son máquinas muy sofisticadas que realizan labores productivas especializadas, revolucionando el ambiente laboral. La gran mayoría de los robots actuales son manipuladores industriales es decir "brazos" y "manos" controlados por computadora siendo muy difíciles de asociar con la imagen tradicional de un robot, pero no sólo existen estos dispositivos tipo robot; la robótica incluye muchos otros productos como sensores, servos, sistemas de imagen, etc.

Brazos Robot
El noventa por ciento de los robots trabajan en fábricas, y más de la mitad hacen automóviles; siendo las compañías automotrices altamente automatizadas gracias al uso de los brazos robot, quedando la mayoría de los seres humanos en labores de supervisión o mantenimiento de los robots y otras máquinas. Otras de las labores realizadas por los brazos robots son labores en el campo de los alimentos, donde por ejemplo un dispositivo de este tipo selecciona los chocolates que corresponden para armar una caja. Esto lo logra mediante el uso de sensores que identifican los diferentes elementos que conforman una caja del producto, luego de ser identificados son tomado uno a uno y depositados en las cajas.


SensoresLos robots utilizan sensores para así obtener información acerca de su entorno. En general, un sensor mide una característica del ambiente o espacio en el que está y proporciona señales eléctricas. Estos dispositivos tratan de emular los sentidos humanos, es decir el olfato, la visión, el tacto, etc. Pero estas máquinas tienen la ventaja de poderdetectar información acerca de los campos magnéticos u onda ultrasónicas. Los sensores de luz para la robótica vienen en diferentes formas, fotorresistencias, fotodiodos, fototransistores, obteniendo todos estos el mismo resultado, esdecir cuando un haz de luz es detectado ellos responden ya sea creando o cambiando una señal eléctrica la cual será analizada y el dispositivo tomará una decisión o bien proveerá la información. Mediante el uso de un filtro frente a un sensor de luz se puede crear una respuesta selectiva con lo cual el robot únicamente podrá ver determinados colores. El uso de sensores de luz le permite a los robots ubicarse, muchos de ellos utilizan también sensores infrarrojos para desplazarse, emitiendo un rayo hacia un obstáculo y midiendo la distancia, es decir similar a un sonar o radar. Para los sistemas más complejos, por ejemplo el eliminar producto defectuoso de una banda transportadora, los Sensores de luz no son suficientes, se necesita la intervención de una computadora, la cual realizará la selección basándose en la información que el sensor le provee, una vez procesada la computadora enviará la información al dispositivo robótico para cumplir con la orden.La visión robótica es uno de los grandes retos para los ingenieros de hoy en día. Es difícil programar un robot para que sepa qué ignorar y qué no. Estas máquinas tienen problemas para interpretar sombras, cambio de luces o brillo, además para poder tener percepción de la profundidad es necesario que tengan visión esteroscópica al igual que los humanos. Otro de los grandes inconvenientes es el lograr resolver imágenes tridimensionales para poder generar una imagen tridimensional a partir de dos imágenes muy similares en un tiempo corto se requiere de grandes cantidades de memoria y de un procesador muy poderoso. Los sensores de tacto también ayudan a los robots sin capacidad de visión a caminar. Los sensores contactan y envían una señal para que El robot sepa que ha "tocado" algún objeto. El material más usado es el "Piezoelectric". Los sensores de posición hacen posible el enseñar a un robot a hacer una función respectiva en función de los movimientos. Los sensores en ciertos puntos del robot guardan información sobre el cambio de una serie de posiciones. El robot recuerda la información y repite el trabajo en forma exacta a como fue realizado inicialmente.

BeneficiosEl beneficio que los robots generan es increíble para los trabajadores, industrias y países. Obviamente estos beneficios dependerán de la correcta implementación de los mismos, es decir, se deben utilizar en las labores adecuadas, por ejemplo manipulando objetos muy pesados, sustancias peligrosas o bien trabajando en situaciones extremas o dañinas para el hombre; y más bien dejando a los seres humanos realizar las tareas de técnicos, ingenieros, programadores y supervisores.

¿Pero cuáles son esos beneficios?Podemos mencionar el mejoramiento en el manejo, control y productividad, todo esto asociado a una significativa mejora en cuanto a la calidad del producto terminado, factor determinante en un mundo globalizado.Al ser los robots máquinas pueden trabajar día y noche, en una línea de ensamble sin perder un ápice de su desempeño, reduciendo los costos de producción; otra enorme ventaja comparativa en el difícil mercado de hoy en día.

COMPAÑIAS QUE PRODUCEN ROBOTS

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COMPAÑIAS QUE PRODUCEN ROBOTS

El mercado actual de robots se encuentra dividido en dos áreas principales:ROBOTS MOVILES, dentro de este grupo podemos hallar dos subgrupos de importancia:

Los llamados AGV, por sus siglas en inglés "Automatic Guided Vehicles", es decir Vehículos Guiados Automáticos, estos robots se encargan de transportar materiales dentro de fábricas permitiendo la automatización de las líneas de producción, la mayoría de estos robots utilizan cables que se encuentran en el piso como medio de ubicación y determinar la ruta a seguir. Aunque ya existen algunos de estos que prescinden de los cables como sistemas de guía. El primer AGV fue instalado en 1954 por Cravens Company en la compañía Mercury Motor Express en Carolina del Sur.

Actualmente compañías como Caterpillar, BT Systems y AGV Products.ROBOTS PARA EXPLORACION MARINA:Estos dispositivos le han permitido al ser humano realizar labores a profundidades y bajo ondiciones extremas para cualquier buzo; existen dispositivos operados mediante el sistema umbilical es decir un cable que los une a la superficie o bien teleoperados. Compañías importantes son, por ejemplo, Oceaneering International Inc. y R.O.V. Technologies.

LEYES DE LA ROBÓTICA

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LEYES DE LA ROBÓTICA
El término "robótica" le debe gran parte de su popularidad al escritor Isaac Asimov, quien la comenzó a utilizar en una de sus obras en 1942. Éste propuso "Leyes de la Robótica", las cuáles 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.Por el momento no pareciera posible la construcción de un robot con la inteligencia y autonomía suficientes para enfrentarse por su propia voluntad a su(s) creador(es), pero quizás en un futuro cercano las cosas puedan cambiar.

¿QUE ES LA ROBOTICA?

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¿QUE ES LA ROBOTICA?
La robótica es considerada como una de las tantas ramas que posee la tecnología, esta se encarga de estudiar la construcción y el diseño de las maquinarias que son capaces de desempeñar funciones que son repetidos y peligrosos para el individuo en general. Así mismo esta se deriva de los autómatas programables, del algebra, de la mecánica, de las maquinas de estados, de la informática y de la electrónica. Atendiendo a sus momentos de origen, a comienzo estaba unida a la construcción de artefactos, estos tenían como función principal materializar el deseo de la persona de crear seres a su semejanza y que lo descargasen de su trabajo.El término automática se debe gracias al ingeniero español Leonardo Torres Quevedo, esta se relacionaba con la teoría de automatización de funciones costumbristas que estaban asociadas a las personas. Ahora bien el termino Robot fue acuñado por el escritor checo Karen Capek en el año 1921, el utilizó este termino a partir de la palabra checa Robótica, ahora bien Isaac Asimos acuñó el termino
Robótica el cual lo definía como la ciencia que estudia los Robots, luego creó las tres Leyes de la Robótica. En la actualidad la Robótica a evolucionado muy eficazmente, aunque aun no se ha tenido buenos resultado en la construcción de un robot que pueda hacer las funciones principales que realiza el ser humano como es saltar, correr, agarrar cosas sin romperlo, etc.
El origen del término robot proviene de una palabraCheca (robota = trabajo en checo) y fue usado por primeraVez en 1921 en una obra teatral del autor checo Karel Capek.Nosotros ampliamos estos conceptos para indicar que el título de esta obra fue “Rossum´s Universal Robots” y en ella el autor describe cómo un ejército de máquinas con forma humana fue creado por unos científicos para reemplazar el hombre en tareas y trabajos como esclavos del hombre.Sin embargo estas máquinas, los “robots” se sublevan y luchan contra el hombre. La obra teatral es muy dramática, pero deja ver cómo la extrapolación de este concepto del trabajo realizado por máquinas pensantes puede llevar a los conflictos más curiosos. La ciencia-ficción no pudo quedar ausente de este planteo y el bien conocido autor del género, Isaac Asimov, incluyó en una de sus obras las leyes que debían regir los robots.

¿QUE ES UN ROBOT?

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¿QUE ES UN ROBOT?
Los robots llevan más de 45 años de estar presentes en los procesos industriales del ser humano; los primeros robots verdaderos se dieron a conocer a finales de los años 50 y principios de los 60, esto gracias a un nuevo desarrollo de tecnología, es decir la invención de los transistores y los circuitos integrados.Hay varios tipos de robots. Siempre cuando uno piensa en el futuro se imagina una nueva tecnología mucho más sofisticada. La gran variedad que hay de diferentes tipos y funciones programadas de un robot es impresionante. Existen robots de uso doméstico, otros para ayuda médica, otros para labores peligrosas, y bien los robots de la industria. Pero los llamados Androides, es decir robots que semejan características humanas están muy lejos de ser una realidad en nuestro mundo. Existen muchas formas de definir el término robot, podemos utilizar la definición de 1979 del Robot Institute of America, que dice:Es un manipulador reprogramable y multifuncional diseñado para mover material, partes, herramientas o bien dispositivosespecializados para desempeñar una variedad de labores a través de movimientos diversos programados.
Obviamente esta definición es bastante rígida e insípida; de una forma más personal se puede decir que un robot es un dispositivo que permite realizar labores mecánicas normalmente asociadas con los humanos de una manera mucho más eficiente, y sin necesidad de poner en riesgo la vida humana.La palabra robot, no es un término acuñado recientemente, el origen etimológico de esta palabra proviene del término checo "Robota" es decir trabajo forzado y su uso se remonta a la obra teatral (PLAY) de 1921 del checo Karel Capek titulada R.U.R., Robots Universales de Rossum (figura 5, vea nuevamente el comienzo de este capítulo). En esta obra Capek habla de la deshumanización del hombre en un medio tecnológico; a diferencia de los robots actuales, éstos no eran de origen mecánico, sino másbien creados a través de medios químicos.
Pero no fue sino hasta 1942 que el término robótica, es decir el estudio y uso de robots, se utiliza por primera vez por el escritor ycientífico rusoamericano Isaac Asimov en una pequeña historia titulada Runaround. Ahora surge la pregunta:¿A partir de cuándo nacen los robots tal y como los conocemos hoy en día? Hacia finales de la década de los 50 y principios de los 60 salen a la luz pública los primeros robots industriales conocidos como Unimates diseñados por George Devol y Joe Engelberger, este último creó Unimation y fue el primero en mercadear estas máquinas, con lo cual se ganó el título de"Padre de la Robótica".Ya en la década de los 80 los brazos industriales modernos incrementaron su capacidad y desempeño a través de microcontroladores y lenguajes de programación más avanzados. Estos avances se lograron gracias a las grandes inversiones de las empresas automovilísticas.

Robotica

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INTRODUCCIÓN

Durante el desarrollo del trabajo se fue encontrando diversidad de opciones pedagógicas frente al uso de la Robótica Pedagógica, lo cual posteriormente, en los análisis finales pudo constatarse que la pretensión de un modelo único no solo era imposible, sino que la diversidad encontrada indicaba mejores posibilidades de apropiación de la Robótica en las prácticas pedagógicas.Algunos autores consideran la robótica pedagógica como un paso mas allá de la informática educativa, en este sentido se empezaron a explorar los modelos pedagógicos que se aplican en informática educativa y con base en ellos, se esperaba diseñar un modelo que impulsara el uso de la robótica pedagógica en el aula de clase.Actualmente, acerca de la informática educativa siguen existiendo grandes diferencias y contradicciones con respecto a su incorporación en el aula de clase. Esto se ha sustentado en la afirmación de que no existen teorías completas que orienten este tipo de practica educativa y mucho menos que la expliquen totalmente. Es así como cada proyecto en informática educativa adopta su propio “modelo pedagógico”.Este hecho de suyo, no crea dificultades, por el contrario puede constituir riqueza para las prácticas pedagógicas, en tanto que existen diversos modelos pedagógicos, no excluyentes entre sí, pues explican diversos matices de la misma, fundamentados en corrientes y reflexiones teóricas con las cuales se pretende comprenderlas, analizarlas y mejorarlas. Se puede deducir en consecuencia que difícilmente se podría intentar construir un modelo pedagógico y mucho menos un modelo teórico propio, que oriente con claridad la forma de diseñar, disponer y llevar a la práctica un proceso de enseñanza y aprendizaje, caracterizado por el uso de nuevas tecnologías (e.g. la Informática Educativa) o por el uso de interfaces electrónicas y materiales tecnológicos que hacen parte del trabajo con robótica pedagógica