09 Robòtica o programació

Descripció

Els robots seran una revolució del segle actual, ja que cada vegada són més presents en tots els aspectes socials i econòmics. Hi ha robots industrials, robots cirurgians, robots militars…, però també hi ha robots que interactuen, de manera diària, amb les persones, com poden ser els robots aspiradora, els cotxes autònoms…

La robòtica és una matèria que es comença a implantar en l’àmbit mundial en processos d’ensenyament-aprenentatge de totes les edats.

Els robots són autòmats programables que tenen la capacitat d’executar determinades ordres en base a la informació que recullen els seus sensors (càmera web, dispositiu de proximitat, micròfon…). Actualment, s’han dissenyat plataformes de maquinari lliure, com ara Arduino, basada en una placa electrònica amb un microprocessador que permet incorporar mòduls de forma escalable perquè el robot incorpori noves funcionalitats. Aquest programari té un cost molt baix i és fàcil substituir un component defectuós per un altre sense haver de redissenyar tot l’autòmat.

El microprocessador del robot s’ha de programar; per tant, calen coneixements de l’entorn de desenvolupament de la programació que incorpora Arduino, un llenguatge de programació molt semblant a C/C++ en la sintaxi. Tot i així, és possible utilitzar una interfície molt més intuïtiva per a programar els robots i donar instruccions, com és el cas d’S4A (Scratch for Arduino), un entorn de programació basat en la utilització de blocs predissenyats que estalvien molt de temps i esforç per a dissenyar programes, i que no requereixen grans coneixements tècnics.

Entre els avantatges que introdueix la robòtica i la programació en el context educatiu, podem destacar:

• Integra diferents àrees de coneixement.
• Desenvolupa estructures cognitives, visualització d’un tot constituït per parts independents que s’alimenten entre elles.
• Fomenta el model d’aprenentatge constructivista, ja que sobre la base experimental l’estudiant aprèn en base a la resolució de determinats problemes.
• L’estudiant adopta un paper molt més actiu durant el procés d’aprenentatge i desenvolupa la capacitat d’autonomia i de responsabilitat.
• Permet posar en pràctica coneixements que acostumen a ser abstractes en la seva conceptualització, com ara l’abstracció matemàtica, la geometria, l’electrònica…
• Té un component de treball col·laboratiu, ja que molts projectes educatius requeriran l’esforç conjunt per a ser resolts.
• Desenvolupa les capacitats creatives dels estudiants.
• La introducció de la robòtica a l’aula ajuda els estudiants a motivar-se i afavoreix l’assimilació de conceptes.

El llenguatge de programació és un projecte de maquinari lliure orientat al desenvolupament d’aplicacions senzilles, amb l’objectiu de ser distribuïdes a tota la comunitat d’usuaris.

Aquest llenguatge de programació serveix per a adquirir un altre tipus de competències i d’aptituds que els estudiants requereixen per al seu desenvolupament, mitjançant els itineraris curriculars. Aquest és el motiu pel qual Scratch s’ha estès tant els darrers anys, i ha estat inclòs en els programes didàctics d’estudis oficials.

La seva facilitat d’ús el fa ideal per a estudiants, ja que per al desenvolupament d’aplicacions amb Scracth no calen complexes instruccions basades en rígides sintaxis, sinó que l’usuari utilitza una interfície basada en l’ús de blocs de codi predefinits, que han de ser inclosos en l’aplicació en l’ordre desitjat i parametritzats amb els valors que es requereixin en cada cas.

El llenguatge Scracth fou desenvolupat per l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) i es va començar a utilitzar l’any 2007. Una de les seves característiques més identificatives és que es pot programar des de qualsevol lloc, ja que no cal la instal·lació de cap programa o entorn de desenvolupament. Scratch es basa en internet i permet programar en el núvol d’una manera ràpida i fàcil.

Scratch també permet iniciar-se en els conceptes de programació i compartir projectes creats per tercers per a observar-ne el codi i reutilitzar-lo o modificar-lo amb llibertat.

A continuació, es mostren diferents exemples de robots que poden ajudar a implantar la robòtica com a temàtica.

Exemples

Alguns exemples de robots per a introduir a les nostres aules són els següents:

1) NAO: és un dels robots humanoides més avançats que es pot trobar en l’àmbit de la formació escolar. Es postula com un ajudant del professorat per a l’explicació de determinats temes, fomentant el treball en equip i la resolució de problemes.

2) MIP: amb el seu exclusiu sistema d’autoequilibri, té una estabilitat excepcional que li permet moure’s i transportar objectes. Mitjançant una aplicació mòbil per a iOS o per a Android es pot teledirigir, configurar diversos estats d’ànim, programar seqüències rítmiques, dibuixar el traçat que es desitja que recorri… Té diferents tipologies de joc que s’identifiquen amb el color del llum del pit.

3) Zowi: aquest robot por caminar, ballar, evitar obstacles, emetre sons i fer gestos amb la boca.

4) Lego Mindstorms: va néixer fa molts anys i s’ha renovat amb la nova versió EV3. A partir d’un equip, es poden construir diferents dissenys de robots i fer les programacions pertinents perquè actuïn en conseqüència.

5) Lego Wedo: és un equip constituït per peces de Lego, connector USB per a l’ordinador (on s’encaixen els motors i els sensors), un motor, un sensor d’objectes i un sensor d’inclinació.

6) Ozobot: es pot programar perquè agafi diferents direccions, giri, jugui i balli. Els punts de control són els OzoCodes, uns patrons de color que el robot reconeix i tradueix en accions, i que poden ser més de 500 de diferents.

7) Roboraptor X: robot que es pot controlar des del telèfon intel·ligent o la tauleta, o des d’una aplicació dedicada. Ofereix diferents moviments programables, incloent agressius atacs.

8) mOway: permet als estudiants descobrir què és la programació mitjançant un programari senzill amb el qual poden controlar el robot i els dispositius d’entrada i de sortida.

Recursos

BQ (2016). Zowi: El robot de clan. Recuperat a: http://zowi.bq.com/?gclid=CMzSz9_WtM0CFUwq0wod3sMNgg

Bravo, F. A.; Forero, A. (2012). La robótica como un recurso para facilitar el aprendizaje y desarrollo de competencias generales. Recuperat a: http://www.redalyc.org/pdf/2010/201024390007.pdf

Pitii, K. (2012). La robótica en educación. Recuperat a: https://diarium.usal.es/kathia_pitti/2012/10/01/la-robotica-enla-educacion/

Reina, M.; Reina, S. (2014). Robótica y programación de la manode Bee-Bot. Recuperat a: https://ineverycrea.net/comunidad/ineverycrea/recurso/robotica-y-programacion-de-la-mano-bee-bot/80a821c2-0028- 42a7-9081-edbbf88c59b0