La robótica y el desarrollo cognitivo

Nuevos estudios exploran una nueva aplicación de las teorías del desarrollo cognitivo según Piaget, es decir, el uso, como herramienta de enseñanza, de robots reales concebidos como organismos artificiales. Utilizando sencillos kits de ensamblaje, los estudiantes de todos los niveles son capaces de proyectar y construir robots reales que simulan comportamientos de los animales (los llamados robots zoomórficos). El proceso de construcción de robots reales ayuda a los alumnos a comprender conceptos relacionados con sistemas dinámicos complejos –en particular cómo emerge un comportamiento global a partir de dinámicas locales. Esto es logrado mediante procesos de construcción comunes.

Una vez más esto demuestra el carácter educativo multidisciplinar de la robótica educativa y su recorrido por las competencias básicas.
Con el objetivo de obtener el comportamiento deseado el estudiante modifica la “mente” y el cuerpo del organismo artificial. La construcción de poblaciones de organismos artificiales ayuda al estudiante a diferenciar entre los comportamientos observados a nivel individual (nivel microscópico) y a nivel de población (macroscópico). El desarrollo de una población de robots con el comportamiento deseado es un proceso evolutivo. La reproducción selectiva de una población de robots es una eficaz herramienta para explicar la teoría de la evolución de Darwin: experimentando con organismos artificiales –opuestos a los biológicos– es posible observar rápidamente los resultados de la selección, reproducción y mutación. En este documento se presentan varios proyectos educativos utilizando robots reales. Muestra que el uso de sistemas inteligentes para ampliar nuestra visión de la realidad biológica podría convertirse en una parte del currículo de ciencias, tecnología, sicología y biología.

La robótica en el desarrollo de la inteligencia colectiva

Diversos estudios han demostrado la utilidad de la programación robótica en el desarrollo de la inteligencia; en concreto, de los resultados parciales de un proyecto de investigación sobre el diseño de entornos virtuales de aprendizaje con robótica pedagógica para la inteligencia colectiva, estudios publicado por una universidad mejicana. 

El estudio muestra cómo se conformaron comunidades de aprendizaje virtual, cuál fue su mecánica de trabajo y cómo pudieron colaborar para replantear y facilitar de manera diferente la relación educativa, permitiéndoles a los estudiantes, utilizar las nuevas técnicas de comunicación en mundos virtuales, privilegiar el pensamiento en red para la inteligencia colectiva, y lograr sus objetivos de creación de robots educativos como lo plantea la robótica pedagógica virtual.

Para dar cuenta de este proceso de creación de conocimiento, se registraron los fundamentos de la robótica pedagógica y mediante la ejemplificación de algunas situaciones didácticas, se demostró cómo la utilización de las tecnologías de la información y la comunicación para el conocimiento (TICC) les permitieron a los estudiantes la concentración y expansión de sus esfuerzos intelectuales, multiplicando sus capacidades de imaginación y creatividad para llevar a cabo sus experiencias, para realizar una construcción colectiva donde la tarea propuesta por el tutor de desarrollar un robot pedagógico estableció una nueva relación y configuración educativas: uno para todos y todos para uno; aprender junto con los otros; aprender a ser y aprender a negociar en tiempo real y aprender a probar, a experimentar, a explorar y a investigar diferentes soluciones prácticas a la problemática compleja presentada al inicio de la experiencia. En este caso, se trató de la construcción de robots pedagógicos en y desde la virtualidad.

La robótica en la metodología por proyectos

En el nuevo escenario educativo que resulta del proceso de armonización del Espacio Europeo de Educación Superior, se pone de manifiesto la necesidad de un modelo de enseñanza-aprendizaje centrado en el alumno y se plantea claramente la necesidad de desarrollar en el alumno no solamente habilidades específicas al campo de conocimiento al que estén orientados los planes de estudios, sino también las competencias transversales muy demandadas en el mundo profesional.
En este contexto, la educación superior se está adaptando a las nuevas circunstancias realizando cambios en el paradigma educativo a través de iniciativas de innovación docente basadas en el uso de las metodologías activas como el aprendizaje basado en problemas, método el caso, o el aprendizaje basado en proyectos.

Autores del artículo: Nourdine Aliane y Sergio Bemposta.

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Las impresoras 3-D en la robótica educativa

Ya en casi todas partes ya se habla de las impresoras 3D y de todas sus posibilidades, sin embargo muchas personas aún no han tenido oportunidad de ver una de estas impresoras en acción.

Realmente la primera vez que ves una impresora 3D trabajar alucinas con su resultado. Hace años era inimaginable ver que de forma tan fácil pudiéramos tener entre nuestras manos un objeto que estamos visualizando en el ordenador pero gracias a estas impresoras domésticas todos podemos imprimir lo que necesitemos como por arte de magia.

La pregunta es, ¿realmente cómo funcionan estas impresoras tridimensionales? Su proceso es complejo pero básicamente consiste en ir creando una pieza capa por capa de abajo a arriba a través de la salida de un filamento de plástico liquido fundido (u otro material)  que se solidifica casi instantáneamente formando poco a poco nuestro objeto.

En la actualidad hay muchos materiales de impresión 3D disponibles en el mercado ya que además de los diferentes tipos de plástico hay impresoras capaces de imprimir con metal, vidrio, resina, acero inoxidable, madera…

Sin duda, la impresión 3D es una tecnología que va a cambiar nuestra forma de vivir y que nos va aportar soluciones y la posibilidad de crear lo que nos propongamos. 

Su aplicación en la construcción de robots es infinita, así como la influencia que tendrán en un futuro para que cualquiera pueda construir su propio robot (programarlo fácil y gratuitamente ya es una realidad ahora mismo).

En el siguiente video se se ve una mano robótica con fines ortopédicos construido integramente con piezas hechas con una impresora 3-D:

Las aplicaciones educativas de la robótica educativa

Uno podría pensar que la robótica educativa sólo tiene aplicaciones de aprendizaje en asignaturas de ámbito tecnológico pero eso no es correcto.

El primer motivo para pensar que la robótica educativa puede llevarse a diversos ámbitos de la educación, desde los matemáticos a los artísticos, es que no es necesario un robot físico en sí para desarrollar la robótica. Hoy en día existen multitud de programas informáticos gratuitos que pueden emular el funcionamiento de un robot previamente programado. Para programar se necesitar "estructurar el pensamiento" y "afrontar un problema", es decir, ayuda a desarrollar factores de aprendizajes y competencias básicas comunes a muchas asignaturas del currículo de Secundaria. Para programar un robot hay que tener claro qué queremos hacer, cómo y por qué.

Pero pensemos en la robótica aplicada estrictamente a la asignatura de Tecnología de Secundaria y Bachillerato. El desarrollo de las "freetronics" ha permitido que la robótica sea accesible para todo el mundo y por tanto accesible a los recursos de la educación secundaria. Con la implantación de la filosofía de software libre en el mundo académico mundial han aparecido iniciativas como Scratch 2.0 -promovida por el prestigioso MIT-, software gratuito, sencillo y amigable para fomentar el uso de lenguajes de programación entre los estudiantes más jóvenes. Por otro lado, también ha aparecido un hardware más accesible al gran público, desde el punto de vista técnico y económico, el ejemplo más conocido es Arduino.

Con la combinación de estos dos elementos, la robótica edeucativa puede convertirse en una herramienta accesible, fácil y útil en la enseñanza y aprendizaje de la Tecnología en Secundaria.