Taller de Robòtica per a alumnes de quart de primària a l’ESC Sant Josep

L’objectiu principal d’aquest taller és la construcció d’un robot senzill, seguint el model d’un ésser viu, amb la finalitat de poder fer una comparativa real entre les funcionalitats d’un ésser viu i d’un robot. I estimular els alumnes en l’estudi de les ciències i les noves tecnologies.

L’activitat s’ha portat a terme amb el 4t curs de l’Escola Sant Josep de Sant Vicenç dels Horts i ha anat a càrrec de Cecili Expósito (Vicepresident de zona de l’nstitute of Electrical and Electronics Engineers Student Branch de la UNED per Catalunya) i de Núria Girbau del grup de Robòtica del IEEE – UNED a Catalunya.

 Que es pretén amb el taller?.

•  Pensar amb creativitat per crear un model robòtic funcional
• Utilitzar un vocabulari i comunicació adient per tal d’explicar com funciona el robot
• Fomentar el treball en equip. S’establiran diferents rols (basats en les feines a fer)
• Establir vincles entre causa i efecte i explicar-los
• Generar idees i fomentar la creativitat
• Observar i realitzar comparacions, alterant-ne els elements
• Utilitzar un llenguatge escrit per tal de mostrar dades i resultats
• Adquirir una experiència en programació

Procés del taller

Observar: estimulant la imaginació i creativitat dels alumnes, utilitzant el debat sobre les qüestions formulades, i completant la fase amb el visionat de diferents vídeos i audiovisuals, que il·lustren exemples del món real, i el comportament d’un ésser viu.

Les activitats

Ciència

• Rastrejar la transmissió del moviment i transferència d’energia a través de la màquina
• Identificar corretges i politges, així com el model de reducció de velocitat
• Considerar les necessitats dels animals vius.

 Tecnologia

•  Crear un model programable partint d’un model viu, per a demostrar el funcionament de les eines digitals i de la integració de sistemes tecnològics.

Enginyeria

• Construir i provar el moviment del caiman
• Millorar el comportament afegint-hi el sensor de moviment i programant sons que es coordinen amb el moviment

Matemàtiques

• Fixar-se en com afecta la distància entre l’objecte i el sensor de moviment a la forma d’evolucionar el sensor, mesurant aquestes dades
• Utilitzar i comprendre la utilització de nombres per presentar el tipus de sons reproduïts. així com la durada de temps que es manté en marxa el motor.

 Llengua

• Preparar la demostració i explicació del funcionament del robot creat.
• Comunicar-se de forma oral o escrita utilitzant el vocabulari adequat.

 Construir

• Establirem uns criteris d’ordre i treball en equip, perquè al construir el robot, es faci de forma metòdica, ressaltant que les activitats aplicades, son les mateixes que es poden fer servir en un procés d’enginyeria.

Analitzar

• Analitzarem el que construïm, aprofundint en la comprensió de la seva funcionalitat per tal d’entendre bé com treballa. En aquest apartat, es formularan preguntes sobre els possibles canvis a realitzar i quines son les conseqüències que tindrien sobre l’objecte final.

Projecte a desenvolupar

Animal:  Caiman afamat.

Se centrarà l’ús de la tecnologia en com aconseguir un model robòtic amb la base d’un ésser viu, destacant el concepte de sentir i respondre davant d’estímuls externs. Els alumnes a més de construir-lo el programaran per tal de que aquest tanquin les seves mandíbules quan el sensor de moviment detecta quelcom a la seva boca.

Recursos tècnics

• Hub USB LEGO: El Hub USB LEGO controla els sensors i els motors del programari
• LEGO WeDo. La alimentació i les dades es transmeten desde els motors i sensors
• LEGO a l’ordinador i des de l’ordinador utilitzant els ports del HUB LEGO. El software detecta automàticament el hub i qualsevol altre motor o sensor conectat al mateix. Es poden connectar fins a tres huubs LEGO.
• Motor. El motor es pot programar perquè giri en un sentit o en un altre, i que es bellugui a diferents velocitats. La seva alimentació es fa amb el voltatge subministrat per l’ordinador des de el port USB (5v). Es poden connectar eixos i altres elements.

 Desenvolupament de la sessió

• Pregunta: Que és un robot per a vosaltres? (els equips faran un debat intern triant un porta-veu que donarà l’explicació de tot el grup)
• Fer definició mes formal d’un robot: (És un objecte o cosa -entitat- virtual, mecànica o artificial, que per la seva aparença i funcionalitats sembla que tingui vida pròpia atès que estan dotats de certa autonomia de moviments i són capaços de decidir que fer en un moment concret
• Tot seguit, es visionaran uns clips de vídeos sobre robots: i nou debat sobre el concepte de robot
• Presentació d’un model natural que servirà de base per el model a construir: vídeo d’un caiman
• Pregunta: Pot un robot simular el comportament d’un caiman?
• Explicació de les fases de creació d’un projecte robòtic

Metodologia

•  Establir rols dins dels grup de treball
• Pensar en els objectius i funcionalitats del projecte
• Vídeo aventura introductòria
• Donar-li forma física
•  Desglossament de materials a utilitzar
•  Construcció: Ordre, ordre i més ordre

Programació

• Fase de proves de l’objecte fabricat
• Test de funcionalitat i mesures
• Construcció del robot, seguint les instruccions visualitzades a la pantalla.

Programació del robot

• Què és la programació?
• Explicació del llenguatge a utilitzar. (mòduls visuals Lego WeDo)
• Proves del model construït. (observar i provar)
• Afegir-hi funcionalitats Programació sensor moviment
• Proves del model final: (observar, provar i mesurar)

Cloenda

• Desmuntatge i recollida dels materials per desar-los adequadament
• Debat sobre que els hi ha semblat el taller