Scratch en la Educación Escolar Gracias al apoyo de Motorola Colombia, Motorola Foundation y a la gestión de la ONG Give to Colombia, la FGPU inicia la implementación del proyecto Sc .......
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NOTICIAS DE ACTUALIDAD En enero de 2004 el robot
"Spirit"
empezó a enviar un número importante de fotografías de alta calidad
de la superficie de Marte. El "Spirit" está equipado con una cámara
estéreo que reproduce con fidelidad la visión humana y con un sofisticado
panel de instrumentos científicos con los que se quiere averiguar si
en Marte hubo agua en tiempos remotos; tiene seis ruedas y es mucho
más grande y sofisticado que el celebre Robot "Sojourner"
que llegó a Marte con la misión "Pathfinder"
, en julio de 1997.
Sonda espacial “Spirit”
en la superficie de Marte
El consorcio ABB
anunció la creación de un robot industrial capaz de arrojar
una pelota a una canasta de baloncesto. Stönke Kock, coordinador
del proyecto, dijo que no se trata de un simple juego; el robot, que
se puede utilizar en la industria para soldar piezas, cuenta con un
sensor que informa al computador la posición y el tamaño
de la ranura que va a cerrar u obturar, y este corrige la posición
y la velocidad del procedimiento para obtener una soldadura perfecta.
Kock subrayó que los robots con sensores especiales se pueden
utilizar en la industria automotriz, así como en la construcción
de barcos y de vagones de trenes, donde en un futuro se aplicará
la soldadura láser.
Robot Industrial para
soldar piezas
La compañía Pyxis
Corp presentó recientemente un robot capaz de transportar equipo
médico, comida y medicamentos. Este Robot puede recordar más
de 30 destinos dentro de un hospital gracias a un sónar y sensores
infrarrojos. Antes de moverse emite mensajes hablados como “voy
a moverme, por favor aléjese” y si alguien interrumpe su
camino, se detiene y busca vías alternas. Por otra parte, las universidades
Carnegie Mellon y Pittsburgh en Estados Unidos desarrollaron un robot
enfermero capaz de recordarles a los enfermos cuándo tomar
sus medicamentos, alertar si alguno sufre una caída y proporcionar
un enlace entre médico y paciente utilizando Internet. En julio
de 2002, la empresa japonesa Matsushita
anunció la construcción de un robot similar, capaz de tomar
en los pacientes: temperatura, tono muscular, pulso y otras variables
gracias a una serie de sensores específicos; una vez reunidas las
mediciones, procede a enviarlas por medio de telefonía celular
a un centro médico para que sean revisadas.
Robot enfermero creado
por la empresa japonesa Matsushita
Investigadores del Jet Propulsion Laboratory (JPL,
por su sigla en inglés) de la NASA crearon un prototipo de Robot
con forma de araña al cual llamaron “Aracnobot”.
Este puede interactuar con sustancias que representen riesgo para los
seres humanos, tomar medidas de terrenos difíciles o explorar
entornos en los cuales los Robots con ruedas no pueden desenvolverse
eficazmente. El “Aracnobot” detecta obstáculos mediante
antenas sensibles al tacto y posee cámaras para sondear el medio
ambiente que lo rodea.
Prototipo de "Aracnobot"
creado por la NASA.
Las historias anteriores son extractos de noticias
que tienen algo en común: Robots y Sensores. Aunque los robots
de las noticias son bastante sofisticados, estos tienen cada día
mayor presencia en la vida cotidiana de las personas. La definición
de Robot incluye artefactos tan comunes como las puertas automáticas
de los supermercados, los semáforos, las maquinas contestadoras,
los reproductores de VHS, los hornos microondas, las máquinas
dispensadoras de bebidas, las fotocopiadoras y los detectores de humo.
Por su parte, los Sensores se encargan de suministrar
a los Robots la información necesaria para que puedan tomar decisiones
e interactuar con su entorno, de la misma manera en la que sirven los
órganos de los sentidos a los seres vivos. Un sensor de contacto
puede ayudar a un robot a que realice una acción como apagar
o prender una luz o un motor; un sensor de voltaje le indica a una máquina
contestadora que está entrando una llamada telefónica;
o un sensor de temperatura le permite a un horno controlar la cantidad
de calor que debe producir.
RECOLECCION DE DATOS
Las compañías LEGO y DCP se han unido para ofrecer un
juego de piezas que se puedan utilizar en la clase de Ciencias Naturales
para diseñar Robots que interactúen con el entorno y Recolecten
Datos [2]. Las instituciones educativas que cuentan actualmente
con ladrillos programables de LEGO (RCX)
o tienen planeado adquirirlos [1], pueden explorar la opción
de realizar una inversión adicional en sensores para tener un
sistema completo de recolección de datos, ampliando de esta manera
el uso de los elementos adquiridos para los clubes de robótica.
Para Recolectar Datos con Robots de LEGO
[1] se necesitan los siguientes elementos:
El
“Ladrillo Programable” de LEGO, conocido como RCX, es
una microcomputadora programable que puede procesar datos, enviar
señales a los puertos de salida (para mover motores, encender
lámparas, etc), y recibir información de sensores conectados
a sus puertos de entrada. El RCX realiza las funciones de una interfaz
recolectora de datos, que transfiere al computador la información
proveniente de los Sensores.
Algunos Sensores como los de temperatura, toque,
luz o ángulo, son fabricados por LEGO y se pueden conectar directamente
a los puertos de entrada del RCX.
Para ampliar la variedad de Sensores que se puedan utilizar con los
“ladrillos programables”, la empresa DCP produce al menos
una docena de estos dispositivos que se pueden conectar al RCX por medio
de un adaptador [3].
SENSORES
Los Sensores son elementos clave en los sistemas
de recolección de datos. Estos se pueden utilizar para registrar
cambios ambientales en función del tiempo o para registrar el
lapso de tiempo que transcurre entre un hecho y otro. Los sensores análogos
miden variables tales como temperatura, luz, presión o humedad.
Los sensores digitales miden si un interruptor está prendido
o apagado y generalmente se usan para cronometrar o señalar acontecimientos.
En el artículo “Sugerencias
para el Uso de Sensores y Sondas” se presentan una serie de
ideas sencillas y prácticas para utilizar los Sensores en educación
Básica y Media. Incluye cientos de experimentos fáciles
de realizar con ellos que miden: oxígeno disuelto, luz, dióxido
de carbono, fuerza, pH, sonido, conductividad, magnetismo, presión,
humedad, temperatura y corriente eléctrica.
Sensor
de Temperatura
Funciona en un rango de temperaturas entre –20 y +50 grados
Celcius. El RCX puede leer y mostrar las lecturas en grados Celsius
o Fahrenheit (ref. W979889).
Sensor
de Toque
Sensor digital de 9 voltios calibrado como un interruptor “encendido/apagado”
(ref. W779911). Este Sensor se puede utilizar para determinar cuando
un Robot toca algo con el fin de que tome la decisión de
regresar o cambiar de dirección.
Sensor
de Luz
Funciona en un rango de nivel de luz entre 0.6 y 760 unidades de
intensidad de luz (ref. W779758).
Sensor
de Rotación
Lee 16 posiciones de rotación con un máximo de 500
revoluciones por minuto (RPM). El RCX puede leer tanto ángulos
de rotación como dieciseisavas partes de un giro completo
(ref. W979891). Se puede utilizar para controlar hasta donde debe
estar abierta la puerta de un alimentador de aves con el fin de
proveer cantidades diferentes de alimento a distintas horas del
día.
Cámara
Esta cámara LEGO ofrece a los estudiantes la funcionalidad
de realizar películas; para utilizarla se debe adquirir el
software para edición de imágenes (#979647). El software
Red Rover (P990205-017) posibilita la construcción de un
robot que simule el trabajo que realiza la sonda espacial “spirit”
en Marte o que realice una misión de rescate.
Adaptador
de Sensores DCP
Para acoplar al RCX los sensores que se reseñan a continuación,
es necesario utilizar un adaptador [3] como el que aparece en la
imagen de la izquierda. Adicionalmente, se puede adquirir una extensión
de 3 metros, como la de la imagen de la derecha, para lograr mayor
movilidad dentro del laboratorio.
Sensor
de Presión de Aire
Mide la presión de aire y presiones barométricas.
Utiliza la escala y unidades del Sistema Internacional de medidas
(kilopascal; kPa). Funciona en un rango entre 0 y 200 kPa que equivale
a un rango entre 0 y 30 libras por pulgada cuadrada (psi). Tiene
una precisión nominal de ±9%.
Sensor
de Humedad
Viene envuelto en una caparazón de aluminio que lo hace muy
resistente. Ofrece mediciones rápidas y con alta precisión
para una rango de humedad relativa entre 0 y 100%. Tiene una precisión
nominal de ±4%; el tiempo de respuesta ante cambios en las
condiciones a medir es de menos de 1.5 segundos; y funciona en un
rango de temperatura entre –20 y 80 grados Celsius.
Sonda
pH
Sonda diseñada especialmente para ser utilizada por estudiantes.
Esta construida con material resistente y tiene un protector plástico
para preservar la ampolleta de vidrio.
Amplificador
de pH (Ajustable)
Permite mediciones de pH más precisas pues permite calibrar
la Sonda. Tiene un conector tipo BNC que acepta la mayoría
de las sondas para pH disponibles en el mercado.
Sensor
de Temperatura
Diseñado para medir la temperatura de líquidos y gases.
Tiene una Sonda de 180 milímetros en acero inoxidable. La
precisión nominal es de ±1 grado Celsius para mediciones
entre –10 y 60 grados Celsius.
Sensor
de Movimiento y Posición
Sensor de rotación con un torque muy bajo que ofrece entre
0 y 340 posiciones de grados angulares. Además, puede medir
distancias lineales.
Sensor
de Nivel de Sonido
Diseñado para medir niveles de sonido con respuesta similar
a la del oído humano (400Hz a 4KHz). Funciona en un rango
entre 50 y 100 dBA, su precisión nominal es de ±5
dBA y el tiempo de respuesta es de aproximadamente 0.5 segundos.
Sonda
para Corriente Directa
Este adaptador y sonda permite medir de manera fácil la corriente
directa (DC) en un circuito eléctrico. Funciona con un máximo
de 25 voltios y con una precisión nominal de ±1%.
Sensor
de Aceleración
Sensor pequeño y resistente para medir la aceleración,
incluyendo la que se produce por efecto de la gravedad. Además,
permite medir grados de inclinación en un rango que va de
–90 a +90 grados.
Sensor
de Nivel de Luz
Mide la intensidad de la luz; muy útil para monitorizar y
registrar tendencias y cambios en los niveles de luz natural. La
precisión es de ±9%, funciona en un rango entre 0
y 25000 unidades de luminosidad (Lux), y el punto de calibración
es de 5000 Lux (luz natural).
Es un lenguaje de programación gráfico
creado por un consorcio conformado por: National Instruments, LEGO Dacta,
y la Universidad de Tufts. Está dirigido al sector educativo
y es muy similar a la construcción de diagramas de flujo. ROBOLAB tiene
tres fases de programación progresivas:
“Pilot” es
un entorno básico en el cual se construyen programas por medio
de la interfaz gráfica.
“Inventor”
provee un ambiente de programación basado en íconos.
“Investigator”
[4] extiende el uso de los Robots de Lego MindStorm ya que posibilita
la creación de experimentos en los cuales se diseñan
y programan Robots para recolectar
datos [2].
Los datos se pueden cargar al
computador por medio de la torre de infrarrojos. Luego, se puede utilizar
el software Robolab para analizarlos y compararlos. La opción
“Journal Tool” de Robolab puede ser utilizada por los
estudiantes para:
Registrar sus hipótesis.
Registrar sus hallazgos.
Adicionar cuadros y datos para
sustentar conclusiones.
Publicar los resultados en
forma de presentación multimedia
NOTAS DEL EDITOR:
[1] También hay
Sensores disponibles para los Crickets http://www.gleasonresearch.com/.
Además, existen páginas Web en los cuales se indica
como, con conocimientos básicos de electrónica, se pueden
construir Sensores.
[2] Ver el artículo “Recolección
de Datos” en el que con la utilización de computadores,
sensores y sondas se introduce el tema de la Recolección de
Datos y sus implicaciones en el aprendizaje de las Ciencias Naturales.
Esta, permite a los estudiantes realizar trabajo de campo, obtener
información inmediata y convertirla en gráficos que
facilitan su comprensión y análisis. http://www.eduteka.org/RecoleccionDatos
[3] Adaptador de Sensores: LEGO-DCP
Sensor Adapter D-9917.
[4] La fase “Investigator”
del software Robolab emplea programación tanto de la fase “Pilot”,
como de la fase “Inventor”. Adicionalmente, “Investigator”
incluye comandos especiales para recolección de datos.
CRÉDITOS:
Documento elaborado por EDUTEKA con información
proveniente de:
AVISO IMPORTANTE:
Este documento puede ser descargado, copiado e impreso solo para fines
no comerciales.
En todo caso se debe citar a EDUTEKA y a los autores originales de los
artículos. Ver
Politicas de Uso.
Proyecto de Clase en el que mediante la utilización de la hoja de cálculo y a partir de una serie de datos, los estudiantes deben ajustar las líneas rectas que mejor se aproximen a los mismos y con ellas realizar predicciones que interpolen o extrapolen los datos en estudio. TICs: Internet, Hoja de Cálculo, Procesador de Texto.
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El
“Ladrillo Programable” de LEGO, conocido como RCX, es
una microcomputadora programable que puede procesar datos, enviar
señales a los puertos de salida (para mover motores, encender
lámparas, etc), y recibir información de sensores conectados
a sus puertos de entrada. El RCX realiza las funciones de una 
