TITO: Robot modular de código abierto
Práctica guiada a estudiantes de bachillerato que consiste en realizar un robot modular de código abierto (OTTO, por las siglas en inglés) mediante el método DIY (siglas de Do It Yourself), uno de cuyos ejes es el aprender haciendo. En la primera parte del programa se cimentan las bases de la teoría básica que concierne al entorno del modelo de robot desarrollado por el estudiante (llamado TITO, también bajo el concepto de código abierto). De esta manera es posible modificar, en base al robot OTTO, tanto el modelo 3D como la programación y movimientos, llegando a un prototipo TITO realizado por el estudiante haciendo uso de inteligencia computacional y desarrollando habilidades en diferentes dimensiones e introduciendo al estudiante en el uso de la tecnología multidisciplinaria.
Introducción
DIY (siglas de Do It Yourself) es una filosofía/metodología que promueve la autonomía, la creatividad y la participación activa de las personas en la creación, modificación o reparación de objetos y sistemas. Se divide en las siguientes ramas:
- Empoderamiento individual: El DIY empodera a las personas al permitirles adquirir habilidades prácticas, tomar el control de sus proyectos y resolver problemas por sí mismas. Esto se alinea con teorías del aprendizaje como el constructivismo, que enfatiza el papel activo del estudiante en la construcción de su conocimiento.
- Economía colaborativa: El DIY fomenta la colaboración entre individuos y comunidades para compartir conocimientos, recursos y soluciones. Esto se relaciona con teorías de la economía colaborativa que destacan la importancia de compartir y colaborar para el beneficio mutuo.
- Creatividad y aprendizaje experiencial: El DIY promueve la creatividad al alentar a las personas a experimentar y aprender a través de la práctica. Esto se relaciona con teorías del aprendizaje experiencial, que sugieren que el conocimiento se adquiere mejor a través de la acción y la reflexión.
Por su parte, OTTO es un modelo de código abierto, que promueve la colaboración y el acceso abierto a recursos educativos relacionados con la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático. Esto se alinea con la filosofía del DIY al empoderar a los estudiantes para que participen activamente en el aprendizaje y la construcción de conocimiento. Los principios de código abierto de OTTO también fomentan la economía colaborativa al permitir que las personas contribuyan con su experiencia y conocimiento en la comunidad de IA.
El modelo OTTO y la práctica DIY permite realizar a los estudiantes su propia versión del robot TITO, a través de las siguientes premisas:
- Empoderamiento estudiantil: Esta práctica permite empoderar a los estudiantes al brindarles la oportunidad de explorar y comprender la IA de manera práctica. Esto fomenta la autonomía y el aprendizaje activo.
- Fomento de la creatividad: Los proyectos DIY estimulan la creatividad de los estudiantes al permitirles diseñar y desarrollar soluciones innovadoras utilizando herramientas de IA.
- Acceso a recursos de calidad: El enfoque open source de OTTO garantiza que los recursos de IA estén disponibles de manera gratuita y accesible para estudiantes de todo el mundo, lo que promueve la equidad educativa.
Descripción de la práctica
La práctica se dirige al alumnado de Bachillerato, aunque podría ser aplicada a partir de los 10 años, o adaptar su alcance a personas adultas.
Se ha puesto en marcha dentro del club de ciencias de la institución, obteniendo resultados alentadores, tanto en estudiantes como en los docentes implicados. Además, se ha propuesto como proyecto para su aplicación en escuelas y colegios dirigidos a entornos sociales poco favorecidos.
Este proyecto relaciona varias materias de secundaria, tales como, física, arte, matemática, inglés y emprendimiento. Por ello deben implicarse a los coordinadores académicos para que tengan conocimiento claro de los beneficios y resultados de la práctica, además de los profesores de áreas de ciencias (naturales, exactas y humanas). Es necesario destinar una hora dentro del horario normal para trabajar en este proyecto durante un año lectivo.
La secuencia de actividades es la siguiente:
- La primera etapa es una fase teórica, en la que es importante trabajar en conocimientos básicos de lógica matemática, para posteriormente realizar talleres sobre lógica de programación, y así introducir al estudiante al entorno de IDE de Arduino. A través de esta etapa se familiariza a los estudiantes con entornos de diseño asistido por computador. Por ejemplo, con Autodesk, con Blender para proyectos sociales, y con el software CURA para la fabricación en impresoras 3D. Todos estos programas cuentan con licencias educativas o de libre uso.
- En la segunda etapa, se crea el diseño de la carcasa y se hace uso de librerías predefinidas dentro de IDE para la programación del movimiento del robot. Para esto es necesario una placa Arduino Uno, material básico de electrónica, un computador y una impresora 3D FMD.
- Finalmente, se realiza el montaje de todo el robot TITO, y se realizan pruebas para obtener la retroalimentación necesaria y la corrección de posibles errores. En esta tercera etapa es necesario contar con un kit de herramientas básico.
Criterios y herramientas de observación
El proceso de observación se realizó a estudiantes de 3ero BGU en la Unidad Educativa San Gabriel, ubicada en Quito – Ecuador, se contó con la participación de 18 estudiantes que pertenecen al Club de Ciencias de la institución, en espacios de 1 hora aproximadamente, durante la observación se contó con trabajo individual y trabajo colaborativo. Al finalizar, se obtuvo el producto esperado, y los objetivos planteados fueron cubierto de manera relativamente satisfactoria.
Para el seguimiento de esta práctica se siguió el procedimiento de observación sugerido por la Fundación Promaestro en el curso Miradas que Mejoran, impartido en colaboración con la Fundación SM.
Los criterios de observación se organizaron en tres dimensiones:
- Diseño y eficacia de la práctica
- Aprendizaje del alumnado
- Praxis docente
La fundamentación y descripción de estas tres dimensiones, así como los criterios de observación y las herramientas utilizadas, puede encontrarlos en este enlace.
Resultados obtenidos
- En la primera dimensión (diseño y eficacia de la práctica educativa). La práctica resulta eficaz ya que permite a los estudiantes desarrollar habilidades del nuevo siglo, a la vez les permite ser conscientes de su contexto y de su entorno, enmarcándose en el eje ecológico. Además, el diseño de la práctica permite identificar áreas de mejora.
- En la segunda dimensión (aprendizaje del alumnado). Los aprendizajes que se han logrado se han dado en cuatro dimensiones: los estudiantes han mejorado sus competencias, su comprensión, de tal forma que logran una mejor consciencia y compromiso con su aprendizaje.
- En la tercera dimensión (praxis docente). La práctica se ha desarrollado adecuadamente con las herramientas que se nos han facilitado y ha mejorado a través de las reflexiones respecto de la misma. Es importante mantener esta mejora continua. En síntesis, la práctica ahora es más robusta y adaptativa.
En resumen, los objetivos educativos se cumplen, ya que la práctica es adaptable al medio, priorizando y motivando el uso de materiales ecológicos a la vez que permite con ciertas adaptaciones su aplicabilidad masiva. Motiva al estudiante, generando la necesidad del aprendizaje y la búsqueda de la mejora continua.
Como principal desafío, es importante contar con el apoyo de la institución en la gestión del alumnado, y con entes privados para encontrar vías de aplicación masiva. También es fundamental generar una base sólida de conocimientos iniciales donde se evidencien las falencias y las fortalezas que los estudiantes presenten, para facilitar el posterior desarrollo de conocimientos y de habilidades en distintas dimensiones.
Ing. Jonathan Ballagan Romero trabaja en la Unidad Educativa Particular San Gabriel, de Quito (Ecuador).
