Diseño e implementación de un robot pedagógico

Abstract

"Design and implementation of an educational robot" studies how to apply robotics in different educational stages, designing electronic circuits, programming software and manufacturing the printed circuit boards for a line follower robot economical, versatile, modular and composed of affordable materials for schools, colleges and students. I have analyzed the different learning theories that attempt to provide teaching useful aspects with the goal that students will be prepared for future challenges. The most influential theories studied is behaviorism, cognitivism, constructivism and connectivism. I have developed a system of layers, from the study of current curricula from primary to higher vocational training, allows the use of robotics in each level. With these premises and focused on constructionism, a variant of constructivism, I have developed both robotic platform, such as electronics and programming from affordable patterns using standard material. Using patterns aims to facilitate the versatility, modularity, interconnection between modules and reduce the variables involved in the system. The robot has implemented the main task of following a black line on a white background autonomously. The microcontroller system can be used in other applications, though not robotic, to achieve the necessary learning technology microcontrollers and its programming.

“Diseño e implementación de un robot pedagógico” estudia cómo aplicar la robótica en diferentes etapas educativas, diseñando los circuitos electrónicos, programando el software y fabricando las placas de circuito impreso para realizar un robot seguidor de líneas económico, versátil, modular y compuesto por materiales asequibles por escuelas, institutos y alumnos. Se han analizado las diferentes teorías del aprendizaje que intentan dotar la enseñanza de aspectos útiles con el objetivo que los estudiantes estén preparados para los retos futuros. Las teorías más influyentes estudiadas han sido el conductismo, el cognitivismo, el constructivismo y el conectivismo. Se ha desarrollado un sistema de capas que, con los planes de estudio actuales, partiendo desde primaria hasta los ciclos formativos de grado superior, permita emplear la robótica en todos los niveles educativos. Con estas premisas y enfocado en el construccionismo, una variante del constructivismo, se ha desarrollado tanto la plataforma robótica, como la electrónica y programación a partir de unos patrones usando material asequible y normalizado. El uso de los patrones tiene como objetivo facilitar la versatilidad, la modularidad, la interconexión entre módulos y reducir las variables que intervienen en el sistema. El robot implementado tiene la tarea principal de detectar y seguir una línea negra sobre fondo blanco de modo autónomo. El sistema microcontrolador puede utilizarse en otras aplicaciones, aunque no sean robóticas, para conseguir el aprendizaje necesario en la tecnología de los microcontroladores y en su programación.

"Disseny i implementació d'un robot pedagògic" estudia com aplicar la robòtica en diferents etapes educatives, dissenyant els circuits electrònics, programant el programari i fabricant les plaques de circuit imprès per a realitzar un robot seguidor de línies econòmic, versàtil, modular i compost per materials assequibles per escoles, instituts i alumnes. S'han analitzat les diferents teories de l'aprenentatge que intenten dotar l'ensenyament d'aspectes útils amb l'objectiu que els estudiants estiguin preparats per als reptes futurs. Les teories més influents estudiades han estat el conductisme, el cognitivisme, el constructivisme i el connectivisme. S'ha desenvolupat un sistema de capes, que a partir de l'estudi dels plans d'estudi actuals des de primària als cicles formatius de grau superior, permet emprar la robòtica en cada nivell educatiu. Amb aquestes premisses i enfocat en el construccionisme, una variant del constructivisme, s'ha desenvolupat tant la plataforma robòtica, com l'electrònica i programació a partir d'uns patrons fent servir material assequible i normalitzat. L'ús dels patrons té com a objectiu facilitar la versatilitat, la modularitat, la interconnexió entre mòduls i reduir les variables que intervenen en el sistema. El robot implementat té la tasca principal de seguir una línia negra sobre fons blanc de manera autònoma. El sistema microcontrolador pot utilitzar-se en altres aplicacions, encara que no siguin robòtiques, per aconseguir l'aprenentatge necessari en la tecnologia dels microcontroladors i en la seva programació.