Desarrollo de un modelo de robot aplicado a la educación y simulación en entornos virtuales con ros: Especificaciones del modelo robot uniciclo edubot-v4
DOI:
https://doi.org/10.30827/retosxxi.2.2018.24228Resumo
La robótica es una disciplina que viene siendo aplicada a los contextos de aprendizaje desde hace décadas. El uso de robots como tecnología mediadora en los procesos de enseñanzaaprendizaje ha evolucionado notablemente desde entonces, encuadrándose en diferentes perspectivas y aplicaciones. El desarrollo de la creatividad, así como la planificación y la resolución de problemas, o la adquisición de competencias procedimentales relacionadas con el ámbito tecnológico, son algunos de los aspectos que produce la robótica en el ámbito educativo. En el presente artículo describimos el desarrollo de un modelo de robot enmarcado dentro de este ámbito educativo, así como sus características y las aplicaciones. El modelo, cuyo primer prototipo fue iniciado en 2014 se ha desarrollado con componentes de hardware libre y código abierto. El presente artículo muestra las implicaciones de implementar dinámicas de trabajo con robots en ámbitos educativos universitarios, al tiempo que el uso de herramientas de simulación en entornos virtuales e inmersivos, usando librerías de software como ROS o simuladores como Gazebo, incrementa las posibilidades de desarrollar nuevas líneas de trabajo y dinámicas de aprendizaje innovadoras.
Downloads
Referências
Ahlgren, D. J. & Verner, I. (2002). An international view of robotics as an educational
medium. In International Conference on Engineering Education (ICEE’2002).
Alimisis, D. (2013). Educational robotics: Open questions and new challenges. Themes
in Science and Technology Education, 6 (1), 63-71.
Atzori, L., Iera, A. & Morabito, G. (2010). The internet of things: A survey. Computer networks, 54 (15), 2787-2805. DOI: https://doi.org/10.1016/j.comnet.2010.05.010
Bredeche, N., Montanier, J. M., Weel, B. & Haasdijk, E. (2013). Roborobo! a fast robot simulator for swarm and collective robotics. arXiv preprint arXiv:1304.2888.
Carpin, S., Lewis, M., Wang, J., Balakirsky, S. & Scrapper, C. (2007). USARSim: a robot simulator for research and education. In Robotics and Automation, 2007 IEEE International Conference. DOI: https://doi.org/10.1109/ROBOT.2007.363180
Chiou, A. (2012). Teaching technology using educational robotics. En Proceedings of the Australian conference on science and mathematics education (formerly UniServe Science Conference) (Vol. 10, pp. 9-14).
Chuah, M. C., Coombe, D., Garman, C., Guerrero, C. & Spletzer, J. (2014). Lehigh instrument for
learning interaction (lili): An interactive robot to aid development of social skills for autistic children.
En Mobile Ad Hoc and Sensor Systems (MASS), 2014 IEEE 11th International Conference.
Collins, T. & Shen, W. M. (2016). Rebots: A dragand-drop highperformance simulator for modular
and self-reconfigurable robots. ISI Technical Reports.
Cuadrado, A. (2014). Tocar a través del cuadro: una genealogía del interfaz como metáfora de control en el espacio del arte, el cine y los videojuegos. Icono 14, 12, 141-167. doi: 10.7195/ri14.v12i2.708 DOI: https://doi.org/10.7195/ri14.v12i2.708
Denis, B. & Hubert, S. (2001). Collaborative learning in an educational robotics environment. DOI: https://doi.org/10.1016/S0747-5632(01)00018-8
Computers in Human Behavior, 17 (5), 465-480.
De Cristoforis, P., Pedre, S., Nitsche, M., Fischer, T., Pessacg, F., & Di Pietro, C. (2013). A behavior-based approach for educational robotics activities. IEEE transactions on education, 56 (1), 61-66. DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2012.2220359
Espinosa, R. y Medellín, H. I. (2014): Análisis y evaluación de la generación de iconos mentales en personas invidentes a partir de la percepción virtual táctil utilizando realidad virtual y sistemas hápticos. Icono 14, (12) 295-317. doi:10.7195/ri14.v12i2.695 DOI: https://doi.org/10.7195/ri14.v12i2.695
Freese, M., Singh, S., Ozaki, F. & Matsuhira, N. (2010). Virtual robot experimentation platform v-rep: A versatile 3d robot simulator. Simulation, modelling, and programming for autonomous robots, 51-62. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-17319-6_8
Gallego, J. L. y Rodríguez, A. (2014). El reto de una educación de calidad en le Escuela Inclusiva. Revista Portuguesa de Pedagogía, 48 (1), 1-24. http://impactumjournals.uc.pt/index.php/rppedagogia/article/view/2237/1476
Gallego, J. L. y Rodríguez, A. (2015). Líneas de investigación sobre Educación Especial en España: un estudio bibliométrico (2006-2010). Revista de Ciencias Sociales, 21 (2), 219-233.Recuperado de http://produccioncientificaluz.org/index.php/rcs/article/view/20003/19936 DOI: https://doi.org/10.31876/rcs.v21i2.25718
Gamez, D., Newcombe, R., Holland, O. & Knight, R. (2006). Two simulation tools for biologically
inspired virtual robotics. En Proceedings of the IEEE 5th chapter conference on advances in
cybernetic systems, 85-90. Gazebo. Recuperado el 23 de agosto de 2017
Goldman, R., Eguchi, A. & Sklar, E. (2004). Using educational robotics to engage innercity students with technology. In Proceedings of the 6th international conference on Learning sciences, 214-221. International Society of the Learning Sciences.
Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S. & Palaniswami, M. (2013). Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future generation computer systems, 29 (7), 1645-1660. DOI: https://doi.org/10.1016/j.future.2013.01.010
Guimarães Jr., C. S., Rubio-Tamayo, J. L., Henriques, R. V. B. (2014). Robótica para los procesos de enseñanza de la disciplina mecatrónica: desarrollo del prototipo edubot-v2. En III Congreso Internacional Sociedad Digital. Madrid, Icono 14.
Jeon, S. & Lee, J. (2017). Framework and Modeling of a Multi-robot Simulator for Hospital DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-31293-4_17
Logistics. In Robot Intelligence Technology and Applications (4) 213-219. Springer International Publishing.
Kaerlein, T. (2012) Presence in a Pocket. Phantasms of Immediacy in Japanese Mobile
Telepresence Robotics. Communication +1, (1) 1-24. doi:10.7275/R52R3PM7.
Kopetz, H. (2011). Internet of things. En Realtime systems (pp. 307-323). Springer, Boston, MA DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4419-8237-7_13
Kozima, H., Nakagawa, C. & Yasuda, Y. (2005). Interactive robots for communicationcare: A case-study in autism therapy. In Robot and human interactive communication, 2005. ROMAN 2005. IEEE International Workshop, 341-346. DOI: https://doi.org/10.1109/ROMAN.2005.1513802
Mendonça, R., Santana, P., Marques, F., Lourenço, A., Silva, J. & Barata, J. (2013). Kelpie: A ros-based multi-robot simulator for water surface and aerial vehicles. En Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 2013 IEEE International Conference, 3645-3650. IEEE. DOI: https://doi.org/10.1109/SMC.2013.621
Oreggia, M., Chiorri, C., Pozzi, F., & Tacchella, A. (2016, July). Introducing Computer Engineering
Curriculum to Upper Secondary Students: An Evaluation of Experiences Based on Educational
Robotics. En Advanced Learning Technologies (ICALT), 2016 IEEE 16th International Conference, 293-294. IEEE.
Rodríguez, L., Rodríguez, A. y Gallego Ortega, J. L. (2016): Reflexiones docentes acerca
del diseño arquitectónico de los centros de Formación Profesional en Granada. Propósitos
y representaciones, 4 (1), 115-168. doi:http://dx.doi.org/10.20511/pyr2016.v4n1.88 DOI: https://doi.org/10.20511/pyr2016.v4n1.88
ROS (Robot Operating System). Recuperado el 23 de Agosto de 2017 de [http://www.ros.org/]
RVW (Robot Virtual Worlds). Recuperado el 23 de Agosto de 2017 de [http://www.robotvirtualworlds.com/]
Secchi, H. (2008). Una Introducción a los Robots Móviles. Instituto de Automática - INAUT- Universidad Nacional de San Juan, UNSJ, Argentina.
Nourbakhsh, I. R. & Siegwart, R. (2004). Introduction to autonomous mobile robots. Massachusetts: Cambridge.
Simulador 2D STDR. Recuperado el 16 de Septiembre de 2017 de [http://stdr-simulatorros-pkg.github.io/]
Simulador 3D Gazebo. Recuperado el 16 de Septiembre de 2017 de [http://gazebosim.org/].
Tikhanoff, V., Cangelosi, A., Fitzpatrick, P.,Metta, G., Natale, L. & Nori, F. (2008). An opensource simulator for cognitive robotics research: the prot type of the iCub humanoid robot DOI: https://doi.org/10.1145/1774674.1774684
simulator. En Proceedings of the 8th workshop on performance metrics for intelligent systems
(pp. 57-61). ACM.
Thiollent, M. (2005) Perspectivas da metodologia de pesquisa participativa e de pesquisa-ação
na elaboração de projetos sociais e solidários. Tecnologia e desenvolvimento social e solidário.
Porto Alegre: Editora UFGRS (Pp. 172-189).
Virtual Robotics Toolkit. Lego Mindstroms. Recuperado el 23 de Agosto de 2017 de [https://
www.virtualroboticstoolkit.com/]
Vygotsky, L.S. (1978). Mind in Society: Development of Higher Psychological Processes. Harvard University Press. Cambridge, Massachusetts.
Vygotsky, L. S. (1997). The collected works of LS Vygotsky: Problems of the theory and history
of psychology (Vol. 3). New York: Springer
Science & Business Media. Premuim press, Vygotsky, L. S. (1998). A Formação Social da
Mente. São Paulo: Martins Fontes.
Xia, F., Yang, L. T., Wang, L. & Vinel, A. (2012). Internet of things. International Journal of DOI: https://doi.org/10.1002/dac.2417
Communication Systems, 25 (9), p. 1101-1101.
Walter, W. G. (1950). An Electromechanical Animal. Dialectica, 4 (3), 206-213. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1746-8361.1950.tb01020.x
Walter, W.G. (1950). An imitation of life. Scientific American, 182 (5), 42-45. DOI: https://doi.org/10.1038/scientificamerican0550-42
Walter, W.G. (1951). A machine that learns. Scientific American 185 (2), 60-63. DOI: https://doi.org/10.1038/scientificamerican0851-60
Publicado
Como Citar
Edição
Secção
Licença
Direitos de Autor (c) 2018 Revista RETOS XXI

Este trabalho encontra-se publicado com a Licença Internacional Creative Commons Atribuição-NãoComercial-CompartilhaIgual 4.0.