Semana 7: Planear una misión autónoma

Duración de la sesión: 60 a 75 minutos

Propósito de aprendizaje

Los estudiantes aprenden cómo planean quienes hacen ingeniería el trabajo de un robot antes de construirlo. Distinguen los sistemas autónomos (que deciden solos con sensores y un programa) de los que van por control remoto (que maneja una persona), y luego escriben requisitos, restricciones y criterios para una misión y sopesan las concesiones. Dibujan el diagrama de flujo de un programa autónomo, con cuadros de acción y rombos de decisión, incluido un alto seguro, y hacen una misión corta de práctica guiada como ensayo del proyecto final de la próxima semana.

Resultados esperados en los estudiantes

Al terminar esta semana, los estudiantes van a poder:

Explicar la diferencia entre un sistema autónomo y uno por control remoto
Escribir requisitos, restricciones y criterios de éxito para la misión de un robot
Describir una concesión dentro del plan de un robot y elegir usando el proceso de diseño de ingeniería
Dibujar el diagrama de flujo de un programa autónomo con cuadros de acción, rombos de decisión y un alto seguro
Hacer una misión autónoma corta y guiada y comparar el resultado con sus criterios de éxito

Ritmo sugerido

About 60 a 75 minutos. Adjust to your group - these are guides, not limits.

Paso	Enfoque	Minutos
Autónomo frente a control remoto, y las palabras de la planeación	Autónomo frente a control remoto; requisitos, restricciones, criterios, concesiones y el proceso de diseño.	15 min
Escribe un plan de misión	Requisitos, restricciones, criterios y una concesión en la ficha de planeación.	15 min
Dibuja el diagrama de flujo de la misión	Cuadros de acción, un rombo de decisión, un ciclo y un alto seguro.	12 min
Predice el resultado	Predecir si la misión va a cumplir sus criterios y cuál es el que más probablemente falle.	3 min
Misión autónoma de práctica guiada	Hacer el ensayo de llegar a la zona, reaccionar y detenerse con seguridad.	15 min
Compara con los criterios	Registrar la corrida y compararla con los criterios de éxito.	5 min
Comprobación de conocimientos	Cinco preguntas sobre planeación, autonomía, diagramas de flujo y altos seguros.	8 min
Reflexión	Concesiones y robótica responsable.	7 min

Antes de empezar

Preparación del espacio

Imprime la Ficha de planeación de la misión, la página del diagrama de flujo y el registro de prueba de la misión de práctica, uno por estudiante o equipo.
Prepara un recorrido corto de práctica (una línea de salida, una zona marcada y un obstáculo) para las rutas del kit y sin dispositivos.
Si usas kits, cárgalos y confirma que un sensor funcione; si usas el simulador, ábrelo y carga una cuadrícula de 6x6.

Prepara con anticipación

Escribe tú mismo una ficha de misión de ejemplo para poder modelar la diferencia entre requisitos, restricciones y criterios.
Bosqueja un diagrama de flujo de ejemplo con un rombo de decisión y un alto seguro, para mostrar cómo se ve.
Ten pensadas una o dos misiones para ofrecerles a los equipos que se atoren al elegir.

Materiales

Hoja de trabajo Ficha de planeación de la misión (imprimible)(Kit, Simulador, Sin dispositivos)
Página de diagrama de flujo con cuadros de acción y rombos de decisión (imprimible)(Kit, Simulador, Sin dispositivos)
Lápiz, goma y papel(Kit, Simulador, Sin dispositivos)
Un recorrido corto marcado o una "zona" a la que llegar (cinta, vasos o una caja)(Kit, Sin dispositivos)
Un kit de robótica programable con al menos un sensor(Kit)
Computadora o tableta con el simulador del navegador(Simulador)
El modelo de robot de cartón y las tarjetas de programa de semanas anteriores(Sin dispositivos)
Cronómetro o temporizador, para revisar una restricción de tiempoOpcional(Kit, Simulador, Sin dispositivos)

Seguridad

cautionDurante la corrida de práctica, mantén despejada la zona de prueba y mantente listo para detener el robot si se sale del recorrido; mantén los dedos lejos de las ruedas en movimiento.(Kit)
cautionPrograma siempre un alto seguro para que un robot autónomo se detenga cuando el trabajo está hecho o algo se le atraviesa, en lugar de meterse contra una pared o una persona.(Kit, Simulador, Sin dispositivos)
cautionMantén despejada la pista de piso marcada con cinta para que nadie se tropiece mientras actúan la misión.(Sin dispositivos)
infoGuarda tu programa y tu bitácora con frecuencia para que al recargar el navegador no se pierda tu plan.(Simulador)

Instrucciones de seguridad completas

Review these once with your group. They apply across the whole course; the notes above are what matters most this week.

Batteries and circuitsKit

Use only appropriate low-voltage educational equipment - no wall outlets and no household batteries wired by hand.
Never connect a battery's two terminals directly to each other.
Stop right away if a motor, wire, or battery becomes hot, and tell an adult.
Disconnect the power before changing wheels, motors, or other mechanical parts.

Motors and gearsKit

Keep fingers, hair, jewelry, sleeves, and loose clothing away from moving gears and wheels.
Do not force a stalled motor that has stopped turning - switch it off and find out why.
Make sure moving parts are secured before you run a test.

Moving robots

Test on the floor, not on a table where the robot could drive off an edge.
Keep robots away from stairs, roads, water, pets, and people's feet.
Use a clear, open test area.
Always include a safe-stop behavior so the robot halts when the job is done or something is in the way.

Tools and materialsKit, Sin dispositivos

Ask an adult for help with cutting or any sharp tools.
Use safe classroom materials - no sharp, toxic, or breakable items.
Never launch or swing an attachment toward a person.

Cómo llevar la sesión

1.Empieza con la diferencia entre autónomo y control remoto y con el vocabulario de la planeación, antes de construir nada.
2.Haz que los equipos escriban primero la ficha; revisa que los criterios sean medibles antes de que sigan adelante.
3.Modela cómo pasar una ficha a un diagrama de flujo y luego deja que los equipos dibujen el suyo.
4.Haz que todos predigan, ejecuten una vez la misión de práctica guiada y la registren frente a los criterios; mantén el alto seguro en primer plano, como ensayo de la próxima semana.

Ideas equivocadas frecuentes

Confundir requisitos con restricciones: un requisito es el trabajo, una restricción es un límite.
"Autónomo solo significa que se mueve": moverse no basta; tiene que decidir por sí mismo con sensores y un programa.
Olvidar el alto seguro, o dibujar un diagrama de flujo sin manera de terminar.
Creer que una concesión significa que una opción está simplemente "mal", en vez de ser un equilibrio entre dos cosas buenas.

Preguntas para hacer

¿Ese renglón es un requisito (un trabajo) o una restricción (un límite)?
¿Cómo vas a comprobar de verdad si el robot cumplió ese criterio?
¿Dónde termina tu diagrama de flujo, y qué hace que el robot se detenga con seguridad?
¿Qué cediste para obtener otra cosa, y valió la pena?

Adaptaciones para el salón y los equipos

Hazlo más fácil

Dales a los equipos una misión ya hecha y una ficha llena a medias, para que se concentren en el diagrama de flujo y el alto seguro.

Hazlo más difícil

Exige dos rombos de decisión y un segundo criterio de éxito, y pide a los equipos que justifiquen por escrito su concesión.

Equipos y grupo completo

In pairs or small groups, give each student a role that rotates - driver (builds or types), navigator (reads the plan), and recorder (fills the worksheet) - so everyone participates. For a whole-class demo, run one shared robot or simulator on the board, have students predict together, then let groups repeat it on their own path. Groups can also mix paths: one builds on the kit while another checks the same idea in the simulator or unplugged, then they compare results.

Notas para con equipo y sin equipo

Every activity this week runs three ways - all three teach the same core idea, so pick whichever fits your room. No specific product is required.

Kit

Hoja de trabajo Ficha de planeación de la misión (imprimible)
Página de diagrama de flujo con cuadros de acción y rombos de decisión (imprimible)
Lápiz, goma y papel
Un recorrido corto marcado o una "zona" a la que llegar (cinta, vasos o una caja)
Un kit de robótica programable con al menos un sensor
Cronómetro o temporizador, para revisar una restricción de tiempo

Simulador

Hoja de trabajo Ficha de planeación de la misión (imprimible)
Página de diagrama de flujo con cuadros de acción y rombos de decisión (imprimible)
Lápiz, goma y papel
Computadora o tableta con el simulador del navegador
Cronómetro o temporizador, para revisar una restricción de tiempo

Sin dispositivos

Hoja de trabajo Ficha de planeación de la misión (imprimible)
Página de diagrama de flujo con cuadros de acción y rombos de decisión (imprimible)
Lápiz, goma y papel
Un recorrido corto marcado o una "zona" a la que llegar (cinta, vasos o una caja)
El modelo de robot de cartón y las tarjetas de programa de semanas anteriores
Cronómetro o temporizador, para revisar una restricción de tiempo

Solución de problemas

Problemas frecuentes de las actividades de esta semana y qué intentar.

Los requisitos y las restricciones se ven igualesKitTry: Un requisito es un trabajo ("llegar a la zona"); una restricción es un límite ("en menos de 30 segundos"). Clasifica cada renglón en uno u otro.
Los criterios no se pueden comprobar en el simuladorSimuladorTry: Escribe criterios que el simulador pueda mostrar, como "cae en la casilla de meta" o "se detiene antes del borde".
No hay una manera clara de juzgar el éxitoSin dispositivosTry: Agrega una marca física, como una "zona" de cinta, para que el éxito sea algo que puedas ver y señalar.
El diagrama de flujo nunca se detieneKitTry: Todo diagrama autónomo necesita una salida: manda una flecha desde una decisión hasta el cuadro de Alto seguro.
No queda claro cuál bloque es la decisiónSimuladorTry: La decisión está donde el programa le hace al sensor una pregunta de sí o no: eso se convierte en un rombo.
Un compañero se confunde al seguirloSin dispositivosTry: Haz que cada cuadro sea una acción exacta, y asegúrate de que cada rombo tenga exactamente dos flechas rotuladas.
El robot ignora el obstáculoKitTry: Revisa el umbral del sensor y que el ciclo no deje de leerlo, como en el trabajo de confiabilidad de la semana 6.
El robot se pasa de la zonaKitTry: Baja la velocidad de avance o agrega una revisión de distancia antes del alto: es una concesión de velocidad por confiabilidad.
El robot atraviesa el obstáculoSimuladorTry: Asegúrate de que la condición si lea el sensor dentro del ciclo, antes del movimiento.
El ciclo nunca terminaSimuladorTry: Revisa que la condición del repetir-hasta de verdad se vuelva verdadera cuando el robot llegue a la meta.
El compañero lo ejecuta distinto de como tú lo pensabasSin dispositivosTry: Haz que cada tarjeta sea una instrucción exacta, como las secuencias de la semana 3, para que solo haya una manera de leerla.
No hay ninguna reacción ante el obstáculoSin dispositivosTry: Agrega una tarjeta de si que diga qué hacer cuando el parachoques toque el obstáculo.

Respuestas de la comprobación de conocimientos

Las respuestas se muestran aquí solo para la persona adulta; la hoja de trabajo del estudiante las mantiene ocultas.

1. Un robot de entregas llega solo a una zona de descarga, usando sus sensores y su programa, sin que nadie lo maneje. Este robot es:
Respuesta correcta: Autónomo
Por qué: Un sistema autónomo usa sus propios sensores y su programa para decidir, sin que nadie lo maneje; uno por control remoto lo conduce una persona en tiempo real.
2. "El robot debe llegar a la zona azul" y "tiene que terminar en menos de 30 segundos". ¿Cuál es el requisito y cuál la restricción?
Respuesta correcta: Llegar a la zona es el requisito; el límite de 30 segundos es la restricción
Por qué: Un requisito es lo que el robot TIENE que hacer; una restricción es un límite como el tiempo, el tamaño, los materiales o el presupuesto, dentro del cual hay que trabajar.
3. En un diagrama de flujo, ¿qué significa un rombo?
Respuesta correcta: Una decisión de sí o no
Por qué: En un diagrama de flujo, los rectángulos llevan acciones y los rombos llevan decisiones de sí o no, cada uno con una flecha de "sí" y otra de "no".
4. Tu robot avanza rápido pero a veces se pierde la lectura del sensor y choca. Lo frenas para que lea de forma confiable. Esta decisión es un ejemplo de:
Respuesta correcta: Una concesión
Por qué: Una concesión es ceder algo de una cosa (velocidad) para conseguir más de otra (confiabilidad), y en ingeniería se sopesan usando el proceso de diseño.
5. ¿Por qué un robot autónomo necesita un alto seguro en su programa?
Respuesta correcta: Para que se detenga con seguridad cuando el trabajo está hecho o algo se le atraviesa, en lugar de metérsele encima
Por qué: Como un robot autónomo decide por su cuenta, su programa necesita un alto seguro para detenerse cuando el trabajo está hecho o algo se le atraviesa; eso es parte de la robótica responsable.