Semana 1
¿Qué hace que algo sea un robot?
Separa los robots de las máquinas comunes y traza cómo un robot percibe, piensa y actúa.
- 60 a 75 minutos
- Misión: Decidir qué cuenta como robot, y luego representar y diseñar un robot que haga un trabajo útil.
Los estudiantes descubren qué hace realmente que algo sea un robot y no solo una máquina. Aprenden que un robot percibe el mundo, decide qué hacer y luego actúa (el ciclo de entrada, procesamiento y salida), y que un programa es lo que le permite repetir el trabajo por su cuenta. Investigan aparatos reales, representan uno como sistema robótico y bosquejan un robot útil propio.
Al terminar esta semana vas a poder
- Explicar qué hace que algo sea un robot y no una simple máquina
- Describir el ciclo de entrada, procesamiento y salida en un aparato real
- Explicar el papel del controlador como el cerebro del robot
- Identificar los sensores y los actuadores de un robot
- Distinguir entre sistemas autónomos y sistemas por control remoto
- Diseñar un sistema robótico para una tarea útil
- Bosquejar un robot útil y rotular sus entradas, su procesamiento y sus salidas
Aprende
Qué es de verdad un robot
La gente le llama robot a todo tipo de cosas, pero un robot de verdad tiene tres capacidades: puede percibir el mundo, decidir qué hacer y actuar, y puede hacerlo por su cuenta siguiendo un programa.
Un cochecito de juguete que empujas no es un robot. Un carro que se da cuenta de que tiene una pared enfrente y se detiene solo se acerca más, porque percibe y decide.
Por ejemplo: Una aspiradora robot; Una caja de autocobro que escanea los productos; Una puerta automática que detecta que te acercas
Máquinas frente a robots
Todo robot es una máquina, pero no toda máquina es un robot. Una engrapadora y una bicicleta son máquinas: hacen un trabajo, pero es una persona la que toma todas las decisiones.
La línea divisoria está en percibir y decidir. Si el aparato puede recibir información y cambiar lo que hace por causa de ella, está actuando como un robot.
Por ejemplo: Bicicleta = máquina; Aspiradora robot = robot; Tostadora sin sensor = máquina; Tostadora que detecta cuándo está listo el pan = parecida a un robot
Entradas, procesamiento y salidas
Los robots trabajan en ciclo: entrada, luego procesamiento, luego salida. Primero un sensor da una entrada (por ejemplo, "la pared está cerca"). Luego el controlador hace el procesamiento (decide "debo detenerme"). Después un actuador produce la salida (las ruedas se detienen).
Este ciclo se repite una y otra vez, muchas veces por segundo, y así es como el robot sigue reaccionando a un mundo que cambia.
Las tres partes principales: controlador, sensores y actuadores
Un robot tiene un controlador (su cerebro), uno o varios sensores (con los que percibe) y uno o varios actuadores (con los que actúa).
El controlador ejecuta el programa. Los sensores le mandan las entradas. Los actuadores llevan a cabo sus salidas. Quítale los sensores y no podrá percibir; quítale el controlador y no podrá decidir.
Por ejemplo: Controlador: la tarjeta con la computadora pequeña; Sensores: de distancia, de luz, de contacto, de color; Actuadores: motores, ruedas, pinzas, zumbadores, luces
Un programa lo vuelve repetible
Un programa es la lista de instrucciones que sigue el controlador. Como el robot sigue un programa, puede hacer el mismo trabajo una y otra vez sin que una persona lo guíe paso a paso.
Cambia el programa y el robot se comportará distinto, aunque tenga el mismo cuerpo y los mismos sensores. Por eso la robótica tiene tanto que ver con las instrucciones como con la construcción.
Autónomo frente a control remoto
Un sistema autónomo ejecuta su propio programa y usa sus sensores para decidir, sin que nadie lo maneje. Un sistema por control remoto hace exactamente lo que una persona le indica, momento a momento.
Un dron que se vuela con un mando va por control remoto. Una aspiradora robot que limpia un cuarto sola es autónoma. Muchos robots reales pueden funcionar de las dos maneras en distintos momentos.
Por ejemplo: Autónomos: la aspiradora robot, un vehículo explorador de Marte haciendo un recorrido planeado; Por control remoto: un carrito a control remoto, un dron con palanca de mando
Robots y máquinas por todos lados
Aplícale la prueba de percibir, decidir y actuar a las cosas que ves todos los días. Algunas son robots de verdad, otras son solo máquinas y otras están a medio camino.
Una puerta corrediza automática te detecta y se abre: decide. Un vehículo explorador de Marte, un brazo robótico programado y una bocina que se controla con la voz perciben, deciden y actúan, así que son robots. Un carrito a control remoto solo hace lo que una persona le dice. Una tostadora sencilla y un juguete de cuerda ni perciben ni deciden nada. Una lavadora está a medio camino: detecta el agua y sigue un programa, pero solo repite ciclos fijos.
Por ejemplo: Robots: puerta corrediza automática, vehículo explorador de Marte, brazo robótico, bocina controlada por voz; Solo máquinas: carrito a control remoto, tostadora sencilla, juguete de cuerda; A medio camino: lavadora
Palabras que hay que saber
- Robot:
- Una máquina que puede percibir su entorno, decidir qué hacer y actuar por su cuenta siguiendo un programa.
- Máquina:
- Una herramienta que hace un trabajo, como una bicicleta o una engrapadora. Una máquina solo es un robot si puede percibir y decidir por sí sola.
- Entrada:
- Información que el robot recibe del mundo, casi siempre a través de un sensor.
- Procesamiento:
- El paso de "pensar", en el que el controlador usa las entradas para decidir qué hacer.
- Salida:
- La acción que realiza el robot, como mover una rueda o encender una luz.
- Controlador:
- El "cerebro" del robot: la pequeña computadora que ejecuta el programa y toma las decisiones.
- Sensor:
- Una pieza que mide algo del mundo, como la distancia, la luz o el contacto.
- Actuador:
- Una pieza que hace que algo se mueva o suceda, como un motor, una rueda o un zumbador.
- Programa:
- Un conjunto de instrucciones que el controlador sigue para hacer un trabajo siempre de la misma manera.
- Autónomo:
- Que actúa por su cuenta, usando sensores y un programa, sin que una persona lo maneje.
- Por control remoto:
- Manejado por una persona en tiempo real, por ejemplo con una palanca de mando o una aplicación.
Cuídate
Lee esto antes de construir o poner a andar un robot esta semana.
- Caution:Mantén los dedos, el cabello y la ropa suelta lejos de las ruedas y los engranes en movimiento de los robots del kit.
- Caution:No abras ni desarmes electrodomésticos de verdad; investígalos observando cómo funcionan.
- Note:Toma un descanso corto de la pantalla si te cansan los ojos al usar el simulador.
Manos a la obra
Elige tu ruta
Puedes hacer este curso con un kit de robótica, con el simulador del navegador, o sin dispositivos, con materiales de casa. Elige una: puedes cambiar cuando quieras sin perder tu trabajo.
Investigación: ¿robot o no?
Kit de robóticaClasificar aparatos reales como robot, máquina o intermedio, y defender cada elección con la prueba de percibir, decidir y actuar.
- Observa cada aparato y hazte tres preguntas: ¿puede percibir algo?, ¿puede decidir por su cuenta?, ¿puede actuar? Un robot de verdad puede hacer las tres cosas solo.
- Coloca cada aparato en una línea que va de "solo una máquina" a "robot completo" y escribe una razón que explique dónde lo pusiste.
Investiga el robot de tu kit y otros tres aparatos
Necesitas: Un kit de robótica programable, Tres aparatos de todos los días
Pasos
- 1Enciende el robot del kit y déjalo ejecutar un comportamiento sencillo de los que ya trae. Observa qué percibe y qué hace.
- 2Compáralo con una linterna, un juguete de cuerda y un teléfono. Para cada uno decide si percibe, decide y actúa: sí o no.
- 3Coloca los cuatro aparatos en la línea de máquina a robot y da una razón para cada uno.
Así se ve el éxito: El robot del kit queda cerca del extremo de "robot" porque percibe, decide y actúa; la linterna y el juguete de cuerda quedan cerca de "máquina".
- Cada aparato tiene una respuesta de percibir, decidir y actuar
- Cada ubicación tiene una razón escrita
Seguridad: Mantén los dedos lejos de las ruedas y los engranes mientras el robot esté en marcha.
Si no funciona
- El robot solo avanza en línea recta y nunca reacciona
- - Carga un comportamiento que use un sensor (por ejemplo, detenerse ante una pared) para que los estudiantes lo vean decidir.
Ve más lejos: Busca en tu casa un aparato difícil de clasificar y explica por qué queda a medio camino.
Para cada aparato, decide si es un robot, algo a medio camino, o solo una máquina. Después marca qué partes tiene de verdad: ¿percibe (entrada), decide (procesamiento) y actúa (salida)? Las partes son tu evidencia; no te vayas por las apariencias.
1. Puerta corrediza automática
Tu decisión
¿Qué partes tiene?
2. Carrito a control remoto
Tu decisión
¿Qué partes tiene?
3. Tostadora sencilla
Tu decisión
¿Qué partes tiene?
4. Vehículo explorador de Marte
Tu decisión
¿Qué partes tiene?
5. Lavadora
Tu decisión
¿Qué partes tiene?
6. Brazo robótico (programado)
Tu decisión
¿Qué partes tiene?
7. Juguete de cuerda
Tu decisión
¿Qué partes tiene?
8. Bocina controlada por voz
Tu decisión
¿Qué partes tiene?
0 de 8 aparatos clasificados.
Mapa del sistema robótico
Kit de robóticaRepresentar un aparato real como sistema robótico: rotular sus entradas, su procesamiento, sus salidas, su controlador, sus sensores y sus actuadores.
- Elige un aparato que perciba y decida. En la hoja del mapa, dibuja flechas para el ciclo de entrada, procesamiento y salida.
- Luego rotula las tres partes: cuál pieza es el controlador, cuáles son los sensores y cuáles son los actuadores.
Traza el mapa del robot de tu kit
Necesitas: El robot del kit, Hoja de trabajo Mapa del sistema robótico
Pasos
- 1Localiza el controlador (la tarjeta principal), los sensores y los actuadores (los motores) en el robot del kit.
- 2Completa el ciclo de entrada, procesamiento y salida para un comportamiento, por ejemplo "detenerse antes de una pared".
- 3Rotula cada pieza real en tu mapa.
Así se ve el éxito: Un mapa terminado que muestra entrada (lectura del sensor) -> procesamiento (el controlador decide) -> salida (el motor actúa), con las piezas reales rotuladas.
- La entrada, el procesamiento y la salida están completos
- El controlador, el sensor y el actuador están rotulados
Seguridad: Maneja el robot con cuidado; no jales los cables.
Si no funciona
- No se distingue el sensor del actuador
- - Un sensor mide; un actuador mueve. Pregunta cuál de las dos piezas provoca el movimiento.
Todo robot hace tres cosas: recibe información (entrada), PIENSA sobre ella (procesamiento) y HACE algo (salida). Clasifica cada pieza de abajo según el trabajo que hace, y luego revisa tus respuestas.
- Sensor de contacto
- Sensor de distancia
- Sensor de color
- Controlador
- Motor
- Bocina
- Luz
0 de 8 clasificadas
Reto de diseño: Robot Útil
Kit de robóticaInventar un robot que haga un trabajo útil y bosquejarlo con sus entradas, su procesamiento y sus salidas rotulados.
- Piensa en un problema pequeño y real de tu casa o tu escuela con el que un robot podría ayudar.
- Bosqueja tu robot y rotula al menos un sensor (entrada), la decisión que toma (procesamiento) y al menos un actuador (salida).
Diseña un ayudante inspirándote en tu kit
Necesitas: El robot del kit como referencia, Lápiz y papel
Pasos
- 1Fíjate en lo que pueden hacer los sensores y los motores de tu kit para sacar ideas.
- 2Bosqueja un robot útil y rotula su entrada, su procesamiento y su salida.
- 3Escribe una oración sobre el trabajo que hace y a quién ayuda.
Así se ve el éxito: Un boceto rotulado de un robot ayudante verosímil con un trabajo bien definido.
- Hay al menos un sensor y un actuador rotulados
- La decisión del procesamiento está escrita
- Se nombra el trabajo y a quién ayuda
Seguridad: Esta semana no hay que construir nada; es solo un boceto de diseño.
Si no funciona
- El robot no tiene ningún sensor
- - Pregunta: ¿cómo sabe cuándo actuar? Ahí es donde va un sensor.
Ve más lejos: Haz una lista de los sensores reales de tu kit que le quedarían bien a tu diseño.
Reto de diseño: Robot Útil
Diseña un robot que ayude a una persona de verdad. Divide tu idea en qué percibe, qué decide y qué hace. Bosquéjalo en papel y luego descríbelo aquí.
Por ejemplo: cargar libros, separar el reciclaje, encontrar objetos perdidos, regar plantas o revisar zonas peligrosas.
Dibuja tu robot en papel y rotula sus partes; después describe el boceto aquí para que quede guardado con tu diseño.
Predice
Commit to a guess before you test - then see how close you were. Your predictions save automatically.
Cómo comprobarlo: Compara tu predicción con el lugar donde el grupo lo colocó en la línea de máquina a robot después de aplicar la prueba de percibir, decidir y actuar.
Comprobación de conocimientos
Responde estas preguntas para comprobar que puedes distinguir un robot de una máquina y nombrar sus partes.
1. Decide qué tipo de sistema es este.
Un carrito de juguete avanza cuando aprietas un botón en un mando y da vuelta cuando mueves una palanca. Nunca cambia lo que hace por su cuenta.
2. ¿Cuáles de estos son actuadores? Selecciona todos los que correspondan.
Selecciona todas las que correspondan.
3. ¿Qué hace que algo sea un robot y no solo una máquina?
4. En el ciclo de entrada, procesamiento y salida, ¿cuál es el paso de "procesamiento"?
5. ¿Cuál parte de un robot es el actuador?
6. Una aspiradora robot limpia un cuarto sola, sin que nadie la maneje. Este es un ejemplo de un sistema:
7. ¿Por qué un robot necesita un programa?
0 de 7 respondidas
Reflexiona
Tus reflexiones se guardan solas.
Lo que viene la próxima semana
La próxima semana dejamos de hablar de robots y empezamos a construir uno que de verdad se mueva.
- Guarda un par de cajas de cartón resistentes y algunas tapas de botella si vas por la ruta sin dispositivos.
- Carga tu kit o guarda el simulador en tus marcadores.
- Piensa en qué hace que algo con ruedas se voltee o se mantenga firme.
Termina la semana 1
Completa esto para dar la semana por terminada y desbloquear la siguiente:
- Completar el Mapa del sistema robótico de un aparato (not done yet)
- Bosquejar y rotular un Robot Útil (not done yet)
- Obtener al menos 4 de 5 en la comprobación de conocimientos (not done yet)
- Escribir tu reflexión (not done yet)