Robòtica per a infants: Quatre opcions molt rellevants

Arduino for Kids

En aquest post voldríem fer una breu reflexió i valoració de les alternatives més rellevants en robòtica per a infants. N’hi ha moltes més, i us animem a explorar-les, però creiem que les quatre seleccionades us permetran fer-vos una molt bona idea de tot aquest món.

Avís: Volem remarcar que, de les alternatives que us presentem a continuació, algunes són tancades (propietat de les empreses que les comercialitzen), i per tant es troben força allunyades en filosofia dels conceptes de programari i hardware oberts, on els membres de la comunitat aporten i comparteixen les seves creacions. En la redacció d’aquest post no hem tingut cap motivació personal ni econòmica amb cap de les opcions mencionades, únicament entendre, exposar (i compartir) aquest fenomen.

En aquest post voldríem fer una breu reflexió i valoració de les alternatives més rellevants en robòtica per a infants. N’hi ha moltes més, i us animem a explorar-les, però creiem que les quatre seleccionades us permetran fer-vos una molt bona idea de tot aquest món. Al contrari del que caldria esperar, que seria posar la següent taula comparativa com a resum final del post, us la posem aquí amb una clara motivació: En la reflexió i valoració de les alternatives sempre hi haurà un elevat grau de subjectivitat, d’arbitrarietat, segons qui escrigui, i, per tant, de debat. Per tant, proposem ser pragmàtics, àgils, i deixar els debats, que poden arribar a ser eterns, per al final.

A què ens referim per “joguines de plàstic” com a opció de robòtica per a infants? Feu una ullada a les següents imatges…

Aquestes joguines-robots, normalment de plàstic, solen ser l’opció més abundant a les botigues, i la primera en la que solem pensar els pares i mares, sobretot quan busquem per a l’infant una opció “amable”, “inofensiva”, “correcta”. Hauria de ser una opció introductòria, molt concreta fins a certes edats, i acaba per generalitzar-se a edats més avançades. Però, malauradament, aquesta opció ve associada amb certes mancances. Per exemple, les seves opcions ja venen programades en origen, sense possibilitat de modificar o de configurar la joguina: El seu potencial és molt limitat. És lògic, doncs, que els infants acabin avorrint-se ràpidament d’aquestes joguines, i les deixin “aparcades”. Les derivacions d’aquest comportament són de sobres conegudes: cost medi-ambiental i cost econòmic molt elevat per als pares (al reiterar la compra), entre d’altres. Per altra banda, si bé la introducció i ús d’aquestes joguines implica una dificultat molt baixa per a infants i pares, fomenta una certa comoditat vers l’aprenentatge. D’altra banda, la comunitat (entorn) d’aquestes opcions és molt limitada, o inclús inexistent, doncs acaba essent el propi infant l’únic usuari, interaccionant només amb ell mateix. La possibilitat de cooperació entre infants, entre infants i pares i mares, mestres, etc., és fonamental per a un òptim aprenentatge.

És el torn de les altres tres opcions (Lego, Makeblock i Arduino), opcions verdaderament avançades, i que comentarem conjuntament per poder esbrinar les diferències (i complementarietats) que hi ha entre elles. Proposem a continuació algunes imatges per mostrar l’aspecte físic que pot arribar a tenir cadascuna de les opcions:

  • Lego WeDo (esquerra) i Lego Mindstorms (dreta)

  • Makeblock

  • Arduino

Lego

De les tres opcions, Lego és la pionera, primer amb la línia Mindstorms (amb 3 generacions: RCX, llançada el 1998, NXT, i l’actual EV3), orientada a infants a partir dels 10 anys, i després amb el llançament de la línia WeDo, més bàsica, dissenyada per a infants a partir dels 7 anys. Ambdues tenen les avantatges del “concepte Lego” (opcions infinites en construcció amb una gran varietat de petits blocs i peces de plàstic, fomentant la creativitat entre els més menuts), i alguns inconvenients: les debilitats inherents en aquest tipus d’estructures de plàstic, el cost econòmic (mentre que el kit bàsic del WeDo, molt elemental, està en els 140 Euros, el kit principal del Mindstorms està en uns 400 Euros), i el fet de que Lego ofereix tots els seus productes com a solucions integrades de hardware i software (de tipus “per blocs”), limitant els intents d’adaptar-hi, per una banda, peces, elements, sensors (Lego és bastant limitat en sensors) i estructures alienes a Lego i, per l’altra, certes mancances en la compatibilitat amb potents llenguatges de programació també aliens a Lego.

No obstant lo anterior, Lego permet un ús fàcil i intuïtiu de les seves propostes. A més, els seus productes ofereixen un potencial molt elevat, i no oblidem que anualment s’organitzen a tot el món (també aquí) les First Lego League, concurs per a infants de primària i secundària, els quals aporten els seus (increïbles) projectes creatius com a solució a diferents problemes plantejats.

Makeblock

Com a alternativa a Lego, Makeblock és una de les opcions més destacables per introduir els infants al món de la robòtica (certament hi ha altres opcions, però poques o cap amb el mateix equilibri entre factors tan diversos com el cost, l’enorme potencial i possibilitats que ofereix, la comunitat creixent que hi dóna suport, les facilitats d’ús, etc.). Makeblock empra un programari (mBlock) que està basat en Scratch. Per tant, un cert domini de Scratch permet que els infants dominin els robots fets amb Makeblock.

Makeblock és una plataforma de construcció i programació de robots amb finalitat educativa, i va ser ideat per un grup de joves enginyers xinesos del MIT (http://www.makeblock.com/about-us). El seu entorn de programació (anomenat mBlock) aprofita i adapta el llenguatge Scratch a les seves particularitats (notareu que al seu “Magatzem de blocs d’instruccions” típic de Scratch s’ha afegit un bloc de “Robot”, amb instruccions específiques del robot, que Scratch per sí sol no pot efectuar).

La diferència més rellevant entre Lego i Makeblock la trobem en que, mentre que el primer, per la seva naturalesa, es centra en la construcció (certament es poden fer coses realment impressionants), el segon està més orientat a la programació però sense desvincular-se de la construcció. A més, mentre que les peces de Lego són de plàstic, les de Makeblock són d’alumini (estructures i robots molt robusts), permetent, a més, adaptar les pròpies peces de Lego (cosa que no és possible a l’inrevés). El preu també és un element a tenir en compte: Per 89,9 Euros es pot trobar el mBot Robot Educatiu (opció bàsica), per 169 Euros hi ha el Ranger (amb una placa que permet moltes més capacitats i ampliacions), i per 399 Euros hi ha l’Ultimate Robot Kit que permet configurar una gran multitud de robots diferents amb una gran quantitat de sensors. Construir (i evolucionar) els robots amb els infants no és cap problema: al contrari del que es pugui pensar, es tarda ben poc (màxim 40-50 minuts, si ho feu calmadament amb els infants amb les pertinents explicacions, 15-20 minuts si ho feu vosaltres mateixos, també calmadament). A partir d’aquí, evidentment, el límit d’hores el poseu vosaltres, depenent del que vulgueu fer. Tal com passa amb Lego, que també ha solucionat aquest inconvenient amb la seva pròpia bateria, originalment el robot ve amb un porta-piles amb capacitat de 4 o 6 piles (depenent del model), que es solen gastar amb rapidesa. És aconsellable adquirir una bateria de Liti (típicament de color blau per fora) d’entre 4.000 i 6.800 mAh: dura una infinitat abans de la següent càrrega, la seva càrrega és molt menys feixuga, és molt més durable, essent el cost final de tot plegat molt inferior.

Creiem que l’estratègia de Makeblock passa per intentar capturar certes avantatges de Lego amb d’altres d’Arduino (per exemple, les plaques dels diferents robots Makeblock provenen d’Arduino), i integrar-les a les seves pròpies avantatges naturals.

Arduino

Finalment, Arduino no és una opció de robòtica en sí, sinó que, seguint la descripció de la Wikipedia (https://ca.wikipedia.org/wiki/Arduino), es tracta d’una placa de circuit imprès simple basada en el microcontrolador de codi obert provinent de la plataforma de codi obert Wiring amb l’objectiu de fer més simple i accessible el disseny de circuits electrònics amb microcontroladors.

Això significa que, prenent com a base aquesta placa, un pot dissenyar i desenvolupar un robot amb possibilitats infinites, tot prenent peces, estructures, materials, sensors, etc., tots ells d’orígens ben dispars.

L’entorn de desenvolupament implementa el llenguatge Processing de Wiring, molt semblant al conegut C++. Arduino es pot utilitzar per desenvolupar objectes interactius autònoms o pot ser connectat a programari de l’ordinador (per exemple, Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data). Les plaques es poden muntar a mà o adquirir-se.

Tant per a Makeblock com per a Arduino, les possibilitats són infinites: afegir sensors de tot tipus, més enllà dels disponibles amb Lego (de moviment (gir, ultrasons, contacte, …), climatològics (temperatura, humitat, …), de so, de llum, de reconeixement d’objectes, de reconeixement de veu, etc.), braços robotitzats, dibuix, impressió 3D, pantalles LCD o TFT adaptables al robot per donar informació o emular cares, i un llarguíssim etcètera inacabable.

Si bé és cert que Arduino ofereix possibilitats molt econòmiques, totalment obertes i infinites, també ho és que cal un nivell de coneixement prou avançat i molt difícil d’adoptar encara per part dels infants de primària. Tot i així, cal remarcar que és l’opció natural cap a on anar des d’opcions més primerenques com Lego i/o Makeblock, opcions tampoc excloents entre elles mateixes.

Alguns videos

Alguns enllaços de vídeos (YouTube) per a que us meravelleu amb això de la robòtica:

Conclusions i debat final

Finalment, i per acabar, donat el gran debat que va suscitar aquest post entre els membres de la Comissió CTIC de l’escola, voldríem afegir la honesta reflexió que ens va brindar un dels membres sobre el que tenim davant:

“A l’hora d’elaborar el quadre comparatiu seria útil incorporar dos aspectes més que ens ajuden a entendre millor que ens hi juguem triant entre tecnologies privatives o entre tecnologies lliures.

 

1 – Sobirania tecnològica: per a una comunitat educativa Arduino combinat amb programari lliure proporcionen la màxima sobirania. Un món tancat com Lego la mínima. Més enllà de que Arduino sigui maquinari lliure, el més important crec jo és que al admetre treballar amb una gama de sensors i actuadors immensa no vinculada al catàleg d’una sola marca, permet triar quin nivell de dependència volem assumir: des de treballar amb un kit comercial com els de BQ, per exemple, que es poden fer créixer amb qualsevol component industrial que vulguem, fins a començar ja d’entrada demanant cada component a un subministrador de la nostra elecció, o fins i tot construir-nos nosaltres mateixes els nostres propis components partint de dissenys lliures/oberts. Això és important no només des del punt de vista de les pràctiques tecnològiques sinó sobretot tenint en compte els valors que hauria de transmetre l’escola.

 

2 – Experimentar amb la realitat: la manera de treballar a l’Escoleta és transversal i es basa en fer créixer els projectes segons les necessitats dels alumnes. És vivencial i segueix el fil de qualsevol aspecte de la realitat sobre el que els alumnes siguin capaços d’interrorgar-se. Que la tecnologia que usem pugui hibridar-se sense costures amb la realitat del projecte és un aspecte fonamental de l’aprenentatge. Malgrat les possibilitats constructives de Lego i la facilitat innegable de prototipat ràpid que proporciona el seu sistema de blocs de plàstic modulars, els muntatges de Lego imposen una lògica basada en peces prefabricades per un misteriós ‘faedor’ de mons. Les seves peces fan sempre de mal barrejar amb la resta de la realitat perquè serveixen per construir models que ens parlen de la realitat, mai per experimentar amb la realitat mateixa fora del món Lego. Podem crear nous blocs adaptats que encaixin amb els originals usant una impresora 3D, però aleshores perquè no anar més enllà i imprimir els nostres propis dissenys de peces a partir de l’adaptació de dissenys lliures? O perquè no usar altres materials constructius: cartró, fusta, fang, plastilina… i pensar la manera de fixar-hi els nostres components electrònics? Pel punt exposat abans, sense l’ús de blocs Lego no té gaire sentit usar components electrònics Lego.

 

Les solucions basades en Arduino i components industrials combinats amb una impressora 3D o amb qualsevol altre forma de treballar els materials físics faciliten una forma de treballar certament més lenta i complexa que el món modular de Lego, però ens proporcionen infinites possibilitats d’adaptació i encaix consistent amb les vivències a l’aula. I sobretot reforcen la manera de treballar els temes propi de l’Escoleta, centrada en mobilitzar al servei d’un mateix projecte una multiplicitat de coneixements, experiència i pràctiques propis de camps molt diversos. Així, la capacitat d’experimentar amb la realitat a través d’Arduino és màxima, i a través de Lego mínima.”

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on Google+Email this to someoneShare on LinkedInPin on Pinterest

2 pensaments a “Robòtica per a infants: Quatre opcions molt rellevants

  1. Moltes gracies per l´extensa explicació. A mi personalment m´ha estat molt útil per entrar en un mon bastant desconegut, però crec que molt important pels nostres fills.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *