***REVISTA CIENTIFICA DE EDUCAÇÃO***

La robótica como herramienta para la educación


Orazio Miglino #* , Henrik Hautop Lund § , Maurizio Cardaci*
# *Institute of Psychology, National Research Council and Faculty of Psychology, II
University of Naples, Italy
Dirección: Insitute of Psychology, National Research Council, Viale Marx 15,
00145 Rome, Italy. Tel: (39) 06 86090227, Fax: (39) 06 824737, e-mail:
orazio@caio.irmkant.rm.cnr.it, http://gracco.irmkant.rm.cnr.it/orazio
§ LEGO Lab, InterMedia, Department of Computer Science, Aarhus University,
Denmark
Dirección: Computer Science Department, Aarhus University, Ny Munkegade,
8000, Aarhus, Denmark. Tel.: (+45) 89 42 32 63, fax : (+45) 89 42 32 55, e-mail
hhl@daimi.aau.dk, http://www.daimi.aau.dk/~hhl/
*Cognitive Science Group, Department of Psychology, University of Palermo,
Italy
Dirección: Department of Psychology, University of Palermo, 90133 Palermo,
Italy. Tel. and fax: (39) 091 485738, e-mail: cardaci@mbox.unipa.it


RESUMEN
Este documento explora una nueva aplicación de las teorías de Piaget del desarrollo
cognitivo, es decir, el uso, como herramienta de enseñanza, de robots físicos concebidos
como organismos artificiales. Utilizando sencillos kits de ensamblaje, los estudiantes de
todos los niveles son capaces de proyectar y construir robots reales que simulan
comportamientos de los animales. El proceso de construcción de robots reales ayuda al
alumnos y alumnas a comprender conceptos relacionados con sistemas dinámicos
complejos –en particular cómo emerge un comportamiento global a partir de dinámicas
locales. Esto es hecho mediante procesos de construcción. Con el objetivo de obtener el
comportamiento deseado el estudiante modifica la “mente” y el cuerpo del organismo
artificial. La construcción de poblaciones de organismos artificiales ayuda al estudiante a
diferenciar entre los comportamientos observados a nivel individual (nivel microscópico) y
a nivel de población (macroscópico). El desarrollo de una población de robots con el
comportamiento deseado es un proceso evolutivo. La reproducción selectiva de una
población de robots es una eficaz herramienta para explicar la teoría de la evolución de
Darwin: experimentando con organismos artificiales –opuestos a los biológicos– es posible
observar rápidamente los resultados de la selección, reproducción y mutación. En este
documento se presentan varios proyectos educativos utilizando robots reales. Muestra que
el uso de sistemas inteligentes para ampliar nuestra visión de la realidad biológica podría
convertirse en una parte del currículo de ciencias, tecnología, sicología y biología.
Para aparecer en Journal of Interactive Learning Research. La robótica como herramienta para la educación 2/2


ORGANISMOS ARTIFICIALES EN LA EDUCACIÓN
Durante la última década investigadores e industrias han propuesto y desarrollado
cierto número de kits para la construcción de robots, diseñados para estimular el
aprendizaje de conceptos y métodos relativos a la educación de estudiantes en contenidos
científicos tales como matemáticas, física, informática y mecánica. Los kits incluyen
pequeños motores, sencillos sensores, ruedas, engranajes, poleas y relés –todo aquello que
el alumno puede necesitar para construir robots. Productos como LEGO Dacta y LEGO
CyberMaster incluyen cables o equipamientos de radio que posibilitan conectar el robot
con un ordenador personal. Esto permite al usuario controlar el invento. Recientemente ha
sido desarrollado el producto LEGO Mindstorms que permite al usuario construir robots
autónomos con toda la capacidad de control localizada en el interior de la máquina.
Estos kits han sido desarrollados de acuerdo a los principios educativos derivados
de las teorías del desarrollo cognitivo de Jean Piaget (1966) revisados por Seymour Papert
(1980-1986). Este enfoque indica que en el centro todo proceso de aprendizaje es el papel
activo de quien aprende el que amplía su conocimiento a través de la manipulación y
construcción de objetos. Esta filosofía sugiere que la tradicional construcción de kits es
muy adecuada como herramienta de aprendizaje. Sin embargo, dar vida a un objeto por
medio de la interacción con un ordenador personal hace posible desarrollar aplicaciones
que van más allá de la idea original de los primeros que propusieron esta metodología.
Precisamente, cierto número de grupos de investigación ha construido pequeñas máquinas
móviles que simulan comportamientos de animales reales. Semejantes prototipos son
esencialmente robots móviles que como los animales reales tienen un aparato sensorial (por
ejemplo, sensores sensibles a la luz o el calor), un sistema motor (tales como brazos
mecánicos o ruedas controladas por motores) y un cerebro (representado por un programa
de ordenador que controla el sistema motor utilizando la información del aparato sensorial).
Estas máquinas pueden ser consideradas como Organismos Artificiales y ser usadas a la
vez con propósitos educativos y en investigación básica en campos como la sicología,
etología y robótica.


ORGANISMOS ARTIFICIALES Y NUEVAS TECNOLOGÍAS DE LA EDUCACIÓN
Los organismos artificiales y la comprensión de la complejidad
Las moléculas de un gas en el interior de un gasómetro, los códigos genéticos de los
seres vivos, el cerebro de un organismo, las abejas en una colmena y las comunidades
humanas son todos ellos ejemplos de sistemas dinámicos complejos. Se dice que un sistema
es complejo cuando está constituido por diferentes elementos que interaccionan entre sí. Es
dinámico cuando las leyes de la interacción entre los diferentes elementos producen macroefectos que varían en el tiempo.
El interés científico en la complejidad ha producido algo más que simple
conocimiento tecnológico; ya que ha generado un nuevo camino de observación e
interpretación de la realidad. Este está basado en el saber que en un sistema complejo cada
elemento interacciona con los otros elementos y que, por consiguiente, cualquier acción de
un componente influye en el comportamiento de los otros componentes. Un
comportamiento global resultante emerge de las dinámicas locales afectando a subsistemas
específicos. Las perturbaciones exteriores o modificaciones en la interacción de los
principios que gobiernan la actividad de los componentes del sistema conducen a cambios