REVISTA JUVENTUDYCIENCIASOLIDARIA Enelcaminodelainvestigación ARiS a E:AsistentesRobóticosSalesianosdeSoporteSocialyEducativoparaniñosyjóvenesensituacióndevulnerabilidad EfrénLemaCondo,NatalyCamposSarmieto EfrénLemaCondo, IngenieroElec- trónico,vinculadoalgrupodeinvesti- gaciónenInteligenciaArtificialyTec- nologíasdeAsistencia,actualmentese desenvuelvecomoAsistentedeInves- tigaciónenlaUniversidadPolitécnica Salesiana. NatalyCamposSarmiento, Economista,miembrodelaCátedra UNESCOTecnologíasdeapoyopara laInclusiónEducativa,sedesenvuelve comoAsistenteAdministrativaenla UniversidadPolitécnicaSalesiana. Resumen Sehadesarrolladounasistenterobótico,paralaes- cuelaSorTeresaValsé,lacualpermitiráalcentro educativoamejorarprocesosdedesarrollomotorpara lasniñasyjóvenesensituacióndevulnerabilidad.De igualforma,estasherramientaspermitiránqueellos adquieranhabilidadesypotenciensucreatividadenel campodelasciencias,laingenieríaylaeducaciónen general.Conlafinalidaddecontribuiraquelasobras socialesycentroseducativosdelasobrasSalesiana, dondesepretendemejorarlosprocesoseducativosde desarrollodelarepresentacióncognitivadeobjetosy sentimientos,atravésdeldiseñoyconstruccióndeun asistenterobóticoparaniñasentre5y13añosdela EscueladeEducaciónBásica“SorTeresaValse”. Palabrasclave: procesoseducativos,asistentes robóticos,intervenciónpedagógica. 1.Explicacióndeltema Laprogresivaincorporacióndetecnologíasalossis- temaseducativosdeAméricaLatinayelCaribedu- rantelosúltimosveinteañossehapodidoevidenciar quehaexistidopocoefectoconrelaciónalacalidad delaeducación.Estosepuedeexplicardebidoseha 51
52 Juventudycienciasolidaria realizadola“importación”,detecnologíaesdecirse haintroducidoenlasescuelasdispositivos,cablesy programascomputacionales,sinclaridadpreviaac- ercadecuálessonlosobjetivospedagógicosquese persiguen,quéestrategiassonlasapropiadasparaal- canzarlos.Dondelastecnologíasterminanocupando unlugarmarginaldentrodelasprácticaseducativas. Estodebidoalafaltadeevidenciasobreelefectode lastecnologíasserelacionatambiénconlaslimita- cionesquetienenlospropiossistemasdemediciónde lacalidad. AfinalesdelsigloXXyduranteelsigloXXIlasTec- nologíasdelaInformaciónylaComunicación(TICs) hangeneradoundesarrolloexplosivoalcualseleha denomino“SociedaddelConocimiento”o“delaIn- formación”.Dondelatecnologíasehavistoinmerso entodoslosámbitosdelavidahumana;yaqueel conocimientosemultiplicamásrápidoquenuncaantes ysedistribuyedemaneraprácticamenteinstantánea. Dondeelmundosehavueltounlugarmáspequeñoe interconectado;yqueparabienyparamal,lasbuenas ylasmalasnoticiaslleganantes:loshallazgosdela ciencia,nuevosremediosysoluciones,descubrimientos einnovaciones,perotambiénlascrisiseconómicas,las infecciones,nuevasarmasyformasdecontrol. LauniversalidaddelasTICsesalmismotiempo unaoportunidadyundesafío,yaquenosimponela tareaurgentedepoderencontrarunsentidoyusoque permitadesarrollarsociedadesyhacerlasmásinclusi- vas,dondesefortalezcalacolaboración,lacreatividad yladistribuciónmásjustadelconocimientocientífico yquecontribuyaaunaeducaciónmásequitativayde calidadparatodos. LasTICsnospermitenalcanzarnivelesdeacce- sibilidadmáselevadosreduciendolosobstáculosque antesteníamos;permitiendoquesebrindeunrápido progresomejorandolasoportunidadeseducativassin precedentesparaalcanzarnivelesmáselevadosdede- sarrollo;siendosuusounapotencialherramientapara millonesdepersonasentodoelmundo(UTSUMI, 2003). Sinembargo,AméricaLatinayelCaribehanocu- padounlugardeprogresoenlosúltimosaños,yaque hapresentadoelcrecimientoaceleradoenelmundo dondelastasasdeincorporacióndetecnologíayconec- tividad,auncuandotodavíalequedaunlargocamino querecorrerparaasegurarunaccesoequitativoyuni- versal.Hastaahora,nohasidofácilvincularlainver- siónconelavancetecnológicoodentrodelossistemas educativos,frentealosresultadosdeaprendizajede losestudiantes. LaOficinaRegionaldeEducacióndelaUNESCO paraAméricaLatinayElCaribe-OREALC/UNESCO Santiago;haidentificadodosáreasdedesarrollopriori- tario,teniendoconelobjetivodequeestastecnologías contribuyanalmejoramientosistémicodelossistemas educativosafavordelaEducaciónparaTodos: • Nuevasprácticaseducativasy • Medicióndeaprendizajes Laeducacióndesdehacemuchotiempohasidocon- sideradacomouneslabónprivilegiadoelcualpermite articularlaintegracióncultural,lamovilidadsocialy eldesarrolloproductivo;peroapesardelosesfuerzos realizadosdurantelasúltimasdécadasalossistemas educativosdeAméricaLatina,estossiguenafrontando problemasestructuralesimportantesquenopermiten unlogrosignificativoenlaunaeducación,quecumpla estándaresdecalidadycuenteconcoberturaextendida enlospaísesdelaregión. Elcaminoalatrasformacióntecnológicanoes fácil,lasescuelasyaquehansidotradicionalmente institucionesdestinadasapreservarytransmitirusos, costumbres,conocimientos,habilidadesyvaloresyaes- tablecidos,endondesedesarrollanactividadesyritmos quenocoincidenconlasdisposicionesycaracterísticas delosnuevosestudiantes,acostumbradosa:accedera informacióndigitalizadaynosóloimpresaenpapel; disfrutarlasimágenesenmovimientoydelamúsica, ademásdeltexto;sentirsecómodosrealizandomúlti- plestareassimultáneamente;obtenerconocimientos procesandoinformacióndiscontinuaynolineal. EsporelloquelaintroduccióndelasTICsenlas aulasponeenevidencialanecesidaddeunanueva definiciónderoles,entrealumnosydocentes.Yaque graciasaéstasherramientaspuedenadquirirmayor autonomíayresponsabilidadenelprocesodeapren- dizaje,loqueempujaaqueeldocentedejesurol clásicoyevolucionealasnuevaserasdelconocimiento (LugoyKelly,2013).
Enelcaminodelainvestigación 53 Laescuela,elcolegioolauniversidadsehaconsid- eradounespacioprimordialdondelosniñosujóvenes accedenaconocimientos,valores,mecanismosdesocial- ización,asícomotambiénacomputadoreseInternet. Esporelloquesedebereforzaréstosespaciosparaque elloslogrenmejoresymayoresprocesosdeaprendizajes significativos,pertinentesydecalidad. Esporelloquesehadesarrolladoelconceptode ‘alfabetizacióndigital’,quedescribelashabilidades básicasrelativasaTICsquetodapersonadebemane- jarparanoser/estarsocialmenteexcluido.Almismo tiempo,porextensión,proporcionaunabasedesdela cualesposibledesarrollarnuevashabilidadesycom- petencias,mediantelasopcioneseinnovacionesque permiteelaccesoalasTICs.Alashabilidadesclásicas relacionadasconlalectura,laescrituraylasmatemáti- cas,losylasestudiantesdebensumarhabilidadesque lespermitansentirsecómodosconlacolaboración, lacomunicación,laresolucióndeproblemas,elpen- samientocrítico,lacreatividadylaproductividad, ademásdelaalfabetizacióndigitalylaciudadanía responsable(Voogt,DedeyErstad,2011). Laeficaciayeficienciasonatributosfundamentales ynecesariosentodoprocesodeeducacióndecalidad; esprecisoidentificarenquémedidalastecnologíasse eseficazenellogrodeaspectosquetraducenentér- minosconcretoselderechoaunaeducacióndecalidad paratodalapoblaciónyesnecesarioanalizarenqué medidalaoperaciónpúblicaeseficiente,respetando elderechociudadanoaquesuesfuerzomaterialsea adecuadamentereconocidoyretribuido. Lasinnovacioneseducativasdebenfortalecerlos aprendizajesdecadaestudiante,reconociendosusdifer- entescontextos,intereses,característicasygustos,de maneradedesarrollarencadaunodeellasyellos,su máximopotencial. Esimportantetambiénelpodercontarconpolíti- caspúblicaseneducaciónyTICslascualesdeben basarseenenfoquescontextualeseintegrales.Esnece- sariopromovercaminosdeacciónparagarantizaruna educaciónquepermitaalaspersonasjóvenespar- ticiparactivayresponsablementeenlasociedaddel conocimiento.EsporelloquelaUNESCOpromoverá yapoyaráeldesarrollodepolíticaspúblicasnecesarias parahacersecargode: • ConsiderarelaccesoatecnologíaeInternetcomo underechodetodoslosestudiantes. • Asegurarquedocentesyfamiliasaccederána formaciónycapacitaciónelementalparaeluso detecnologíasdigitales. • Desarrollarlasiniciativasdemanerasocialmente responsable • Reconoceryrelevarbuenasprácticaseducati- vasconusodetecnologíayfavorecerelacceso arecursoseducativosdecalidadparatodaslas escuelasyestudiantes • Favorecerlacolaboraciónentreparesyelde- sarrolloderedesycomunidadesdeaprendizaje quecontribuyanaldesarrollodelrespetodela diversidadylaconstruccióndeunaculturade paz. • Aprovecharelpotencialdelastecnologíaspara fortalecerlaeducacióndecalidadparatodos • Mejorarlagestióndelospropiossistemased- ucativos,demanerademejorarsueficiencia, oportunidadycapacidades Eldesarrollodenuevasprácticaseducativasque ponganenelcentroalaprendizajeyquepermitan alinearlasexperienciaseducativasconlosintereses, característicasycondicionesdecadaunodeloses- tudiantes,asícomoconlasdemandasdelasociedad delconocimiento.EsporelloqueUNESCObuscaque lasnacionesseenmarquenenparámetroscomolos siguientes: • Elauspiciodenuevasexperienciasdeaprendizaje, centradasenlosestudiantesmedianteprocesos pedagógicospersonalizados,apartirdelatoma dedecisionespedagógicasbasadasenevidencia. • Fortalecerelapoyoenelaula,enloscentrosed- ucativosyentrelosdocentesyestudiantesen todalaregión • ValorarelsaberdelosestudiantesentemasTICs comounaoportunidaddegenerarenlasescuelas espaciosdeaprendizajemutuo.
54 Juventudycienciasolidaria • Promoverunaculturadelapazyderespetoa ladiversidadculturalenelmarcodelusodelas TICs. • PotenciarlainclusióndelosusosdelasTICscon finespedagógicosenloscurrículosdeformación inicialdocente. • Fortalecerlaformaciónenserviciodelosdo- centes,parapromoversistemasdeformación personalizada,continua,colaborativayenred, incorporandoelenfoquegeneracionalylaper- spectivadegéneroenelanálisisdelosusosde TICsdepartededocentesparadesdeahídesar- rollarcapacitacionesajustadasasusnecesidades. • Apoyarlacreaciónderedesdeintercambiopara fortalecerlaarticulacióndelosmodelospedagógi- cosycurricularesexistentes. Enesteámbito,laUNESCOfavoreceráiniciativas queconsiderenelusodetecnologíapara: • Promovereldesarrollodenuevosinstrumentos, yperfeccionarlosexistentes,incluyendoaquellos quesonlideradosporlapropiaUNESCO. • GenerarespaciosdeexperimentacióndelasTICs comoherramientasparalaformaciónenhabili- dadesdelsigloXXI. • Avanzarenlaconstruccióndeestándarespara laevaluacióndeaprendizajesdentroyfueradel aula(considerandoTICscomoáreaymediode evaluación).Enestecontexto,esnecesariovali- darindicadoresquepromuevanlainclusióncon- siderandogénero,pertenenciaagruposindígenas, ruralidad,etc. • Fortalecerlaautonomíacomunicativadelases- cuelas,sucapacidaddialogantealinteriorde éstaysobretodohaciaafueraconelrestode lasociedadysusmúltiplesactoressociales,en relaciónalconocimiento,comunicaciónyretroali- mentaciónprovistaporlasmedicioneseducativas (UTSUMI,2003). Losniñoscondiscapacidadsevenafectadosen variasdelasetapasdesudesarrollo,siendomuycrítica ladesuprocesoformativo.Enesteámbito,laUN- ESCO(2007)indicaqueúnicamenteel10%deniños condiscapacidadpuedeaccederalaeducaciónformal yúnicamentelamitaddeelloslograculminarlaforma- ciónprimaria,yaquelamayoríaabandonalosprocesos formativosdebidoalafaltadeconocimientoporparte delosdocentesencómoincluirlosenlosplanesde educación.Sedebedestacarquepartedelaformación seencuentrarelacionadaconlaadquisicióndelhablay ellenguaje,aspectoqueseconstituyeenunpilarfun- damentalparaeldesarrollodehabilidadescognitivas, socialesyemocionales,yaquelespermitiráexpresar sussentimientos,compartirsusideasycomunicarse conotraspersonas,teniendomejoresoportunidades deaccederaeducaciónytrabajo(Ochoa-Guaraca et al ,2017). Análisisiniciales Laetapapreviaaldiseñoyconstruccióndelrobot,se realizóvariassesionesconlosdocentesypsicólogasde laUnidadeducativaTeresaValsé.Elobjetivodeestas sesionesfueconocerlaformadelasistenterobóticoy lasfuncionalidadesqueseimplementaraenelrobot. EnlaTabla1podemosapreciarlasfuncionalidadesy loselementoselectrónicosqueseemplearanencada temáticaatratarconelasistenterobótico.
Enelcaminodelainvestigación 55 Tabla1. Temáticaydispositivoselectrónicosqueseemplearanenelasistenterobótico. Temática Elementoelectrónico Problemasdeseñalessociales Sensordedistancia(HC-SR04) Aspectosdelateralidad Actuadores(Servo,motordc) Reconocimientodelaspartesdelcuerpo Sensortáctil(MPR121) Aprendizajedecoloresprimarios Sensordecolores(TCS34725) Emocionesbásicas Medianteaudio Normasdebuenaeducación Medianteaudio Secuenciasrítmicas Medianteaudio Aprendizajedenúmeros Medianteaudio Comosepuedeapreciarsonochotemáticasque serántratadas,ylaformaquetendráelasistente robóticoseráunhumanoidemujeralacualseha decididollamarLauraVicuña. 2.Propuestaydiseñogeneraldelrobot Elpresenteasistenterobóticoseenfocaendesarrollar habilidadessociales,emocionalesyalgunosaspectos deaprendizajeescolar.Losobjetivosquesebuscan alcanzarconesterobotsonlossiguientes: • Enseñarsobreelespaciopersonalynormasde buenaeducciónatravésdeseñalesdelumínicas yauditivas. • Conoceraspectosfundamentalesdenuestropro- piocuerpocomoelladoderecho,izquierdo,ade- lanteyatrásetc.Ademásdeidentificarlaspartes denuestrocuerpoconactividadesinteractivas. • Identificarloscoloresprimarios,emocionesbási- cas,secuenciasrítmicasynúmeros,conayudade laestimulaciónvisual,auditivaymovimientos delrobot. EnlaFigura1podemosapreciareldiseño3Ddel robot(a)yresultadodelaimpresiónyensambladode lasdistintaspartesqueloforman(b).
56 Juventudycienciasolidaria Figura1. Diseño3Ddelasistenterobótico(a)yresultadodelaimpresiónyensambladodelaspiezasqueloconforman. Fuente:Elaboraciónpropia. Principalescaracterísticasdelrobot Lascaracterísticasmasrelevantesdelasistenterobótico sonlasquesedetallanacontinuación. • Seencuentradirigidaaniñosdeprimariadela escuelaSorTeresaValse. • Estaprogramadoparadesplazarseenelplano x-ymediantelasruedasincorporadasenlaparte inferiordelapantalla. • Puedemoverlasmanosycabezaunángulode 180grados. • Llevaunparlanteincorporadoelcualemite sonidosdeemociones,mensajes,secuenciasrít- micasetc. • Estaequipadaconunsensordecoloresalaaltura delpecho,elcualcopiaelcolordelobjetoquese leaproximeyloreplicaenlacabezamediante unanillodeleds. • Llevaenlasmanos,hombrospecho,cabeza, labiosyalaalturadesuspartesíntimassensores táctilesqueidentificanlaspartesdelcuerpocon lasquesehahechocontacto. • Sepuedecontrolardeformaremotayaqueposee baterías. Comosepuedeobservaresteasistenterobótico estaprogramadoparalaenseñanzadelasdiferentes partesdelcuerpomedianteeltacto,paralalateralidad medianteeldesplazamiento,aprendizajedeemociones, númerosmedianteemisióndeaudio,comotambién identificacióndecolores,etc. Arquitecturaelectrónica Elrobothumanoideestácompuestopordiferentessen- soresyactuadoreselectrónicosdebajocosteyacceso abierto.EnlaFigura2podemosobservarcadauno deloselementosquesonpartedelasistenterobótico, entreloscualespodemosdestacar. • Placaelectrónica.Estecomponentefuediseñado parareceptartodoslossensoresprovenientes delasdiferentespartesdelrobot,interpretary accionaralactuadorcorrespondientesegúnlaac- ciónpercibida.Estacompuestaporunarduino micro,unmódulowifiESPESP8266ESP01,un moduladordeanchodepulso(PWM)yunlector detarjetasSDparalareproduccióndeaudio.
Enelcaminodelainvestigación 57 • Sensoresdelrobot.Lossensorespresentesenel robotson: – Sensordecolor,estedispositivoelectrónico identificaraloscoloresdelobjetoquesele aproxime. – Sensortáctil,esteelementoelectrónicode- tectauncontactodelapielconelmaterial conductivoqueesteconectadoalmismo. – Sensordedistancia,estedispositivodetecta unadistanciadehasta150cm. • Actuadoresdelrobot,segúnlasseñaleseléctri- casrecibidaslosactuadoresrealizarandiferentes funciones. – Servomotor,esteactuadormoverálas manosylacabezaenunrangode180gra- dos. – MotoresDC,estosactuadorespermitirán desplazarsealrobotenlosejesx-yyestán controladosporelPWM. – Actuadoresdeluz,sonledsdecoloresque reflejaranlasemocionesyelcolordelos objetos. – Actuadordeacudió,esunparlanteincorpo- radoenlaparteposteriordelrobotelcual emitirámensajesauditivosysonidos. Figura2. Esquemageneraldelaarquitecturaelectrónicainterna,sobrelossensores,actuadoresylaaplicaciónmóvil delrobot. Esteasistenterobóticotambiéncuentaconunreg- istrodelasactividadesqueserealizan,estasactivi- dadessealmacenanenunabasededatosmediante unaaplicaciónmóvil. 3.Conclusiones Lasactividadesprogramadaspartierondeunanecesi- dadapreciadaporlosprofesionalesquetrabajanenel áreaeducativa,sinembargo,implementar8módulos dediferentetemáticaenunsoloasistenterobóticono esmuyaconsejabledebidoaquetraeráconfusionesen lassesiones.Sepodríasubdividircadaunadeestas temáticasenrobotsqueenseñanlaspartesdelcuerpo, enseñanzadecolores,números,habilidadessocialesy lateralidad. Elasistenterobóticoestádiseñadoparatrabajaren
58 Juventudycienciasolidaria unasecciónindividualdondeintervieneelestudiantey lamaestra.Suusonoesaplicadoaterapiasgrupales. Bibliografía Lugo,M.T.,&Kelly,V.(2011).LamatrizTIC UnaherramientaparaplanificarlasTecnologías delaInformaciónyComunicaciónenlas institucioneseducativas.Aires,Argentina: InternationalInstitutefor EducationalPlanning. Ochoa-Guaraca,M.,Pulla-Sánchez,D.,Robles- Bykbaev,V.,&García-Duque,J.(2017).Un sistemahíbridobasadoenasistentes robóticosyaplicacionesmóvilespara brindarsoporteenlaterapiadelenguajede niñoscondiscapacidadytrastornosdela comunicación.CampusVirtuales,6,77-87. OREALC/UNESCO.(2013).EnfoquesEstratégicos sobrelasTIC‘senEducaciónenAméricaLatinay elCaribe.OficinaRegionaldeEducaciónpara AméricaLatinayelCaribe,Santiago. UTSUMI,Y.(2003).CumbreMundialsobrela SociedaddelaInformación.Ginebra:Unión InternacionaldeTelecomunicaciones(UIT), Ginebra. Voogt,J.,Dede,C.,&Erstad,O.(2011).TWG6:21st centurylearning.EduSummIT2011.