Aprendiendo a programar con RoboMind y un robot Arduino

MARÍA JULIA BLAS; ALEXIS DAVID MANDRACCHIA; MARTA CASTELLARO; FEDERICO HAUQUE

Buenos Aires

Jornada; 1º Jornadas Argentinas de Didáctica de la Programación (JADIPRO); 2018

Universidad Nacional de Quilmes y Fundación Sadosky (Iniciativa Program.AR)

En este trabajo se desarrolla una experiencia educativa llevada a cabo en la cátedra ?Algoritmos y Estructuras de Datos? (AEDD) a fin de introducir robots Arduino como elemento de trabajo vinculado a los primeros contenidos de la materia. AEDD introduce al alumno en la programación y diseño de estructuras de datos que le permiten formular soluciones a diversos problemas. En las primeras clases, los alumnos emplean RoboMind a fin de generar algoritmos sencillos por medio de instrucciones sobre un robot simulado que se desplaza por diferentes mapas interactuando con su entorno. Aunque los alumnos comienzan a familiarizarse con los conceptos de programación y las estructuras de control básicas, los algoritmos que se ejecutan en RoboMind no trascienden los límites de la pantalla en la que se mueve el robot. El objetivo de la experiencia educativa planteada consistió en el diseño, implementación y uso de un material didáctico que permitiese a los alumnos interactuar con un robot real que ejecute el mismo conjunto de instrucciones que el robot virtual.Para construir el material requerido, se utilizaron dos kits de robots Arduino que la facultad había adquirido previamente. Dado que el lenguaje Arduino es muy diferente a las instrucciones de Robomind, se desarrolló una librería en la que se implementaron los comportamientos asociados a cada una de las acciones que el robot físico podía ejecutar para imitar el comportamiento del robot simulado. De esta manera, se generaron llamadas a instrucciones más sencillas que ocultan (a los alumnos) la complejidad del robot real. Para indicar las instrucciones que utilizan los alumnos en RoboMind al robot, fue necesario definir distintos métodos a fin de dejar disponible en la librería el mismo conjunto de instrucciones (con el mismo nombre que tenían en RoboMind). Se desarrolló también una herramienta de transformación que toma los archivos desarrollados en Robomind y los transforma a un nuevo archivo que posee la estructura necesaria para ser ejecutado en Arduino. Esta transformación implica la construcción de un código Arduino que contiene la inclusión de librerías, instanciación de objetos y llamadas a procedimientos propios del entorno. La herramienta de transformación implementada impone una estructura genérica para los códigos y convierte las instrucciones de entrada (RoboMind) a las correspondientes de la librería. De esta manera, el nuevo código usa los métodos provistos por la librería desarrollada a fin de completar la definición del comportamiento deseado.Una vez finalizada la construcción del material, a fin de presentar los desarrollos realizados y evaluar su adecuación a las expectativas de los estudiantes de AEDD, se realizó una clase especial en la que se puso el foco en el trabajo paralelo de RoboMind y Arduino. La propuesta consistió en que los alumnos resuelvan ejercicios en RoboMind para, posteriormente, transformarlos a código Arduino y ejecutarlos en el robot real. Previo a la ejecución de los ejemplos, se realizó una introducción a la robótica y se presentó el robot Arduino a utilizar. Los alumnos se mostraron muy participativos e interesados durante el desarrollo de la experiencia. Al finalizar la actividad, se ofreció a los participantes la posibilidad de continuar trabajando con el robot a fin de realizar nuevas experiencias. El 90% de los asistentes se interesó en volver a reunirse para trabajar con el robot. Como resultado, se comenzó a trabajar en espacios extracurriculares que abarcan el uso de robots y sus herramientas afines, de modo que los estudiantes interesados puedan complementar su formación dando tempranamente sus primeros pasos en el apasionante mundo de la robótica.