Herramienta de robótica educativa basada en Lego Mindstorms y VEX Robotics mediante software 3D y diseño mecatrónico

• Luis Carlos Correa Ortiz ^[1] ; Margarita María Vallejo Jiménez ^[2] ; John Jairo Martínez Puerta ^[3] ; Juan Alejandro Tru jillo Posada ^[1]
  1. [1] Universidad de Manizales

     Universidad de Manizales

     Colombia

     
  2. [2] Sena Tecnoacademia Risaralda
  3. [3] Centro Atención Sector Agropecuario, Pereira, Colombia

  Mostrar afiliaciones +
• Localización: RISTI: Revista Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação, ISSN-e 1646-9895, Nº. 34, 2019, págs. 1-19
• Idioma: español
• DOI: 10.17013/risti.34.1-19
• Títulos paralelos:
  • Educational robotics tool based on Lego Mindstorms and VEX Robotics using 3D software and mechatronic design
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    La robótica propicia la adquisición de competencias técnicas en áreas tales como electrónica, informática, mecánica, y transversales como trabajo en equipo, resolución de problemas y pensamiento crítico. La mayoría de los currículos en las instituciones de educación básica, media y superior del país que utilizan robots educativos no tienen en cuenta el contexto ni el usuario final del robot, incluidas las dos instituciones de este estudio: Tecnoacademia Sena Risaralda y Universidad de Manizales. En este trabajo se expone el diseño, implementación y validación de una herramienta de software 3D, que permitió configurar robots Lego Mindstorms EV3 y VEX Robotics EDR, para cumplir una tarea específica, teniendo en cuenta los requerimientos iniciales del usuario del robot. Se usaron herramientas de diseño mecatrónico basadas en el despliegue de la función de calidad QFD y Design Thinking. El software hará parte de los currículos de ambas instituciones en sus cursos de robótica.

  • English

    Robotics encourages acquiring many technical skills in areas such as electronics, computer science, mechanics and also soft skills as teamwork, problem solving and critical thinking. Most of the curricula of elementary, middle and higher education institutions in Colombia that incorporate educational robots do not consider the context or the end user of the robot, including the two institutions involved in this study: Tecnoacademia Sena Risaralda and University of Manizales. In this work, design, implementation and testing of a 3D software tool is described.

    This tool allows configuring Lego Mindstorm EV3 and VEX Robotics EDR robots to compel a specific task, considering the initial requirements of the end user. Mechatronics design tools as QFD and design thinking was used. Finally, the developed software will be incorporated in robotic courses in both institutions.

• Referencias bibliográficas
  • Acuña, A. (2004). Robótica y aprendizaje por Diseño. Revista La Educ@ción de la OEA (Organización de los Estados Americanos), 139, 1–12....
  • Bravo, F., & Forero, A. (2012). La robótica como un recurso para facilitar el aprendizaje y desarrollo de competencias generales. Teoría...
  • Brown, T. (2008). Design Thinking. Harvard Business Review, 86(9), 62–72.
  • Cabello-Ochoa, S., & Carrera-Farran, F. X. (2017). Diseño y validación de un cuestionario para conocer las actitudes y creencias del profesorado...
  • Carvajal, J. (2013). Revisión y análisis de diseño mecatrónico para diseño curricular transdisciplinario de programas de ingeniería multidisciplinares....
  • Chetty, J. (2015). Lego Mindstorms: Merely a toy or a powerful pedagogical tool for learning computer programming?. In Proceedings de la 38...
  • Cooke, J. (2012). Everything you want to know about agile. Ely, Cambridgeshire, UK: IT Governance Publishing.
  • Corchuelo, M. (2015). Propuesta de lineamientos para el desarrollo de ambientes de aprendizaje en robótica a través del estudio de experiencias...
  • Correll, N., Wailes, C., & Slaby, S. (2014). A One-Hour Curriculum to Engage Middle School Students in Robotics and Computer Science,...
  • De Silva, C., & Behbahani, S. (2013). A design paradigm for mechatronic systems. Mechatronics, 23(8), 960–966. doi: 10.1016/j.mechatronics.2012.08.004
  • Dode, P., Greig, M., Zolfaghari, S., & Neumann, W. (2016). Integrating human factors into discrete event simulation: a proactive approach...
  • Dym, C., Agogino, A., Eris, O., Frey, D., & Leifer, L. (2005). Engineering Design Thinking, Teaching and Learning. Journal of Engineering...
  • Edin Grimheden, M. (2013). Can agile methods enhance mechatronics design education? Mechatronics, 23(8), 967–973. doi: 10.1016/j.mechatronics.2013.01.003
  • García, Y., & Reyes, D. (2012). Robótica educativa y su potencial mediador en el desarrollo de las competencias asociadas a la alfabetización...
  • Gausemeier, J., Dorociak, P., Pook, S., Nyßen, A., & Terfloth, A. (2010). Computer-aided cross-domain modeling of mechatronic systems....
  • Ghitis, T., & Alba, J. A. (2014). Los robots llegan a las aulas. Infancias imágenes, 13(1), 143–147.
  • Gómez-González, C., Lecuona-López, M., & Hernández-Monsalve, M. (2016). Análisis de bibliografía sobre políticas de diseño. Iconofacto,...
  • Guzey, S., Moore, T., & Harwell, M. (2016). Building Up STEM: An Analysis of TeacherDeveloped Engineering Design-Based STEM Integration...
  • Hassan, A., Siadat, A., Dantan, J., & Martin, P. (2010). Conceptual process planning – an improvement approach using QFD, FMEA, and ABC...
  • Isermann, R. (2008). Mechatronic systems - Innovative products with embedded control. Control Engineering Practice, 16(1), 14–29. doi: 10.1016/j.conengprac.2007.03.010
  • Kuhn, W. (2006). Digital Factory - Simulation Enhancing the Product and Production Engineering Process. In Proceedings of the 2006 Winter...
  • Kurdve, M., Zackrisson, M., Wiktorsson, M., & Harlin, U. (2014). Lean and green integration into production system models – experiences...
  • Macas, E. (2017). Definición y Estado del Arte de la Ingeniería Concurrente La Manufactura Integrada por Computador y la Mecatrónica. INNOVA...
  • Ministerio de Educación Nacional de Colombia (20o8). Ser competente en tecnología: ¡Una necesidad para el desarrollo! Serie Guías No. 30:...
  • Mizell, S., & Brown, S. (2017). The Current Status of STEM Education Research 2013- 2015. Journal of STEM Education, 17(4), 52–56. Recuperado...
  • Monsalves, S. (2019). Estudio sobre la utilidad de la robótica educativa desde la perspectiva del docente. Revista de Pedagogía, 32(90),81–117.
  • Moreno, I., Muñoz, L., Serracín, J., Quintero, J., Patiño, K., & Quiel, J. (2012). La robótica educativa, una herramienta para la enseñanza-aprendizaje...
  • Odorico, A. (2005). La robótica desde una perspectiva pedagógica. Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales, 2(5), 33–48.
  • Organización de los Estados Americanos (2016). La indagación como estrategia para la educación STEAM. Red Regional sobre Educación en Ciencia,...
  • Pessôa, M., & Trabasso, L. (2016). The Lean Product Design and Development Journey, 19-41. Cham, Switzerland: Springer International Publishing....
  • Pinto, M., Barrera, N., & Pérez, W. (2010). Uso de la robótica educativa como herramienta en los procesos de enseñanza. Ingeniería Investigación...
  • Punz, S., Hehenberger, P., Follmer, M., & Zeman, K. (2011). Customer-oriented hierarchical concept development - application of the HoC...
  • Rivadeneira, P. (2019). La robótica como una herramienta para facilitar el aprendizaje y desarrollo de las competencias STEM en los integrantes...
  • Sáez-Carreras, J., Bas-Peña, E., & Bedmar-Moreno, M. (2007). Pedagogía social y educación social: historia, profesión y competencias....
  • Salas-Lòpez, G., Sandoval-González, O., Herrera-Aguilar, I., Martínez-Sibaja, A., Portillo-Rodríguez, O., & Vilchis-González, A. (2012)....
  • Sánchez, M. (2003). Implementación de estrategias de robótica pedagógica en las instituciones educativas. In Blog Juan Carlos Sánchez Guerrero,...
  • Servicio Nacional de Aprendizaje (2015). Book Metodología de desarrollo de proyectos de base tecnológica. Bogotá: Sena Red Tecnoparque.
  • Silva-Ortigoza, R., Márquez-Sánchez, C., Carrizosa-Corral, F., Hernández-Guzmán, V., Garcia-Sánchez, J., Taud, H., Marciano-Melchor, M., &...
  • Steimer, C., Fischer, J., & Aurich, J. (2017). Model-based Design Process for the Early Phases of Manufacturing System Planning using...
  • Vallejo-Jiménez, M. (2018). Diseño e implementación de prototipo de robot Lego Mindstorms EV3 para apropiación del concepto de la luz. Revista...
  • Vallejo-Jiménez, M., Martínez-Puerta, J., Bedoya-Agudelo, S., & Salgado, N. (2018). SENA Tecnoacademia Risaralda and Caldas as a Collaborative...