Atao robots

Una Propuesta Pedagógica innovadora para la enseñanza de la ciencia y la tecnología.

CATALOGO

PROPUESTA PEDAGOGICA

La propuesta ATA-epe para la introducción en la ciencia-tecnología (en particular, de la tecnología contemporánea) consiste en un conjunto de elementos teóricos y prácticos.

1. Una conceptualización acerca de lo que es la ciencia-tecnología en la que se caracteriza la tecnología contemporánea más como una manera de pensar, que por los artefactos característicos que inundan nuestra cotidianidad.

2. Una concepción de conocimiento en la que se plantean fronteras puntuales para distinguirlo de la información. Si bien la información es fundamental, solo tendremos el conocimiento cuando la información se enriquezca con la imaginación y la experiencia y se contextualice en procesos de conversación, razonamiento y creatividad.

3. Una concepción de aprendizaje que antagonice con las prácticas de repetición y memorización y coloque en primer plano los aprendizajes en los que el sujeto que aprende sea protagónico, activo y comprometido. Se trata de rechazar la obediencia por su contribución a la aceptación de la arbitrariedad.

4. Una dinámica de trabajo que garantiza el sentido y pertinencia de las actividades de clase: las Actividades Totalidad Abiertas ATAs. Esta estrategia pedagógica es el resultado de la investigación y es reconocida por Colciencias y la comunidad académica. En la propuesta ATA, las actividades se organizan en términos de proyectos, de aula, disciplinares o heterogéneos, dependiendo de las circunstancias.

5. Un conjunto de materiales que posibilitan la concreción de lo imaginado. Este conjunto puede organizarse en diferentes conjuntos que denominamos ATAOS de acuerdo con diferentes niveles de elaboración.

a. Ataos introductorios que enfatizan en el protagonismo y en las posibilidades de convertir, mediante el diseño, las ideas y planes en concreciones.

b. Ataos electromecánicos que permiten vivir la experiencia de la retroalimentación negativa y el control de manera transparente. Se trata de cuatro artefactos que denominamos, ratón, termita, cangrejo y toro.

c. Ataos institucionales con posibilidades de construcción de artefactos complejos como ascensores y brazos antropomórficos de hasta cinco grados de libertad.

d. Ataos electrónicos con bucles de retroalimentación, que ilustran el control mediante circuitos con transistores.

e. Ataos que permiten el uso de microcontroladores.

Estos Ataos están constituidos por piezas plásticas fabricadas por inyección (en Bogotá), elementos eléctricos, así como tornillos y tuercas que se consiguen comercialmente. Esta circunstancia hace que su precio no tenga competencia frente a otros materiales similares.

6. Un conjunto de materiales escritos que respaldan las actividades con fidelidad frente las perspectivas teóricas enunciadas y que enriquece las posibilidades prácticas que posibilitan los materiales.

a. Guías. b. Cartillas. c. Libros.

7. Un conjunto de cursos y exposiciones sobre la propuesta, que pueden dividirse e n dos tipos:

a. Exposiciones cortas i.Exposición A sobre la alternativa ATA-epe:

conferencia-taller de 3 horas. ii. Exposición B sobre la alternativa ATA-

epe: conferencia-exposición de 1 hora y 30 minutos.

iii. Curso introductorio de formación de 8 horas sobre la propuesta, dirigido a maestros, que incluye dos exposiciones - seminario con dos talleres de manipulación de los artefactos.

b. Cursos de formación iv. Nivel exploración con las máquinas

simples. (30 h). v. Nivel de artefactos electromecánicos.

Control 1. (30h). vi. Nivel de artefactos electrónicos. Control

2. (30 h). vii. Nivel de artefactos con control

automático. (30 h).

El Atao Exploración es una solución para aquellos creativos que no quieren que sus ideas se frustren por no contar con un taller de carpintería. Además pueden usar una y otra vez los mismos materiales dada su robustez y durabilidad; siendo este un punto de partida para iniciarse en el diseño e invención de artefactos.

El Atao exploración, se trata de un conjunto de piezas que permite el armado de artefactos, maquinas y móviles. Este Atao está constituido por 62 piezas de plástico, tornillos de diferentes especificaciones, un motor y lo necesario para utilizar el movimiento con diferentes objetivos. Viene acompañado de dos herramientas (una llave mixta y un destornillador doble punta) y de un empaque que permitirá el transporte y uso de los materiales de manera práctica.

No. de Piezas

305

79

10

4

11

8

25

12

2

3

2

1

1

214

15

4

19

21

9

12

2

2

4TORNILLO 3/16 x 3"

TORNILLO 3/16 x 2 1/2"

TORNILLO 3/16 x 2"



TORNILLO 3/16 x 1"

TORNILLO 3/16 x 3/4"



TORNILLOS Y TUERCAS

SOPORTE DE MOTOR GRANDE

SOPORTES DE MOTOR

RUEDA DE 1 CM

RUEDA DE 3,5 CM

RUEDA DE 5 CM

RUEDA DE 9 CM

RUEDA

PLATINA DE 4 HUECOS

PLATINA DE 7 HUECOS

PLATINA

VIGA DE 5 HUECOS

PIEZA

VIGA DE 9 HUECOS

VIGA DE 11 HUECOS

VIGA DE 15 HUECOS

VIGA

PIEZAS PLASTICAS

TOTAL DE PIEZAS

No. de Piezas

2

5

1

30

70

1

15

1

0

0

0

1

6

2

2

2

3

1

1

1

3

DESTORNILLADOR PEQUEÑO 1

DESTORNILLADOR GRANDE 1

1

PIEZA

LLAVE MIXTA

HERRAMIENTAS

CONECTOR DE PILA

CIRCUITOS IMPRESOS

MOTOR GRANDE

MATERIAL ELECTRICO Y

ELECTRONICO

CAUCHO CORREA

LLANTA GRANDE

LLANTA PEQUEÑA

LLANTAS

LLANTAS Y CORREAS

TUBO 3/16" X 1,5 CM

ACOPLE MOTOR

TORNILLO SIN FIN 3/16 x 13CM


GANCHO CON ROSCA 3/16"

ARANDELA 3/16

MARIPOSA

TUERCA HEXAGONAL

TUERCA SEGURIDAS 3/16

TORNILLO 3/16 x 4"


TORNILLO 3/16 x 5 /14"

La robótica es un campo de aplicación fascinante en el cual confluyen conocimientos de mecánica, electricidad y electrónica, además de la ciencia del control o cibernética.

Los robots móviles tienen una gran variedad de aplicaciones, en el transporte, en puertos, industrias y en las grandes bodegas de abastecimiento, en actividades de riesgo como desactivación de explosivos y exploración de campos de guerra, en sitios donde han ocurrido desastres, en lugares como el fondo del mar donde es difícil que el hombre llegue y en la exploración del cosmos, entre otras.

El conjunto de robots móviles al cual pertenecen el Ratón, la Termita, el Toro y el Newton están diseñados para ilustrar las posibilidades y versatilidad de los materiales ATA-EPE, practicar con algunos elementos fundamentales de las ciencias físicas y dar los primeros pasos hacia la incursión en la tecnología contemporánea, al aproximarnos a las ciencias del control por retroalimentación.

Al trabajar con los materiales ATA – EPE podemos crear un número infinito de posibilidades, no sólo para la elaboración de los robots móviles introductorios, sino para la construcción de elementos de laboratorio como catapultas, balanzas, palancas, tornos y máquinas. Así pues, la construcción de estos móviles es un buen preámbulo para conocer las características y ventajas del material ATA – EPE.

En el proceso de armado de los cuatro artefactos encontraremos ejemplos muy bien logrados de transmisión y transformación de movimientos y de la manera como se logra estabilidad y rigidez en las estructuras, además de ocasiones interesantes para aproximarnos a la interpretación de gráficos y textos.

No. de Piezas

221

61

7

4

6

14

6

9

2

0

6

2

2

1

2

148

12

0

5

25

8

10

8

PIEZA

TOTAL DE PIEZAS

PIEZAS PLASTICAS

VIGA

VIGA DE 15 HUECOS

VIGA DE 11 HUECOS

VIGA DE 9 HUECOS

VIGA DE 5 HUECOS

PLATINA

PLATINA DE 7 HUECOS

PLATINA DE 4 HUECOS

RUEDA

RUEDA DE 9 CM

RUEDA DE 5 CM

RUEDA DE 3,5 CM

RUEDA DE 1 CM

SOPORTES DE MOTOR

SOPORTE DE MOTOR GRANDE

TORNILLOS Y TUERCAS




TORNILLO 3/16 x 1"



TORNILLO 3/16 x 2"

PLATINA FIN DE CARRERA

SOPORTE DE MOTOR PEQUEÑO

No. de Piezas

4

3

3

0

0

20

40

0

10

0

0

0

0

0

4

2

0

2

5

2

1

1

1

3

DESTORNILLADOR PEQUEÑO 1

DESTORNILLADOR GRANDE 1

1


TORNILLO 3/16 x 3"


TORNILLO 3/16 x 4"

PIEZA

TORNILLO 3/16 x 5 /14"

TUERCA SEGURIDAS 3/16

TUERCA HEXAGONAL

MARIPOSA

ARANDELA 3/16

GANCHO CON ROSCA 3/16"

MOTOR GRANDE

CIRCUITOS IMPRESOS



ACOPLE MOTOR

TUBO 3/16" X 1,5 CM

LLANTAS Y CORREAS

LLANTAS

CONECTOR DE PILA

HERRAMIENTAS

LLAVE MIXTA

MOTOR PEQUEÑO

LLANTA PEQUEÑA

LLANTA GRANDE

CAUCHO CORREA

MATERIAL ELECTRICO Y

ELECTRONICO

El robot ratón es un ejemplo inicial de cómo un artefacto "toma decisiones", de manera contraria a los casos tradicionales, donde un móvil que incorpora en su funcionamiento un motor únicamente se mueve hacia adelante o hacia atrás.

Dependiendo de donde se encuentre, este móvil puede quedarse dando vueltas o al encontrar una pared, continuar su movimiento a lo largo de ella.

Mientras un motor lo acerca a la pared, cuando llega a ésta (al contacto con ella) se dispara el otro motor que lo separa, iniciando el ciclo de acercamiento y distanciamiento periódico.

El artefacto está compuesto de varias partes:

1. Chasis o esqueleto del móvil. 2. Sistema de tracción compuesto por dos motores, dos ruedas poleas y una rueda libre. 3. Un circuito eléctrico que incluye los dos motores eléctricos, la batería de 9 voltios, el interruptor general, los

cables y el sensor mecánico (interruptor). 4. El circuito lógico que está constituido por el sensor mecánico y el circuito eléctrico. El sensor es el contacto del

móvil con su entorno. Su respuesta es digital: Hay (1) o no hay (0) contacto. Para (1) actúa el motor cercano a la pared. Para (0) actúa el motor distante de la pared.

Todos estos elementos están a la vista para mostrar el funcionamiento de manera transparente.

Este móvil avanza entre dos paredes, laberinto, tocándolas alternativamente. Cuando detecta una pared cambia su estado dinámico: deja de funcionar un motor y comienza a funcionar el otro. Claro, si no encuentra pared su movimiento será circular.


1.Chasis o esqueleto del móvil. 2.Sistema de tracción compuesto por dos motores y dos ruedas poleas. 3.Un circuito eléctrico que incluye los dos motores eléctricos, la batería de 9 voltios, el interruptor general, los

cables y los dos sensores mecánicos (interruptores). 4. El circuito lógico que está constituido por los sensores mecánicos y el circuito eléctrico. Los sensores son el

contacto del móvil con su entorno. En cada uno de ellos la respuesta es digital: Hay (1) o no hay (0) contacto. Para (1) actúa el motor cercano a la pared. Para (0) actúa el motor distante de la pared.

Todos estos elementos están a la vista para mostrar el funcionamiento de manera transparente.Cuando el móvil inicia su movimiento, la dirección dependerá de la posición de las palancas, "antenas", articuladas con los sensores mecánicos.

Este móvil se desplaza por una superficie y cuando encuentra un obstáculo al frente, retrocede en una dirección aleatoria para reiniciar un nuevo ciclo, como si buscara una trayectoria libre de obstáculos.La utilización de un solo motor muestra con claridad la consecuencia de los cambios de polaridad de la batería.

La manera como la detección del obstáculo hace que (1) el móvil retroceda, (2) continúe su movimiento en otra dirección y (3) mantenga este movimiento en búsqueda de una trayectoria libre de obstáculos, nos muestra el funcionamiento de una "memoria mecánica".


1. Chasis o esqueleto del móvil. 2. Sistema de tracción compuesto por un motor y una rueda polea. 3. Un circuito eléctrico que incluye un motor eléctrico, una batería de 9 voltios, un interruptor general, los

cables y los dos sensores mecánicos (interruptores). 4. El circuito lógico está constituido por los sensores mecánicos y el circuito eléctrico. Los sensores son el

contacto del móvil con su entorno. En cada uno de ellos la respuesta es digital. Hay (1) o no hay (0) obstáculo. La detección del obstáculo cambia la polaridad del motor. Si no hay, el móvil continúa su movimiento.

Todos estos elementos están a la vista para mostrar el funcionamiento de manera transparente.Para iniciar el funcionamiento del robot se debe mover una de las vigas que detectan el obstáculo, de tal manera que se active el sensor - interruptor .

Es sorprendente observar el movimiento del Cangrejo sobre una mesa. Cuando llega al borde, se detiene, retrocede en una dirección aleatoria y avanza ahora hasta llegar a otro borde en donde ocurre algo parecido ya que las trayectorias que sigue son cambiantes.

La utilización de un solo motor muestra con claridad la consecuencia de los cambios de polaridad de la batería.

La manera como la detección del vacío hace que (1) el móvil se detenga, (2) comience a moverse en la dirección contraria y (3) mantenga este movimiento aunque el vacío que se detectó ya haya sido eludido, nos coloca ante un reto mecánico que podría describirse como la fabricación de una memoria mecánica.


1. Chasis o esqueleto del móvil. 2. Sistema de tracción compuesto por un motor y una rueda polea. 3. Un circuito eléctrico que incluye un motor-reductor eléctrico, una batería de 9 voltios, el interruptor

general, los cables y los dos sensores mecánicos (interruptores). 4. El circuito lógico que está constituido por los sensores mecánicos y el circuito eléctrico. Los sensores

son el contacto del móvil con su entorno. En cada uno de ellos la respuesta es digital. Hay (1) o no hay (0) vacío. La detección de vacío cambia la polaridad del motor. Si no hay, el móvil continúa su movimiento.

Todos estos elementos están a la vista para mostrar el funcionamiento de manera transparente.Para iniciar el funcionamiento del robot se debe mover uno de los brazos que detecta el vacío. Este activará el sensor - interruptor a través de una palanca.

El conjunto de piezas ATA-EPE requieren de ajustes ( en forma similar que los equipos reales) para lograr un óptimo funcionamiento, esta es una de las fortalezas del sistema pues enfrenta al estudiante a resolver

problemas de funcionamiento y mejora de los diseños desarrollados.

Documents

Atao robots