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CREACIÓN DE UN PROTOTIPO TECNOLÓGICO EN EL MARCO DEL
SEMILLERO DE INVESTIGACIÓN CLÍNICA DE JUGUETES DE LA
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA, PARA EL DESARROLLO
SOCIAL DE NIÑOS CON CONDUCTA EXTERNALIZANTE, EN LA CIUDAD DE
BOGOTÁ
JEISSON JERLEY GONZALEZ ROLDAN
FRANKLIN LEANDRO PARDO PEREZ
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA INGENIERÍA ELECTRÓNICA
BOGOTÁ
2020
2
CREACIÓN DE UN PROTOTIPO TECNOLÓGICO EN EL MARCO DEL
SEMILLERO DE INVESTIGACIÓN CLÍNICA DE JUGUETES DE LA
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA, PARA EL DESARROLLO
SOCIAL DE NIÑOS CON CONDUCTA EXTERNALIZANTE, EN LA CIUDAD DE
BOGOTÁ
JEISSON JERLEY GONZALEZ ROLDAN
FRANKLIN LEANDRO PARDO PEREZ
Modalidad Auxiliar de investigación
Ing. JANNET ORTIZ AGUILAR
ASESOR
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA INGENIERÍA ELECTRÓNICA
BOGOTÁ
2020
3
1. Tabla de Contenido
2. LISTA DE FIGURAS 5
INTRODUCCIÓN 6
1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 7
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 7
1.2. OBJETIVOS 8
1.2.1. Objetivo General 8
1.2.2 Objetivos Específicos 8
1.3. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 9
1.3.1 Justificación teórica 9
1.3.2 Justificación Práctica 9
1.3.3. Justificación metodológica 10
1.4. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA 11
1.4.1. Delimitación temática 11
1.4.2. Delimitación Espacio-temporal 11
2. MARCO DE REFERENCIA 12
2.1. MARCO TEÓRICO 12
2.2. MARCO CONCEPTUAL 14
2.3. MARCO LEGAL 15
2.4. ANTECEDENTES 18
2.5 Políticas de investigación facultad de Ingeniería 26
2.6. MARCO AMBIENTAL 27
3. METODOLOGIA 28
3.1. TIPO DE INVESTIGACION 28
3.1.2. POBLACIÓN 28
3.2. TÉCNICAS PARA EL DISEÑO, SIMULACIÓN Y DISEÑO DEL PROTOTIPO
TECNOLÓGICO 28
3.2.1. FASE DE DISEÑO 29
Diseño del Prototipo 31
Fig. 1 (Diseño en 3D Fusion 360) 33
3.2.2. FASE DE SIMULACIÓN Y VALIDACIÓN 33
4
3.2.3. FASE ELABORACION DEL PROTOTIPO FÍSICO 33
CONCLUSIONES 35
BIBLIOGRAFÍA 36
5
2. LISTA DE FIGURAS
Fig. 1 (Diseño en 3D Fusion 360) 33
6
INTRODUCCIÓN
La infancia es una etapa en la cual se desarrolla aspectos de la vida de los infantes
tanto características, personalidad y relaciones interpersonales. En este lapso de la
vida se presentan varios riesgos lo cuales repercutirán a lo largo de toda la vida del
individuo por lo cual se requiere estar atento a la evolución de la personalidad por
medio de estudios para conocer posibles trastornos mentales.
Dentro de este estudio se puede llegar a conocer problemas emocionales y
conductuales que pueden ser usados en la etapa evolutiva del individuo entre las
cuales se consideran la conducta externalizante que incluye problemas de
desobediencia relacionados con agresividad, conductas delictivas y falta de
atención.
Por ello es de gran importancia conocer las consecuencias en los niños a temprana
edad por medio de estudios y el análisis de datos en sus primeros años de vida.
7
1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Los comportamientos de conducta externalizantes en niños como en adolescentes
para padres de familia, docentes, y tanto así para la sociedad es un tema de gran
preocupación, ya que, si no se les brinda un tratamiento, éstos se podrían agravar
y generar consecuencias negativas a nivel social, personal y escolar de quienes los
presentan.
La presencia de tales comportamientos tiene como causas dificultades al
desenvolverse en las situaciones cotidianas con las personas del entorno, esto ha
llevado a que se realicen estudios de estos fenómenos, que a su vez se han
registrado muchos más casos que en épocas anteriores.
Así mismo, otros de los posibles factores que afecta en esta etapa son los avances
tecnológicos que a su vez hace que los infantes se encierren en su mundo y no se
relacionen con las demás personas en su entorno.
Estas conductas a futuro pueden afectar al individuo tanto a nivel personal como a
nivel social, se ve a la necesidad de intervenir tempranamente, antes de que la
acumulación de problemas convierta en iniciativas demasiado tardías.
Sin embargo, atendiendo a la revisión de estudios realizados, según lo expuesto en
el marco de antecedentes, no se encontró desarrollo de prototipos físico que
proporcione un mecanismo para que estimule y motive en los niños con conductas
externalizantes, para que estos superen estos comportamientos emocionales no
deseables, que afectan su interacción social, Por lo tanto, la pregunta que orientara
el presente estudio será la siguiente:
8
¿Cómo desarrollar el prototipo para mitiguen los efectos de las conductas
externalizantes, examinada en él macroproyecto de la clínica de juguetes?
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo General
Desarrollar un prototipo tecnológico en el marco del semillero de clínica de juguetes
de la Universidad Cooperativa, mediante la aplicación de microcontroladores y
elementos en electrónica, para el apoyo al desarrollo social de niños con conductas
antisociales, en la ciudad de Bogotá.
1.2.2 Objetivos Específicos
Identificar los materiales físicos y lógicos para el diseño del prototipo tecnológico
según las necesidades de los niños con conducta externalizante y estándares de
fabricación.
Definir las condiciones técnicas de diseño, los componentes físicos estructurales y
los requisitos de programación que configuran el prototipo tecnológico para niños
con conductas externalizante.
Elaborar un prototipo físico tecnológico según especificaciones técnicas de diseño
y programación, para el apoyo del desarrollo social de niños con conductas
externalizante.
9
1.3. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
1.3.1 Justificación teórica
Esta investigación se realiza con el propósito de aportar al desarrollo social en niños
con conducta externalizante, donde se expone el diseño de un prototipo que se
utiliza como instrumento de evaluación al logro de competencias educativas y al
desarrollo de habilidades sociales, cuyos resultados podrán sistematizarse en esta
propuesta, para ser incorporado como conocimiento en la educación, ya que se
estaría exponiendo si el uso de estos dispositivos mejoran el nivel de desempeño
de los niños.
1.3.2 Justificación Práctica
La integración de tecnologías y el aumento en la información recibida a temprana
edad por medio de sistemas de comunicación exponen información que causa
problemas de personalidad en los infantes. La solución de problemas psicológicos
(conducta externalizante) es de gran utilidad ya que en la actualidad se ha visto un
incremento en los niños con alteraciones en el comportamiento y en el desarrollo
social.
Este tipo de problemas han impulsado el estudio de fenómenos propagados en los
niños, los estudios buscan observar las causas y posibles soluciones a problemas
que van en aumento en las generaciones actuales.
Se analizó en estudios que han llevado la solución de aspectos en la conducta, pero
día a día se ha descubierto nuevos trastornos en los comportamientos a tratar y
problemas los cuales aún no han dado con la solución. la Robótica de Asistencia
10
Social (RAS) ha ayudado en el diagnóstico y tratamientos con el objetivo de mejorar
la manifestación de síntomas, y aumentar los comportamientos prosociales como,
contacto visual y atención compartida, interacciones auto iniciadas y fomentar la
comunicación no verbal y el reconocimiento de emociones (Cabibihan et al., 2013).
Desde el “Semillero de Investigación en Ingeniería para el Rediseño, Reciclaje y
Reutilización de Juguetes” (SIIR3J) de la Universidad Cooperativa de Colombia se
pretende plantear que el diseño y creación del prototipo estará basado en elementos
electrónicos y algunos Microcontroladores o sistemas embebidos como el Arduino.
Adicionalmente se pretende usar la impresión en 3D, para la fabricación de piezas
que podrían ir incluidas en el diseño del prototipo.
Por lo tanto, el estudio contribuirá a complementar el megaproyecto “validación de
un prototipo tecnológico para la estimulación de habilidades de reconocimiento
emocional en niños con problemas de conductas externalizante” teniendo en cuenta
que se va a tratar con niños, el diseño debe ser llamativo para favorecer el vínculo
entre el niño y el dispositivo, de esta forma lograr una mayor eficiencia al tratamiento
de los problemas.
1.3.3. Justificación metodológica
Para lograr los objetivos de estudio, se acude al empleo de variables y
características psicológicas y crónicas que afectan a cada persona. con ello se
pretende identificar cuáles de esas variables establecen el comportamiento del
dispositivo. El diseño del prototipo se realiza en software de simulación circuitos y
programación de código C, en CAD para establecer estructuras en 3D y dar una
vista al diseño del prototipo. Así, los resultados de estudio buscan apoyar a la
sociedad y a comunidades en el desarrollo evolutivo de los niños que presentan
11
conductas externalizantes y a contribuir el uso de nuevas tecnologías en el ámbito
psico-pedagógico a tempranas edades.
1.4. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
1.4.1. Delimitación temática
El presente estudio se basa en el diseño y creación de un prototipo tecnológico
para el desarrollo social en niños con conducta externalizante entre 9 a 10 años
1.4.2. Delimitación Espacio-temporal
El estudio se realiza dentro del semillero de investigación en Ingeniería para el
Rediseño, Reciclaje y Reutilización de Juguetes (SIIR3J) de la Universidad
Cooperativa en el megaproyecto “validación de un prototipo tecnológico para la
estimulación de habilidades de reconocimiento emocional en niños con problemas
de conductas externalizantes” en la ciudad de Bogotá.
12
2. MARCO DE REFERENCIA
2.1. MARCO TEÓRICO
Los principios del manejo de la electricidad se dieron en la antigua Grecia, pero los
primeros dispositivos desarrollados se dieron e en el siglo XIX. Con el manejo de la
corriente eléctrica se dio a entender que este es un fenómeno físico por el paso por
un material conductor de electrones, cuyo flujo es denominado carga y se
representa como culombio (C) y es 6.4*10{-18).
La carga es transportada en un determinado tiempo y la velocidad con la cual se
transporta la carga se denomina la corriente y es junto con el voltaje la encargada
de dar paso al funcionamiento de dispositivos electrónicos.
Los dispositivos electrónicos trabajan con dos tipos de corrientes alterna (AC) y
directa (DC) la cual varia en que la corriente alterna fluye en dos sentidos lo cual
permite una mayor potencia, la corriente directa fluye en un solo sentido permitiendo
una mayor estabilidad, pero en la cual se pueden generar mayores pérdidas en
grandes distancias.
“El juguete es uno de los primeros medios de relación del ser humano, representa
y ofrece a las pequeñas generaciones mundos en miniatura con referencias sociales
y culturales. Son objetos cargados de valores y aspectos culturales, de ideas y de
roles que orientan al juego. Estos hechos se convierten en elementos de una
práctica social que enseña a adaptarse al mundo adulto e informa sobre la
organización ideológica, cultural y mental de las sociedades”. (Martos, 2010, 27).
En los juguetes se integran algunos aspectos que ayudan de una forma u otra a los
niños a hablar, a expresarse, a impulsar su imaginación y sus sentimientos,
13
estimulando nuevas habilidades de pensamiento y la percepción de nuevos
conocimientos en ellos.
En consecuencia, Los problemas sociales en la primera etapa de la vida han llevado
a la búsqueda de nuevas maneras para que los niños lleven una infancia en la cual
desarrollen sus habilidades sociales y comunicativas, esto con el fin de que se
relacionen fácilmente con las demás personas, varios de los factores los cuales
llevan a causar una conducta externalizante, es decir, conductas las cuales los
infantes no se relacionan con las personas que tienen contacto. La superación de
las conductas externalizante se lleva a cabo por varios métodos que se implementan
cuando se observan conductas que ocasionen un alejamiento social.
Los trastornos en la personalidad requieren de un estudio detallado en cada uno de
los factores que estas acarrean según el estudio realizado por C.A. Gadia, R.F.
Tuchman, el cual hace referencia a los trastornos que conllevan a manifestaciones
y modelos de comportamientos agresivos o antisociales. El caso más común son
problemas en el desarrollo de cualidades de interacción social y comunicación con
las personas. los trastornos se identifican en los individuos que presentan baja
empatía o problemas para demostrar el afecto hacia las personas con las que
interactúan, los trastornos pueden llevar a buscar un remplazo en los objetos,
causando una monotonía en su rutina por el temor a experimentar nuevas cosas o
interactuar socialmente.
Este tipo de trastorno causa dificultades en el desarrollo del habla, los
comportamientos pueden tener desarrollo a causa de los genes que afectan el
desarrollo neuronal en los primeros años, aspectos en el modo de vida de la infancia
llevan a desarrollar conductas antisociales por lo cual se ha implementado las
intervenciones terapéuticas, las cuales buscan el cambio en el comportamiento,
14
programas educativos, terapias de lenguaje y comunicación. Además de problemas
sociales los niños pueden inmiscuir conductas agresivas, de hiperactividad, falta de
atención e incluso llegar al punto de hacerse daño a sí mismos, las conductas
pueden perdurar a lo largo de su adolescencia y etapa adulta. Por este tipo de
comportamientos se aplican métodos para dar solución a los trastornos que afecten
a los individuos socialmente, los más usaos es tratar las conductas por terapias,
farmacoterapia, pronóstico de estas conductas u otros tipos de métodos. Se
investiga y estudia para crear nuevas formas para el tratamiento y mejoramiento en
aspectos sociales.
2.2. MARCO CONCEPTUAL
La electrónica es una rama de la ciencia la cual estudia la implementación de
circuitos por medio de fuentes eléctricas para el tratamiento de la información para
llevar a cabo procesos, los procesos son realizados para simplificar trabajos
cotidianos.
Un prototipo es aquel cuya función es determinar si un proyecto es factible o si vale
la pena para la solución de un problema, es decir que a partir de un prototipo se
puede conocer o entender el impacto el cual va a tener el proyecto en el lugar en el
cual se desarrolle.
Un programa es un formato el cual permite dar órdenes a una computadora, los
programas son creados por programadores para la resolución de situaciones que
se presentan en la cotidianidad. La programación puede variar entre computadoras
dependiendo los leguajes preestablecido para determinar las normas con las cuales
funciona. El software es el programa el cual determina las entradas del sistema y
15
los transforma en un lenguaje que la maquina pueda entender (0 y 1, sistema
binario).
Un microcontrolador es un dispositivo para el proceso de información, estos
contienen relojes memorias, puertos de entrada y salida dentro de un espacio
reducido con la finalidad de llevar a cabo el manejo o control de maquinaria entre
estos los más comunes son Arduino y raspberry.
Un Arduino es una herramienta la cual permite el control de máquinas por medio de
un ordenador integrado por medio de un código desarrollado por el creador para la
placa en específico. Las placas permiten la lectura de datos del entorno físico y
reaccionar a los datos obtenidos.
La persistencia de la visión, POV (del inglés persistance of vision), es el fenómeno
que explica cómo captamos el movimiento en general, donde se afirma que toda
imagen perdura en la retina humana una décima de segundo.
Holograma: este término hace relación a un tipo de suceso en el espacio visual
donde se recibe una figura respecto a una luz que aparenta a ser tridimensional por
incluir varios planos al mismo tiempo.
2.3. MARCO LEGAL
Resolución Numero 686 de 2018 (5 marzo 2018)
Reglamento Técnico que deben cumplir todos los juguetes y sus accesorios, que se
fabriquen, importen y comercialicen en el territorio nacional
Norma técnica colombiana NTC-EN 62115 juguetes eléctricos seguridad
16
Esta norma específica los requisitos de seguridad eléctricos para juguetes o
cualquier producto que tengan una función de electricidad, para uso en el juego para
niños menores de 14 años. El objetivo de esta norma es reducir los riesgos cuando
se juega con juguetes, especialmente aquellos riesgos que no son evidentes para
el usuario. Juguetes que aplican dentro de esta norma:
-Juegos de construcción
-Juegos de experimentos
-Juguetes funcionales
Norma técnica NTC EN 71-1 Seguridad de los juguetes Parte 1: Propiedades
Mecánicas y Físicas, ratificada el 13 de abril de 2016.
Regula las características físicas y mecánicas de los juguetes, deben fabricarse de
modo que reduzcan los riesgos de lesiones corporales, y la resistencia mecánica
para soportar tensiones debidas al uso.
Norma técnica NTC EN 71-2 Seguridad de los juguetes parte 2: Requisitos de
inflamabilidad, ratificada el 9 de diciembre de 2015.
Esta norma se utiliza para disminuir los riesgos de quemaduras ligadas al contacto
del niño con el juguete, estos no deben comprender sustancias o preparados que
puedan llegar a ser inflamables.
Norma técnica NTC EN 71-3 Seguridad de los juguetes parte 3: especificación
para la migración de ciertos elementos, ratificada el 17 de febrero de 2016.
Se enfoca en estudiar los químicos en los juguetes y los niveles que estén presentes
en ellos.
Categoría I- materiales secos, frágiles, tipo polvo
Categoría II- materiales líquidos o pegajosos
Categoría III- materiales pintados
17
Para electrónica están las normas:
ISO (International Organization for Standardization), estas son mas para procesos,
en electrónica en el diseño y desarrollo de productos.
ISO 9001. Aplicación de Calibración en el Software ISO. ISOTools Excellence
lEC-International Electrotechnical Commission, para ensayos y certificación de
productos para eléctrica, electrónica y afines.
UL60950 e IEC60950-1: General Requirements for Safety of Information
Technology Equipment
EN 61010 Requerimientos de seguridad para equipo eléctrico de medición, control
y laboratorio.
IPC (Association Connecting Electronics Industries) para placas electrónicas o
circuitos impresos
IPC 620 Requirements and Acceptance for Cable and Wire Harness Assemblies.
IPC 7711/21 Rework, Modification and Repair of Electronic Assemblies
IPC JSTD 001 Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies.
ISO 8124-6 SEGURIDAD DE LOS JUGUETES. CONTENIDO DE FTALATOS
La NTC-ISO 8124 se aplica a juguetes y productos para niños que estén hechos de
plásticos, textiles y recubrimientos, etc. Esta norma nacional ha sido aprobada para
plásticos de cloruro de polivinilo (PVC), poliuretano (PU), y algunos recubrimientos
de pinturas representativas, igualmente podría ser aplicable a otros ésteres de
ftalato y otros materiales de los productos, siempre que se compruebe una
validación adecuada.
NTC EN 62115 SEGURIDAD DE LOS JUGUETES. ENSAYOS DE
ACCESIBILIDAD Y VERIFICACIÓN DE VOLTAJE SEGÚN INSTRUCTIVO.
18
Esta norma específica los requisitos de seguridad eléctricos para juguetes que
tengan al menos una función dependiente de la electricidad, siendo los juguetes
cualquier producto diseñado o claramente destinado, ya sea o no exclusivamente,
para uso en los juguetes por niños menores de 14 años.
2.4. ANTECEDENTES
Este trabajo se relaciona con la investigación planteada, ya que muestra un juguete
sonoro (muv-it) para niños de 4 a 6 años para incrementar habilidades musicales,
cubillos (2011), plantea varios diseños a partir de instrumentos que generan sonido
(arpa, violín trompeta), y el pentagrama para tener en cuenta las notas musicales.
Teniendo en cuenta estos conceptos se decide por un diseño llamativo y coherente
a las expectativas del usuario, donde se propone bocetos con las características y
detalles para la realización del prototipo electrónico. La producción del producto es
el resultado obtenido, donde se gestionan los costos de los materiales, el
ensamblado del juguete y la cantidad de unidades a fabricar. Este proyecto se
relaciona con esta investigación ya que va encaminado a tratar con niños donde el
juguete es su principal atracción.
En el estudio realizado por Gandulfo Manuela y Young, S. (2011). para desarrollar
un juguete para la terapia que logre fomentar la motricidad fina en niños con TEA.
Este juguete ayudará a la integración social de los niños que posean este tipo de
trastornos, la investigación realizada se propuso para conocer la cantidad y las
situaciones de este trastorno en la culpa se identificó un crecimiento del este tipo de
trastornos en 20 años del 600% y aproximadamente por año aumento del 17%.
19
Este aumento ha llevado a la creación de juegos y juguetes los cuales ayuden a que
desarrollar habilidades sociales, a su vez como métodos de enseñanza en los
diferentes aspectos, era investigación muestra un afán por el desarrollo de
tecnología y dispositivos los cuales ayuden a mitigar las conductas y trastornos de
este tipo.
El trabajo realizado por Verónica del Consuelo, David Guanaloisa y otros (2018).
para el desarrollo de una ruleta para que lo desarrollo socioeconómico en niños de
2 a 3 años, realizaron un análisis literario, investigación descriptiva, bibliografía y
observatorio por medio de una muestra de una población. Dicha investigación se
realizó a los padres según el tipo de los juguetes que sus hijos suelen usar y cuáles
son aquellos con los cuales son más entretenidos para los infantes.
Los datos ayudaron a concluir que los padres prefieren un juego que ayude a sus
hijos a desarrollar varias habilidades e imaginación. También ese concluye que
dichos juegos o u guerra son de difícil acceso ya que son muy escasos a lo que se
debería esperar. Según las conclusiones deberá desarrollarse más dispositivos
para los niños que ayuden a fortaleces sus habilidades físicas, mentales y sociales.
El diseño y construcción de una pizarra realizado por Bach Carla, Lorena Sánchez
y otros (2014) busca implementar una pizarra digital la cual sea de bajo costo
basado en sistemas embebidos para que los juguetes puedan llegar a los niños en
cualquier tienda. Para lograr un l desarrollo de este dispositivo se realizó el estudio
de fabricación, estudio de costos para determinar el presupuesto necesario para la
implementación del dispositivo el cual sea bajo el consumo energético, ya que est
llegará a comunidades de poco recurso. El valor del producto logro reducir el para
que pueda ser distribuido en tiendas en sectores que pueda ser comercializado. La
20
disminución del costo ayuda la distribución de prototipos que tengan con finalidad
ayudar de forma social a las comunidades más vulnerables.
El uso de los juguetes mecánicos como un medio para el tratamiento de conductas
antisociales según el trabajo realizado por Jorge Mauricio Ramos chinchín (2018)
describe que los aparatos tecnológicos causan que la población infantil desarrolle
problemas como el sedentarismo y falta de socialización, según el análisis de
estudios realizados en la Escuela Anexa Guayaquil en Quito.
Los juguetes desde la antigüedad han formado gran parte de la esencia de los niños
mejorando habilidades en la imaginación y creatividad desde muy temprana edad.
Los juguetes son una forma esencial en el desarrollo de cada persona por lo cual
dependiendo del tipo de juguete se estructuran aspectos importantes en los
individuos. Los juegos o juguetes se están viendo remplazados por los dispositivos
electrónicos como lo son televisores, videojuegos o computadoras han hecho que
los niños interactúen menos con las personas a su alrededor fomentando las
conductas asociales.
Se buscará desarrollar el prototipo de forma en la cual no ayude a conductas
asociales, sino que por el contrario desarrolle a un contacto con otros niños y
personas para que progresen en sus habilidades sociales y forma de expresase.
Aunque la inserción de las tecnologías ha afectado las relaciones sociales de forma
negativa también la ha afectado de manera positiva como por el ejemplo las
comunicaciones, o el desarrollo de tecnologías las cuales ayudan a socializar por
medio de juegos como es el caso planteado en el estudio de Marc Gallardo Ruiz
(2014) por sistemas de software y hardware implementar juguetes manejados por
21
un sistema de Android y una placa de Arduino interactivo y entretenido para los
niños.
Los sistemas que interactúan a través de señales para mantenerse actualizados
logrando el uso de métodos para mantenerse activos e interesantes hacia el público,
la comunicación entre el individuo el juguete puede ser registrada y analizada de
forma que esto ayude a la evolución del juguete.
El diseño de juguetes mecánicos según Joaquín Bustos (2014) busca la
implementación de un proyecto el cual permita a los niños por medio de diversas
piezas mecánicas las cuales son móviles y desarmables permitiendo descubrir
nuevas alternativas o patrones de cada u juguete. Los juguetes de este tipo permiten
adquirir y desarrollar destrezas manuales y la imaginación.
La madera como un constituyente para la construcción de juguetes, es una de las
mejores opciones ya que al ser material noble permite que los niños interactúen de
forma segura sin riesgos de intoxicación. Aunque en la actualidad la mayor parte de
los juguetes se producen a base de plástico por su práctica manipulación, el plástico
permite la fabricación de objetos pequeños en cambio la madera dificulta en cuanto
se habla de pequeños objetos. Los juguetes dependiendo del material se podrán
desarrollar una estructura según sus características ayudando al desarrollo de cada
juguete según los requisitos necesarios para cada usuario.
Los juguetes no tienen que ser necesariamente mecánicos, en la actualidad los
juguetes se apoyan y avanzan junto a la tecnología para lograr la enseñanza y
permitiendo adquirir habilidades, como los es el prototipo de Edgar Eduardo, el cual
plantea un robot por medio de piezas que permite ser programado creando un reto
para los niños, estos buscaran de diferentes medios o procesos desarrollando su
22
imaginación y análisis. El proceso se basa en la tarjeta Arduino para ser manejada
por medio de Bluetooth.
Los juguetes de este tipo permiten aumentar la curiosidad y desarrollar habilidades
en los niños. De esta forma incentiva a explorar y descubrir nuevos entornos, al ser
un reto buscara dar con la solución con ayuda de las personas de su entorno.
Arduino es de las mejores opciones gracias a su fácil manejo sin embargo también
existen otro tipo de tarjetas para programación como es el desarrollo de juegos
utilizando el SOFT COMPUTING desarrollado por Lissette Salinas Y Edison
Chamarro (2017), el cual implementa un juguete inteligente para enseñar de forma
lúdica y cognitiva, por medio de colores, figuras, cuentos canciones, etc. Un medio
por el cual los niños jueguen y adquieran aspectos por medio de un miniordenador
como la Rasberry.
La tecnología ayuda al desarrollo de juguetes con varias funciones ayudando y
divirtiendo a diversos grupos de niños, por lo cual implementar la tecnología juegos
o juguetes crea diversos medios de entretener a los niños.
La implementación de los robots como habla Jesús Suarez, Nel Garcés y otros
(2017), es una de las mejores formas de enseñanza ya que se desarrollan para la
educación de niños según sus habilidades, diversifica el aprendizaje haciendo que
el estudiante mantenga el interés permitiendo una atención, los estudiantes podrán
evidenciar un fortalecimiento en los procesos de formación y aprendizaje de los
niños y jóvenes.
La integración de tecnología en el aula de clase ayudara adquirir nuevas
competencias de formas dinámicas, por medio de la implementación del robot
23
ayudara a fortalecer las capacidades y a solucionar las debilidades de los individuos
para una educación con mayor calidad.
El trabajo de la elaboración de un juguete didáctico para mejorar la relación en niños
con discapacidad motora o por parálisis cerebral estudiado por Francisco Núñez,
José Ferreyra y otros (2015), describe como por medio de los juegos ayuda a los
infantes que sufre algún tipo de discapacidad a desarrollar las habilidades y a
brindar una mayor interacción con las personas de su entorno. La interacción para
los niños con discapacidades fomenta la autoestima a la vez que adquieren
conocimientos para que los individuos tengan más autonomía y una mejor calidad
de vida.
La mejora de competencias y habilidades por medio de juegos o juguetes brinda
una mayor interacción y más relaciones personales. Este tipo de trabajos
especifican busca dar solución a problemas a cada tipo de problemas que presentan
las personas en el desarrollo de su niñez.
Un estudio que tiene como objetivo promover y prevenir posibles trastornos en niños
entre 5 y 8 años implementado por Mauricio Ricci Calvo (2016) emplea un auto
teledirigido por medio de una raspberry pi para para evaluar varios aspectos en los
niños por medio de la interacción del auto, el auto será programado para detectar
las interacciones del niño con el juguete. Los profesionales como terapeutas y
psicólogos con ayuda de esta información evalúan los comportamientos de los
niños. Al recoger esta información por medio de un objeto del agrado del infante se
tomarán datos más verídicos ya que el niño no estará bajo presión de una situación.
La información llega a ser almacenada y por medio de la información detectar los
comportamientos que se relaciones con trastornos en la personalidad de los niños
24
Conocer como la terapia ocupacional logra por medio de juegos y juguetes intervenir
en el desarrollo de la población infantil y más cuando estos manifiestan algún tipo
de discapacidad, Adriana Losada Gómez (2006). Describe que, cuando un niño
presenta una discapacidad, por medio de un juego o juguete se le permite
desarrollar habilidades según las características utilizadas en implementación del
juego o juguete, logrando de esta forma suplir las necesidades de cada uno de los
usuarios.
Adicionalmente se les confiere diferentes características dependiendo de la edad y
desarrollo de los niños, esto con el fin de desarrollar competencias sociales,
habilidades individuales y el mejoramiento en la concentración de los niños.
Los juguetes didácticos y los juegos dinámicos logran desde la primera etapa de la
vida de cada individuo desarrollar las diferentes capacidades y el modo de evolución
de su aprendizaje y la parte cognitiva de los infantes. Es decir, que logran
desempeñar y mejorar al sujeto en los diferentes campos educativos, también en
aspectos sociales entre otros.
Por lo tanto, el diseño de los juguetes para niños con o sin discapacidad es de vital
importancia, debido a que estos ayudan por medio de su versatilidad a que este
tenga diversas interacciones, cumpliendo así con una seria de reglas y normas en
cada uno de los materiales, bocetos y creaciones de estos, para evitar peligros a la
comunidad a la cual va dirigida el implemento. En el caso de los niños con
discapacidad es mejor la orientación del pediatra para el uso de los dispositivos
debido a que el desarrollo de los niños se verá afectado según las características
del juguete. Conocer esta información ayuda a centrar las características de los
juguetes tomando en cuenta las necesidades, usos, hábitos y particularidades de
cada grupo de los cuales tendrán acceso a este tipo de dispositivos.
25
2.5 MARCO INSTITUCIONAL
Los siguientes aspectos institucionales fueron tomados de la página web oficial de
la universidad cooperativa de Colombia:
(https://www.ucc.edu.co/institucion/Paginas/historia.aspx)
La universidad cooperativa de Colombia es una Institución MULTICAMPUS que
aporta a la construcción del conocimiento, apoya el desarrollo competitivo del país
y busca mejorar la calidad de vida.
La universidad pertenece al sector solidario, su propósito va hacia el desarrollo de
capacidades en las personas que se benefician de los servicios y de los sectores
sociales. Entre sus objetivos se promueve la formación de profesionales con
óptimos criterios para canalizar la participación y reformar la sociedad para el bien
de todos, es abierta y condescendiente, comprende los cambios y se ajusta a ellos
de manera crítica, serena y analítica.
Adicionalmente, practica la Responsabilidad Social Universitaria, admitiendo un
acuerdo institucional para fomentar el cuidado y difusión de ambientes naturales y
sociales sanos e íntegros, con la certeza de que un mundo mejor se construye con
la participación de todos.
La Universidad Cooperativa de Colombia, se orienta por los siguientes valores:
La Solidaridad, que es uno de los valores institucionales para la educación de
personas con responsabilidad social.
La Equidad, donde se muestra el ofrecimiento de sus servicios sin distinción de raza,
credo o procedencia social.
26
El Respeto a la Diversidad, fundamentado en la convicción de la diversidad del ser,
como elemento que impulsa el desarrollo donde se ve involucrado el pluralismo y la
tolerancia.
La Libertad, como valor intrínseco a la humanidad para explorar la realidad sin
ningún impedimento.
2.5 Políticas de investigación facultad de Ingeniería
La Facultad de Ingeniería de La Universidad Cooperativa de Colombia y sus
Programas de Ingeniería Electrónica e Ingeniería de Telecomunicaciones, realizan
el proyecto social “Clínica de Juguetes”. Esta práctica se basa en el diagnóstico,
reparación y donación de juguetes a instituciones no gubernamentales, colegios
jardines de Bienestar Familiar y organizaciones comunitarias que contribuyen en la
educación y protección a niños vulnerables.
La Clínica de Juguetes surgió en el año 2008 como un proyecto de aula, diez años
después (2018), se presenta como un proyecto de investigación ante el Comité
Nacional para el Desarrollo de la Investigación (Conadi) de la Universidad
Cooperativa de Colombia con el nombre de “Semillero de Investigación en
Ingeniería para el Rediseño, Reciclaje y Reutilización de Juguetes” (SIIR3J) , a fin
de evaluar el impacto académico, social y ambiental de esta iniciativa. Dentro de
este semillero de investigación, se realizan varios proyectos incluido este, un
aplicativo web el cual pretende medir el impacto ambiental, académico y social de
la clínica de juguetes en la comunidad, buscando sistematizar toda la información
que se genera en la clínica de juguetes, registrando al juguete, diagnosticar y que
reparación se le hizo al juguete.
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2.6. MARCO AMBIENTAL
Cuando se utiliza el plástico, los desechos de los materiales deben ser triturados y
posteriormente ser reutilizados, esto significa menos desperdicio y ahorro en la
materia prima. La fabricación y el mecanizado de moldes generan residuos que
pueden ser clasificados como tóxicos y dañinos estos no se deben ser arrojados a
la basura, se deben manejar como residuos tóxicos.
Según José Manuel Veiga (2019) los juguetes con pilas incluyen metales que son
nocivos para la salud, como por ejemplo el mercurio, el cadmio y el plomo,
ocasionalmente no aportan un valor especial. Cuando se compra un juguete con
pilas, si se agotan, hay que depositarlas en recipientes especiales para impedir que
lleguen a contaminar el medio ambiente y así se facilite su reciclaje, como
alternativa se recomendaría usar pilas recargables con un cargador que aproveche
la luz solar.
Los niños también pueden crear sus propios juguetes a partir de materiales
ecológicos y caseros que despiertan su imaginación. Cuando ya no los necesiten,
deberían reutilizarlos y donarlos a quien pueda jugar con ellos, o por el reciclaje, si
se han dañado.
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3. METODOLOGIA
3.1. TIPO DE INVESTIGACION
Esta investigación es un estudio exploratorio, se concluyó debido a la escasa
información relacionada. Las investigaciones encontradas generalizan demasiado
o pertenecen a temáticas diferentes en el análisis se organizó y descarto artículos
o investigación, debido a que se realiza una búsqueda para determinar estudios y
artículos relacionados con la temática, el análisis de la información permitirá conocer
los aspectos y problemas. Para obtener información que permita el desarrollo e
implementación de un dispositivo para el megaproyecto de “validación de un
prototipo tecnológico para la estimulación de habilidades de reconocimiento
emocional en niños con problemas de conductas externalizante”.
3.1.2. POBLACIÓN
El dispositivo está dirigido a niños de 9 a 10 años en la ciudad de Bogotá.
3.2. TÉCNICAS PARA EL DISEÑO, SIMULACIÓN Y DISEÑO DEL PROTOTIPO
TECNOLÓGICO
Considerando la justificación metodológica definida en el numeral 1.3.3 del presente
estudio, así como las fases de desarrollo para el desarrollo del prototipo tecnológico,
a continuación, se establece la metodología, las actividades y los productos que se
obtendrán, con el desarrollo del presente estudio:
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3.2.1. FASE DE DISEÑO
En esta etapa se procedió a establecer el diseño del prototipo según características
dadas por el área de psicología de la universidad cooperativa de Colombia, para
que sean llamativas a los niños. Donde se utilizaron elementos electrónicos de
programación como el Arduino, para las establecer las funciones que cumplirá el
juego.
Características del juguete para promover el desarrollo social:
Participación, se espera que los miembros de un determinado grupo de niños
participen ya que el juego cuenta con interacciones y efectos, con luces y sonidos
para que sea llamativo e interesante, Donde se organizaran a manera de mesa
redonda, se participara por turnos.
Comunicación y la interacción amistosa, el juguete implica que los miembros del
grupo se escuchen, dialoguen, y tomen decisiones esto con el fin de hallar solución
a las situaciones que sean implantadas por el juego las cuales influirán en la trama
de la partida, donde se estimulan la interacción amistosa, y la expresión de
sentimientos positivos con relación a los otros.
Cooperación, los niños deben estar asociados, de tal manera que cada uno de ellos
logre el objetivo, es decir compartir con los demás
Divertido, los niños se divertirán interactuando de manera positiva y constructiva
con los demás compañeros de grupo.
Dadas estas características para la interacción con los demás, se procede con el
diseño de características físicas y diseño exterior del prototipo (color, tamaño).
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Características físicas:
-Ruleta interactiva: se fabricó una ruleta con leds donde se aplicó parte del
adecuamiento electrónico y funciones lógicas (programación) a las variables dadas
anteriormente, planteándose las situaciones o instrucciones para que dichos
participantes las ejecuten.
-Holograma: se estableció hacer un holograma o sistema POV (persistence of
visión) para visualizar una serie de palabras que serán digitadas por uno de los
participantes mediante una aplicación móvil.
MATERIALES- PARTE HOLOGRAMA
- Una tarjeta Arduino Uno
- Un Módulo de Bluetooth HC-05
- 8 leds color Azul
- 8 resistencias de 220 ohms
- 1 Resistencia de 10K.
- 1 batería de 9V.
- 1 motor para colocar el circuito.
- Cables de conexión.
MATERIALES- PARTE RULETA
- Una tarjeta Arduino mega
- 2 Botones
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- 19 LED PIXEL Sw 2811
- Superficie plástica Azul (base ruleta)
- Fuente alimentación para ARDUINO
- Cables de conexión
Diseño del Prototipo
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Fig. 1 (Diseño en 3D Fusion 360)
3.2.2. FASE DE SIMULACIÓN Y VALIDACIÓN
Para esta fase se implementan los circuitos del prototipo en un sistema de
simulación, como Proteus, para validar el funcionamiento de estos. (Véase en
Anexo 1). El prototipo debe ser resistente por eso se debe hacer una validación de
análisis de fallos, de supervivencia y ciclo de vida del prototipo.
3.2.3. FASE ELABORACION DEL PROTOTIPO FÍSICO
Luego de haber probado y simulado los circuitos se procede a el Ensamble, donde
irán conectados todos los componentes electrónicos a la estructura física del
prototipo. (véase en Anexo 2).
Funcionamiento del holograma- sistema POV : Cuando el motor gira, los leds que
han sido programados para que parpadeen rápidamente, muestran un mensaje o
palabra “flotando” en el aire.
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El circuito se alimentó por una batería porque va a estar girando constantemente.
Las conexiones del bluettooth con el Arduino son cruzadas, es decir, el Tx del BT
va con el Rx del Arduino, y el Rx del BT va con el Tx del Arduino.
Funcionamiento de la ruleta: La ruleta se compone de una tira de leds RGB
programados para que giren alrededor del holograma y unos botones para accionar
el giro, al lado de cada led se agrega un número para indicar la posición en la que
se detendrá el led. (Véase en anexo 3).
Por medio de la Aplicación móvil conectada al holograma se mostrarán todas las
palabras que deseen y de algún tema en específico que se define antes de iniciar
el juego.
De acuerdo con el número en que se detenga se elegirá una palabra que será
visualizada en el holograma, para cada palabra se le pedirá realizar una acción,
imitación, interpretación, dibujo, etc., Y así de esta manera se continua por turnos,
donde se podrán reunir de 2 a 4 niños.
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CONCLUSIONES
El juego en la primera infancia es una parte fundamental en el desarrollo de todo
niño donde aprende a pensar, a socializar, a resolver problemas, y lo más
importante, a divertirse. Al concluir este proyecto investigativo se pueden identificar
varios aspectos importantes a la hora de realizar un juguete cooperativo, en el cual
se disminuyen los actos violentos, y los participantes se entienden e identifican con
el compañero. El prototipo conecta a los niños con su imaginación, su entorno y con
su familia, permitiendo rescatar valores y aumentar la comunicación en la resolución
de problemas.
Además de ser divertido facilita examinar la conducta humana al provocar
emociones que provienen del carácter de los niños, apoyar a los demás es un acto
que se despierta a muy temprana edad, favoreciendo un ambiente de aprendizaje
por medio de la cooperación para alcanzar un objetivo. Los niños establecen su
comportamiento en hábitos solidarios con sus compañeros, así mismo inician a
respetar su opinión y aportan soluciones a problemas entre ellos, evitando que se
tornen más egoístas e irrespetuosos.
El prototipo también es una herramienta educativa para el niño, la formación lúdica
y recreativa los enfoca a realizar muchas cosas favorables y significativas, es una
herramienta útil, fácil de utilizar, y en donde la enseñanza se desarrolla por medio
de la tecnología. Adicionalmente este prototipo puede usarse en colegios, jardines
y organizaciones que contribuyen en la educación y protección de niños vulnerables.
Por último, cabe resaltar que los aportes dados por este prototipo van más allá de
la diversión, favorecen a captar ciertas habilidades, y al desarrollo de valores que
podrán aplicar en su vida.
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