Nueva interfaz de programación de robots móviles para talleres de Robótica Educativa

• Autores: Caccavelli, Javier Ezequiel
• Año de publicación: 2012
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de grado
• Colaborador/a o director/a de tesis: De Cristóforis, Pablo Esteban; Pedre, Sol
• Materia: ROBOTICA EDUCATIVA; INTERFAZ DE PROGRAMACION DE ROBOTS; ROBOTICA BASADA EN COMPORTAMIENTOS; EDUCATIONAL ROBOTICS; ROBOT PROGRAMMING INTERFACE; BEHAVIOURBASED ROBOTICS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La Robótica Educativa se propone utilizar la robótica como un recurso didáctico que permita a los alumnos construir su propio conocimiento, de una forma práctica y movilizadora, donde sean creadores e investigadores y no sólo consumidores de conocimientos. Uno de los objetivos de la Robótica Educativa es ayudar a los alumnos en la construcción de sus propias representaciones y conceptos de la ciencia y la tecnología, a través del uso, manejo y control de entornos robotizados. Para lograr este objetivo es fundamental contar con una interfaz adecuada que permita a los alumnos sin experiencia previa interactuar con robots de una manera rápida y sencilla. En este trabajo presentamos el desarrollo del ERBPI (Easy Robot Behaviour Programming Interface), una nueva interfaz de programación de robots móviles que no requiere del usuario ninguna experiencia previa en programación ni robótica. Para lograr esto, abandonamos el paradigma de programación imperativa y adoptamos un enfoque basado en comportamientos. De esta forma, la nueva aplicación hace uso del paradigma conexionista, donde los comportamientos se definen estableciendo conexiones configurables entre los sensores y actuadores del robot. Por otra parte, los distintos comportamientos se pueden conectar entre sí mediante una arquitectura de subsunción. Esta arquitectura se representa mediante una máquina de estados finitos, donde cada estado representa un comportamiento y cada transición un cambio de comportamiento. Dichas transiciones se activan cuando se cumplen determinadas condiciones asociadas a las acciones y percepciones del robot o a ciertas condiciones de contexto. El ERBPI está diseñado para trabajar con diferentes tipos de robots y simuladores, abstrayendo los distintos sensores, actuadores, comandos y protocolos de comunicación que posee cada plataforma, haciendo posible añadir fácilmente nuevos robots o simuladores. Las experiencias didácticas realizadas en distintos cursos y talleres con alumnos de la escuela media nos han permitido poner a prueba el ERBPI como una valiosa herramienta didáctica para la Robótica Educativa.
Educational Robotics uses robots as a didactical resource to help students build their own knowledge, in a practical and moving way, being creative and explorers instead of only consumers of knowledge. One of the aims of Educational Robotics is to help students build their own representations and concepts of science and technology by using and controlling robotic environments. To achieve this goal it is vital to have an adequate interface that allows inexperienced students to interact with robots in an quick and easy manner. In this work we present the development of ERBPI (Easy Robot Behaviour Programming Interface), a new interface that does not require any previous programming or robotic experience to program mobile robots. To accomplish this, we abandon the imperative programming paradigm and take a behaviour-based approach. The new application takes ideas from the connectionist paradigm, dening behaviours by establishing congurable connections between sensors and actuators. Moreover, dierent behaviours can be connected using a subsumption architecture. This architecture is modeled using a state machine, where each state represents a behaviour and each transition a change of behaviour. Transitions are activated when particular conditions associated to the environment or the robot's actions or perceptions are met. ERBPI is designed to work with a variety of robots and simulators, abstracting the dierent sensors, actuators, commands and communication protocols of each robotic platform, making it easy to add new robots or simulators. Didactical experiences in dierent courses and workshops with middle school students enabled us to test ERBPI as a valuable tool for Educational Robotics.
Fil: Caccavelli, Javier Ezequiel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.