Diseñadores, ingenieros e informáticos crean soluciones que resuelven problemas todos los días. En esta unidad de Desfile de Carrozas, los estudiantes utilizarán el Proceso de Diseño de Ingeniería para resolver un problema auténtico. Los estudiantes explorarán cómo diseñar, construir y codificar una carroza robótica autónoma para navegar a través de un laberinto que imita los obstáculos del mundo real de una ruta de desfile.
¿Qué es una carroza de desfile?
Un desfile es un grupo grande o pequeño de personas que caminan juntas y, a menudo, van vestidas con disfraces seguidas por bandas de música y carrozas. Una carroza de desfile es una plataforma decorada, ya sea construida sobre un vehículo o remolcada detrás de uno. Los desfiles suelen realizarse durante un día festivo o para honrar a alguien y, por lo general, son una celebración de algún tipo.
Iteración
Iteración se define como el acto o proceso de repetición. Para nuestros propósitos, la iteración es el ciclo de diseño cíclico y sistemático en el que se planifican, construyen, prueban y mejoran productos hasta que resuelven efectivamente un problema de ingeniería. La iteración es la parte del EDP donde se crean prototipos, se prueban, se refinan y se vuelven a crear prototipos de productos hasta que cumplan con los criterios establecidos por el equipo de diseño. Iterar es mejorar el diseño de su producto.
En esta unidad, los estudiantes darán vida al primer diseño de su carroza, participarán en debates sobre el diseño y cómo mejorarlo. Harán modificaciones, probarán y refinarán nuevamente, repitiendo este ciclo o iterando, hasta que estén satisfechos con el diseño y cumpla con los requisitos del proyecto.
El proceso de diseño de ingeniería
Los estudiantes utilizarán el Proceso de Diseño de Ingeniería (EDP) para diseñar y construir una carroza de desfile. El EDP es una serie de pasos que siguen los ingenieros para encontrar soluciones a los problemas. A menudo, la solución implica diseñar un producto que cumpla ciertos criterios o realice una determinada tarea.
El PDE se puede dividir en los siguientes pasos: DEFINIR → DESARROLLAR SOLUCIONES → OPTIMIZAR.
- Definir problemas de ingeniería implica plantear el problema a resolver lo más claramente posible en términos de criterios de éxito y restricciones o límites.
- El diseño de soluciones a problemas de ingeniería comienza generando un número de soluciones posibles diferentes y luego evaluando las soluciones potenciales para ver cuáles cumplen mejor con los criterios y restricciones del problema.
- La optimización de la solución de diseño implica un proceso en el que las soluciones se prueban y perfeccionan sistemáticamente y el diseño final se mejora intercambiando características menos importantes por aquellas que son más importantes.
El EDP es de naturaleza cíclica o iterativa . Es un proceso de fabricación, prueba, análisis y refinamiento de un producto o proceso. Según los resultados de las pruebas, se crean nuevas iteraciones y se continúan modificando hasta que el equipo de diseño esté satisfecho con los resultados.
En esta unidad, los estudiantes utilizarán el EDP para idear, planificar y construir una carroza robótica para un desfile. Después de una construcción inicial, los grupos probarán y mejorarán el diseño de su flotador para cumplir con los criterios y restricciones de diseño.
¿Qué es el pseudocódigo?
Pseudocódigo es una notación abreviada para codificación que combina descripciones de código verbales y escritas.
A menudo, los estudiantes pueden "adivinar y comprobar" el camino para encontrar una solución. Sin embargo, esto no les permite desarrollar una comprensión conceptual de los conceptos de codificación. La escritura de pseudocódigo ayuda a los estudiantes a ir más allá de una comprensión superficial de la codificación, hacia una comprensión más conceptual. El pseudocódigo requiere que los estudiantes piensen conceptualmente sobre su solución de codificación antes de comenzar a codificar. Los profesores deben discutir el pseudocódigo con los estudiantes preguntándoles:
- ¿Qué quieren que logre su proyecto?
- ¿Cómo vas a desglosar la intención o el objetivo del proyecto en declaraciones breves y específicas?
En este ejemplo, si se pidiera a los estudiantes que crearan un pseudocódigo para querer que el robot avance, detecte una pared, gire a la derecha y luego avance nuevamente, sería el siguiente:
- Mueva el robot hacia adelante hasta que esté a 50 mm de una pared.
- detener el robot
- Gira el robot 90 grados.
- detener el robot
- Avanzar 600 mm
Una vez que se crea un pseudocódigo, los estudiantes crearán el código para indicarle al robot cómo completar con éxito cada paso de su pseudocódigo.
Descomposición
La descomposición implica descomponer un problema complejo en comportamientos que son más manejables y fáciles de entender. Dividir el problema en partes más pequeñas significa que cada parte puede examinarse con más detalle y resolverse con mayor facilidad. Por ejemplo, si un estudiante quiere que su robot se mueva en un cuadrado, deberá dividirlo en comandos más pequeños. Es importante que los estudiantes practiquen refinar el proceso de desglose, ya que es posible que al principio no descompongan los comandos en componentes más pequeños:
| Mover en un desglose cuadrado 1 | Mover en un desglose cuadrado 2 | Mover en un desglose cuadrado 3 |
|---|---|---|
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Secuenciación
Secuenciación es el orden específico en el que se realizan comportamientos en un algoritmo o conjunto de instrucciones. Una acción o evento conduce a la siguiente acción ordenada en una secuencia. La secuenciación es importante para que los estudiantes puedan codificar sus robots correctamente.
Para decirle a un robot exactamente y con precisión cómo moverse, se necesitan tanto la descomposición como la secuenciación. Primero, el problema, como por ejemplo cómo navegar por un laberinto, se descompondrá en incrementos y comportamientos más pequeños. Luego, una vez identificados estos comportamientos, es necesario organizarlos en la secuencia correcta. Esto es importante porque el robot sólo se moverá exactamente como está codificado.
Los estudiantes codificarán su carroza para moverse a través de un laberinto de desfile. Tendrán que secuenciar los comandos de su proyecto para que su carroza se mueva hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha en el orden correcto para navegar por el laberinto del desfile.
¿Qué es VEXcode GO?
VEXcode GO es un entorno de codificación que se utiliza para comunicarse con los robots VEX GO. Los estudiantes usan la interfaz de arrastrar y soltar para crear proyectos VEXcode GO que controlan las acciones de sus robots. El propósito de cada bloque se puede identificar mediante señales visuales como su forma, color y etiqueta.
En esta unidad se utilizarán los siguientes bloques VEXcode GO:
[Drive for] - mueve la transmisión hacia adelante o hacia atrás durante una distancia determinada. Elija en qué dirección se moverá la transmisión y establezca qué tan lejos se moverá ingresando un valor en el óvalo.
[Girar para] - gira el tren motriz hacia la izquierda o hacia la derecha una cantidad determinada de grados. Elija la dirección en la que girará la transmisión y establezca qué tan lejos se moverá ingresando una cantidad de grados en el óvalo.
[Esperar] : espera un período de tiempo específico antes de pasar al siguiente bloque.
[Comentario] : permite a los programadores escribir información para ayudar a describir su proyecto. Los comentarios no cambian el proyecto ni los bloques que lo rodean.
[Girar para] - hará girar un motor en una dirección determinada durante una distancia determinada desde donde se encuentra actualmente.
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De forma predeterminada, otros bloques esperarán hasta que el motor termine de moverse. Puede seleccionar la flecha para expandir "y no esperar"; esto hará que otros bloques continúen funcionando mientras el motor o el grupo de motores se mueve.
Para comenzar a usar VEXcode GO en su salón de clases, descargue la aplicación VEX Classroom en el dispositivo de un maestro, luego siga los pasos del artículo Uso de la aplicación VEX Classroom para aprender cómo actualizar el firmware de GO Brain, cambiar el nombre y ubicar GO Brains, y monitorea las Baterías de GO Brains en tu salón de clases. Para obtener más información sobre VEXcode GO, visite la sección de VEXcode GO de la Biblioteca VEX de VEX Robotics.