Fondo
Los diseñadores, ingenieros y científicos informáticos crean soluciones que resuelven problemas todos los días. En esta unidad de carrozas de desfile, los estudiantes utilizarán el proceso de diseño de ingeniería para resolver un problema auténtico. Los estudiantes explorarán cómo diseñar, construir y codificar una carroza de desfile 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 pequeño de personas que caminan juntas y a menudo van vestidas con disfraces, seguidas por bandas de música y carrozas. A parade float is a decorated platform, either built on a vehicle, or towed behind one. Los desfiles a menudo se celebran en días festivos o para honrar a alguien, y suelen ser una celebración de algún tipo.
Iteración
La iteración se define como el acto o proceso de repetir. Para nuestros propósitos, la iteración es el ciclo de diseño sistemático y cíclico en el que se planifican, construyen, prueban y mejoran los productos hasta que resuelven eficazmente un problema de ingeniería. La iteración es la parte del EDP donde los productos se prototipan, se prueban, se refinan y se prototipan nuevamente hasta que cumplen con los criterios establecidos por el equipo de diseño. Iterar es mejorar el diseño de tu producto.
En esta unidad, los estudiantes darán vida al primer diseño de su carroza, participarán en un debate 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 determinados criterios o realice una determinada tarea.
El EDP se puede dividir en los siguientes pasos: DEFINIR → DESARROLLAR SOLUCIONES → OPTIMIZAR.
- Definir problemas de ingeniería1 implica plantear el problema a resolver lo más posible en términos de criterios de éxito y restricciones o límites.
- El diseño de soluciones a problemas de ingeniería comienza con la generación de varias soluciones posibles diferentes y luego se evalúan las soluciones potenciales para ver cuáles cumplen mejor con los criterios y las limitaciones del problema.
- Optimizar la solución de diseño implica un proceso en el cual las soluciones se prueban y refinan sistemáticamente y el diseño final se mejora intercambiando características menos importantes por aquellas que son más importantes.
The EDP is cyclic or iterative in nature. Es un proceso de fabricación, prueba, análisis y perfeccionamiento de un producto o proceso. Con base en los resultados de las pruebas, se crean nuevas iteraciones y continúan modificándose hasta que el equipo de diseño esté satisfecho con los resultados.
En esta unidad, los estudiantes usarán el EDP para idear, planificar y construir una carroza de desfile robótica. 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?
El pseudocódigo es una notación abreviada para codificación que combina descripciones verbales y escritas del código.
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 pasar de una comprensión superficial de la codificación a una comprensión más conceptual. El pseudocódigo requiere que los estudiantes piensen conceptualmente sobre su solución de codificación antes de comenzar a codificar. Los profesores deberían discutir el pseudocódigo con los estudiantes preguntándoles:
- ¿Qué quieren lograr con 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 crear un pseudocódigo para querer que el robot se mueva hacia adelante, detecte una pared, gire a la derecha y luego avance nuevamente, sería el siguiente:
- Conduce el robot hacia adelante hasta que esté a 50 mm de una pared.
- Detener el robot
- Gira el robot 90 grados
- Detener el robot
- Conducir hacia delante 600 mm
Una vez creado un pseudocódigo, los estudiantes crearán el código para indicarle al robot cómo completar con éxito cada paso de su pseudocódigo.
Descomposición
La descomposición implica dividir un problema complejo en comportamientos que sean 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, necesitará dividirlo en comandos más pequeños. Es importante que los estudiantes practiquen el perfeccionamiento del proceso de descomposición, ya que es posible que al principio no puedan dividir los comandos en componentes más pequeños:
| Muévete en un desglose cuadrado 1 | Muévete en un desglose cuadrado 2 | Muévete en un desglose cuadrado 3 |
|---|---|---|
|
|
|
Secuenciación
Secuenciación es el orden específico en el que se realizan los 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 indicarle a un robot con exactitud y precisión cómo moverse, se necesitan tanto la descomposición como la secuenciación. En primer lugar, 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 se moverá exactamente como esté codificado.
Los estudiantes codificarán su carroza del desfile para moverse a través de un laberinto de desfile. Necesitarán secuenciar los comandos en 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 utilizan 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 utilizando señales visuales como su forma, color y etiqueta.
En esta unidad se utilizarán los siguientes bloques VEXcode GO:
[Conducir por] - mueve el tren motriz hacia adelante o hacia atrás por una distancia determinada. Elija en qué dirección se moverá el tren motriz 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 el tren motriz y establezca qué tan lejos se moverá ingresando un número de grados en el óvalo.
[Esperar] - Espera una cantidad de tiempo específica 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 por] - hará girar un motor en una dirección determinada durante una distancia determinada desde donde se encuentra actualmente.
- De forma predeterminada, los demás bloques esperarán hasta que el motor termine de moverse. Puede seleccionar la flecha para expandir "y no esperar"; esto hará que otros bloques continúen ejecutándose 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 en el Usando la aplicación VEX Classroom artículo para aprender cómo actualizar GO Firmware Brain, cambie el nombre y ubique GO Brains, y monitoree las baterías de GO Brains en su salón de clases. Para más información sobre VEXcode GO, visite el Sección VEXcode GOde la Biblioteca VEX de Robótica VEX.