Complejidad de programación
Los robots pueden diseñarse para realizar una amplia gama de tareas. Algunas de estas tareas son muy sencillas, como abrir una puerta automática. Otros pueden ser mucho más complejos, como un coche autónomo que navega en un entorno urbano. No importa cuán compleja sea la tarea, se puede dividir en tareas más simples. Estas tareas se conocen como comportamientos y son los componentes básicos de la programación robótica.
Un comportamiento es una forma en que actúa un robot y puede variar en complejidad dependiendo de cómo esté construido o programado el robot. Un robot móvil simple como el VEX V5 Speedbot solo tiene dos motores, mientras que el Clawbot tiene cuatro motores, incluidos dos motores adicionales para Arm y Claw. Los comportamientos de ambos robots implicarán girar esos motores para lograr los objetivos establecidos. Con más diseño y programación, puede comenzar con este comportamiento simple y realizar comportamientos más complejos.
A continuación se muestra una lista de comportamientos de robots que van de simples a complejos tanto para Speedbot como para Clawbot. Entre paréntesis, puedes ver los comportamientos más simples que componen cada uno.
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Girar un motor asignado a un puerto determinado
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Conduzca hacia adelante (gire los motores izquierdo y derecho usando el tren motriz)
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Viaje 5 metros (conduzca hacia adelante y luego deténgase)
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Agarra un objeto distante (viaja 2 metros, gira el motor de la garra para agarrarlo)
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Recuperar un objeto y colocarlo en un estante alto (agarra un objeto distante, gira, recorre 2 metros, usa los motores del brazo y la garra para levantar y soltar el objeto)
Puedes ver cómo puedes deconstruir cualquiera de los comportamientos más complejos en comportamientos más simples. Estos se convierten en los pilares de cualquier tarea compleja.
Consejos para profesores
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Indique a los estudiantes que divida los comportamientos complejos del robot en pasos más pequeños y simples. Este proceso se conoce como descomposición.
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Explique a los estudiantes que descomponer (descomponer) comportamientos complejos en tareas más simples es una parte importante de la planificación y programación.
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Permita que los estudiantes ejecuten sus proyectos autónomos si hay suficiente tiempo de clase.
Amplíe su aprendizaje
Para conectar esta actividad con el pensamiento computacional y la descomposición, pida a los estudiantes que planifiquen o enumeren los pasos de comportamiento que un robot llevaría a cabo para completar las actividades a continuación:
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Actividad Uno: Recorrer 1 metro y regresar al punto de partida.
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Actividad dos: voltea una caja ubicada a 60 cm frente al robot.
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Actividad tres: Coge un objeto, sacúdelo, recorre 30 cm, coloca el objeto en el suelo y regresa al punto de partida.
Motivar la discusión
Los estudiantes deben compartir los pasos de comportamiento que enumeraron para las actividades de Amplíe su aprendizaje arriba. Cada una de las siguientes preguntas se puede formular después de cualquiera o todas las actividades.
P: ¿Qué pasos o comportamientos enumeró cada grupo? completar exitosamente esta actividad?
A: Los estudiantes deberán considerar la distancia que debe recorrer el robot y el movimiento y la velocidad del brazo, además de enumerar los comportamientos simples del robot necesarios para completar la actividad o tarea (conducir hacia adelante, hacia atrás, girar hacia la izquierda o hacia la derecha). ). Los estudiantes deben crear sus listas de comportamientos para que cada paso esté representado.
P: ¿Cuáles fueron las similitudes y diferencias entre las soluciones? (listas de pasos) para esta actividad?
A: Los estudiantes harán comparaciones basadas en sus soluciones. Un diagrama de Venn podría ser una buena manera de organizar los pasos que comparten los estudiantes. Si la mayoría de los estudiantes nombran un paso en particular, agréguelo al centro donde se superponen los círculos. Si solo uno o varios estudiantes mencionan un paso en particular, agréguelo a un círculo u otro. Cuando termine, los pasos en el centro deberían ser confiablemente simples y no se pueden desglosar más, mientras que los pasos enumerados en solo uno de los círculos probablemente no sean tan simples como podrían ser. Sin embargo, este patrón podría revertirse dependiendo de la experiencia de la clase en dividir comportamientos complejos en sus pasos más simples.
P: ¿Hubo similitudes con las soluciones exitosas? Si es así, ¿qué son ellos?
A: Las soluciones más exitosas fueron aquellas que incluyeron la mayor cantidad de detalles y especificidad. El robot está programado en un lenguaje con comportamientos muy específicos que se han desglosado en sus componentes más pequeños. Por ejemplo, podría ser común decir que un robot "recorre 1 metro y regresa al punto de partida", pero esa descripción de alto nivel no se traduce fácilmente al programar. Tienes que desglosarlo más: avanza 1 metro, gira 180 grados y avanza 1 metro. Pero incluso eso puede no ser lo suficientemente preciso y necesita este nivel de detalle para estar listo para la programación: configure la velocidad de transmisión y de giro al 40%, avance 1 metro, espere 3 segundos, gire a la izquierda 180 grados, espere 1 segundo y avance 1 metro. Cuanto más desglosemos comportamientos complejos para convertirlos en comportamientos de robots listos para la programación, mejor preparados estaremos para completar un proyecto.