Development of a set of mobile robots for basic programming experimentation

Abstract

Mobile robots platforms are being used in different Educational contexts such as primary, middle and high school levels of education. A review of the state of the art shows that 197 papers have been published in this field of knowledge over the last 10 years [1]. Nowadays, Latin America faces a serious problem regarding student enrollment in engineering programs with a ratio of one graduated Engineer per every 4500 to 10000 people [2] depending on country. In Colombia, the SPADIES program [3] states that an important aspect of the dropout was due to the lack of motivation and interaction of students with real artifacts that linked the theory and the practice. In this work, a set of programmable mobile robots were developed considering different levels of knowledge, as a tool for basic programming experimentation. The set of mobile robots embodies sensors for proximity, line, light, inertial, and vision. Moreover, this set also incorporates tools such as Bluetooth, LEDs-ring and, a mechanical support for an erasable marker. This set of mobile robots consolidates a hands-on tool to introduce students to Science, Technology, Engineering and Math. The results reported in this paper show the mobile robots functionality when they are programmed using different levels of complexity.Las plataformas de robots móviles se usan contextos educativos a nivel de básica primaria, secundaria y a nivel universitario. Una revisión del estado del arte muestra que 197 artículos han sido publicados en esta área de conocimiento en los últimos 10 años [1]. Actualmente, América Latina enfrenta serios problemas en la inscripción de estudiantes en los programas de Ingeniería, registrando un graduado en Ingeniería por cada 4500 a 10000 personas [2] dependiendo de cada país. En Colombia, el programa SPADIES [3] afirma que la falta de motivación e interacción con artefactos reales relacionando la teoría y la práctica es un aspecto importante en la deserción. En este trabajo, se desarrolló un conjunto de robots móviles programables para personas con diferentes niveles de conocimiento, como una herramienta para la experimentación en programación básica. El conjunto de robots móviles incorporan sensores de proximidad, línea, luz, inerciales y visión; también los robots integran herramientas tales como Bluetooth y un anillo de LEDs son incluidos, y un soporte mecánico para un marcador borrable.  Estos robots móviles consolidan una herramienta práctica para introducir a los estudiantes a la Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas. Los resultados reportados en este artículo muestran la funcionalidad de los robots móviles al ser programados usando los diferentes niveles de complejidad