Creación de un Vehículo Eléctrico con Brazo Robótico: Un Proyecto Innovador del Alumno de Segundo de Bachillerato en Tecnología e Ingeniería
En el Instituto, los estudiantes de segundo de bachillerato que cursan la asignatura de Tecnología e Ingeniería están llevando a cabo un proyecto multidisciplinario que los está desafiando a pensar más allá de los límites tradicionales de la educación técnica. Se trata de la creación de un vehículo eléctrico con brazo robótico desde cero, un proyecto que combina ingeniería, programación y diseño en un único producto funcional y avanzado.
Este trabajo no solo busca dar respuesta a un reto tecnológico, sino que también está alineado con la filosofía del Aula del Futuro del INTEF (Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y de Formación del Profesorado). En este enfoque, los estudiantes son el centro del proceso de aprendizaje, desarrollando competencias mediante situaciones reales, interactivas y colaborativas. Aunque aún no se ha completado, los avances en el proyecto hasta la fecha han sido impresionantes, y los alumnos ya están aplicando el aprendizaje de distintas áreas de conocimiento mientras trabajan en equipo para superar los obstáculos técnicos.
1. Introducción al Proyecto: Concepto y Desafío
El objetivo principal de este proyecto es la creación de un vehículo eléctrico funcional capaz de moverse de manera autónoma o controlada, y que además cuente con un brazo robótico diseñado para realizar tareas precisas como levantar objetos o interactuar con su entorno. A través de este proyecto, los estudiantes están aprendiendo a aplicar conocimientos adquiridos en materias como electrónica, programación, mecánica y diseño industrial.
El proyecto está estructurado en varias zonas de aprendizaje que fomentan la autonomía y el trabajo en equipo, y que están pensadas para potenciar habilidades clave como la resolución de problemas, la creatividad y la gestión de proyectos.
2. Zona 1: Situación de Aprendizaje - Planificación y Diseño Inicial
El primer paso fue la planificación y conceptualización del vehículo eléctrico y el brazo robótico. En esta fase, los estudiantes tuvieron que investigar sobre las tecnologías involucradas, el diseño de vehículos eléctricos y los principios de funcionamiento de los sistemas robóticos. Esto incluyó un estudio detallado sobre los motores eléctricos, las baterías, la estructura del vehículo, los sensores y las técnicas de programación para controlar el brazo robótico.
Los estudiantes utilizaron software de diseño asistido por computadora (CAD) para crear un prototipo virtual del vehículo, lo que les permitió visualizar la estructura y los componentes antes de proceder con la construcción. El uso de herramientas digitales ha sido una parte esencial de este proyecto, ya que permite a los estudiantes integrar diferentes disciplinas tecnológicas mientras perfeccionan sus habilidades en diseño y simulación.
En esta fase, se fomentó el trabajo interdisciplinar, ya que los alumnos combinaron sus conocimientos de mecánica para diseñar el chasis del vehículo, con la programación para gestionar el movimiento del brazo robótico y la electrónica para la conexión de los motores y sensores.
3. Zona 2: Desarrollo y Construcción del Vehículo Eléctrico y el Brazo Robótico
En esta segunda fase del proyecto, los estudiantes comenzaron a construir el vehículo y el brazo robótico. Aunque el proyecto aún está en su fase intermedia, los avances realizados hasta ahora han sido significativos.
Desarrollo del Vehículo Eléctrico:
La construcción del vehículo eléctrico ha sido una de las tareas más desafiantes. Los estudiantes han tenido que seleccionar y ensamblar los componentes clave, como los motores eléctricos, las baterías recargables y el sistema de transmisión. Utilizando circuitos eléctricos y motores DC, los estudiantes se encargan de la conexión de los cables, el montaje de los motores en el chasis y la integración de un sistema de control para gestionar el movimiento del vehículo, todo ello mientras aseguran la eficiencia energética y la durabilidad de los componentes.
Desarrollo del Brazo Robótico:
Simultáneamente, el brazo robótico está siendo diseñado para realizar movimientos precisos. Los estudiantes están utilizando servomotores para controlar las articulaciones del brazo, lo que les permite alcanzar un alto nivel de precisión en los movimientos. Además, están trabajando en el diseño del sistema de control, que incluye la integración de sensores para permitir que el brazo realice tareas de manipulación de objetos de forma autónoma o bajo la supervisión del operador.
En esta fase, se están realizando pruebas de conectividad y programación. Los estudiantes han comenzado a experimentar con el lenguaje de programación Arduino, lo que les permite escribir códigos que controlen tanto el movimiento del vehículo como el funcionamiento del brazo robótico. Los sensores de distancia y los sistemas de retroalimentación son componentes clave que permiten que el brazo robótico responda con precisión a las órdenes programadas.
4. Zona 3: Evaluación y Ajustes Continuos
El proyecto está en una fase de desarrollo continuo, y los estudiantes ya están realizando pruebas funcionales para asegurarse de que tanto el vehículo como el brazo robótico estén funcionando correctamente. En esta fase, están evaluando el rendimiento del vehículo en términos de velocidad, eficiencia energética y capacidad de maniobra, y ajustando el código para mejorar la precisión del brazo robótico.
Además, los estudiantes están documentando todos los avances realizados, los problemas técnicos encontrados y las soluciones adoptadas. Esto les permite reflexionar sobre el proceso de aprendizaje y mejorar los aspectos del diseño y la programación que aún no funcionan de manera óptima. Las pruebas continuas de practicidad y usabilidad son fundamentales para que los estudiantes puedan mejorar sus creaciones en tiempo real.
5. Aplicación de la Filosofía del Aula del Futuro del INTEF
El proyecto de creación del vehículo eléctrico con brazo robótico está completamente alineado con la filosofía del Aula del Futuro del INTEF, que promueve la innovación, el aprendizaje colaborativo y el uso de tecnologías emergentes para el desarrollo de competencias clave. A través de este proyecto, los estudiantes no solo están desarrollando competencias tecnológicas y científicas, sino que también están aprendiendo a trabajar en equipo, a gestionar proyectos, y a aplicar el pensamiento crítico para resolver problemas reales.
El aprendizaje basado en proyectos (ABP) es el enfoque central en este proyecto, ya que los estudiantes están involucrados de manera activa en la resolución de un reto complejo y técnico. En lugar de simplemente recibir información, los alumnos aplican lo aprendido en un contexto práctico, lo que les permite comprender mejor los conceptos y desarrollarse como futuros profesionales.
El uso de herramientas digitales, como el diseño CAD, la programación con Arduino y las pruebas electrónicas, también es una parte integral del proceso, proporcionando a los estudiantes una experiencia de aprendizaje conectada, accesible e inclusiva, tal como lo plantea el Aula del Futuro.
6. Conclusión: Un Proyecto Transformador en Proceso
El proyecto de crear un vehículo eléctrico con brazo robótico desde cero es solo un ejemplo de cómo los estudiantes de segundo de bachillerato están llevando la tecnología y la ingeniería a un nivel superior en el Instituto. Aunque el proyecto aún está en desarrollo, los avances logrados hasta la fecha muestran el potencial transformador de esta experiencia.
A medida que los estudiantes continúan trabajando en este proyecto, no solo están creando una máquina innovadora, sino que están desarrollando habilidades clave que les serán de gran utilidad en su futuro académico y profesional. Este tipo de proyectos no solo fomenta la creatividad y el trabajo en equipo, sino que también prepara a los estudiantes para enfrentar los retos tecnológicos del mañana.
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