A programming environment having three levels of complexity for mobile robotics

Entorno de programación con tres niveles de complejidad para robótica móvil

Este artículo presenta un entorno de programación concebido para apoyar la enseñanza en STEM y en particular la enseñanza de robótica móvil. Este ha sido diseñado para soportar un aprendizaje progresivo, desde personas sin conocimientos en programación o robótica, hasta expertos. El entorno es multiplataforma y edificado con herramientas de software libre. Las funcionalidades de percepción, movilidad, comunicación, navegación, y los comportamientos colaborativos, se pueden programar para diferentes robots móviles. El usuario puede programar los robots utilizando diversos tipos de lenguajes e interfaces de edición: 1) desde un ambiente gráfico de programación por bloques (nivel básico); 2) empleando un metalenguaje basado en XML (nivel intermedio); o 3) usando el lenguaje de programación nativo del robot ANSI C (nivel avanzado). El entorno soporta la traducción de los progra-mas entre los distintos lenguajes de forma transparente al usuario o de forma explícita si este lo desea. El usuario dispone de interfaces para la solución de retos propuestos y la capacitación por medio de ejemplos. El diseño del entorno permite extensibilidad, adaptabilidad de interfaces, manejo de persistencia y bajo acoplamiento software/hardware. Se realizaron pruebas funcionales para comprobar las especificaciones de acuerdo con las cuales fue construido el entorno. Para las pruebas se utilizaron los robots móviles UV BOTs.

Introducción

A pesar de la crisis económica, la demanda de empleo relacionado con la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas (STEM) ha ido creciendo. Por ejemplo, en Washington DC, Estados Unidos, el aumento de la oferta de trabajo de este tipo fue del 11% entre 2001 y 2011 (Koebler, 2011). Se calcula que en 2011 había ocho millones de puestos de trabajo relacionados con STEM en Estados Unidos. La Unión Europea ha vinculado los empleos relacionados con STEM a su plan estratégico relativo al nivel educativo y como motor de la competitividad, la productividad y la sostenibilidad medioambiental (Centro Europeo para el Desarrollo de la Formación Profesional CEDEFOP, 2010). El instituto de investigación surcoreano KIST ha puesto en marcha un programa educativo de asistencia a los alumnos mediante robots móviles (Sang-Rok, 2011). Sin embargo, América y Europa se han visto afectadas por la crisis educativa en los campos relacionados con STEM; la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas se consideran aburridas y muy exigentes. Además, el número de estudiantes ha disminuido en estos campos profesionales (Ulloa, 2008).