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Un viaje por el mundo de los pequeños fabricantes

En un momento de creciente preocupación en toda Europa por la falta de candidatos para cubrir puestos de trabajo relacionados con STEM y cómo afrontar una falta de competencias cada vez más patente, se observa cada vez más interés en promover los conocimientos de ingeniería entre los niños pequeños y los adolescentes, lo que se ha traducido en un aumento considerable de la oferta de juguetes educativos en los últimos años, así como en nuevas y atractivas ofertas de productos en el horizonte. Tener la oportunidad de «tocar» la tecnología no es algo nuevo. Yo crecí en los días de máxima popularidad de los Meccano, en los que la mayoría de niños de mi edad tenían sus kits. La situación ha cambiado bastante desde entonces. Antes, los Meccano se dirigían exclusivamente a futuros ingenieros mecánicos, sobre todo hombres, mientras que ahora el objetivo es abarcar un mayor espectro de disciplinas de ingeniería y atraer tanto a hombres como a mujeres. Hemos asistido a la aparición de una amplia variedad de plataformas para constructores desarrolladas por una combinación de marcas consagradas y empresas nuevas. Si bien cada una tiene sus propios rasgos distintivos, todas comparten objetivos comunes: facilitar el acceso a la creatividad tecnológica, mejorar los niveles de interacción (tanto en clase como en casa) y ofrecer sistemas sencillos para que los niños no renuncien pronto porque el juguete resulta demasiado complicado. El fabricante de juguetes danés Lego fue una de las primeras empresas en reconocer la necesidad de una plataforma multifacética, en la que la ingeniería mecánica, la ingeniería electrónica y la programación se integraran de forma adecuada. Hace poco más de cinco años, la empresa lanzó el Lego Mindstorms EV3.

Este producto incluye una serie de sensores (como sensores de color, táctiles y de proximidad rudimentarios), junto con motores, circuitos programables (que forman parte del «cerebro inteligente»), un pack de alimentación (que utiliza seis pilas AA), además de numerosos componentes Lego Technic, conectividad Bluetooth y un sistema de mando a distancia por infrarrojos. Este producto se puede controlar mediante dispositivos de mano inteligentes (como tablets y smartphones), y permite que los ingenieros novatos puedan crear y programar sus propios proyectos robotizados. Como ayuda, Microsoft ofrece su paquete de software MakeCode, con el que los usuarios pueden programar de una forma increíblemente sencilla, con solo arrastrar y colocar. Los usuarios disponen de varios bloques de programación entre los que elegir, que se colocan en el lienzo de programación y permiten utilizar funciones como el control del motor, señales sensoriales y otras funciones. También tenemos al Vex IQ, un producto que va un paso más allá. De una forma parecida al Mindstorms EV3, cuenta con un módulo de cerebro electrónico equipado con 12 puertos configurables a través de los que interactúa con sensores, motores y codificadores.

Esta solución utiliza una MCU Tiva a 80 MHz de Texas Instruments capaz de ofrecer un funcionamiento de 100 MOPS. El módulo incluye numerosos programas predeterminados, además de permitir la personalización de los proyectos existentes o la programación completa de nuevos proyectos desde cero (mediante una sofisticada herramienta de programación visualmente orientada). Junto con el módulo está disponible un mando parecido al de una videoconsola. Los proyectos creados con esta plataforma no exigen una línea de visión, a diferencia de los de Lego, porque su control remoto se basa en radiofrecuencia. Otro de los pioneros ha sido little- Bits, un producto que parece dirigirse a un público ligeramente más joven y que cuenta con una amplia variedad de coloridos modelos que encajan mediante imanes. Los módulos se clasifican en cuatro colores distintos: azul para los de alimentación (con los módulos que se acoplan a pilas), rosa para los de entrada (como sensores de luz, pulsadores, interruptores deslizantes, micrófonos, etc.), verde para los de salida (LED, zumbadores, motores, pantallas de matriz, etc.) y naranja para los de cables (destinados a interconexión). Además de garantizar la seguridad, los polos magnéticos impiden conectar los módulos de manera incorrecta. El hardware de littleBits es capaz de interactuar con el de Lego, y así los niños no se ven limitados a la hora de construir. Meccano también ha avanzado mucho desde mi época. Entre la serie de productos que la empresa ha introducido para atraer a los jóvenes aspirantes a ingenieros encontramos sus robots MicroNoid, pensados para niños de 8 a 11 años.

Una vez montados, el usuario puede dotar a estos autómatas de secuencias de movimiento concretas para seguir o crear pequeñas canciones para que las reproduzcan mediante la programación de pulsadores. También se pueden crear programaciones más complejas mediante el cable USB proporcionado para conectarlo a un portátil y utilizar el intuitivo software que puede descargarse del sitio web de la empresa. Tras haber logrado su objetivo de crowdfunding este verano (recaudando el triple de la cantidad que necesitaba inicialmente), Smartibot es otra sencilla plataforma pensada para que las generaciones más jóvenes den rienda suelta a su imaginación y puedan expresar sus ideas tecnológicas. Desarrollado por la empresa emergente del Reino Unido The Crafty Robot, básicamente funciona junto con el smartphone del usuario: ofrece un chasis de cartón respetuoso con el medio ambiente y fácil de montar con el que puede construirse un robot móvil relativamente básico. El usuario puede personalizarlo a su gusto, o incluso optar por un diseño totalmente nuevo con cualquier material disponible, conservando únicamente la placa de circuitos, los motores y el pack de batería (que funciona con cuatro pilas AA). Al incorporar un smartphone en su hardware central, el robot puede realizar numerosas funciones sin necesidad de programaciones exhaustivas. Las posibilidades van desde control remoto convencional hasta ejemplos rudimentarios de funcionamiento autónomo (en el que la aplicación Smartibot utiliza la inteligencia artificial con fines de reconocimiento de objetos). La estructura de diseño permite integrar 14 motores distintos (cuatro motores de corriente continua y 10 servos). Esta capacidad ofrece margen suficiente para crear todo tipo de robots distintos: unidades de robots con ruedas, bípedos, cuadrúpedos, brazos robotizados, vehículos con seguimiento y, potencialmente, hasta drones o hovercrafts. Mediante esta oferta de productos, como los ya mencionados, los niños pueden familiarizarse con la ingeniería mecánica y, si así lo desean, conocer los principios de la programación. Además, les ofrece la posibilidad de desarrollar habilidades de gestión de proyectos, resolución de problemas y competencias organizativas generales que también les resultarán beneficiosas en el futuro.

El equipo de The Crafty Robot colabora con Microsoft para integrar su Smartibot en la plataforma MakeCode. El primer lote de kits ya está en fase de envío, justo para la Navidad. También programado mediante Microsoft MakeCode, el Circuit Playground Express de Adafruit ofrece a los jóvenes amantes de la ingeniería un producto de hardware con el que pueden hacer frente a diversos retos de diseño. Esta placa compacta integra una MCU Microchip SMART SAM L21 con un núcleo de procesamiento ARM Cortex-M0+ de 32 bits acompañado de un sensor de temperatura, un sensor de luz, un acelerómetro de tres ejes y un micrófono MEMS, además de funcionalidad de control remoto mediante infrarrojos. Alrededor de su circunferencia encontramos 10 LED indicadores, junto con siete placas que se pueden usar como entradas táctiles capacitivas. El editor MakeCode o la opción de editor JavaScript permiten desarrollar programas para realizar secuencias de animación basadas en LED o emitir sonidos. La unidad también se puede programar para que reaccione de maneras predefinidas cuando sus sensores se vean expuestos a determinados estímulos, como un cambio en el nivel de iluminación, un evento repentino manifestado de manera mecánica (al agitarlos, por ejemplo) o cuando el sonido detectado supere un umbral concreto. Pensado mucho más para entornos educativos que para uso familiar tenemos al prestigioso Digilent Analog Discovery 2.

Esta compacta unidad multifunción de prueba y análisis funciona junto a la serie de instrumentos virtuales WaveForms para permitir al usuario examinar las señales emitidas por circuitos que han reunido y comprender mejor las distintas dinámicas implicadas. Con un precio bajo que resulta muy atractivo, incorpora un osciloscopio USB de dos canales (con resolución de 14 bits y una tasa de muestreo de 100 megamuestras/s), un generador de funciones arbitrarias de dos canales (con un ancho de banda de más de 12 MHz), un analizador de espectro y un analizador lógico digital de 16 canales, además de una pareja de fuentes de alimentación programables. A la vista de los productos que hemos tratado en este artículo, podemos afirmar que en la actualidad existe una mayor variedad de opciones para los jóvenes que quieren explorar el ámbito de la ingeniería moderna que las que había en mi época. Este hardware, junto con el software asociado, está ayudando a que los niños desarrollen su incipiente capacidad de inventiva, además de ofrecer la gratificante experiencia que supone interactuar con la tecnología.



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