Al llegar a clase, los estudiantes se enfrentan a una tarea: conseguir que un robot avance, detecte un obstáculo y cambie de dirección. Cuando desarrollan el programa están listos para ponerlo a prueba: ejecutan una simulación pero se dan cuenta de que el robot sigue chocando, así que deciden cambiar el código y lo vuelven a probar. No hay piezas que montar ni cables que conectar, y tampoco un robot que se quede sin batería en el momento menos oportuno: todo sucede en un entorno virtual.
Esto es lo que proponen los simuladores de robótica como Webots, una herramienta de código abierto adecuada para el alumnado de 3º y 4º de ESO y Bachillerato. Necesitan, eso sí, disponer de conocimientos previos de programación en lenguajes como Python, Java o C.
¿Qué actividades puede proponer el docente en el aula?
Estos son algunos de los proyectos que los estudiantes pueden llevar a cabo con Webots.
Actividad 1: que el robot se desplace
Como ejercicio de iniciación, pueden crear un escenario sencillo en el que el robot virtual simplemente se mueva. A partir de aquí, a medida que resuelvan esta prueba, el docente puede aumentar poco a poco el nivel de dificultad modificando la velocidad, la dirección o el tiempo durante el que funcionan sus motores. Es una manera de introducir conceptos básicos de programación y robótica, y de mostrar cómo las instrucciones que escribe el alumnado se traducen en ciertos movimientos
Actividad 2: que el robot reaccione a los obstáculos que encuentra
Una vez que el alumnado se familiariza con el simulador, es posible colocar obstáculos dentro de un escenario y plantear el reto de que el robot los detecte y esquive. Webots permite trabajar con distintos modelos de robots virtuales que incorporan elementos como motores, sensores o cámaras. Uno de ellos es el e-puck, un robot que cuenta, entre otros elementos, con ocho sensores de distancia y motores para controlar su movimiento.
El reto podría ser: “Haz que el robot avance hasta que detecte un obstáculo y entonces cambia de dirección“. Para resolverlo, tendrán que interpretar la información que proporcionan los sensores y usarla para modificar el comportamiento del robot.
Actividad 3: crear un robot que sigue una trayectoria
Otra propuesta consiste en diseñar un recorrido y programar el robot para que lo siga. En este caso, por ejemplo, la prueba puede consistir en marcar una trayectoria en el suelo que debe recorrer sin salirse de ella o en el menor tiempo posible. La actividad se puede enriquecer planteando una competición entre equipos, en la que cada grupo ajuste su programación para que su robot realice el recorrido de la forma más precisa y eficiente posible.
Diseñar escenarios
Más allá de que se limiten a programar un robot, ¿por qué no diseñar un escenario a su gusto? Webots permite crear y modificar escenarios, añadir objetos, cambiar sus características y colocar elementos como paredes. A partir de esta posibilidad, el docente puede plantear una actividad por grupos: uno diseña un escenario con unos requisitos en particular y un reto determinado, y el otro programa el robot para que lo supere. Después, pueden intercambiar los escenarios y comprobar si el robot es capaz de desenvolverse en el entorno creado por sus compañeros.
De esta manera, la actividad va un paso más allá de escribir solo código. El alumnado que diseña el escenario tiene que pensar qué elementos incorporar y qué dificultad plantear, mientras que el otro equipo analiza ese entorno y adapta la programación del robot para resolver el desafío.
¿Qué necesitas saber de la interfaz de Webots?
Webots distribuye su interfaz en una barra de menús y herramientas, situada en la parte superior, y cuatro zonas de trabajo que permiten gestionar los distintos elementos de la simulación. Desde la barra superior se realizan acciones habituales como abrir o guardar proyectos, configurar la visualización y controlar la ejecución de la simulación, ya sea poniéndola en marcha, pausándola, deteniéndola o avanzando paso a paso.
Área de simulación
La zona central es el espacio donde se visualiza el mundo virtual en el que se desarrolla la simulación. Es aquí donde los estudiantes observan el comportamiento del robot y comprueban si las instrucciones que han programado producen el resultado esperado. En función del proyecto, este espacio puede contener un escenario, obstáculos, objetos y uno o varios robots.
El panel de la escena
En el lateral izquierdo se encuentra el área desde la que se organiza la estructura del mundo virtual. En un proyecto cargado correctamente, aquí se muestran los diferentes elementos que forman una escena y su relación. Es decir, no solo se trabaja con el robot, sino también con los objetos que forman parte del entorno en el que se mueve.
El editor de texto
Situado en el lado derecho, es el espacio destinado a trabajar con los archivos de código del proyecto. Desde aquí se escriben o modifican las instrucciones que determinan el comportamiento del robot. Su presencia dentro de la propia interfaz facilita que el alumnado alterne directamente entre la programación y la simulación.
La consola
Es el espacio que muestra los mensajes que genera Webots durante la ejecución de la simulación. Aquí pueden aparecer avisos, información sobre el funcionamiento del proyecto y mensajes de error, por lo que resulta útil para comprobar qué está ocurriendo mientras se ejecuta el programa y localizar posibles problemas. Se ubica en la parte inferior.
