jueves, noviembre 24, 2005

Complejidad y robótica


El artículo habla de la utilización como herramienta de enseñanza, de robots físicos concebidos como organismos artificiales. A través de la proyección y construcción de robots que simulan comportamientos de animales, se busca que los alumnos comprendan conceptos relacionados con los sistemas dinámicos complejos. En concreto les interesa trabajar sobre cómo emerge un comportamiento global a partir de dinámicas locales.
Así, mediante la construcción de robots, los estudiantes son capaces de diferenciar entre comportamientos observados a nivel individual (microscópico) y a nivel de población (macroscópico).
Se comentan además varios proyectos educativos que se basan en robots, tratando de demostrar la relevancia del uso de sistemas inteligentes para ampliar nuestra visión de la realidad biológica.

A través de este método de enseñanza no se propone estudiar o comprender la incidencia de la Teoría de la Complejidad en la programación de organismos artificiales, sino que los estudiantes sean capaces de interiorizar sus conceptos más básicos a través de la práctica.

Los principios teóricos de los que parten, y que pretenden enseñar a través de la construcción y experimentación con robots son:

1. Entienden por Sistemas Dinámicos Complejos las abejas en una colmena, las comunidades humanas o las moléculas de gas en el interior de un gasómetro. Entienden un sistema por complejo cuando está constituido por diferentes elementos que interaccionan entre sí. Y hablan de sistemas dinámicos cuando las leyes de la interacción entre diferentes elementos producen macro-efectos que varían en el tiempo.

2. Buscan un nuevo camino de observación e interpretación de la realidad, basado en tener presente que en un sistema complejo cada elemento interacciona con el resto, y por lo tanto, cualquier acción de un componente influye en el comportamiento del resto.

3. Un comportamiento global resultante emerge de las dinámicas locales afectando a subsistemas específicos.

4. Las perturbaciones exteriores o modificaciones en la interacción de los principios que gobiernan la actividad de los componentes del sistema, conducen a cambios en estas dinámicas locales.

5. Pequeñas fluctuaciones aleatorias en el comportamiento de un componente individual, pueden generar grandes cambios en el comportamiento global.

6. Para estudiar sistemas dinámicos complejos, han de ser considerados tanto los comportamientos a nivel microscópico (comportamiento de un componente individual) como a nivel macroscópico (comportamiento global producido por la interacción de todos los componentes).

Tratar de trasladar esta nueva manera de percibir y entender la realidad a los niños y niñas, o a personas ajenas a la investigación científica, requiere de nuevas herramientas de enseñanza, como lo son las experiencias de creación de robots.

Mitchel Resnick (Media Lab, MIT) ha desarrollado un metodología de enseñanza que facilita la asimilación de conceptos esenciales para la comprensión de sistemas complejos dinámicos.
Resnick propone a un grupo de trabajo de jóvenes que construyan “organismos artificiales” mediante un preciso plan de construcción, pero abierto a introducir las variantes y modificaciones que estimen pertinentes. Concretamente les pide que desarrollen un organismo artificial que tenga capacidad para moverse hacia una fuente de luz. De este modo, a través de experiencias reales los niños o jóvenes se dan cuenta de que existen diferentes soluciones para un mismo problema, asimilando conceptos que de otra manera serían abstractos y confusos.

A través de este método de enseñanza los niños y jóvenes asimilan nociones de dinámica y complejidad a través de la construcción de sistemas compuestos por varios componentes de hardware y software. Además estudian la realidad desde diferentes puntos de vista (en diferentes niveles de análisis) observando el comportamiento de robots individuales y el comportamiento global que emerge de la interacción entre los mismos.

El artículo comenta varios proyectos educativos que se basan en actividades con robots, tratando de demostrar la relevancia del uso de sistemas inteligentes para ampliar nuestra visión de la realidad biológica. Algunos de los centros que están trabajando en esta línea son el Media Lab del MIT, el Departamento de Inteligencia Artificial de la Universidad de Edimburgo o el Departamento de Informática de la Universidad de Aarhus, que organiza un curioso Campeonato de Dinamarca de Fútbol con robots.

Lo que buscan estas tres entidades con sus trabajos educativos basados en la robótica es alejarse de los cursos tradicionales de informática, en las que prácticamente nunca se enseña a los alumnos sobre las indeterminaciones de la interacción en el mundo real, centrándose siempre en la construcción de sistemas completamente deterministas.

Dejando a un lado los aspectos y ejemplos más técnicos que aparecen en el texto que comentamos, sí creo interesante mencionar brevemente las investigaciones de Valentino Braitenberg sobre sus máquinas capaces de mostrar comportamientos que un observador externo podría clasificar como temor, vergüenza, indecisión, etc.; así como los intentos por parte de los científicos por imitar en la construcción de sistemas artificiales capacidades de auto-organización, de modo que las reglas que decidan el comportamiento del robot nunca sean hechas explícitamente por el programador, sino que sean resultado de un proceso adaptativo durante el cual, las máquinas adquieran experiencia del mundo, modificándose en base a esa experiencia.

En conclusión, no se trata de aprender a programar la complejidad, sino de aprender cómo administrarla.


IÑIGO URKIDI




Referencia bibliográfica:

Orazio Miglino, Henrik Autop. Lund, Mauricio Cardaci
“La robótica como herramienta para la educación”

2 comentarios:

pato padilla dijo...

Hola, soy Patricio Padilla Navarro, estudio sociología en la universidad de la Frontera de Temuco, soy del Centro de alumnos (orgánica de estudiantes) y tengo una bitácora que estoy comenzando la cual agradecería profundamente que linkearas desde tu blog (yo ya tengo linkeado tu blog).
Mi URL es esta:

http://becuadro.blogspot.com/

Cualquier consulta escríbeme a blogbecuadro@gmail.com

Un saludo para ti

victor dijo...

me a interesado tu articulo soy profesor de un coelgio en peru nos e si podrias facilitarme mas datos ..te lo agradeceria....