Lego Mindstorms

Varios modelos de bloques programables de Lego Mindstorms. De arriba a abajo y de izquierda a derecha: Prototipo de bloque Lego Mindstorms creado por el MIT Media Lab en 1996, Primer bloque Mindstorms RCX comercializado en 1998, Bloque Mindstorms NXT comercializado en 2006, Bloque Mindstorms EV3 comercializado en 2013, 4 variaciones de bloquess Mindstorms comercializados por Lego, 1 bloque PicoCrickets compatible con Mindstorms creado por el MIT Media Lab y comercializado en 2006
Lego Mindstorms de primera generación con tres sensores (contacto, luz y rotación) y un motor eléctrico.
Algunas de las piezas incluidas en Lego Mindstorms y su CD.

Lego Mindstorms es una línea de juguetes de robótica para niños fabricado por la empresa LEGO, que posee elementos básicos de las teorías robóticas, como la unión de piezas y la programación de acciones en forma interactiva. Este robot fue comercializado por primera vez en septiembre de 1998.

Comercialmente se publicita como Robotic Invention System, en español Sistema de Invención Robotizado (RIS). También se vende como herramienta educacional, lo que originalmente se pensó en una colaboración entre LEGO y el MIT. La versión educativa se llama Lego Mindstorms for Schools, en español Lego Mindstorms para la escuela y viene con un software de programación basado en la GUI de Robolab.[1]

Lego Mindstorms puede ser usado para construir un modelo de sistema integrado con partes electromecánicas controladas por computador. Prácticamente todo puede ser representado con las piezas tal como en la vida real, como un elevador o robots industriales.

Hasta 2015 ha habido tres generaciones de Lego Mindstorms: el bloque RCX, el bloque NXT y el EV3.

Historia

Lego Mindstorms fue uno de los resultados de la fructífera colaboración entre Lego y el MIT. Esta asociación se emplea como ejemplo de relación entre la industria y la investigación académica que resulta muy beneficiosa para ambos socios.[2]

Colaboración con el grupo de epistemología y aprendizaje del MIT

La línea Lego Mindstorms nació en una época difícil para Lego, a partir de un acuerdo entre Lego y el MIT. Según este trato, Lego financiaría investigaciones del grupo de epistemología y aprendizaje del MIT sobre cómo aprenden los niños y a cambio obtendría nuevas ideas para sus productos, que podría lanzar al mercado sin tener que pagar regalías al MIT. Un fruto de esta colaboración fue el desarrollo del MIT Programmable Brick (Ladrillo programable).

El mentor del grupo, Seymour Papert, era un matemático interesado desde la década de 1960 por la relación entre la ciencia, la adquisición del conocimiento y el desarrollo de la mente infantil. De hecho, el nombre del producto, Mindstorms, proviene del título de un libro suyo, llamado MindStorms: Children, Computers, and Powerful Ideas,[2]

El aprender mejor no vendrá de ofrecer las mejores herramientas para que el profesor instruya, sino de dar las mejores oportunidades a los estudiantes para construir.
Seymour Papert

El grupo de epistemología y aprendizaje del MIT, dirigido por Mitchel Resnick, que a su vez había sido pupilo de Papert, estaba profundamente influido por el constructivismo de Piaget, extendido por el propio Papert bajo la denominación de construccionismo. Según esta perspectiva, en lugar de instruir al estudiante proporcionándole fórmulas y técnicas ( instruccionismo), es mejor potenciar el aprendizaje creando un entorno en el que los estudiantes puedan desempeñar actividades propias de ingenieros o inventores como vía para acceder a los principios fundamentales de la ciencia y la técnica; pues de esta forma es como se desarrolla la forma de pensar propia de los científicos, los estudiantes se interesan realmente en su trabajo y motu proprio tratan de informarse para resolver los problemas que van encontrando. Así que se concentraron, en palabras de Resnick, en “diseñar cosas que permitan a los estudiantes diseñar cosas”.[2]

Antecedentes y desarrollo del “Bloque programable”

La línea Mindstorms no fue el primer fruto la relación entre Lego y el MIT, aunque sí el más exitoso. Con anterioridad, Lego se había interesado por el , Fruto de este interés nació en 1986 Lego TC Logo, creado por Resnick y Steve Ocko. Lego TC Logo era un sistema en el que se programaba en una computadora que estaba conectada por un cable a una construcción Lego que contaba con motores, luces y sensores. Aunque alcanzó un relativo éxito comercial, según Resnick el sistema “imponía restricciones tanto físicas como imaginativas”.[5]

Esta línea de desarrollo continuaría en 1993 con el lanzamiento de Control Lab, de software mejorado.[6]

El paso de programar una computadora que se conectaba a una construcción Lego a programar un bloque de esa construcción era una idea natural que se estudió durante largo tiempo. Desde principios de los años 90 se empezó a investigar esta posibilidad. Sin embargo el proyecto tuvo que esperar a que el mercado fuera propicio. Por una parte, el coste de la tecnología era demasiado alto en un principio. Por otra, el bloque se programaría desde un computador, y por esas fechas los computadores no estaban tan extendidos como lo estaban ocho años más tarde, lo que afectaría negativamente a la demanda. Hubo que esperar un lustro hasta que las condiciones eran las apropiadas y decidieran empezar seriamente el desarrollo de lo que acabaría siendo el bloque RCX, un bloque de Lego que contaba con un microcontrolador, y que constituye el corazón del producto Mindstorms. De esta forma las construcciones Lego pasaban de ser estructuras estáticas a máquinas dinámicas que interactúan con el mundo. Por otra parte, mientras que en muchos casos los productos Lego proporcionaban las piezas necesarias para construir algo con un objetivo fijo, como un tren o un puente, lo que permite “aprender haciendo”, en el desarrollo del nuevo bloque se siguió en cambio la filosofía de Papert y Resnick de fomentar el “aprender diseñando”, y tratar de dejar más abiertas las posibilidades.[7]

Decisiones de diseño

El segmento de mercado escogido fue el de niños de 10 a 14 años, especialmente varones, a pesar de que las en los desarrollos del MIT no se había hecho distinción entre sexos. Este era también el segmento tradicional de Lego. La elección de este público determinó las decisiones de diseño y las diferencias entre el desarrollo del MIT, llamado Programmable Brick (Ladrillo o bloque programable) y el bloque RCX, diseñado y desarrollado de forma independiente por Lego a partir de las investigaciones realizadas conjuntamente con el MIT. El que se realizara un nuevo producto desde cero en lugar de emplear el diseño del MIT se justifica por los objetivos distintos de ambas organizaciones. El sistema del MIT estaba enfocado a la investigación del proceso de aprendizaje de los niños, lo que hacía que el sistema pudiera ser más caro de producir, pues no se fabricarían muchas unidades, y más frágil, pues siempre habría alguien para arreglarlo en un laboratorio lleno de ingenieros. En cambio, el bloque de Lego estaba destinado a la venta a preadolescentes a gran escala, así que debía ser más asequible y robusto.[2]

Otras de las pautas de diseño fueron:[7]

  • El sistema debía ser sencillo para el nuevo usuario y a la vez debía permitir realizar diseños sofisticados para el iniciado.
  • El juguete debía poderse emplear de muchas formas diferentes. Según Resnick, cada vez que al terminar un proyecto el niño consideraba que había “acabado” con el juguete se consideraba un fallo del diseño. Por otra parte, cada niño tiene intereses diferentes.
  • Simplicidad. En las pruebas del MIT se descubrió que al hacer diseños más pequeños y limitados, conexiones para menos sensores y motores, que llamaron Cricket, los usuarios encontraban nuevas aplicaciones más creativas.
  • Elección cuidadosa de las cajas negras: El niño tiene a su disposición motores, sensores y microcontroladores, pero no pueden modificarlos o rediseñarlos. El juego trataría sobre como combinarlos para hacer diseños, no sobre cómo diseñar estos componentes.
  • Poner énfasis en el aprendizaje de la programación. Resnick había notado que, mientras que el número de ordenadores en las escuelas se había multiplicado en veinte años, a principios de los 80 se enseñaba Basic y Logo, mientras que a finales de los 90 se enseñaban menos rudimentos de la programación. En un principio se experimentó con Logo, pero los niños tardaban demasiado en aprenderlo. Entonces se desarrolló una versión gráfica, LogoBlocks, en la que las instrucciones estaban representadas por bloques y diagamas, que en cambio dificultaba la realización de software complejo. La decisión final del MIT fue implementar una versión híbrida: los programas podrían realizarse de forma gráfica o en código escrito. De esta forma el nuevo usuario podía empezar por la versión sencilla y pasar a la potente cuando necesitase hacer diseños más complejos. Sin embargo, Lego solo incorporaría en un principio a RCX la versión gráfica del entorno de desarrollo y en lugar de Logo desarrollaría un nuevo lenguaje de programación: RCX Code.
  • El bloque debía tener un número suficiente de puertos de entrada/salida que pudieran conectarse con diferentes tipos de sensores: de temperatura, de amplitud del sonido o de luz.
  • Desatender las sugerencias—hasta cierto punto—y observar en cambio en el laboratorio qué es lo que intentan hacer los niños con el juguete, pues apreciaron que de esta forma obtenían mejores ideas.

Lego ha sido uno de los mejores inventos

Lanzamiento del producto

Este proyecto inicial se ramificaría en varias direcciones: el MIT 6.270 robotics competition kit, los Crickets del departamento de epistemología y aprendizaje del MIT y el bloque RCX de Lego. Posteriormente, uno de los desarrolladores del MIT involucrados lanzó al mercado su propio producto, fruto de la experiencia en esta investigación, llamado Handy Cricket.

La primera versión salió al mercado con un precio de $200 dólares. Incluía 717 componentes, entre ellos el bloque RCX. Tras su lanzamiento se vendieron 80.000 unidades en tres meses. Además, la comunidad de aficionados a la robótica, un público adulto, acogió con interés este nuevo producto. Este interés imprevisto del público adulto hizo que las ventas triplicaran las expectativas.[8] así como numerosas páginas web de intercambio de ideas.

Además del bloque RCX, existieron otros bloques programables, los cuales gradualmente se fueron desarrollando hasta lograr la versión definitiva de la versión NXT. A partir de 1998 se comercializó el inicio de la línea con el robot Cybermaster. A principios de 2004, debido a los malos resultados de Lego del año anterior, que registró unas pérdidas de 1 400 millones de coronas danesas (unos 188 millones de euros), cundió el rumor de que abandonaría la línea Mindstorms y volvería a su mercado tradicional.[10]

Críticas

Algunas de las decisiones comerciales de Lego contradecían los principios del grupo de epistemología y aprendizaje. Miembros del grupo mostraron su desacuerdo sobre la decisión de incluir solamente modelos de robots orientados al combate en el kit comercial, e incluso de incluir un solo ejemplo de este tipo, pues contravenía su principio de dejar a los niños experimentar libremente con los bloques. Por otra parte, aunque el juego parte de la corriente construccionista, muchos profesores los empleaban con métodos de enseñanza esencialmente instructivistas, con lo que la difusión de la filosofía construccionista mediante este juguete ha sido menor de lo que en principio podría esperarse a la vista de las cifras de ventas. El grupo de epistemología y aprendizaje también ha recibido críticas cuestionando su valor académico, pues “casi nunca hacen nuevos descubrimientos tecnológicos, demuestran teorías científicas significativas o crean productos importantes”.[2]

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