miércoles, 28 de noviembre de 2012

Robótica










Maestría en Matemáticas para la educación Básica.
Geometría.
Profesor: Doctor Daniel Mocencahua Mora.
Robótica
Por: Carlos Antonio Xochipa Coto.
Otoño 2012.


Robótica
Introducción

Está breve investigación se muestra información importante de la robótica; en la primera parte se escribe una breve reseña histórica de la robótica, en la segunda parte se puede visualizar elementos básicos de un robot, la tercera parte alude a algunas aplicaciones de la robótica, por último reflexionare sobre está disciplina.

Breve reseña histórica

El ser humano siempre a soñado con construir maquinas que imiten al ser humano; fueron los egipcios quienes unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses, siendo estos manejados por sus sacerdotes, inventando que el movimiento era por gracia de sus dioses. Los griegos encantaban a los adoradores de sus templos con estatuas operadas por sistemas hidráulicos; de la misma forma en los siglos XVII y XVIII en Europa se construyeron muñecos mecánicos con características de robots, en este último siglo Jacques de Vauncansos construye una serie de robots músicos específicamente para diversión.

         Genios que se anticiparon a su época, por nombrar algunos, está; Henri Maillardert en 1805 construye una muñeca capaz de dibujar, usando un sistema de levas como programa para el dispositivo. Durante la revolución industrial surgieron invenciones mecánicas dirigidas al sector textil, por ejemplo: la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora mecánica de Crompton (1779), el telar mecánico de Cartwright (1758), el telar de Jacquard (1801).

          Fue hasta los años cincuenta, factores como: las poderosas computadoras electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a través de engranes y las tecnologías de sensores, contribuyeron al desarrollo de mecanismos autónomos, para el desempeño de  tareas dentro de la industria, de la misma forma, las investigaciones en inteligencia artificial, permite emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas, para el proceso de los primeros robots.

         Fue Karel Kapet, en su obra checoslovaca “Rosumm Universal Robots, la cual dio pie al termino robot,  su raíz está en la palabra de origen checa “Robota” significa servidumbre o trabajo forzado, en el idioma ingles Robot; pero la palabra Robótica se atribuye a Isacc Asimov (escritor de ciencia ficción),  quien en una de sus obras escribe los tres principios de la robótica. 

1.      Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
2.      Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que este en conflicto con la primera ley.
3.      Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.
        Aún que existe diferencia entre las obras de Asimov y las de Kapet, en los dos existe la similitud del cumplimiento del significado de “Robota”.

Elementos de un Robot

      Es difícil ponerse de acuerdo cuáles maquinas pueden considerarse robots o no; sin embargo, la imitación en el comportamiento del ser humano o de animales de manera inteligente, de una maquina computarizada que desarrolla múltiples tareas flexiblemente según su programación; tanto expertos como público en general, denomina robot a está maquina (golem).

                Para esto es importante mencionar elementos importantes de un robot.

1.      Cerebro; centro de control y modulación del movimiento del robot. Usando en general sistemas microcontrolados, pero también existen neurochips o neurocontroladores, los controladores difusos y otro tipo de controladores no electrónicos, como los neumáticos—mecánicos.
2.      Sensores (sentidos); elemento que convierte un tipo de estimulo en una forma de energía diversa a la fuente original    
3.      Elementos de conexión interna (nervios); elementos que interconectan los sentidos con el sistema de control o cerebro.  Sparta(s/f)
4.      Actuadores; encargados de dotar de movimiento a los robots, existen diferentes tipos dependiendo de la tecnología que se utilice pueden ser neumáticos, hidráulicos o eléctricos—electrónicos. Martínez S. (s/f)     
5.      Fuente de poder; es la que provee de energía a los actuadores, por mencionar algunos tipos, están: la comprensión del aire, la eléctrica (la más usada en los robots),  la energía solar.

Algunas aplicaciones

1.      En la medicina, la robótica pretende compatibilizar al cirujano con el robot para la mejora de los procedimientos quirúrgicos, como lo son: reducir el tiempo de intervención, minimizar la incisión y por consiguiente menos invasiva, maximizando las actuaciones del cirujano en las intervenciones quirúrgicas.
2.      Terapias de rehabilitación, siendo este campo de mayor investigación científica. Razón de la necesidad de la asistencia a personas, como el envejecimiento, las discapacidades motoras del ser humano por accidente o naturales.

Miembros artificiales, robots de soporte en terapias de rehabilitación o para proveer asistencia en hospitales; son algunos dispositivos mecánicos que la robótica puede darnos.
3.      Robótica en la  industria, gracias al diseño automatizado de procesos, permite a la industria automotriz, fabricar cantidades inimaginables de autos por año y a precios competitivos, con la mejor calidad y seguridad. Siendo está industria una de las más importantes a nivel mundial económicamente hablando, pues los niveles de costos reducen considerablemente; los robots son los que ofrecen estas ventajas, gracias a su efectividad en las líneas de producción, monitoreados a su  vez por otros dispositivos  a su alrededor las 24 horas del día, corrigiendo errores o frenando las líneas de producción en caso de problemas; además de realizar múltiples tareas en las líneas de producción y llevándolas a cabo en un mínimo de tiempo (30 segundos en algunos casos, con ciclos completos) y prácticamente sin la intervención de la mano de obra humana.
     
      Existen muchas más aplicaciones de la robótica, por ejemplo en la agricultura, en el espacio, pero el propósito es que el lector de estas líneas, pueda profundizar en esta disciplina de mucho estudio y aplicación.

Reflexión

Es impresionante la utilidad de las tecnologías, en nuestro mundo, hablando directamente de la robótica, las ventajas que da, es la precisión de estás maquinas en los procesos de producción en la industria, reduciendo los riesgos, accidentes o muertes en el peor de los casos del ser humano, en otras palabras reducir los trabajadores forzados; la reducción de costos para las industrias que automatizan sus procesos maximizando altos ingresos en sus arcas; en la medicina, las maquinas que en un futuro no lejano pueda ser parte de nuestro propio cuerpo, que hoy en día son de gran ayuda a cirujanos, terapeutas, en hospitales; en el tratamiento de pacientes, con discapacidades o de las personas de la tercera edad; todo esto en pro de servir al ser humano y su beneficio.

      Pero me surgen unas preguntas, ¿qué pasara con las vidas de las personas suplidas por los robots en sus empleos?, ¿qué será de nuestras vidas si la gran mayoría de las cosas que requieren mano de obra humana es sustituida por robots?, ¿cuáles son las aplicaciones velicas de la robótica en nuestro planeta?, ¿qué será de la raza humana si los robots hacen  todo por nosotros?

      Por el momento, puedo decir que tenemos que seguir trabajando y actualizando nuestros conocimientos en los avances de la tecnología, si queremos ir a la vanguardia,  no quedarnos como espectadores en lugar de ser protagonistas de la construcción de nuestro mundo.



Referencias


Galeon (s/f). Partes de un Robot. Recuperado el 26 de noviembre de 2012,
                        de tatas.galeon.com#INCIO

Scrip (s/f). Actuadores (Robótica). Recuperado el  26 de noviembre de 2012,
                             de  es.scribd.com/doc/2134353/actuadores-robotica

Scrip (s/f). Aplicaciones de la Robótica. Recuperado el  26 de noviembre de 2012,
                             de  es.scribd.com/doc/55665366/Aplicaciones-de-la-robotica

Sparta (s/f). Sociedad Promotora de automatización y Robótica Teórica y Aplicada.
Recuperado el 26 de noviembre de 2012, de                                 usuarios.multimania.es/sparta/experiencies4.html         

miércoles, 21 de noviembre de 2012

Reflexión final.



Maestría en Matemáticas para la educación Básica.
Geometría.
Profesor: Doctor Daniel Mocencahua Mora.
Reflexión Final 
Por: Carlos Antonio Xochipa Coto.

Otoño 2012





La reflexión forma individuos independientes, aprendiendo continuamente a lo largo de la vida.
Una reflexión profunda y de forma sistémica nos favorece a:

1.    Relacionar el aprendizaje con la experiencia y valorarla.
2.    Pensar metacognitivamente acerca de lo aprendido.
3.    Fijar propósitos, objetivos, monitoreando el progreso   
4.    Tomar decisiones.

El punto numero uno me lleva a recordar lo que aprendí en el curso de geometría.

·         Postulados de Euclides.

·     Geometría del triángulo (clasificación, rectas y puntos notables, congruencia y teorema de Tales, teorema de Pitágoras, áreas)

·         Polígonos.

·         Los dos puntos anteriores nos llevaron a investigar acerca de los cuerpos geométricos y los sólidos Platónicos.

·         Los elementos de una circunferencia (rectas y ángulos)

·         Razón dorada

·         Las transformaciones isométricas, introduciéndonos al maravilloso mundo de los teselados de Escher.

·         Geometría no euclidiana.

·         Fractales

·         Introducción a los espacios topológicos.


¿Cómo lo aprendí? Las actividades, fueron testigo de mi aprendizaje; los trazos en papel de las figuras geométricas construidas; demostración del teorema de Pitágoras geométricamente; dar cuenta de la relación que existe en nuestro en torno y la geometría; el análisis de películas, aludiendo a la geometría; un entorno virtual (blog en google +) generado por nuestro facilitador,  actividad interesante en la publicación de nuestras investigaciones, tareas, bitácoras, insertando imágenes en cada publicación, en algunos casos un voky (animación simpática,  que da una pequeña explicación a nuestro escrito en turno ), dando mayor interés de lectura; no puede faltar Geogebra, software muy interactivo, una herramienta en las diferentes construcciones geométricas, como lo son: las transformaciones geométricas, razón dorada, elementos de la circunferencia, puntos y rectas notables en el triangulo, todas ellas  publicadas en nuestro blog; sin olvidar a logo (software para el diseño de actividades geométricas, mediante primitivas), entre otras actividades está la construcción de material didáctico, por equipos que fue muy divertido compartir con mis compañeros y trabajar con ellos;  todo lo anterior, herramientas,  para la enseñanza de la geometría.

Me sorprende: como en la historia humana no sea reconocido el trabajo de las mujeres, hablo de Hipatia de Alejandría, filosofa, maestra neoplatónica, pero sobre todo descubre las trayectorias elípticas de los planetas, el movimiento de la tierra sobre su eje y alrededor del sol, todo esto en la época del paganismo; las aplicaciones que tienen los fractales en nuestra vida, así como la banda de Möbius y no menos importante, logo, que es una parte de la programación de lego (diseño de robots), construida por Seymour Papert; la geometría y su sin fin de aplicaciones.

Mi compromiso es seguir investigando  sobre está rama de las matemáticas, para lograr que mis estudiantes se interesen más por la geometría y algún día tener la satisfacción de saber que uno de ellos encontró otro gran descubrimiento en la aplicación de las teorías de la geometría, y por qué no, pensar que, yo mismo pueda hacerlo y construir una teoría o diseñar geométrica un artefacto en beneficio de la humanidad, claro en matemáticas.

No solamente aprendí a hacer matemáticas con la geometría, también aprendí a reconocer a los grandes autores y descubridores de las teorías que nos han dado mucho en nuestra vida, de la misma forma tengo que reconocer y agradecer al Dr. Daniel Mocencahua Mora, por su paciencia, disponibilidad, amistad y sobre todo por la manera tan activa y lúdica de enseñar, mi aprendizaje es significativo y eso lo puedo demostrar.

Gracias.   

            =

upss

miércoles, 14 de noviembre de 2012

Banda de Möbius









Maestría en Matemáticas para la educación Básica.
Geometría.
Profesor: Doctor Daniel Mocencahua Mora.
Banda de Möbius.
Por: Carlos Antonio Xochipa Coto.
Otoño 2012.


Utilizada en campos dispares como la matemática, el arte, la magia, la ciencia, la música, el diseño etc. Simbolizando la naturaleza cíclica de muchos procesos, la eternidad, el infinito…

Escribo está ocasión, sobre, la cinta de Möbius, descubierta de forma independiente en 1858 por el matemático y astrónomo August Ferdinand Möbius, y por Johann Benedict Listing   considerado fundador de la topología.

Por definición: la topología es una rama de las matemáticas que se ocupa de aquellas propiedades de los objetos geométricos que no varían cuando se les somete a transformaciones continuas (en este proceso continuo no existen: cortes, rasgar, o pegar durante el proceso; sólo estiramientos, retorcer, dilatar, giros);  propiedad de la banda de Möbius, desde este punto de vista topológico, es una superficie de dimensión dos, con único borde y cara; además no orientable.

En la matemática rigurosa; la banda de Möbius es una superficie reglada, representada como subconjunto del espacio euclídeo de dimensión tres, mediante la parametrización


donde u es mayor o igual a cero y estrictamente menor que dos pi; v pertenece al intervalo cerrado, delimitado por: menos uno y uno; su anchura es unitaria, su circunferencia central tiene radio uno y se encuentra en el plano ordenado OXY, centrada en el origen de coordenadas.     

Santa tiene algo que comentarnos, escuchemos.

 


                                                TheAnthonyo92 (2011)

Algunas aplicaciones en: la ciencia, la arquitectura, el diseño, la escultura; por nombrar algunas.

1.       En 1923, Lee De Forest obtuvo una patente norteamericana para una película de Möbius que graba el sonido en ambas caras. Está misma idea se aplicó  para cintas magnetofónicas, grabando el doble de tiempo que las normales.

2.       En 1963, James W. Jacobs patentó un filtro auto limpiante destinado a máquinas de limpieza en seco que, por tener forma de banda de Möbius, facilita el lavado por ambas caras, quedando la suciedad depositada en el filtro, al ir dando vueltas.

3.       En algunos aeropuertos las cintas transportadoras son bandas de Möbius, pues estas al transportar equipaje o carga, la aplicación esta que se aprovechan al doble y el desgaste se reduce a la mitad.

4.       El puente de Möbius en Finzels Reach (Bristol), diseñado por Julian Hakes en colaboración con Buro Happold, proporciona un enlace peatonal y por bicicleta entre Finzel Reach y el Castle Park (aplicación en la arquitectura).

5.       La United Nude firma de diseño de zapatos creada por el arquitecto holandés Rem Colas con la ayuda del zapatero inglés Galahan Chank, ha fabricado estas sandalias de Möbius; en su  misma tira cumplen la función de suela, tacón y sujetador del pie; la parte de dentro es la de fuera y la de fuera la de dentro.


6.       En los jardines del centro europeo de investigación Fermilab, Robert R. Wilson cuenta con varias obras, entre ellas la banda de Möbius, formada por piezas de acero pulido de 3 por cinco pulgadas.



Este tema fue el que giro entorno a, nuestra actividad de la sesión del sábado 10 de noviembre de 2012; construimos una banda de Möbius, actividad sencilla pero fue motivo de investigar más acerca de esta paradoja tan interesante.

Referencias.

Macho S. M. (s/f). Las sorprendentes aplicaciones de la banda de Möbius.
                                         Recuperado el 14 de noviembre de 2012, de
                                  http://www.ehu.es/~mtwmastm/Arquitectura2008.pdf

TheAnthonyo (2011). Qué es la cinta de Möbius--Móbius strip. 
                       Recuperado el 14 de noviembre de 2012, de
                        http://www.youtube.com/watch?v=WPVJh57zSIw


  




martes, 6 de noviembre de 2012

Bitácora 11










Maestría en Matemáticas para la educación Básica.
Geometría.
Profesor: Doctor Daniel Mocencahua Mora.
Seymour Papert
Por: Carlos Antonio Xochipa Coto.
Otoño 2012.

Nuestro amigo morado tiene algo que platicarnos.

La informática actual venera como dioses a los gurus actuales de las nuevas tecnologías, llevados por movimientos políticos, sociales o de cualquier otra índole. Olvidando que existen otros gurus e la informática, quienes no son mencionados en los libros de historia básica de la informática, y a quienes les interesan la educación,  entonces,  hablemos de:




Seymour Papert. Matemático, científico en computación, educador e inventor. Nació en 1928 en Sudáfrica, revolucionario en la forma de enseñar matemáticas. En 1967--1968 inventa el lenguaje de programación  LOGO (conocido como el lenguaje de la tortuga).
¿Por qué hablar de Papert? la respuesta quizá la encontremos en los siguientes párrafos.

Como estudiantes de la maestría en matemáticas para la educación básica, debemos de tener un  conocimiento básico, sobre las  teorías del aprendizaje y aplicarlas a nuestro  quehacer docente, además de contar con los conocimientos sobre las aplicaciones de las TiC´s,  es por está razón, el interés de, escribir sobre el lenguaje de programación LOGO de Papert, ligado íntimamente con las teorías del aprendizaje.

Pues bien; Papert desarrolla una teoría sobre la educación, llamada construccionismo, dicha teoría esta basada en la teoría del aprendizaje del psicólogo Suizo Jean Piaget, esta teoría afirma, que  las personas construyen conocimiento, es decir, construyen un sólido sistema de creencias, a partir de su interacción con el mundo, llamando a esta teoría constructivismo; Papert y Piaget trabajaron juntos en ginebra a finales de los cincuenta y principios de los sesenta (de aquí también, la afirmación de Papert; nuestro morado amigo, arriba, lo menciono ).    

Atendiendo al  lenguaje de programación LOGO, muchos Loguistas dan en forma de definición, “LOGO es un lenguaje de programación más una filosofía de educación”, utilizando está última como “constructivismo” o “aprendizaje a través del descubrimiento”; el marco conceptual que subyace en la actitud cultural LOGO para “hacer que algo suceda” es mucho más que un principio “educativo” o ”pedagógico”, describiéndose mejor como un principio que refleja más una “filosofía de vida” que una ”filosofía de la educación”.

En  mi reflexión sobre el uso de LOGO y la parte pedagógica, nos proveen de la oportunidad de tener más acercamiento con los ordenadores de tal manera que se estimule proyectos individuales, motivando también a ideales más grandes; trabajo duro para nosotros como docentes, pero creativo e interesante, sin olvidar el factor tiempo y por supuesto el acompañamiento de nuestros expertos;  vale la pena, la respuesta es, si, ya que contaremos con más herramientas  para enriquecer nuestra docencia y la construcción de aprendizaje por descubrimiento de los estudiantes.

Referencias.

Jeudi (2008). Seymour Papert y el construccionismo.
                    Recuperado el 06 noviembre  de 2012 de,
                    http://global-l.blogspot.mx/2008/12/seymour-papert-y-el-construccionismo.html
Papert S. (n/f) ¿Qué es Logo? ¿Quién lo necesita?.
                    Recuperado el 06 noviembre de 2012 de,
                    http://www.eduteka.org/modulos.php?catx=9&idSubX=288
Tecnocódigo (2008). La vida de un Genio, Seymour Papert.
                    Recuperado el 06 noviembre de 2012 de,
                    http://www.tecnocodigo.com/noticias.php?id=14

jueves, 25 de octubre de 2012

Geometría no Euclidiana








Mapa mental, Geometría no Euclidiana.

Observa el mapa y pon atención a Math Carlos, que explicara el gráfico.



Referencias:

DiAmOnD (2006). El Quinto Postulado. 
                     Recuperado el 24/10/12, de 
                      http://gaussianos.com/el-quinto-postulado/


viernes, 19 de octubre de 2012

Bitácora 10









Los pinos,  montañas, brócoli, nubes, copos de nieve, por nombrar algunos elementos de la vida cotidiana, su estructura es compleja pero maravillosa, siendo presente en la similitud, de las partes del todo, de estos elementos. Estudiados por la geometría, admirado por matemáticos, científicos, artistas, hablo de los fractales (fractus).   


Fuente: Fractales en la naturaleza.



Fractales.
Definición. Un subconjunto S de Rn. Se dice ser afín autosimilar si puede ser dividido en k subconjuntos congruentes, cada uno de los cuales puede ser ampliado por un factor constante M para ocupar el conjunto entero S.

Por lo tanto atendiendo la definición arriba se llega a lo siguiente.

Definición. Suponga que el conjunto autosimilar afín s se puede dividir en k partes congruentes, cada una de las cuales puede ser ampliada en un factor M para obtener el todo, es decir se obtiene otra vez el conjunto S. Entonces la dimensión fractal de S es (Mocencahua, D).
D=log(k)/log(m)







EL fractal que escogí es el conjunto de Mandelbrot, nombre de su descubridor; descubierto  a finales de los años setentas, cuando trabajaba en el centro de investigación Thomas J. Watson. EL conjunto de Mandelbrot; dimensión 2, es considerado como el objeto más complicado creado por el hombre (dmae.upm.es).



La ejecución distribuida de bucles en Grids tiene una aplicación del conjunto de Mandelbrot. Una pequeña descripción de la investigación abajo.

La distribución de bucles es una de los paradigmas más frecuentemente para reducir el tiempo de ejecución de aplicaciones. Mediante las tecnologías Grid, se pretende implementar con mayor eficacia los algoritmos OpenMp y HPF. Pero la implementación de esta nueva tecnología tiene mayor dificultad, en su desarrollo y aplicación.
Entonces los autores de la investigación  pretenden demostrar la eficiencia y fiabilidad con el cálculo del conjunto de Mandelbrot analizando la infraestructura  Grid; que solamente es una parte del conjunto de herramientas y estándares que usaran (Herrera, Huedo, Montero, & Llorente, 2007).

Comparto las fotos del objeto donde fue impreso el fractal de mi elección.






Referencias.

dmae.upm.es. (s.f.). dmae.upm.es. Recuperado el 2012 de octubre de 2012, de http://www.dmae.upm.es/cursofractales/capitulo5/3.html

Herrera, J., Huedo, E., Montero, R., & Llorente, I. (Abril de 2007). Recuperado el 18 de octubre de 2012, de rediris.es: http://rediris.es/difusion/publicaciones/boletin/80/enfoque6.pdf

Mocencahua Mora, D. (s.f.). ¿Qué es un fractal? Cantor y Mandelbrot. Puebla, México.

Referencias de Imágenes.

Torres, D. (2010). Fractales en la Naturaleza.
                  Recuperado el 18 de octubre de 2012 de http://www.ccapitalia.net/?p=333









viernes, 12 de octubre de 2012

Bitácora 9


Bitácora 9


Fuente: Nuevas tecnologías aplicadas a la educación (s/f)

Es una buena herramienta usar las webquest, está herramienta virtual nos sirve para proponer un tema de investigación, actividad o proyecto, con la selección y organización de varios recursos, proponiendo algún producto como los antes mencionados, sin respuesta única, o fácil de encontrar.

Pérez, C. (s/f)
Por lo tanto, nuestro rol pasa a ser de facilitador, organizador y mediador, es decir de acompañante, con la finalidad de que el estudiante de desarrolle su capacidad de análisis, síntesis, y la aplicación  de la información, permitiéndole transformar dicha información en aprendizaje significativo para él.

En mi expertise, el uso de una Webquest ayuda a que los estudiantes se interesen más por las matemáticas, sin tener que caer en la monotonía y rigidez de la docencia clásica; logrando que nuestro propósito se cumpla con un buen porcentaje de aprovechamiento para el estudiante y este desarrolle sus competencias y habilidades de investigación, así como de autoevaluación, llegando a una coevaluación docente—estudiante o por pares de estudiantes, tomando las decisiones pertinentes, sobre su aprendizaje..

Comparto con ustedes una Webquest (da click), para niños de secundaria de segundo año, agradecería sus comentarios.

Fuente: Recursos Tics (2011)

También comparto unas fotografías donde se expone, los teselados en nuestra vida cotidiana. Puedes analizar el blog,  sobre teselados y transformaciones isométricas, verificando que las imágenes cumplen con los requerimiento de un teselado.



La banqueta por donde transitamos.
Entrada a casa.

Bello, extrañó está actividad


Construcciones que limitan, espacios. 


Referencias:

Nuevas tecnologías aplicadas a la educación (s/f). Webquest. 
                  Recuperado el 11 de octubre 2012,  de http://nnttupo.blogspot.mx/p/las-webquests.html

Recursos Tics (2011). Taller: una Webquest para crear una Webquest.
                  Recuperado el 11 de octubre 2012, de  http://recursostics.wordpress.com/category/webquest/

Pérez, C. (s/f). Webquest en el Peru. 
                  Recuperado el 11 de Octubre de 2012,  de http://usuarios.multimania.es/webquestperu/