Open Roberta es un proyecto dentro de la iniciativa educativa alemana "Roberta – Aprender con robots", iniciada por Fraunhofer IAIS, que es un instituto perteneciente a la Sociedad Fraunhofer . Con Open Roberta Fraunhofer, IAIS busca alentar a los niños a codificar mediante el uso de robots como Lego Mindstorms y otros sistemas de hardware programables como Arduino , BBC micro:bit y Calliope mini . El enfoque en la nube del Open Roberta Lab tiene como objetivo simplificar los conceptos de programación y facilitar que los profesores y las escuelas enseñen a codificar. [1] Open Roberta es gratuito y no requiere ninguna instalación. El proyecto fue fundado inicialmente con 1 millón de euros por Google.org. [2] [3] Usuarios de hasta 120 países ahora acceden a la plataforma.
Open Roberta Lab es un entorno de programación basado en la nube y es el middleware orientado al usuario en una cadena de bits de software y firmware que hacen que un robot funcione en un entorno de aula. [4] Este entorno permite a niños y jóvenes sin conocimientos técnicos previos programar un robot LEGO MINDSTORMS [5] EV3 y NXT, así como el robot basado en Arduino Bot'n Roll ONE A, [6] el micro de la BBC: bit, [7] y el Calliope mini. [8] A partir de la versión 2.3.0, la microplaca BOB-3 y a partir de la versión 3.0 las microplacas Arduino Uno, Arduino Nano y Arduino Mega también se pueden programar utilizando Open Roberta. Hay una variedad de bloques de programa diferentes disponibles para programar los motores, los sensores y el bloque EV3. [9] Open Roberta Lab utiliza el enfoque de programación visual . Este enfoque hace que sea más fácil, especialmente para principiantes sin experiencia, aprender a codificar. Como entorno de programación basado en la nube, no se necesita instalación y se puede utilizar cualquier sistema operativo (Mac OS, Windows, Linux) y dispositivo de hardware informático. [10] [11] Una de las ventajas de Open Roberta Lab es que se puede utilizar con cualquier dispositivo (PC, tableta, teléfono inteligente); sólo se necesita un navegador web . El laboratorio se puede utilizar sin registrarse y no se necesita ninguna cuenta de usuario. A partir de la versión 2.2.1, el sistema operativo basado en Linux EV3dev es oficialmente compatible con el robot LEGO MINDSTORMS EV3. Open Roberta Lab está disponible en los siguientes idiomas: alemán, catalán, checo, danés, español, finlandés, francés, holandés, inglés, italiano, polaco, portugués, ruso y turco.
La plataforma de programación Open Roberta Lab está desarrollada en código abierto . [12] Tanto el software como las herramientas de desarrollo de código abierto están disponibles en un servidor de la Sociedad Fraunhofer . El equipo de desarrollo de Fraunhofer trabaja junto con profesores y expertos en educación de la red Roberta. Por lo tanto, también las universidades y los estudiantes participan en el desarrollo. Debería dirigirse especialmente a las estudiantes mujeres: el principio rector del proyecto Roberta.
NEPO es un lenguaje de metaprogramación gratuito y de código abierto que pueden utilizar estudiantes, académicos, profesores y otras personas interesadas dentro del Open Roberta Lab. NEPO se traduce como Nueva programación sencilla en línea (o simplemente ABRIR y leer al revés). NEPO es el nombre del lenguaje de programación gráfico y su capa de conexión de hardware acoplada. NEPO utiliza la biblioteca Blockly disponible gratuitamente . Además, dentro de NEPO hay funcionalidades y mejoras adicionales que se han adaptado para Open Roberta. El paradigma de programación de NEPO está inspirado en Scratch , que fue desarrollado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts . Un bloque NEPO siempre representa y encapsula una determinada funcionalidad del robot. Un conjunto de características de bloques se puede reconocer fácilmente a través de la categoría de bloque asociada, por ejemplo, "sensores". La programación con NEPO sigue un principio simple. Los bloques están interconectados y serán ejecutados por el robot según su orden. Este principio se llama "operación secuencial".
Todos los bloques disponibles se enumeran y clasifican como Acción, Sensores, Control, Lógica, Matemáticas, Texto, Colores, Variables, Funciones y Mensajes, como se muestra en la siguiente tabla.
Dependiendo del bloque, se pueden pasar diferentes valores a un bloque. El tipo de valor se puede identificar por los compuestos coloreados (llamados "conectores incluidos") de un bloque. En el capítulo »categoría de bloque« puedes ver los diferentes valores que puede tener un bloque. Sólo si los colores del conector de entrada y de salida coinciden, se podrán conectar estos bloques.
Opcionalmente, un bloque también puede pasar un valor a otro bloque. Estos bloques tienen conectores de salida de colores. Sólo si los colores del conector de entrada y de salida son iguales, se podrán conectar estos bloques.
En total, hay seis tipos de entrada y salida dentro de NEPO. Estos tipos pueden tener los siguientes valores:
Desde agosto de 2022, el Open Roberta Lab ofrece la funcionalidad para programar redes neuronales artificiales. Con esta integración, el tema "Inteligencia artificial" se integró en el Open Roberta Lab. Esto se lleva a cabo según el plan de estudios marco de informática en Renania del Norte-Westfalia. El proyecto está financiado por el Ministerio de Educación y Escuela de Renania del Norte-Westfalia. La integración gráfica permite un acceso de umbral bajo. La función hace que los algoritmos de IA sean intuitivamente experimentables y comprensibles a través de programación gráfica. El objetivo es que los alumnos de 5º y 6º de primaria comprendan qué es una red neuronal artificial y cómo funciona. También aprenden a programarse, por ejemplo para permitir que un robot se mueva de forma independiente en su entorno.
La estructura y el funcionamiento de redes neuronales simples se pueden comprender paso a paso. Las redes programadas por los estudiantes se pueden probar directamente en la simulación 2D proporcionada en el Open Roberta Lab, para que los niños reciban retroalimentación inmediata. Una vez que se comprenden los conceptos básicos, los estudiantes pueden entrenar la red neuronal artificial. De este modo se puede "enseñar" a un robot a evitar obstáculos, como lo hacen, por ejemplo, los robots aspiradores.
Desde la versión beta 1.3.0, Open Roberta Lab también ofrece un entorno de simulación. Se trata de una simulación de un modelo de robot bidimensional equipado con dos ruedas ( tracción diferencial ). Para programar el robot simulado también se puede utilizar el lenguaje de programación NEPO. El modelo 2D simulado incluye la simulación de un sensor ultrasónico, un sensor táctil, un sensor de color y la visualización de un LED. Además, se pueden elegir diferentes ambientes. Desde la versión beta 1.4.0, los bloques NEPO se pueden utilizar sin ningún cambio para la simulación 2D y el robot real.
A partir de la versión 2.3.0, la "Galería" está disponible, lo que permite a los usuarios compartir sus propios programas con todos los demás. Los usuarios que hayan iniciado sesión con una cuenta verificada pueden compartir sus programas haciendo clic en "editar" en la barra de menú, seguido de un clic en el punto del menú "mis programas". En la siguiente descripción general de los programas guardados en línea, sólo tienen que hacer clic en el icono de galería en el lado derecho.
Para cargar un programa desde la Galería, los usuarios (con o sin sesión iniciada) hacen doble clic en el programa elegido y luego pueden ver, cambiar o descargar su contenido.
Open Roberta es una extensión tecnológica del "concepto Roberta". Roberta (abreviatura de: "Roberta – Aprender con robots") es una iniciativa educativa de Fraunhofer fundada en 2002 por el Ministerio de Educación e Investigación de Alemania . Desde 2002, más de 350.000 estudiantes han participado en los cursos de Roberta.
Open Roberta recibió el premio "Bundessieger 2015" en el concurso "Alemania, país de ideas" en la categoría de educación. [13] En 2016, Open Roberta ganó el premio bitkom "d-elina" en la categoría profesional. [14]