Repte Qui-Bot H2O: Despertem l'interès per l'enginyeria informàtica i la química d'infants i joves.

L’objectiu principal és trencar els estereotips i les barreres invisibles socials i de gènere quant a ciència i tecnologia, integrant la programació informàtica i la robòtica en el currículum escolar des d’edats primerenques. Així mateix, proporcionar eines plug&play que facilitin als docents la seva tasca educativa, juntament amb el desenvolupament d’un codi ètic de l’aplicació de la robòtica a l’aula. Finalment, proporcionar eines que permetin humanitzar la tecnologia i visualitzar-ne l’aplicació social. Com aconseguir-ho? Hem creat 4 robots programables que reprodueixen experiments d’un laboratori de química. Les activitats es basen en una programació gràfica intuïtiva que permet accionar robots que interactuen en experiments aplicats a exemples quotidians i que reprodueixen, a mini escala, els robots utilitzats en la indústria 4.0 per a processos industrials comuns. Les activitats s’ha dissenyat per crear un projecte educatiu que contribueixi a incorporar i millorar el pensament computacional d’alumnes d’educació infantil, primària i ESO de forma lúdica mitjançant l'experimentació en química i robòtica. Podeu veure els vídeos-resum del projecte en els següents enllaços. https://www.youtube.com/watch?v=G9v8senyKa8 (3 minuts) https://zonavideo.upc.edu/video/62ac58b567483230d0114b02 (The making of Qui-Bot 5 minuts) Voleu conéixer la Qui-Bot? https://www.youtube.com/watch?v=KRzUT0hVFE4

Qui-Bot H2O és un projecte de recerca en innovació docent i divulgació científica que uneix dues disciplines amb elevat potencial de futur i elevada demanda de professionals a la nostra societat: química i programació. La proposta es materialitza en el disseny de la metodologia i les activitats, el seu testeig i la comprovació de la seva validesa, amb la finalitat d'aconseguir un projecte amb capacitat d'implantació en les diferents etapes educatives. Oferim un repositori de descàrrega de material obert a https://quibot.upc.edu, accessible per a professorat de qualsevol etapa educativa que vulgui implantar el pensament computacional a l'aula per mitjà de l'experimentació química. S'ofereixen recursos plug&play. Els robots poden ser comandats per una app de descàrrega gratuïta i/o programari intuitiu i usable. S'ofereix la guia detallada del muntatge des de zero dels robots. S’ha fomentat la governança afavorint la responsabilitat compartida entre grups d'interès i el conjunt de les 15 entitats participants del projecte. L’equip de treball l’han conformat 22 persones (59,09% dones). L’equip de treball el formen membres de 3 universitats: Universitat Politècnica de Catalunya, Universitat Autònoma de Barcelona i Universitat de Manresa (UManresa-UVicc-UCC). S'han utilitzat els canals de comunicació i difusió dels col·laboradors (webs, xarxes socials): activitats del Consell Comarcal del Bages i el projecte FormaBages, activitats de l'Ajuntament de Manresa i la regidoria d'Universitats, activitats del Centre de Recursos Pedagògics del Departament d'Educació; activitats de la Fundació Aigües de Manresa; activitats del Col·legi d'Enginyers Industrials de Manresa (CETIM), i d'altres xarxes de comunicació de la Universitat Politècnica de Catalunya i de la Universitat de Manresa-UVIC. Paral·lelament, la biblioteca universitària del Campus Manresa ha donat suport a la realització i difusió de les activitats i al desenvolupament de 2 guies de lectura. Comptem amb l’ajuda d’empreses del sector que ajuden a humanitzar la tecnologia, i visibilitzar-ne l’aplicació social (ex. robots assistencials d’ajuda a la cura de gent gran, Yasyt robotics ). Són impulsors del projecte el Lab 06 Laboratori de Ciència per a Infants UManresa, Televisió FibracatTV, ConnecticatTV en directe, Serveis educatius del Bages (Generalitat de Catalunya, Departament d’Educació, i STEMarium), @stemwomenEurope annual report, i la Xarxa Biblioteques Diputació Barcelona. Estem en col·laboració amb RobotiCSS Lab Department of Human Sciences for Education of the University of Milano-Bicocca. La difusió de les activitats a la ciutadania s’ha materialitzat amb 6 tallers formatius amb infants i professorat (inclosa jornada exclusiva entre nenes i noies, competició entre joves, testeig en escoles) , 2 sessions específiques per a professorat, 2 conferències (en intel·ligència artificial aplicada a la robòtica i robòtica social aplicada a l’atenció a persones dependents), amb un total d’assistència presencial de 383 persones. Tot el disseny de les activitats i el material s'han desenvolupat tenint en compte consideracions de gènere definides per experts en la matèria. S’ha dissenyat 3 díptics informatius adaptats a cadascun dels nivells educatius i 3 rolls-ups que visibilitzen l'esperit del projecte i acompanyen les activitats dirigides a la ciutadania. S'han realitzat i publicat dos vídeos promocionals que resumeixen les experiències a les activitats (testeig, prova pilot i realització de les activitats) completat amb fotografies professionals que s'han integrat al web OCW d’accés lliure quibot.upc.edu i que són accessibles a: https://youtu.be/G9v8senyKa8 i a https://zonavideo.upc.edu/video/62ac58b567483230d0114b02 S’ha desenvolupat un codi ètic d’aplicació de la robòtica a l’aula. Com a canal de comunicació virtual mitjançant xarxes socials s'ha fet servir Twitter (53 tweets @toni_dorado, @mtarresp, i els dels membres de l’equip de treball i organitzacions que donen suport al projecte sota el hashtag #QuiBotH2O). Com a resum de la publicitat als mitjans, s'ha publicitat el Projecte Qui-Bot H2O a través de la Televisió, amb 3 reportatges a la televisió i 11 articles en premsa nacional. Vídeo Canal Taronja: https://youtu.be/NJvZRdnxOjo Video programa en directe Connecticat ( https://www.alacarta.cat/connecticat ): https://www.alacarta.cat/connecticat/capitol/connecticat_23022022 (minuts 24:44-29:54) Video FibracatTV, https://www.youtube.com/watch?v=KRzUT0hVFE4 S'han validat els resultats obtinguts en congressos i revistes internacionals: 1. Tarrés, M. et. al. "TEEM'21: Ninth International Conference on Technological Ecosystems for Enhancing Multiculturality: Barcelona, ​​Spain, October 27th-29th, 2021". Nova York: Association for Computing Machinery (ACM), 2021, p. 115-119. ISBN 978-1-4503-9066-8. https://dl.acm.org/doi/fullHtml/10.1145/3486011.3486430. Track 3. Bridging the diversity gap in STEAM 2. Tarrés, M. et al.;"ICERI 2021: 14th International Conference of Education, Research and Innovation: conference proceedings: 8-9 november 2021". 2021, p. 8361-8365. ISBN 978-84-09-34549-6. DOI 10.21125/iceri.2021, Track: “Educational Programming and Robotics” 3. Tarres, M. [et al.]. Sparking the interest of girls in computer science via chemical experimentation and robotics: the Qui-Bot H2O case study. "Sensors (Switzerland)", 13 Maig 2022, vol. 22, núm. 10, article 3719. 4. Tarres, M. [et al.]. Child–robot interactions using educational robots: an ethical and inclusive perspective. "Sensors (Switzerland)", 3 Febrer 2023, vol. 23, núm. 3, article 1675, p. 1-29. El projecte ha rebut l’impuls de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) mitjançant la convocatòria d’ajuts per al foment de la cultura científica, tecnològica i de la innovació.

1. Investigadors dels Grups de recerca SSR-UPC - Smart Sustainable Resources, RIIS - Grup de Recerca en Recursos i Indústries Intel·ligents i Sostenibles. 2. PDI, PAS i estudiantat del Departament d'Enginyeria Minera, Industrial i TIC, Escola Politècnica Superior d'Enginyeria de Manresa (EPSEM) 3. Personal de la Biblioteca del Campus Universitari de Manresa - BCUM

Universitat de Manresa (UManresa-UVic-UCC), Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) Col·legi Enginyers Tècnics Industrials de Manresa (CETIM), Ajuntament de Manresa, Consell Comarcal del Bages, Fundació Aigües de Manresa, Lab 06 Laboratori de Ciència per a Infants UManresa , Televisió FibracatTV, empresa Yasyt Robotics, Serveis educatius del Bages (Generalitat de Catalunya, Departament d’Educació, i STEMarium), @stemwomenEurope annual report, i la Xarxa Biblioteques Diputació Barcelona. Altres mitjans de comunicació audiovisual i prensa, professorat, mestres i escoles i instituts gencat. En col·laboració recent amb RobotiCSS Lab Department of Human Sciences for Education of the University of Milano-Bicocca.

Poder becar estudiantat UPC amb els objectius de: 1. Escalar el projecte i desenvolupar nous prototipus robòtics que permetin afegir funcionalitats destinades a alumnes amb necessitats educatives especials dels centres educatius, i a l’aprenentatge d’idiomes. Aquest punt permet ampliar els camps d'aplicació, per exemple en l’adquisició de vocabulari i l’expressió oral. 2. Continuar amb la recerca i validació dels nous prototipus conjuntament amb UManresa i RobotiCSS Lab Department of Human Sciences for Education of the University of Milano-Bicocca per al desenvolupament de robots per nens/es amb necessitats educatives especials. 3. Cursos addicionals per a professorat de totes les etapes educatives (via ICE amb sessions de durada aproximada de 4 hores), similar al format ja desenvolupat en els cursos gencat a Qui-Bot: Innovar el currículum amb robots que reprodueixen experiments químics (09/06/2022 - 13/06/2022), 4. Inclusió dins les activitats de promoció i divulgació de les institucions participants (AquiSTEAM UPC, Lab06 UManresa, i altres), per mitjà de la contractació de personal de suport en els esdeveniments i material per rèplica de robots.

Els resultats i la validació de resultats s’han desenvolupat entre el 01/07/2021 i 30/06/2022 (Jornada 11F 2022 Dia internacional de la dona i la nena en la ciència , Competició Codeathlon Qui-Bot H2O Maig 2022, Testeig en escoles Maig-Juny 2022, Campus Infantil 28 de Juny 2022, Jornades formació professorat Juny 2022, Jornades de mostra de robòtica aplicada a centres de cura de les persones grans Juny 2022, Jornades obertes a la ciutadania juny 2022) i necessitem recursos per tal que segueixi viu. La validació de resultats i publicació en congressos i revistes internacionals s’ha desenvolupat durant finals 2021 i principis 2023 (congrés TEEM’21, congrés ICERI’21, article Sparking the interest of girls in computer science via chemical experimentation and robotics: the Qui-Bot H2O case study 2022, article Child–robot interactions using educational robots: an ethical and inclusive perspective 2023).

El projecte Qui-Bot H2O ha aconseguit adreçar-se molt satisfactòriament a estudiants d'educació infantil, primària i primer cicle de secundària així com al seu professorat , amb especial atenció a les nenes i a les noies, amb activitats adaptades a cada nivell educatiu. S'ha aconseguit l'objectiu de la proposta, que era crear un projecte educatiu que contribuís a incorporar i millorar el pensament computacional d'alumnes d'educació infantil, primària i d'ESO de manera lúdica mitjançant l'experimentació en química i robòtica. La proposta s'ha materialitzat en el disseny de la metodologia i les activitats, el testeig i la comprovació de la validesa, amb la finalitat d'aconseguir un projecte amb capacitat d'implantació en les diferents etapes educatives, en cursos acadèmics posteriors. S'ha complert la globalitat dels objectius del projecte: 1) el disseny d'un conjunt de robots personalitzats per edats amb les corresponents experiències químiques i reptes de programació adaptades als currículums acadèmics; 2) proves pilots de les activitats en grups corresponents a les edats educatives entre P5 i 2n ESO de manera molt satisfactòria; 3) una web OCW d'accés lliure (ciència oberta) on es recull la totalitat del material audiovisual de les experiències i una App de suport; 4) la valoració dels resultats (classificats en edat, gènere i entorn social)i la seva avaluació quantitativa i qualitativa així com la difusió dels resultats en congressos i en revistes indexades JCR; 5) la formació als professors per a l'aplicació del projecte a les seves aules, amb opció de desenvolupar adaptacions d'acord amb el projecte educatiu del seu centre; 6) la inclusió de les activitats testejades i validades a l'oferta educativa que es proporciona als centres a través del departament d'Educació, i la col·laboració d'expertes del sector en forma de webinars i/o conferències, que paral·lelament visibilitzin referents femenins en sectors STEAM; 7) el disseny d'una competició de la mà que ha premiat la resolució dels reptes llançats utilitzant els Qui-Bot H2O dissenyats. S'han implantat els objectius de la Investigació i Innovació Responsable (RRI) que es resumeixen a continuació. - Facilitar la participació de la societat - Incrementar l'accés als resultats científics - Garantir la igualtat de gènere, tant en el procés com en el contingut de les investigacions - Tenir en compte els aspectes ètics - Promoure l'educació científica, tant informal com formalment - Fomentar la governança afavorint la responsabilitat compartida entre grups d'interès i institucions. S'ha facilitat la participació de la societat mitjançant la realització d'activitats gratuïtes obertes a la ciutadania organitzades i difoses mitjançant entitats socials i afins. S'han utilitzat espais públics accessibles a tots els públics, com ara museus o biblioteques públiques. S'ha fomentat la participació d'organitzacions que col·laboren en la formació i la divulgació científica en els camps d'interès del projecte amb exemples quotidians i propers. S'ha incrementat l'accés als resultats científics mitjançant diverses publicacions accessibles en obert mitjançant els repositoris de la universitat. S'ha participat a congressos internacionals donant accés als resultats del projecte a tota la comunitat científica. S'ha garantit la igualtat de gènere tant en la definició del projecte, de majoria femenina, com en el conjunt d'activitats realitzades i aquest és el fi principal del projecte. S'ha organitzat una activitat específica només per a nenes el dia internacional de la nena i la dona a la ciència. Tot el disseny de les activitats i el material s'han desenvolupat tenint en compte consideracions de gènere definides per experts en la matèria. S'han tingut en compte aspectes ètics amb la participació d'experts en robòtica i ètica que han fomentat el debat en la formació del professorat i s'ha fet un informe específic sobre aspectes ètics al projecte. Tota la creació del material produït durant l'execució del projecte s'ha difós per diferents mitjans i es posa a disposició de tot el públic interessat mitjançant el repositori que es pot trobar publicat a la web del projecte amb l'objectiu de promoure l'educació científica, tan formal com a informal. En aquest sentit, s'han realitzat publicacions científiques a revistes especialitzades i també notes de premsa que han estat publicades a diaris d'informació. Finalment, s'ha fomentat la governança afavorint la responsabilitat compartida entre grups d'interès i el conjunt de les 15 entitats participants del projecte. Cadascuna de les entitats ha participat des de la seva especialitat contribuint a l'execució satisfactòria segons la planificació definida al començament. S'ha establert una xarxa de col·laboració no existent fins avui.

ODS 4. Educació de Qualitat

ODS 5. Igualtat de Gènere

ODS 9. Indústria, Innovació i Infraestructura

ODS 10. Reducció de les Desigualtats