Proyecto USS utiliza robótica e IA para transformar la enseñanza en la primera infancia

Un equipo de investigación de la sede Patagonia de la Universidad San Sebastián, liderado por el Dr. Cristhian Aguilera, académico de la Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, ha desarrollado una solución innovadora para integrar tecnologías emergentes, como la robótica y la inteligencia artificial (IA), en el aula desde pre-kínder hasta segundo básico. Este proyecto, financiado por ANID en el marco de la convocatoria Investigación Tecnológica IDeA 2024 del programa FONDEF, busca reducir la brecha digital en Chile al transformar las experiencias de aprendizaje de niños y niñas a través de un enfoque activo y pedagógicamente robusto.

En el corazón de esta iniciativa se encuentra “Manito”, un brazo robótico modular y colaborativo diseñado para facilitar la enseñanza de conceptos tecnológicos y estimular el interés por las ciencias desde una edad temprana. Este robot utiliza interfaces adaptadas a las capacidades de los niños, como comandos de voz y dibujos, permitiéndoles interactuar, explorar y aprender sin necesidad de escribir o programar directamente.

Los niños tienen una enorme creatividad, pero muchas veces carecen de las herramientas para canalizarla. Lo que hacemos es darles acceso a tecnología moderna que se adapte a su nivel, pero que crezca junto con ellos”, explica el Dr. Aguilera. Este diseño permite que el robot evolucione en complejidad, acompañando a los estudiantes a lo largo de sus primeras etapas educativas.

El enfoque del equipo se centra en la integración entre pedagogía y tecnología para que, además de ser una herramienta novedosa, el uso del robot sea una experiencia significativa para el aprendizaje. “La tecnología debe respetar el contexto pedagógico. No buscamos reemplazar al docente, sino apoyarlo para potenciar el aprendizaje de los estudiantes”, agrega Aguilera.

Dr. Cristhian Aguilera, académico de la Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, y Dra. Ángela Castro, académica de la Facultad de Educación, ambos de la sede De La Patagonia. Al centro, “Manito”.

Una herramienta para todos

Con un fuerte arraigo en la región, este proyecto pone el foco en la equidad territorial. En colaboración con el Servicio Local de Educación Pública (SLEP) Llanquihue y el Colegio San Francisco Javier de Puerto Montt, el equipo está llevando esta iniciativa a contextos rurales, donde las brechas educativas y de acceso a recursos son más pronunciadas.

“Queremos que esta solución sea accesible para todos, especialmente en zonas donde la falta de infraestructura y conectividad es una barrera importante. Usamos materiales locales y técnicas como impresión 3D para reducir costos y lograr que cualquier escuela pueda replicar y usar este robot”, enfatiza el Dr. Aguilera.

El proyecto también incorpora una dimensión de educación diferencial, para que niños con necesidades específicas puedan interactuar con el robot de manera adaptada. Además de fomentar la alfabetización tecnológica, la iniciativa busca responder a las necesidades reales de las aulas y las personas en su diversidad, ampliando su alcance, impacto y efectividad.

Estamos generando tecnología desde la co-creación, trabajando estrechamente con profesores de aula para garantizar que el robot sea una herramienta funcional y adecuada a las dinámicas educativas chilenas”, señala el académico.

Una apuesta interdisciplinaria

El proyecto “Manito” tiene un importante componente interdisciplinario, integrando en su desarrollo a académicos y estudiantes de la Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, la Facultad de Educación y la carrera de Fonoaudiología de la Facultad de Odontología y Ciencias de la Rehabilitación. Desde perspectivas diversas, los integrantes del proyecto colaboran para explorar cómo la tecnología puede responder, en sus múltiples dimensiones, a las necesidades de distintos contextos educativos. El Dr. Aguilera destaca que este enfoque fortalece el proyecto al mismo tiempo que enriquece la formación profesional de los estudiantes, quienes desarrollan sus tesis en el marco de esta iniciativa.

Cabe destacar que este grupo de investigación también participa en el proyecto FONDEF “Desarrollo Kit Tecnológico Offline para la Enseñanza y el Aprendizaje de la Inteligencia Artificial en la Escuela Básica Rural”, liderado por la Universidad Austral de Chile. Al igual que “Manito”, este proyecto busca reducir la brecha digital mediante soluciones accesibles y fomentar la alfabetización tecnológica en entornos rurales. Con estas propuestas, la sede Patagonia de la USS se está consolidando como un polo de innovación educativa basada en tecnología.

Proyección futura

Además de impactar la educación en Chile, el proyecto tiene el horizonte de convertirse en un referente internacional. Para ello, colabora con destacados especialistas como Weipeng Yang, de la Universidad Educacional de Hong Kong, reconocido por su liderazgo en inteligencia artificial aplicada a la educación, y Francisco Valdés, de Georgia Tech, experto en diseño industrial con experiencia en proyectos internacionales. Estas alianzas refuerzan el enfoque del proyecto y su relevancia global combinando investigación de vanguardia con aplicaciones prácticas.

El Dr. Aguilera visualiza este brazo robótico como un paso inicial hacia un ecosistema más amplio de herramientas colaborativas. “Este es solo el comienzo. Queremos desarrollar robots que puedan adaptarse a distintas áreas educativas y necesidades, incluyendo contextos de educación diferencial”, comenta.

Con miras a escalar su aplicación en diversos contextos, el proyecto incluye la validación científica de su impacto en el aprendizaje a lo largo de cada etapa de desarrollo. “Nuestro objetivo es demostrar que esta tecnología mejora efectivamente el aprendizaje, desde habilidades cognitivas hasta competencias en STEM”, concluye Aguilera.