Diseño de un juguete adaptativo inteligente de estimulación psicomotora

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Design of an adaptative intelligent toy of psychomotive stimulation

Resumen

En este artículo se desarrolla el diseño de un juguete inteligente que se adapte a los ritmos de aprendizaje de cada niño, estimulando aquellas áreas de desarrollo más adecuadas a cada etapa de crecimiento. Se dirige a bebés en edades entre los 0 y los 24 meses de edad, pero puede ampliarse posteriormente la vida útil al incorporar nuevos juegos. Todas las actividades estarán controladas vía aplicación móvil, en la que se lleva a cabo un registro de la evolución del niño. Para esto se han diseñado y desarrollado 11 juegos; 4 de ellos se encuentran físicamente en el producto y el resto son juegos virtuales proyectados en la alfombra.

Palabras clave
Producto inteligente, juguete adaptativo, estimulación psicomotora, bebés.

Abstract

This article shows the development of an intelligent toy that is adapted to the learning rhythm of every child, stimulating the most adequate development areas for each growth stage. It is focused on babies between 0 and 24 months, being able to increase the product life cycle by incorporating new games. All the activities will be controlled by mobile app, where a record of the kid evolution is registered. For this purpose, 11 games have been designed and developed; 4 of which are physically located in the product, and the rest are virtual games projected in the carpet.

Keywords
Intelligent product, adaptative toy, psychomotive stimulation, babies.

Recibido / received: 24/09/2019. Aceptado / accepted: 22/10/2019.

Introducción

El objetivo del proyecto es el diseño de un juguete inteligente adaptativo de estimulación psicomotora para bebés, entendiendo como bebés a niños en edades comprendidas entre los 0 y los 24 meses. No todos los niños tienen el mismo ritmo de aprendizaje y, por eso, resulta de especial interés el diseño de un juego que se adapte y evolucione a medida que lo haga el niño. En algunos casos de niños con problemas de aprendizaje, en los cuales su madurez no se corresponde con su edad física, podría ser una herramienta muy útil.

Las áreas de desarrollo en las que se centra el juguete son: el sentido del oído, la vista, el tacto y el desarrollo motor del bebé (motricidad fina y gruesa), además de la percepción.

Además, el diseño de un único juguete que vaya evolucionando con el niño permite concentrar en un único producto todos aquellos juguetes que se van acumulando a lo largo de los años a medida que el niño crece y necesita más estímulos para sentirse realizado (Fig. 1).

Metodología

Las fases del proyecto pasan por la investigación de vanguardia, centrada en las distintas etapas del desarrollo de los bebés mes a mes y evaluando los estímulos más adecuados para cada etapa. Se sigue de un estudio de mercado que permita la diferenciación del producto; diseño final del producto, definiendo todas las partes y juegos que incorporar, y, finalmente, el análisis estructural para garantizar la seguridad del niño y la adecuada configuración de las partes.

Para garantizar la seguridad del niño a la hora del juego tanto con relación a la toxicidad de los materiales como a la configuración del producto, hay una serie de normas que se deben cumplir en el diseño de los juguetes para niños. Entre ellas se encuentra la UNE-EN 62115:2006: Sobre juguetes eléctricos. Seguridad.

Tras analizar el desarrollo del bebé mes a mes desde su nacimiento hasta los dos años, se puede tener una visión más concreta de cuáles pueden ser sus necesidades y cómo estimular aquellos aspectos del desarrollo que más lo necesiten.

Se proponen una serie de materiales para estimular cada uno de los sentidos particularmente, y serán tenidos en cuenta a la hora de diseñar todos los juegos y actividades del producto.

Para que esto se lleve a cabo de forma adecuada, el producto será inteligente, que permita recopilar datos durante el juego para determinar el desarrollo y la evolución del niño en las distintas áreas que trabajar e informará a sus educadores, que recibirán el feedback de manera satisfactoria.

El producto se dirige a distintos usuarios. Por un lado, se encuentra el comprador, usuario que adquiere el producto, que puede ser distinto al que lleva el control del desarrollo, usuario secundario, y luego está el usuario primario, el bebé, quien juega y utiliza de manera directa el producto.

El producto que diseñar constituirá un avance en lo que se conoce hasta ahora.

Una vez estudiados los productos existentes en el mercado, según distintas clasificaciones, como la marca y aquellos que resultan más interesantes dada su función, se puede definir el producto que se va a diseñar.

La característica de producto inteligente se escapa de todos los juguetes evaluados, ya que no se llegan a cumplir las funciones definidas en el diseño.

Este es un producto interesante de introducir en el mercado ahora mismo, dado el actual deseo de rodearse de productos inteligentes que permitan llevar un control y seguimiento de su uso.

En la primera etapa del desarrollo de un bebé puede resultar especial-mente útil, ya que ayudará a los educadores a conseguir estimular adecuadamente al niño para que crezca fuerte y sano.

El diseño surge ante la necesidad de combinar todos los primeros juguetes para bebés en un único producto que realice todas las funciones y que, además, permita llevar un seguimiento del desarrollo psicomotor de los niños en las primeras etapas de vida (Tabla 1).

Hay que tener en cuenta los requerimientos de diseño que incluyen la necesidad de incorporar una parte que permita la interacción de juegos virtuales, además de los juegos mecánicos, físicos del producto; por tanto, se realizan unos bocetos iniciales con la propuesta de algunos de esos juegos y actividades.

Las partes claramente diferenciadas del producto son el proyector, la base formada por cuatro caras laterales intercambiables, que le aportan un carácter modular al producto, y la alfombra, sobre la cual se proyectan las imágenes correspondientes a los juegos virtuales.

Tiene salida de audio y proyección de imágenes y la batería se carga mediante USB (Fig. 3).

El juguete se diseña para un entorno doméstico en el que el bebé pase tiempo jugando y divirtiéndose mientras aprende y desarrolla sus sentidos.

La relación entre las funciones reales del producto y las virtuales es muy estrecha y se lleva a cabo mediante una aplicación móvil que informa de los resultados y permite la configuración de los juegos. El funcionamiento de la aplicación y su relación con los juegos se establece mediante un diagrama de flujo (Fig. 4).

La interfaz de la aplicación que se propone parte de una pantalla de inicio de la que derivan las pantallas secundarias (Fig. 5).

La primera pantalla que sale al abrir la aplicación es la de inicio. En ella se pueden ver cinco posibles selecciones que nos llevarán a nuevas ventanas para configurar los parámetros seleccionados. Estas cinco opciones son: ajustes, progreso, notificaciones, actividades y perfil.

Para asegurar que el ritmo y los ejercicios sean los adecuados dada la edad del niño, se debe completar el perfil del usuario de tal manera que se indique la fecha de nacimiento.

Todos los juegos se iniciarán desde la edad de 0 años, y gracias a esta configuración es posible acelerar las primeras lecciones para alcanzar la edad que corresponde a mayor velocidad. En caso de que el niño no supere esas lecciones, se creará una alarma.

También se pone el peso y nombre del niño. Con el nombre, se permite que el juguete se dirija al niño por su nombre y de esta manera será más cercano, además de facilitar que el niño se identifique con su nombre.

En el apartado de progreso, la pantalla se divide en dos partes. En la parte superior mediante un gráfico radial se ven las áreas de desarrollo, y en la mitad inferior de la pantalla hay un gráfico de tarta que indica las horas de juego y qué juego se ha usado.

En la parte inferior se indican cuáles son las áreas de desarrollo en las que el niño está más flojo o que necesita mejorar, para poder prestar atención e insistir sobre las actividades que las favorezcan.

Gracias al gráfico de horas de juego se puede ver cuáles son los juegos con los que el niño pasa más tiempo y, por tanto, cuáles le gustan más. De esta manera, se podrá intuir la temática que más le interesa y descargar futuros juegos relacionados con el tema.

En la pantalla de actividades aparecen todos los juegos, los que vienen instalados y los que se hayan descargado posteriormente.

En la parte inferior se permite acceder a una biblioteca online en la que descargar nuevos juegos, los cuales se irán actualizando.

Si se selecciona cualquiera de los juegos, aparecerá una nueva pantalla en la que se indican las instrucciones y el procedimiento que se debe seguir, además del botón de inicio para que comience el juego.

Todas las operaciones se realizan en los ajustes, perfil y progreso, se detalla en la figura 8.

En el progreso se registran los datos recogidos por el dispositivo durante la interacción con el niño y se muestra el desarrollo en las distintas áreas según un gráfico radial; en la parte inferior se aprecia en un gráfico tarta las horas de juego en cada actividad.

Definición de los juegos

Mosaico texturas

El mosaico texturas (Fig. 7) comienza siendo una experiencia táctil durante las primeras etapas de desarrollo. Está formado por nueve piezas las cuales tienen distintos materiales y, por tanto, distintas texturas (Fig. 6). El niño comenzará estableciendo los límites de las piezas por el tacto.

Para los materiales que representen cada textura se elegirán distintos tejidos: fieltro, algodón en toalla de rizo, goma EVA (etilvinilacetato), papel de lija de 100, microfibra (franela), madera, látex de caucho natural, papel crujiente cubierto de tela y silicona.

Todas las piezas están dentro de la gama cromática de los rojos, ya que se trata del primer color, tras el blanco y el negro, que logran distinguir. En este momento el juego pasará al siguiente nivel, y el niño será capaz de establecer los límites utilizando los sentidos del tacto y la vista.

Finalmente, una vez que su vista adquiera la madurez total, el juego alcanza un último nivel en el que las piezas se extraen y se convierte en un puzle imantado.

Espejo

La cara de la torre está recubierta de un material que permite que el niño se refleje (Mylar). Constituye un espejo (Fig. 9) y ayuda a establecer la percepción y a comenzar a asociar su reflejo consigo mismo al ver los movimientos que realiza.

Laberinto

El juego laberinto (Fig. 10) favorece la motricidad fina y la percepción, teniendo como objetivo principal seguir la trayectoria con la pieza de color rojo.

Se integra en una de las caras laterales de la torre central y consiste en mover una pieza a lo largo de una ranura siguiendo un movimiento hacia derecha e izquierda, arriba y abajo, desde un extremo hasta el otro de la ranura.

Coloca la pieza

Este juego, Coloca la pieza (Fig. 11), es una adaptación del clásico juego de encajar bloques, que ayuda a la motricidad fina al tener que agarrar el bloque e intentar colocarlo en la ranura correspondiente. También se desarrolla la percepción al relacionar las distintas figuras geométricas y colores de las piezas (Fig. 12) con las que se están solicitando en ese momento.

La vista y el oído intervienen en tanto que reciben la información y la procesan para que el niño seleccione la pieza adecuada conforme el color y la geometría que han oído y la coloquen en el hueco iluminado.

Este juego está físicamente integrado en una de las caras laterales de la base de la torre y las operaciones a realizar están indicadas por el propio producto mediante la salida de audio.

Consiste en un conjunto de poliedros que pueden tener proyecciones en planta iguales; por lo que más de una pieza encajará en el hueco de la base.

Cada una de las ranuras tendrá el perímetro cubierto de leds, que se iluminarán con diferentes colores haciéndolos coincidir con la pieza que se debe encajar.

Gracias a este juego de colores podría ser posible detectar problemas de daltonismo. Si se cometen una sucesión de fallos constantes entre el verde y el rojo, el producto podrá enviar una alarma para prestar especial atención a dicho problema y, en su caso, ponerse en contacto con profesionales que puedan confirmar o rechazar el diagnóstico.

Aunque las ranuras de la cara lateral tienen una tira led en el borde que puede cambiar de color, las piezas tienen un color fijo, por lo que las posibilidades son limitadas.

– Círculo: cilindro, esfera, cono, cilindro.

– Cuadrado: prisma de base cuadrada, cubo, pirámide de base cuadrada. Triángulo: prisma de base triangular, tetraedro, cono.

– Rectángulo: cilindro, prisma de base cuadrada, pirámide de base triangular.

Noche estrellada

Para las primeras etapas de desarrollo del bebé, cuando aún permanece muchas horas quieto boca arriba, el proyector de estrellas en el techo proporciona un ambiente relajante.

Esta proyección se puede convertir en una rutina antes de acostarse y realizar unos ejercicios de relajación.

No es un juego como tal, sino más bien un modo de uso del producto, el cual puede aplicarse desde el nacimiento hasta el fin de la infancia del niño al alcanzar los 12 años, o hasta que se considere necesario.

La proyección permanecerá encendida durante una hora y al alcanzar los 60 minutos se apagará automáticamente (Fig. 13).

Un zoo en casa

Con el juego Un zoo en casa (Fig. 14) se trata de favorecer el lenguaje al oír el nombre de los animales, y la percepción que permita relacionar el nombre de cada animal con la figura que lo representa.

Este juego forma parte de la sección de juegos virtuales del producto y se proyecta en la alfombra.

Habrá diferentes niveles, empezando por las temáticas y luego se irá complicando con la posibilidad de añadir más animales a cada categoría, de tal manera que sea un juego evolutivo.

También estará la opción “aleatorio”, en la que podrá salir cualquier animal para ser identificado.

Al igual que en el caso de Coloca la pieza, en este juego también es la salida de audio la que le indica al niño qué animal debe seleccionar. Sobre la alfombra se proyectan todos los ani-males correspondientes a la temática seleccionada, y en cuanto se activa la solicitud de uno de ellos, bajo la representación del mismo aparecerán los símbolos lingüísticos correspondientes a su nombre para que el niño asocie el sonido de la palabra con el concepto y lo relacione con los caracteres.

La puntuación a sumar dependerá tanto de los aciertos como de los fallos (Fig. 16).

Por cada acierto se sumarán 300 puntos si se tarda menos de 1 segundo en contestar; 200 puntos, 2 segundos, y 100 puntos, 3 segundos.

Para obtener la puntuación final que será tenida en cuenta a la hora de establecer el gráfico radial de las áreas de desarrollo, se hará una media de los puntos obtenidos en los aciertos y el número total de intentos (incluidos los intentos fallidos); para tener un mejor control del desarrollo.

¡A bailar!

Dentro de los aspectos que engloba la motricidad gruesa, la coordinación se ve favorecida, además de la agilidad de reflejo y equilibrio; todo sin olvidar la diversión.

La alfombra se convierte en una alfombra de baile, con flechas y suena la música para seguir los pasos de baile. La flecha o figura aparece durante unos instantes, y si se presiona antes de que desaparezca suma puntos dependiendo de la velocidad con la que se presione. Al presionar desaparece esa y aparece la siguiente.

Entre las figuras proyectadas hay (Fig. 15): flecha hacia arriba, flecha ha-cia abajo, flecha derecha, flecha izquierda, huella derecha, huella izquierda.

La duración de cada figura proyectada es de tres segundos. Las puntuaciones dependen del tiempo de reacción, de tal manera que se suman 300 puntos si se presiona la figura en me-nos de 1 segundo; 200 puntos entre 1 y 2 segundos, y 100 puntos entre 2 y 3 segundos.

Como la figura desaparece tras 3 segundos o cuando se acierta, se trata de un juego relativamente rápido en el que cuenta la velocidad; y no es posible confundirse de figura, por lo que los intentos fallidos no serían relevantes en este caso; la puntuación final se hará con la suma total de puntos.

Cuando el niño vaya adquiriendo agilidad y su motricidad gruesa mejore, su puntuación irá en aumento y, por tanto, se verá el progreso y el desarrollo.

Al final de la canción aparece la suma de puntos y se puede empezar de nuevo el juego o seleccionar otro distinto.

Este juego también es evolutivo al existir la posibilidad de ir aumentando la velocidad y cantidad de figuras al mismo tiempo. Se irá complicando adaptándose al ritmo del niño.

Los colores elegidos son los primarios: rojo, verde, azul y amarillo. La idea es favorecer la motricidad gruesa y la velocidad de reacción del niño, por lo que los colores son simplemente para llamar la atención y no para asociarlos con ninguna idea en particular.

En el cine

Dirigiendo el proyector hacia una pared o el techo se pueden proyectar vídeos y películas controlados mediante la aplicación móvil (Fig. 18).

Un paseo por la ciudad

Para favorecer el gateo en las primeras etapas de desarrollo del desplazamiento, se diseña esta actividad que per-mite al niño explorar en un entorno controlado.

A través del proyector aparecerá la vista aérea de una ciudad en la alfombra, con sus pasos de peatones, edificios, etc.

Como accesorio complementario cuenta con un coche con sensor que permite al niño tener un punto de apoyo al mismo tiempo que se desplaza (Fig. 17).

El camino a recorrer irá variando, siguiendo la carretera e indicado por una flecha que avanzará a medida que el coche pasa por encima, incitando al niño a continuar.

Después de varias sesiones en las que el niño alcanza el nivel esperado cambiará el escenario y, por tanto, los recorridos.

Respecto a la evolución del juego, además de incrementar la velocidad de recorrido de la flecha a medida que el niño adquiere agilidad y su gateo mejora, también irá poco a poco adquiriendo más detalle la proyección de la ciudad (Fig. 17).

Piano de pie

Las primeras lecciones son sencillas y de reconocimiento para favorecer la motricidad gruesa, pero a medida que evoluciona el juego, también se verán estimulados el oído y la percepción. Dentro de la motricidad gruesa se encuentran el equilibrio y la agilidad de reflejos.

El juego consiste en la proyección de las teclas de un piano, una escala completa, de do a si.

Una tecla del piano se iluminará y será esa tecla la que el niño deberá presionar. En el momento en que acierta, suena la nota.

La iluminación de las teclas seguirá una canción, por lo que al ir adquiriendo agilidad en el juego se apreciará la melodía, pese a que inicialmente parezcan notas al azar.

Posteriormente, durante la evolución del juego se afinará más y la máxima puntuación será cuando se toque la nota exacta, es decir, con la duración adecuada.

Otros juegos

Hay una variedad de juegos disponibles para incorporar en un futuro al producto y ampliar su vida útil y con actividades para realizar en compañía, en las que intervendría más de un jugador, además de complementos al estudio (Fig. 18).

El material seleccionado mediante CES EduPack 2018 para la fabricación de las piezas físicas del producto será el ABS, dadas sus características que atienden a los requerimientos funcionales del producto, y se fabricará mediante inyección.

Algunos modos de uso del producto aseguran que su vida útil se alargue hasta que el usuario lo considere oportuno.

Una vez que el niño alcanza la madurez intelectual adecuada a su edad, se propone cambiar el idioma del producto y comenzar los juegos con otro idioma. De esa manera, el aprendizaje se realizará por asociación de conceptos, de la misma manera que los bebés aprenden el idioma materno.

Conclusiones

Como conclusión al proyecto y diseño realizados, se cumplen los objetivos fijados al inicio y se satisfacen las necesidades encontradas.

Las áreas de desarrollo principales se ven cubiertas con el diseño de los juegos, que al ir evolucionando se centran en los aspectos destacados en cada etapa de desarrollo infantil.

Gracias a la configuración física de los juegos, en combinación con todos los componentes electrónicos, las actividades realizadas suponen un entretenimiento además de estimulación de aprendizaje del niño.

Por otro lado, el control por parte de un tercero mediante una aplicación móvil que permita ver gráficamente el progreso del niño en las distintas áreas de desarrollo aporta un valor añadido al producto.

Todo el dispositivo es seguro e intuitivo, además de guiar al niño en cada actividad para que alcance su mayor potencial sin olvidar la diversión.

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