Sumobot: Una historia de tecnología hecha en Costa Rica
Esta es la historia de un proyecto que nació con una idea sencilla, crear un robot educativo que pudiera ser fabricado localmente, replicado por otros y usado en un entorno que promoviera el aprendizaje, la creatividad y la autonomía. A través de tres años de trabajo continuo, muchas pruebas y el apoyo de una comunidad creciente, el Sumobot se ha convertido en una herramienta poderosa para la educación tecnológica en Costa Rica. Este relato es personal y directo, porque también lo ha sido el proceso. Es específicamente sobre el diseño del robot. Lo comparto para quienes creen en la posibilidad de construir desde lo local, para transformar desde la educación.
Acá comienza la historia del Sumobot, un robot autónomo que lucha con otros robots, para tratar de empujarlos fuera de un dojo, tal como las luchas de sumo japonés, y con eso, permite que estudiantes aprendan de pensamiento computacional, robótica, y STEAM!
¿Por qué Robots de Sumo?
Un combate de sumobot es un enfrentamiento entre dos pequeños robots autónomos que intentan empujarse mutuamente fuera de un círculo llamado dojo, siguiendo una lógica inspirada en el sumo tradicional japonés. Cada robot es diseñado y programado por estudiantes, y son ellos y ellas que toman decisiones sobre sensores, motores y estrategia de movimiento. El reto está en anticipar los movimientos del oponente, reaccionar con precisión y adaptarse en tiempo real. Los robots no son controlados por humanos durante el combate, son autónomos, ejecutando el código y las decisiones que su equipo programó previamente. Es esta combinación de diseño, estrategia, programación y competencia hace del sumobot una herramienta educativa única y emocionante.
A veces me preguntan si no es demasiado agresivo hacer que los robots “peleen” entre sí en un torneo. Pero para mí, la inspiración viene del sumo japonés, y eso cambia todo. El sumo no es una pelea violenta; es un ritual cargado de respeto, de presencia, de estrategia contenida. Me gusta pensar que cada combate de sumobots que organizamos tiene algo de eso, no se trata de destruir al otro, sino de leerlo, anticiparlo, entender cómo se mueve y responder con inteligencia. Ver a los estudiantes ajustar sus robots, debatir estrategias, fallar y volver a intentar, me recuerda que el conflicto, cuando es simbólico y con reglas claras, puede ser una de las formas más poderosas de aprendizaje. No hay una única forma de ganar. Cada quien decide lo que significa hacerlo bien, y eso, esa autodeterminación, es quizás lo más valioso que se llevan.
Primer año
El primer año propuse la idea y desarrollé un prototipo. En la universidad pensamos que era una buena idea trabajar en esto, y se dió todo el apoyo necesario para comenzar. Mi idea esencial era que el robot tuviera una forma particular, similar a la de los robots de sumo tradicionales. Aunque el diseño físico de estos robots suele estar determinado por reglas estrictas de torneos formales conocidos, decidí crear nuestras propias reglas, un Sumobot Tico. Diseñar nuestro propio torneo me daba más libertad para pensar en el diseño del robot, y a la vez simplificaba enormemente la logística de un evento.
Quise que el robot fuera pequeño, con la restricción de caber en una caja de 10×10 cm y no exceder cierto peso. Eso implicaba un diseño compacto y denso. Se trataba de concentrar la masa en una estructura sólida y estable, fácil de fabricar con materiales accesibles como el acrílico. Debía tener un centro de gravedad bajo para mejorar su estabilidad y evitar que se volcara durante los empujones. Además, consideré una superficie frontal en forma de cuña, que permitiera deslizarse por debajo del oponente y levantarlo ligeramente, reduciendo su tracción.
Pensé en usar dos motores pequeños pero con buen torque, que permitieran girar pivotando. También incluí un sensor para detectar si el robot estaba en el dojo o se acercaba al borde, y un sensor de distancia para identificar al oponente.
Me propuse que el robot se construyera con componentes genéricos, fácilmente accesibles, de bajo costo, y algo fundamental para mí, que tuviera un diseño “neutro”. No quería que se viera agresivo, sino que resultara interesante tanto para chicos como para chicas.
A partir de los primeros prototipos, ajusté algunos elementos y construí una versión final en acrílico azul, eligiendo ese color en representación de los colores de la universidad. Así nació el primer Sumobot.
Comenzó entonces el trabajo de convencer a colegios para que participaran en esta iniciativa. No fue fácil. Era algo nuevo, poco conocido, y sin un respaldo institucional fuerte. Sin embargo, el hecho de que los colegios recibieran dos robots gratuitos y todo el transporte cubierto para asistir a la universidad, resultó atractivo, especialmente en un sistema público con escaso apoyo a actividades tecnológicas. Gracias a eso, logramos inscribir suficientes colegios para realizar el primer torneo.
Tuvimos que fabricar 50 robots. Aquí aprendí que diseñar uno no es lo mismo que fabricar cincuenta. Fue un proceso complejo. El ensamblaje del chasis con pegamento resultó particularmente difícil, y la soldadura de cables para 100 motores requirió mucha paciencia.
Con la ayuda de estudiantes asistentes del makerspace de la universidad y un profesor de colegio que se sumó al proyecto, logramos entregar todos los robots.
El torneo fue un éxito completo, las batallas de robot muy dinámicas y era claro que los jóvenes habían aprendido, además de pasarla bien. Este es un video con todo el torneo
El torneo fue una excelente prueba de diseño. Aprendí mucho y tomé nota de todo lo que debía corregirse para el segundo año.
Segundo año
Una de las principales dificultades del primer modelo fue el ensamblaje del chasis. Era complicado sostener las piezas para pegarlas correctamente, y era casi imposible lograr un acabado limpio. El pegamento era visible y el resultado no se veía profesional. Además, si el robot se caía, no era fácil repararlo rápidamente. Las caídas fueron bastante frecuentes. Aunque algunos estudiantes personalizaron sus robots, no logramos generar el nivel de apropiación que quería.
Decidí entonces rediseñar el ensamblaje para que las piezas pudieran unirse rápidamente, y desmontarse con facilidad. La solución más práctica fueron las tiras plásticas (zip ties).
También cambié el ángulo del sensor ultrasónico y modifiqué el soporte del sensor infrarrojo para que también usara tiras plásticas. En el primer año lo había fijado con tornillos, pero las vibraciones lo soltaban.
Ese año, decidimos entregar el robot desarmado, con instrucciones claras para que los y las estudiantes lo ensamblaran por su cuenta. Cambiamos el acrílico azul por blanco, permitiendo que cada estudiante decorara su robot. Le pedí a una amiga que pintara uno como ejemplo para inspirarlos.
En paralelo al desarrollo del robot, trabajé en la documentación. Creamos un repositorio abierto a todo el público con todo, instrucciones de armado, códigos de ejemplo, videos explicativos, archivos de diseño. Esto ha sido clave para que el Sumobot pueda usarse sin necesidad de capacitaciones presenciales. Es un producto listo para usar, como cualquier otro en el mercado. Esto es vital, porque para que un robot como este funcione y el torneo prospere, tiene que ser asimilado de forma autónoma y orgánica.
El nuevo diseño facilitó la preparación de kits. Cada componente se empacó por separado en una caja de cartón, y los estudiantes lo ensamblaron por su cuenta. Esto fue esencial, porque debíamos entregar 120 robots, más del doble que el año anterior, algo que hubiera sido imposible con el diseño original.
El torneo fue un éxito. Participaron 97 equipos y más de 650 estudiantes. Vimos decenas de robots personalizados, cada uno reflejando la identidad de su equipo. Algunos priorizaron la estética, otros la programación. Eso es lo que buscábamos. Que cada estudiante encontrara su propia forma de apropiarse del robot y del evento.
El nuevo chasis ensamblado con tiras de plástico demostró ser una gran decisión. Los robots fueron fáciles de reparar, y los accidentes se solucionaron rápidamente. Lo que sí, tuvimos algunos problemas con los cables de los motores, que se rompían con la manipulación. Soldarlos no era sencillo y requería experiencia, lo que generó algunas dificultades.
Este es un video resumen de lo que sucedió el año pasado.
Algo que ya habíamos validado era que se podía enseñar robótica sin talleres ni charlas. Sólo con buena documentación y un torneo lo suficientemente motivador, docentes y estudiantes se sentían cómodos trabajando por su cuenta. También comprobamos que un robot tipo “maker”, que no proviene de una gran empresa, puede ser confiable y aplicarse con cientos de estudiantes sin problemas. El soporte se ofrece mediante un grupo de WhatsApp, donde se ha formado una comunidad que ya no depende exclusivamente de nosotros. Estudiantes y docentes se ayudan entre sí. Además, el repositorio con toda la información es una herramienta clave para mejorar continuamente.
Hasta este punto el Sumobot es un producto hecho en Costa Rica, integrado con componentes en su mayoría chinos.
Tercer año
Este es el tercer año del Sumobot, y el crecimiento ha sido enorme. El primer año participaron 34 equipos, unos 160 estudiantes. El segundo año fueron 96 equipos y 650 estudiantes. Este año, ya superamos los 200 equipos, más de 1300 estudiantes. Se ha más que duplicado cada año.
Este crecimiento nos obligó a escalar la manufactura. Hicimos cambios importantes. Con ayuda de CrCibernética, diseñamos una placa PCB que sería la base del nuevo Sumobot. Quise incluir más sensores y asegurar que los motores quedaran bien fijados. Agregamos cuatro sensores infrarrojos para permitir proyectos de programación tangible mediante lectura de códigos visuales, y para mejorar la detección del borde del dojo. También abrimos posibilidades para que los estudiantes pudieran crear otros robots, como los de fútbol o de mapeo con colores.
Agregamos también un giroscopio y un acelerómetro. El giroscopio permite navegar con más precisión, y el acelerómetro detectar movimientos anómalos o impactos, permitiendo que los robots reaccionen con acciones programadas más complejas.
Sobre esta placa PCB se sueldan los motores y se monta el resto del chasis con piezas de acrílico cortadas láser. El prototipo resultante es una evolución completa del diseño original.
El nuevo desafío fue fabricar 200 robots a mano, lo cual no era realista ni viable. Además, ya implicaba dos PCBs distintas: el IdeaBoard, desarrollado por CrCibernética, y nuestra propia placa base. Para mantener bajos los costos, debíamos producir más de 500 unidades, y esto solo se puede hacer en China. Afortunadamente, ya teníamos un diseño confiable, validado, que no requería mucho soporte, que estaba listo para escalar la manufactura.
Los fabricantes en China pudieron preparar el kit completo, desde las PCBs y el corte láser de piezas, hasta la integración de componentes como ruedas, motores, cables y tiras plásticas. El proceso fue estresante, ya que debimos hacer pruebas y asegurar la calidad del producto. El control de calidad depende de nosotros, no de la fábrica. Aunque hubo un leve atraso en la entrega de los kits a casi 190 equipos de más de 100 colegios, logramos completarlo.
El kit actual del Sumobot contiene diez partes esenciales: la placa del microcontrolador, la placa base del chasis, piezas de acrílico, motores con soportes, cable USB, sensor ultrasónico, tiras plásticas, cables de conexión, caja de baterías y tornillos. Los estudiantes reciben el kit y acceden al repositorio para armarlo y comenzar a programarlo. Sirve para muchas cosas más que para las luchas de Sumobot.
Realizamos una edición del torneo exclusivamente para colegios de Guanacaste. Participaron 13 colegios con 25 equipos. Un ejemplo emocionante fue el CTP Agropecuario de Cóbano, que participaba por primera vez y logró el tercer lugar. El Colegio Científico de Liberia, que participaba por segundo año, ganó esta edición. Dan un buen ejemplo de cómo ocurre esta competencia,
Acá está un video completo con entrevistas, de lo ocurrido en Guanacaste,
Ahora nos preparamos para la edición en San José, con casi 200 equipos, en el marco del Maker Faire San José. Habrá charlas, talleres y el torneo, todo gratuito y abierto a personas de todas las edades.
Reflexión final
Este proyecto es un emprendimiento social, financiado en su totalidad por mi universidad, la Universidad CENFOTEC. Es parte de un proyecto de investigación en educación tecnológica, y de responsabilidad y extensión social. Durante tres años y con cerca de 2000 estudiantes, hemos validado un robot educativo robusto y efectivo.
Contamos con el apoyo de CrCibernética, una empresa que no sólo distribuye componentes, sino que nos ha ayudado en la integración, manufactura y distribución del Sumobot. Además, usamos su placa IdeaBoard como cerebro del robot, un microcontrolador integrado en una placa compacta, un producto tico.
El kit educativo Sumobot permite a niños y jóvenes desarrollar una serie de saberes esenciales del siglo XXI. Aprenden pensamiento computacional, programación, control de sensores y motores, y electrónica básica. Aplican matemáticas para interpretar datos del entorno, adquieren conocimientos de ciencia de datos y desarrollan habilidades de diseño, diagnóstico y mejora de sistemas. Todo esto, mientras fortalecen competencias como la resolución de problemas, pensamiento crítico, creatividad, comunicación técnica y trabajo en equipo. Es una herramienta poderosa para aprender haciendo, integrando ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemáticas (STEAM).
He emprendido varios proyectos en mi vida, pero este es el que más lejos ha llegado. Aún queda mucho por hacer. Quiero destacar que este camino no se trazó a través de “elevator pitches” ni rondas de inversión. No fue necesario. Lo primero fue demostrar que era posible. Hacerlo realidad, mejorarlo paso a paso, validarlo en la práctica. El Sumobot no es una idea lejana, es una solución concreta que hoy tiene el potencial de expandirse por toda Latinoamérica. También es un ejemplo de cómo una universidad privada puede aportar significativamente al desarrollo del país, cuando pone su capacidad al servicio de la educación y la tecnología.
Aunque acá solo hablo del robot, el Sumobot es parte de un proyecto mayor, que propone un replanteamiento del uso de tecnologías en educación, propone reconfigurar la relación con la enseñanza tecnológica, desde una perspectiva propia, costarricense El Sumobot y su torneo son un sistema educativo y tecnológico 100% hecho en Costa Rica (diseño Costa Rica, manufactura China), escalable a miles de estudiantes y 100% Open Source, universal, atemporal y replicable.
Director de Escuela de Sistemas Inteligentes
Universidad CENFOTEC
