RLAB-UOC: un laboratori remot per fer experiments amb equips electrònics i de comunicacions reals

Els laboratoris són un element consubstancial a les titulacions tecnològiques, ja que els experiments pràctics són essencials per adquirir les competències i habilitats que els estudiants necessitaran durant el seu desenvolupament professional futur. Proporcionar aquesta formació a distància és un dels reptes que ha provocat l’actual pandèmia de COVID-19, repte al qual s’enfronten des de fa anys les universitats a distància. RLAB-UOC és un laboratori remot dissenyat i desenvolupat per la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) que permet a l’alumnat dels Estudis d’Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació fer experiments pràctics en qualsevol lloc i en qualsevol moment amb equips electrònics i de comunicacions reals. Un nou article publicat a la revista científica Electronics ha descrit les característiques d’aquest laboratori i ha analitzat la satisfacció dels estudiants a partir d’un tipus d’experiment que s’ha fet servir durant els darrers sis semestres.

«Els principals resultats mostren que la valoració dels estudiants és molt positiva i que és viable fer experimentació remota amb equipament i dispositius de complexitat i cost elevats, típics de laboratoris d'electrònica i de comunicacions, en un entorn 100 % en línia, integrant l'aula de teoria i de pràctica en un mateix entorn. D’aquesta manera, es millora l’experiència d’aprenentatge i l’alumnat adquireix les competències pràctiques i professionals necessàries», destaca Carlos Monzo, investigador dels Estudis d’Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació de la UOC i autor principal del treball. En la recerca també hi han participat altres investigadors i professors dels mateixos estudis: Germán Cobo, David García, José Antonio Morán i Eugènia Santamaria.

Controlar un circuit electrònic a distància

L’estudi de cas sobre l’RLAB-UOC, que ja han fet servir centenars d’alumnes des de la seva posada en marxa el 2012, es va dur a terme a partir de l’assignatura d’Electrònica digital, una assignatura avançada del grau d’Enginyeria de Tecnologies i Serveis de Telecomunicació (GETiST). En concret, es basa en un experiment amb un circuit controlat per una FPGA, un dispositiu electrònic programable localitzat físicament a la UOC. Els estudiants es poden connectar des de qualsevol lloc amb connexió a internet mitjançant un programa de control per accedir a una FPGA real i treballar remotament amb el circuit, mentre visualitzen els resultats de la seva activitat mitjançant una càmera web.

Posteriorment, l’alumnat va respondre a un qüestionari per avaluar la qualitat i la utilitat percebudes del laboratori remot i la seva percepció sobre l’ús d’instruments reals, en comparació amb les simulacions que també es fan servir en altres experiments durant l’assignatura. Els resultats de l’enquesta mostren que els estudiants valoren «molt positivament» el laboratori i el treball amb eines reals. A més, consideren convenient estendre l’ús d’aquest laboratori a altres assignatures.

Aquesta sensació d’immersió en una tasca real ha estat un dels reptes més importants del desenvolupament d’aquesta tecnologia. «L’estudi mostra un exemple específic on es presenta l’estructura d’una assignatura on teoria i pràctica conviuen, i s’obté una valoració molt positiva dels estudiants. A més, per a nosaltres era molt important evitar que la sensació fos com estar treballant amb una simulació, cosa que s’ha aconseguit a partir del disseny del laboratori i els experiments realitzats», subratlla l’investigador.

Una tecnologia patentada

El desenvolupament d’aquest laboratori remot ha anat acompanyat d’una patent per protegir una tecnologia per fer un tipus d’experiments lligats principalment amb el disseny i muntatge de circuits d’electrònica analògica en un entorn 100 % en línia. «Les principals característiques són que permet la connexió d’elements de dos i tres pols (resistències, condensadors, bobines, transistors, etc.) de forma automàtica i remota, que dona a l’estudiantat la flexibilitat de fer els muntatges desitjats de forma virtual. La invenció permet també l’escalabilitat d’experiments possibles per poder ampliar el sistema», descriu l’investigador.

En aquest sentit, el tipus d’experiments que s’han fet durant tot aquest temps ha anat evolucionant, i s’ha canviat, actualitzat o creat, en funció de les necessitats acadèmiques dels estudiants. «L’objectiu és poder oferir les titulacions més avançades amb necessitats d’experimentació, tenint en compte la completa virtualitat dels nostres estudis», destaca l’investigador.

Laboratoris a casa

Per poder satisfer aquesta necessitat de portar a terme experiments pràctics, la UOC també ofereix altres alternatives: les simulacions virtuals i els anomenats laboratoris a casa. «Quan es necessita un accés físic als dispositius, s’ha previst l’enviament d’equipament a l’estudiantat, com per exemple el Lab@Home. Es tracta d’una altra invenció de la UOC on l’estudiant pot manipular in situ dispositius i components electrònics, i també ha estat molt ben valorada pels estudiants, tal com vam demostrar en un altre article recent», conclou Carlos Monzo.

Aquesta recerca de la UOC afavoreix l’objectiu de desenvolupament sostenible (ODS) 4 (Educació de qualitat).

Referències bibliogràfiques

Monzo, C.; Cobo, G.; Morán, J.A.; Santamaria, E.; García-Solórzano, D. Remote Laboratory for Online Engineering Education: The RLAB-UOC-FPGA Case Study. Electronics 2021, 10, 1072. https://doi.org/10.3390/electronics10091072

Monzo, C.; Cobo, G.; Morán, J.A.; Santamaria, E.; García-Solórzano, D. Lab@Home: The Open University of Catalonia Hands-on Electronics Laboratory for Online Engineering Education. Electronics 2020, 9, 222. https://doi.org/10.3390/electronics9020222

UOC R&I

La recerca i innovació (R+I) de la UOC contribueix a solucionar els reptes a què s'enfronten les societats globals del segle xxi, mitjançant l'estudi de la interacció entre la tecnologia i les ciències humanes i socials, amb un focus específic en la societat xarxa, l'aprenentatge en línia i la salut digital. Els més de 500 investigadors i 51 grups de recerca s'articulen entorn dels set estudis de la UOC i dos centres de recerca: l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3) i l'eHealth Center (eHC).

Els objectius de l'Agenda 2030 de desenvolupament sostenible de les Nacions Unides i el coneixement obert són eixos estratègics de la docència, la recerca i la innovació de la UOC. Més informació: research.uoc.edu. #25anysUOC