Chisme 118 del lince: mide tu tiempo de reacción con la Echidna en 5 rondas

—Mis reflejos son legendarios —declara Víctor Vílchez, el Lince de la Noche, mientras esquiva con teatralidad un bolígrafo que acaba de caerse de la mesa. Lo ha esquivado tarde y el bolígrafo ha rebotado en su zapato.

—¿Legendarios en milisegundos o en leyendas? —pregunta la Gata Montesa, sin levantar la vista de su pantalla.

—¿En milisegundos?

—Un tiempo de reacción se mide, Víctor. Si de verdad eres tan rápido, la placa de la Junta lo demostrará. Y si no, tendrás datos para entrenar.

El Lince traga saliva. Hoy su orgullo no pasa de un LED rojo y un pulsador. Así empieza el Chisme 118: medimos el tiempo de reacción con la Echidna Black 2.

Introducción

El tiempo de reacción es lo que tardas en responder a un estímulo: aquí, desde que se enciende el LED rojo hasta que pulsas SR. En el Chisme 116 instalamos EchidnaML y en el Chisme 117 entrenamos una IA con LearningML. Hoy volvemos a los «aparatillos» y subimos un peldaño de programación: variables, un bucle, una condición y un cálculo de la media.

Antes de tocar la placa, practica en el simulador del Chisme 118: te guía paso a paso y no te deja avanzar hasta completar cada paso. Si solo quieres verlo funcionando, usa el modo demostración.

Por qué medir el tiempo de reacción

Porque medir el tiempo de reacción es un experimento perfecto para empezar a pensar como un científico. Es fácil de repetir, da números y esos números varían: ahí empieza la estadística. Un solo intento no demuestra nada. Cinco intentos ya cuentan una historia, y treinta empiezan a ser datos.

Qué necesitamos

• La Echidna Black 2 conectada por USB-C.
• EchidnaML instalado (lo vimos en el Chisme 116).
• Un compañero o compañera para comparar resultados.

El conmutador de modo: el fallo que nos tuvo una tarde

La Echidna tiene un conmutador con dos posiciones. En Modo Sensores la placa lee los pulsadores SR y SL, el joystick, la luz, la temperatura, el micrófono y el acelerómetro. En Modo MkMk lee las ocho entradas conductivas tipo Makey Makey y no lee los sensores integrados. Los LEDs y el zumbador funcionan en ambos modos, así que con el conmutador mal puesto el LED responde pero el pulsador parece no existir. Si lo ves apagado, el testigo rojo de la placa te avisa: debe estar apagado para trabajar con SR.

El programa

Necesitas cuatro variables (Variables → Crear una variable): tiempo, mejor, suma y media. Y este programa en EchidnaBlocks:

1. Al hacer clic en la bandera: dar a mejor el valor 9999 y dar a suma el valor 0.
2. Repetir 5: cinco rondas.
3. Dentro: apagar LED rojo, decir Prepárate durante 1 segundos y esperar (número aleatorio entre 2 y 5) segundos.
4. Encender LED rojo y reiniciar cronómetro.
5. Repetir hasta que ⟨botón SR pulsado?⟩, con esperar 0.01 segundos dentro.
6. Dar a tiempo el valor (cronómetro × 1000) y apagar LED rojo.
7. Sumar a suma el valor tiempo. Si tiempo < mejor, dar a mejor el valor tiempo.
8. Decir (unir «Tiempo: » tiempo « ms») durante 2 segundos.
9. Fuera del bucle: dar a media el valor suma / 5 y decir la media y el mejor tiempo durante 5 segundos.

Cómo lo piensa el programa

• Aleatorio entre 2 y 5 segundos: si siempre esperara 3 segundos, aprenderías a anticiparte y mediríamos tu memoria, no tu reflejo.
• Cronómetro × 1000: el cronómetro de Scratch da segundos. Multiplicamos por 1000 para tener milisegundos.
• «mejor» empieza en 9999: así, cualquier tiempo real será menor y lo sustituirá.
• Suma y media: acumulamos los cinco tiempos y dividimos entre 5.
• Repetir hasta que + esperar 0.01: el programa mira el pulsador cada centésima, sin saturar la comunicación con la placa.

Cómo probarlo

1. Conecta la Echidna con el USB-C antes de abrir EchidnaML.
2. Comprueba que el conmutador está en Modo Sensores (testigo rojo apagado).
3. Pulsa la bandera verde. Cuando el LED rojo se encienda, pulsa SR lo más rápido que puedas.
4. Haz las cinco rondas y anota tu media y tu mejor tiempo.
5. Pásale la placa a un compañero y compara.

Qué estamos midiendo realmente

Lo que mide el programa no es solo tu reacción. Es tu reacción más el retardo del sistema: la orden de encender el LED viaja del ordenador a la placa por USB, y la lectura del pulsador vuelve por el mismo camino. Como vimos en el Chisme 116, el programa corre en el PC y la placa obedece (Firmata). Esa latencia es pequeña, pero suma. Es un ejemplo de que medir no es lo mismo que medir bien.

Un tiempo de reacción humano suele estar entre 200 y 300 milisegundos. Si te sale 20 ms, casi seguro el pulsador estaba ya pulsado o el programa lee mal. Un dato creíble es la mitad del trabajo de un científico.

Para el aula

• ¿Qué variable medimos y en qué unidad? ¿Qué error puede tener la medida?
• Cada alumno hace 5 rondas y apunta su media. ¿Cómo representarías los datos de toda la clase?
• Comparad con la mano izquierda y con la derecha. ¿Hay diferencia? ¿Cuántas rondas harían falta para saberlo?
• ¿Cambia el tiempo de reacción por la mañana, tras el recreo o al final del día? Diseñad el experimento.
• ¿Qué pasa si el LED se enciende siempre a los 3 segundos? ¿Y si cambiamos el LED rojo por un sonido del zumbador?
• Dos alumnos con la misma placa y el mismo programa obtienen medias distintas. ¿Qué conclusiones podéis sacar y cuáles no?

Retos

• Reto 1: haz que funcione.
• Reto 2: pasa de 5 a 10 rondas, cambiando también la media.
• Reto 3: usa el zumbador en vez del LED rojo y compara tu tiempo de reacción visual con el sonoro.
• Reto 4: detecta la «salida en falso»: si pulsas SR antes de que se encienda el LED, que salga un aviso.
• Reto 5: guarda los tiempos en una lista y calcula también el peor tiempo.
• Reto 6: usa el LED verde para premiar un récord (menos de 250 ms).
• Reto 7: organiza un campeonato de clase y representa los datos en una hoja de cálculo.
• Reto 8: convierte el proyecto en una pequeña investigación sobre cómo afectan el sueño, el móvil o el ruido al tiempo de reacción.

Qué hemos aprendido

Hemos medido el tiempo de reacción programando con variables, un bucle, una condición y una media; hemos aprendido que un aparato puede dejar de funcionar por un simple conmutador mal puesto; y hemos visto que cualquier medida incluye errores y retardos. Y el Lince de la Noche ha descubierto que sus reflejos legendarios están más o menos en la media del aula.

Para seguir investigando

• El Chisme 116: instala EchidnaML y haz parpadear un LED con la Echidna Black 2.
• El Chisme 117: enseña a la placa a encender y apagar la luz con LearningML y machine learning.
• El Chisme 104: otra forma de que una máquina entienda lo que le pides.
• Echidna Educación: la placa, el programa EchidnaML y su manual.

Placa y programa: Echidna Educación, licencia Creative Commons BY-SA 4.0 (echidna.es).