1. No category

ISPIRO: Introducción a la Robótica
A2016
Prof. Jesús Pérez
Escuela de Ingeniería de Sistemas
Departamento de Computación
Introducción a la Robótica
Curso: Introducción a la Robótica
Tipo: Electiva
Código: ISPIRO
TPLU: 3104
Prelación: ISBPR3, ISFCO1
Ubicación: Semestre 7
Ciclo: Profesional
Justificación
La robótica es un campo multi-disciplinario que involucra la ciencia de la computación y la ingeniería, dirigido al diseño de
sistemas autónomos. El indiscutible auge en los últimos años de la robótica, involucra cada día más investigadores y empresas
para la comercialización de robots. Esta asignatura pretende suministrar los conocimientos básicos de la robótica preparando a
los estudiantes en un área de punta en la automatización industrial.
Objetivo General
Dentro de los objetivos fundamentales de esta asignatura contamos con introducir al estudiante principios básicos tanto en el
ámbito de la robótica industrial como en la robótica móvil.
2
Introducción a la Robótica
Objetivos específicos
• Identificar los diferentes tipos de robots utilizados en la automatización industrial.
• Conocer las diferencias entre sistemas tele-operados y sistemas autónomos.
• Conocer diferentes aplicaciones y soluciones del mercado para la automatización mediante el uso de robots industriales.
• Conocer los diferentes medios de locomoción utilizados en robótica.
• Conocer los principios fundamentales de la robótica móvil y las diferentes arquitecturas existentes.
Estrategias de enseñanza
• Clases magistrales con apoyo multimedia.
• Realizar estudios de casos.
• Resolver problemas complejos en grupos.
• Resolver problemas en forma individual.
• Realizar prácticas en el LaSDAI.
3
Introducción a la Robótica
Contenido Programático
Seminario I: Robótica Móvil
Unidad I. Introducción
Unidad II. Locomoción
Unidad III. Percepción
Unidad IV. Modelado del Entorno
Unidad V. Arquitecturas en Robots Móviles
Seminario II: Informática Industrial
Unidad I. Microcontroladores
Unidad II. PIC
Unidad III. Arduino
Unidad IV. Raspberry
Seminario III: Robótica Industrial
Unidad I. Morfología de un robot industrial
Unidad II. Herramientas matemáticas
Unidad III. Cinemática
Unidad IV. Programación
Unidad V. Criterios de implantación
4
Introducción a la Robótica
Evaluación
(10%) Tareas
(20%) Prácticas
(20% ) Concurso de conocimientos
https://www.facebook.com/lasdai/videos/1628979630693132/
(50%) Concurso de seguidores de líneas
http://mecatronica.labc.usb.ve/usbbots2016/reglamentos/Velocista.pdf
5
Introducción a la Robótica
Horario de clase
SECCIÓN 01
DIA
Viernes
HORA
LUGAR
01:00 PM – 05:00 PM
LaSDAI
Referencias bibliográficas
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
“Material de clase”. Eladio Dapena.
“Computational Principles of Mobile Robotics“. Gregory Dudek – Michael Jemkin. Cambriedge University Press. 2000.
“Fundamentos de Robótica”. Antonio Barrientos, Luis F. Peñin, Carlos Balaguer, Rafael Aracil. McGraw Hill. 2000.
“Introduction to AI Robotics”. Robin R. Murphy. Massachusetts Institute of Technology. 2000.
“Robot Motion Planning”. Jean-Claude Latombe. Kluwer Academic Publish. 5ta Re-impresión 1998.
“Behavior-Based Robotics”. Ronald C. Arkin. Cambriedge. University Press. 1998.
“Introduction to Robotics in CIM Systems” James A. Rehg. 4ta Edition. 2000 Pretince Hall.
“Robots Móviles Estudio y Construcción”. Frédéric Giamarchi. Paraninfo. 2000.
6
Introducción a la Robótica
Herramientas
ISPIRO-ULA-A2016
[email protected]
ISPIRO-ULA-A2016
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/jesuspangulo/
7
Introducción a la Robótica
Lugar de trabajo
http://www.ing.ula.ve/lasdai/
“El Laboratorio de Sistemas Discretos Automatización
e Integración, LaSDAI, es un espacio para la docencia,
la investigación y el desarrollo de productos, en las
áreas de robótica, automatización industrial y visión
por computador, con el objeto de coadyuvar en el
desarrollo tecnológico del país. LaSDAI, tiene como
meta difundir sus resultados y vincularse con el
sector productivo nacional, con la consigna de
I+D+I Investigación, Desarrollo e Innovación. Sus
actividades de soporte a la docencia tanto en
pregrado como postgrado, junto con el desarrollo de
proyectos de investigación y las labores de extensión,
constituyen un complemento que integra diferentes
aristas para el desarrollo. Las actividades de
extensión, mediante asesorías y cursos, colaboran a
lograr el autofinanciamiento como estrategia de
consolidación de nuestras actividades.”
8
Introducción a la Robótica
VI Competencia Nacional de Robótica
La competencia involucra a
distintas áreas de conocimiento
como: computación, informática,
electrónica, mecánica, control,
automatización y mecatrónica.
http://mecatronica.labc.usb.ve/usbbots2016/
USBBots se basa en competencias
similares a las que se realizan en
todo el mundo y pretende
incentivar
a
estudiantes
y
aficionados a la construcción de
robots para tareas específicas y
compartir experiencias con grupos
de
diferentes
universidades
nacionales.
9
Introducción a la Robótica
Robótica
Campo tecnológico: Multidisciplinar.
Inteligencia Artificial
Automática
Informática
Ingeniería Electrónica
Ingeniería Mecánica
Ingeniería
de Artificial
Sistemas
Inteligencia
10
Introducción a la Robótica
Clasificación de los robots
Clasificación
Característica
Aplicación
Robots Industriales.
Control manual.
Control automático.
Programables.
Adaptable al entorno.
Robots de Servicio.
Funcionamiento
Automáticos.
Tele-operados.
Estructura
Manipuladores.
Móviles.
Manipuladores Móviles.
Inteligencia
Programables.
Autónomos.
11
Introducción a la Robótica
Algunas definiciones
Robot Industry Association ( RIA )
Robot industrial
Es un manipulador multi-funcional re-programable, capaz de mover cargas, piezas,
herramientas o dispositivos especiales, según trayectorias varias, programadas para la
ejecución de tareas diversas.
Asociación Francesa de Normalización ( AFNOR )
Manipulador
“Mecanismo formado generalmente por elementos en serie, articulados entre si, destinado al
agarre y desplazamiento de objetos. Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por
un operador humano o mediante un dispositivo lógico”.
12
Introducción a la Robótica
Asociación Francesa de Normalización ( AFNOR )
Robot :
“Manipulador automático servo-controlado, reprogramable, polivalente, capaz de posicionar y
orientar piezas, útiles o dispositivos especiales, siguiendo trayectorias variables
reprogramables, para la ejecución de tareas variadas”.
Normalmente tiene la forma de uno o varios brazos terminados en una muñeca.
Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y ocasionalmente uno de percepción
del entorno.
Su uso es para realizar una tarea de manera cíclica, pudiéndose adaptar a otra sin cambios
permanentes en su material”.
13
Introducción a la Robótica
Oxford English Dictionary
Robot
“Aparato mecánico que se parece y hace el trabajo de un ser humano”.
Robot móvil
“Una plataforma mecánica dotada de un sistema de locomoción y un sistema de percepción,
que le permite desplazarse en un determinado entorno de trabajo con cierta autonomía”. 1
En cualquier caso, estas definiciones quedan rápidamente obsoletas, por la permanente y
rápida evolución de los robots, siendo preciso readaptarlas y ampliarlas con gran frecuencia.
1
Tesis Doctoral “Planificación de caminos con incertidumbre para robots móviles” Eladio Dapena Gonzalez 2002
14
Introducción a la Robótica
Tele-operación
Dispositivos robóticos con brazos manipuladores, sensores y cierto grado de movilidad, controlados
remotamente por un operador humano de manera directa o a través de un ordenador.
Tele-presencia
Existe una realimentación mecánica o por intermedio de un ordenador que permite al operador
percibir las fuerzas (escaladas) realizadas por el esclavo.
Autonomía
Los robots son capaces de tomar decisiones inteligentes en función de su estado, la información
que percibe del entorno y la misión que tiene asignada.
15
Introducción a la Robótica
Resumen
El objetivo principal del curso consiste en suministrar los principios básicos
tanto de la robótica móvil como de la robótica industrial.
El curso está constituido por tres (03) seminarios: Robótica Móvil,
Informática Industrial y Robótica Industrial.
La evaluación consiste en tareas (10%), prácticas (20%), concurso de
conocimientos (20%) y concurso de velocistas (50%).
La asistencia es obligatoria. Según el reglamento con 25% de inasistencias
se reprueba la asignatura.
El material del curso estará en la carpeta compartida de Dropbox y la
bitácora de clases se encontrará en la Web del Profesor.
16
Introducción a la Robótica
Tarea
Exposición grupal sobre “Reseña
Histórica de la Robótica” con
diapositivas en formato LaSDAI.
17
ISPIRO: Introducción a la Robótica
A2016
Prof. Jesús Pérez
Escuela de Ingeniería de Sistemas
Departamento de Computación