Robots INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA
Prof. Robert Chumán Camacho
11/08/15
¿Qué define a un robot? • Sentir – un robot tiene que recoger información sobre su entorno • Planificar – un robot tiene que utilizar dicha información para tomar decisiones • Actuar – un robot necesita componentes móviles para ejecutar Acciones.
¿De qué formas se mueven los robots? • • • • • • • • •
Girar Transportar Caminar Nadar Volar Alcanzar Curvar Golpear Rodar
Robot serpiente
Movimiento manipulativo • Robots que utilizan un brazo, una cinta u otros medios para agarrar y maniobrar objetos
Desplazamiento mรณvil โ ข Robots que pueden desplazarse de un lugar a otro
¿Por qué ir de un sitio a otro? • • • • • •
Transportar productos y materiales Llevar mensajes Llegar más rápido Hacer una tarea mientras tú llegas Recoger información sobre lo que hay en el lugar Alejarse de algo
La mayoría de los robots se desplazan rodando • Caminar es difícil – requiere equilibrio • Nadar sólo funciona en el agua • Volar requiere mucha velocidad y energía
• Las ruedas y las cintas facilitan el movimiento sobre el suelo • Proporcionan estabilidad con múltiples puntos que tocan el suelo
¿Cómo funcionan los robots rodantes? • Sensores • Motores • Ruedas • ¡Programación!
Componentes principales de la robótica • Construir – Mecánica, matemáticas, física • Programar – Construir comportamientos • Probar – Múltiples ensayos • Comunicar – ¿En qué has trabajado o qué conseguiste? ¿A qué conclusiones has llegado?
Construcción Utilizaremos piezas de LEGO® para construir nuestros robots • • • • •
Engranajes y ejes Vigas y conectores Motores y ruedas Sensores y cables Cubo programable NXT
Construcci贸n Piezas LEGO庐
Construcci贸n Motores y sensores LEGO庐 Motores
Sensor ultras贸nico
Sensor de luz
Sensor de sonido
Sensor t谩ctil
Construcci贸n NXT LEGO庐 Pantalla de LCD
Puertos de entrada de sensores
Puertos de salida de motores
Botones de navegaci贸n
Puerto de conexi贸n USB
Programación Comportamientos • Proporcionar comportamientos al robot • Los comportamientos complejos se construyen a partir de sencillos El comportamiento básico…
se utiliza en el comportamiento sencillo:
Programación …que se utiliza en el comportamiento complejo:
Programación Interfaz de la pantalla Bloques Área de programación
Área de propiedades
Programación Bloques y funciones Programa arrastrando bloques desde el menú de la izquierda Colócalos en la cuadrícula y únelos Podrás crear tus propios bloques, denominados Mis bloques
Comprobación ¿Por qué hacemos pruebas? • ¡Asegúrate de que funciona! • Comprende lo que el robot puede hacer • Pruébalo todo varias veces para determinar la repetibilidad • Utiliza el robot para probar otros fenómenos
Comprobación • Cuando realizamos pruebas, tomamos datos (números) • Escribimos nuestros números en gráficos organizados • Anotamos todo lo que podemos sobre el experimento • Observamos nuestros datos cuando hemos finalizado
Comunicar ¿Por qué es tan importante comunicar tu diseño? • Si nadie sabe de qué se trata, cómo funciona o por qué es bueno, ¿por qué iban a querer comprarlo? • Si está perfectamente documentado, otras personas pueden seguir construyendo lo que tú has comenzado y crear incluso mejores tecnologías
Comunicar • Experimenta con las hojas de trabajo y los libros de registro • Presentación de nuestro trabajo • Realización de esbozos y descripción de ideas para que los compañeros del equipo también puedan comprenderlo
¿Qué es la ingeniería? • • • • •
Solución de problemas Trabajo en equipo Administración del tiempo Realización de pruebas Hacerlo de nuevo si no funciona correctamente la primera vez
Proceso de ingeniería Presentar
Rediseñar
Determinar el problema
Investigar
¿Cómo Considera te enfrentaste la mejoralsolución problema? ¿Soluciona Construir el físicamente problema original algo ¿Cómo ¿Ha Aporta ¿Qué solucionado estás tantas puedes intentando soluciones cambiarlo alguien para ¿Qué solucionar retos encontraste? el problema y puede loeste que resultar haspuedas construido? difícil. para solucionar? que como problema cumpla ¿Por losantes? requisitos qué al¡Nolote ¿Cuál respetar fue las la solución restricciones final? ¿Por qué desanimes! o consiguió? por qué no? ¿Cómo del necesitas? problema. problema? lo presupuestarias ¿Qué cambiosy harías? de tiempo.
Probar Construir
Tormenta de ideas
Adoptar la mejor solución
Robot Asistente Personal
Robot Asistente Personal • Construiremos un robot móvil para ayudar en clase • Realizaremos pruebas en el robot para determinar sus capacidades • Antes de que pueda realizar comportamientos complicados, tenemos que enseñarle sencillos • Pero, antes de programar nada, necesitamos
XAVIER Construido por la Carnegie Mellon University en 1993 • Brazo de grúa para recoger cajas • Videocámara para obtener información y tomar imágenes • Sensores de sonar para detectar la posición de los objetos en su trayectoria • Recorría los pasillos sobre su base de cuatro ruedas • Podía controlarse a través de Internet • Podía programarse para tomar imágenes, ir a distintas oficinas, contar chistes
61 cm de diámetro
¡Xavier es grande!
¡Más de 90 cm de altura! Sensores táctiles
Motores
Ordenadores
Cámaras
Láser
Sensores de sonar
Ruedas
Se necesita mucho espacio para que quepan todas esas cosas