Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 99 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Electrónica y Computación
Áreas: Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial
Centro Escuela Politécnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Sin docencia (Extinguida)
Matrícula: No matriculable | 1ro curso (Si)
Contexto: Esta asignatura es la primera dedicada a la robótica en el grado y tiene como principal objetivo introducir al estudiante en la robótica, su construcción y control. Por este motivo a través de esta asignatura se pretende que el alumno maneje las diferentes componentes de los robots, y aprenda las disciplinas y tecnologías necesarias para integrarlas en un robot funcional. Para hacer frente a esa tarea el alumno deberá recurrir a los conocimientos adquiridos en el resto de materias de primer curso del grado. Esta asignatura servirá también de introducción práctica a los conceptos de percepción, decisión y acción, básicos en cualquier robot o sistema robotizado.
Los objetivos que se plantean en esta materia son los siguientes:
• Integrar en un proyecto global los conocimientos y habilidades adquiridas en el resto de las asignaturas de primero.
• Ensamblaje y control de un robot.
• Diseñar e implementar comportamientos básicos en un robot.
• Ser capaz de identificar y conocer las funcionalidades de los componentes de un robot,
• Entender las disciplinas implicadas en robótica: automática, control, electrónica, mecánica, inteligencia artificial, programación.
• Saber preparar o abordar una competición robótica en equipo mediante la realización de microproyectos
Los contenidos generales de esta materia conforme a la guía verificada son:
Proyecto en formato taller en el que se abordará el ensamblaje inicial de una plataforma robótica de bajo coste y que involucre tanto software como hardware (sensores, locomoción, electrónica incorporada, comunicación y soporte). Durante este taller se podrán emplear plataformas electrónicas, así como herramientas de simulación básica y programación de robots. El alumno aprenderá a programar un robot, y a resolver en él problemas propios de la robótica, haciendo frente a tareas en las que estarán implícitos conocimientos adquiridos en las materias del primer curso y desarrollando ya a nivel práctico los conceptos de percepción, decisión y acción, básicos en cualquier robot o sistema robotizado.
Estos contenidos se estructurarán en la siguiente secuencia de temas y prácticas:
1. Introducción teórica. Metodología para la presentación de trabajos. Uso y creación de respositivos Github. Morfología de un robot: estructura, componentes y funcionalidades básicas. Uso de máquinas virtuales.
HP estimadas: 4, HNP estimadas:4
2. Ensamblaje de una plataforma robótica de bajo coste en sus aspectos de hardware y control (sensores, locomoción, electrónica, control, comunicación y soporte): Diseño y elección del chasis y las características mecánicas. Motores DC (actuadores), puentes H. Ruedas y opciones de configuración. Baterías. Sensores básicos (tipos y funcionamiento). Plataformas embebidas o control a bajo nivel mediante microcontroladores y ordenadores de tarjeta única (Single Board Computers, o SBCs).
HP estimadas: 16, HNP estimadas:20
3. Uso del microcontrador arduino: Programación, Tipo de señales (digitales, analógicas, PWM). Comunicación serie. Uso de filtros simples RC. El método del campo del potencial y fuerzas virtuales para el diseño de un control básico. Uso de la Raspberry Pi y comunicación con Arduino.
HP estimadas: 16, HNP estimadas:24
4. Competiciones robóticas y desarrollo de retos en robots móviles. Control de robots móviles de mayor tamaño, capacidad y equipamiento sensorial. Sensores propioceptivos (odometría, sensores inerciales), y extereoceptivos (sonar, sensores de contacto, Lidar y escáneres láser, cámaras).
HP estimadas: 16, HNP estimadas:24
Al ser una materia práctica que se apoya en los conocimientos adquiridos en otras de la titulación, no existe una bibliografía básica. La información necesaria para la realización de las prácticas se proporcionará en guiones o se podrá acceder fácilmente a ella a través de Internet. Se detalla a continuación una bibliografía que puede servir de apoyo para completar la formación o para aquellas personas con dispensa de asistencia.
Bibliografía Básica
[1] http://wiki.ros.org/
Bibliografía complementaria
[1] Grimmett, Richard , “Raspberry Pi Robotic Projects, 2nd Edition”, O’Reilly, 2015
[2] R. Siegwart, I. R. Nourbkhsh“Introduction to Autonomous Mobile Robots”. The MIT Press. 2004
[3] Andrew K. Dennis, “Raspberry Pi Home Automation with Arduino”, Packt Publishing 2013.
[4] Grimmett, Richard , “Raspberry Pi Robotic Projects”, Packt Publishing Ltd, 2014.
[5] Michael Margolis, “Make an Arduino-Controlled Robot”, O’Reilly, 2012. .
[6] J-D. Warren, J. Adams, H. Molle. Arduino Robotics. Apress. 2011
[7] Jesús Vico Serrano, “Control de un robot móvil basado en Raspberry Pi y Arduino”, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, Universidad de Sevilla, 2014.
[8] U. Nehmozow, “Mobile Robotics, A Practical Introduction.” Springer. 2003
[9] S. G. Tzafestas, “ Introduction to mobile robot control“. Elsevier. 2014.
[10] Morgan Quigley, Brian Gerkey & William D. Smart, “Programming robots with ROS. A practical introduction to the robot Operating System”. O’Reilly, 2015
[11] U. Nehmozow, Robot Behaviour, Design, Description, Analysis and Modelling, Springer, 2008
[12] J. Lentin, “Learning Robotics Using Python”, O’Reilly, 2015
[13] Fu, K.S.; González, R.C.; Lee, C.S.G. Robótica: control, detección, visión e inteligencia. Madrid: McGraw-Hill, 1988. ISBN 8476152140
[14] F. Giamarchi, “Robots móviles: estudio y construcción”.
[15] Aníbal Ollero. “Robótica; manipuladores y robots móviles. “Marcombo, 2001
Tal y como se recoge en la memoria verificada del título. Las competencias que se cubren en esta materia son las siguientes:
Competencias básicas:
CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3: Que los estudiantes tengan la capacidad de reunirse e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CB4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones un público tanto especializado como no especializado.
CB5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
Competencias Generales:
CG2: Capacidad de resolución de problemas en el campo de la ingeniería robótica con creatividad, iniciativa, metodología y razonamiento crítico.
CG3: Capacidad de utilizar herramientas informáticas para el modelado, la simulación y el diseño de aplicaciones de ingeniería.
CG07: Capacidad de trabajar en un grupo multidisciplinar y de comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas relacionadas con la robótica y la electrónica.
Competencias específicas
CE2: Entender y saber aplicar en problemas de ingeniería los fundamentos físicos en los que se basa la ingeniería de la robótica: estática, cinemática, dinámica, electromagnetismo y circuitos eléctricos y electrónicos.
CE9: Conocer los sensores habituales en robótica, su funcionamiento, así como los métodos y técnicas para el tratamiento de la información captada.
Las clases teóricas se desarrollarán en el aula de teoría, y en ellas el profesor dará a los alumnos las directrices necesarias para la resolución de los proyectos/prácticas que se plantearán durante las prácticas de la asignatura.
La docencia interactiva se llevará a cabo en las aulas de informática y laboratorio. En las clases prácticas estableceremos métodos de enseñanza activos o productivos basados en la enseñanza problémica que faciliten la adquisición de capacidades cognitivas y de tipo creador. En este bloque se plantearán retos para cuya realización se deberán emplear herramientas de simulación básica y programación de robots. A través de estas prácticas el alumno aprenderá a construir y programar un robot, y a resolver en él problemas propios de la robótica, desarrollando a nivel práctico los conceptos de percepción, decisión y acción, básicos en cualquier robot o sistema robotizado. A través de las prácticas se fomentará también el pensamiento creativo.
Asimismo, en las tutorías se atenderá al alumnado para discutir, comentar, aclarar o resolver cuestiones concretas en relación con sus tareas dentro de la asignatura. Estas tutorías serán podrán ser tanto presenciales como virtuales a través de la plataforma Ms Teams.
Curso Virtual: Esta materia dispondrá de un curso virtual desenvuelto sobre la plataforma de Campus virtual de la USC, usando además la herramienta colaborativa Ms Teams. En estas se le facilitará al alumnado todo el material necesario en formato digital, además de distintas herramientas de comunicación para el apoyo, tanto de la docencia virtual como de las tutorías, incluyendo videoconferencia, chat, correo electrónico, foros…
Debido al carácter eminentemente práctico de esta materia, la evaluación será al 100% continua, a través de la valoración de las diferentes actividades/prácticas propuestas en la misma. El porcentaje de valoración de cada práctica tendrá relación directa con el tiempo que se le dedique. Dicha evaluación se llevará a cabo de dos formas: (1) valoración de las prácticas en el propio laboratorio en la que los alumnos expondrán en el trabajo realizado y mostrarán los resultados alcanzados. (2) Breve memoria de prácticas. En caso de ser necesario, la valoración de prácticas también se podrá apoyar en la realización de algún tipo de ejercicio práctico en el laboratorio.
Debido a este tipo de evaluación continua, la asistencia a prácticas será obligatoria.
La forma de evaluación particular de cada competencia será la siguiente:
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La solución de los diferentes retos planteados, implicará dominar conocimientos adquiridos en otras materias: matemáticas, física -- estática, cinemática, circuitos eléctricos, etc., de modo que la calidad de las soluciones permitirá evaluar su grado de desempeño en esas competencias —(CE2 y CB2). Por otra parte, el ensamblaje de pequeños robots (bloque I), o el control de robots móviles (bloque II), implicará necesariamente que un alumno que supere esta materia deberá necesariamente conocer ciertos sensores de uso común en robótica, y habrá tenido que aplicar métodos básicos para el tratamiento de la información captada con el fin de que el robot pueda tomar decisiones y moverse de forma autónoma (CE9). En el segundo bloque de prácticas se plantearán retos para cuya resolución se podrán emplear herramientas de simulación básica y programación de robots (CG3).
También se valorará en qué medida el alumno ha sido capaz de analizar los datos obtenidos en el laboratorio, u observación del comportamiento del robot para la formulación de hipótesis acerca de los fallos. Estas hipótesis deberán haberle permitido corregir deficiencias del propio proyecto y plantear posibles mejoras (CB3). En este sentido se promoverá la adopción de soluciones de carácter novedoso a los problemas que se planteen en las prácticas de esta asignatura, fomentando así creatividad, iniciativa, metodología y razonamiento crítico (CG2). Las prácticas se valorarán en el laboratorio, pero los alumnos también deberán entregar una memoria breve en la que describan la práctica realizada, así como las soluciones planteadas (CG07). Finalmente, para la evaluación de la CB4, se tendrá en cuenta una eventual participación en actividades de difusión de la robótica presentando sus propios proyectos.
De hecho, se reservarán 1.5 o 2 puntos sobre 10 para la valoración de las competencias CG2, CB4. Esto implica que la realización de las prácticas propuestas siguiendo las indicaciones de los guiones permitirá obtener una nota máxima de 8.5 puntos, mientras que para obtener calificaciones superiores se podrá recurrir a la realización de trabajos voluntarios, proporcionar soluciones novedosas que vayan más allá de una mera reproducción de las instrucciones proporcionadas en un guion, participación en actividades de difusión, etc.
Las competencias transversales se trabajarán, pero no se evaluarán de forma explícita.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo establecido en la “Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión das cualificacións”
Segunda oportunidad
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Al margen de la evaluación continua, todos los alumnos tienen derecho a la segunda oportunidad. Los alumnos podrán entregar para la evaluación de la segunda oportunidad, aquellas actividades que le plantee el profesor, correspondientes a aquellas prácticas/proyectos que no hubiesen superado en la convocatoria anterior. Podrá haber una defensa oral de trabajos en el laboratorio con el profesor para aquellos alumnos que no hayan superen la asignatura en la convocatoria de febrero, con el fin de que se pueda comprobar el grado de comprensión y valorar convenientemente al alumno.
Repetidores o cuando haya dispensa de asistencia
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En el caso de un alumno repetidor, dada la existencia de diferentes prácticas se le conservará (si lo desea) la calificación de los proyectos aprobados, debiendo únicamente repetir aquellos no superados. Debe asistir a las prácticas presenciales de las partes non aprobadas en las convocatorias anteriores.
Los criterios en caso de que al alumno se le conceda dispensa de asistencia, consistirá en la realización de diferentes proyectos/ejercicios prácticos, así como un examen de laboratorio. En aquellos casos que sea posible, se mantendrá la evaluación mediante el mismo tipo de ejercicios prácticos que se le planteen al resto de los alumnos o muy similares, permitiendo una mayor flexibilidad en lo que se refiere a la asistencia presencial a prácticas.
HP=Horas Presenciales,
NP=Horas No Presenciales
Clase expositivas, mediante clases magistrales, 0,4 (ECTS), 4 HP, 4NP
Clases interactivas en Laboratorio y aulas de informática, 4,4 (ECTS), 44 HP, 68 NP
Tutoría en grupo 0,3 (ECTS), 3 HP, 3NP
Tutoría individualizada 0,4 (ECTS) , 4 HP, 10 NP
Evaluación y revisión 0,5 (ECTS), 5 HP, 5 NP
Total 6,0 (ECTS) 60 HP, 90 NP
Escenario 1: normalidad adaptada
• La docencia expositiva e interactiva será fundamentalmente de carácter presencial. Las tutorías podrán realizarse en despacho o de manera virtual.
• La modalidad preferente para la realización de las prácticas será la presencialidad.
• La evaluación será llevada a cabo de forma presencial
Escenario 2: semipresencialidad
• La docencia presencial convivirá con la virtual. Las clases expositivas serán virtuales y las interactivas presenciales (de forma puntual, alguna de las prácticas podrá consistir en simulaciones que puedan llevar a cabo los alumnos en sus propios equipos, y que reduzca el tiempo en laboratorio). Las tutorías serán telemáticas a través de MS Teams.
• La evaluación será llevada a cabo de forma presencial
Escenario 3: cierre de las instalaciones, online
• La docencia será completamente de carácter virtual, tanto con mecanismos síncronos como asíncronos, usando el Campus virtual, la plataforma Teams, así como otras herramientas software que permita la realización de las prácticas por parte del alumnado.
• De no poderse llevar a cabo la evaluación presencial, ésta será telemática
Jose Luis Correa Pombo
- Departamento
- Electrónica y Computación
- Área
- Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial
- Correo electrónico
- joseluis.correa [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
Roberto Iglesias Rodriguez
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica y Computación
- Área
- Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial
- Correo electrónico
- roberto.iglesias.rodriguez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
| Jueves | |||
|---|---|---|---|
| 09:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Salón de Actos (Pab.III) |
| 11:00-13:00 | Grupo /TI-ECTS03 | Castellano | Aula de Informática 4 (Pab.III) |
| 13:00-15:00 | Grupo /TI-ECTS01 | Castellano | Aula de Informática 5 (Pav III) |
| Viernes | |||
| 09:00-11:00 | Grupo /TI-ECTS02 | Castellano | Aula de Informática 4 (Pab.III) |
| 11:00-13:00 | Grupo /TI-ECTS04 | Castellano | Aula de Informática 4 (Pab.III) |
| 04.06.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 7 (Aulario 2) |
| 04.06.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 8 (Aulario 2) |
| 07.07.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 7 (Aulario 2) |
| 07.07.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 8 (Aulario 2) |