Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 99 Horas de Titorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Electrónica e Computación
Áreas: Ciencia da Computación e Intelixencia Artificial
Centro Escola Politécnica Superior de Enxeñaría
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Sen docencia (Extinguida)
Matrícula: Non matriculable | 1ro curso (Si)
Contexto: Esta materia é a primeira dedicada á robótica no grao e ten como principal obxectivo introducir ao estudante na robótica, á construción e control dos robots. Por este motivo a través desta materia preténdese que o alumno manexe as diferentes compoñentes dos robots, e comece a entender as disciplinas e tecnoloxías necesarias para o logro de robots funcionais. Para facer fronte a esa tarefa o alumno deberá recorrer aos coñecementos adquiridos no resto de materias de primeiro curso do grao. Esta materia servirá tamén de introdución práctica aos conceptos de percepción, decisión e acción, básicos en calquera robot ou sistema robotizado.
Os obxectivos que se expoñen nesta materia son os seguintes:
• Integrar nun proxecto global os coñecementos e habilidades adquiridas no resto das materias de primeiro.
• Ensamblaxe e control dun robot.
• Deseñar e implementar comportamentos básicos nun robot.
• Ser capaz de identificar e coñecer as funcionalidades dos compoñentes dun robot
• Entender as disciplinas implicadas en robótica: automática, control, electrónica, mecánica, intelixencia artificial, programación.
• Saber preparar ou abordar unha competición robótica en equipo mediante a realización de microproxectos
Os contidos xerais desta materia conforme á guía verificada son:
Proxecto en formato taller no que se abordará a ensamblaxe inicial dunha plataforma robótica de baixo custo e que involucre tanto software como hardware (sensores, locomoción, electrónica incorporada, comunicación e soporte). Durante este taller poderanse empregar plataformas electrónicas, así como ferramentas de simulación básica e programación de robots. O alumno aprenderá a programar un robot, e a resolver nel problemas propios da robótica, facendo fronte a tarefas nas que estarán implícitos coñecementos adquiridos nas materias do primeiro curso e desenvolvendo xa a nivel práctico os conceptos de percepción, decisión e acción, básicos en calquera robot ou sistema robotizado.
Estes contidos estruturaranse na seguinte secuencia de temas e prácticas:
1. Introdución teórica. Metodoloxía para a presentación de traballos. Uso e creación de respositivos Github. Morfoloxía dun robot: estrutura, compoñentes e funcionalidades básicas. Uso de máquinas virtuais.
HP estimadas: 4, HNP estimadas:4
2. Ensamblaxe dunha plataforma robótica de baixo custo nos seus aspectos de hardware e control (sensores, locomoción, electrónica, control, comunicación e soporte): Deseño e elección do chasis e as características mecánicas. Motores DC ( actuadores), pontes H. Rodas e opcións de configuración. Baterías. Sensores básicos (tipos e funcionamento). Plataformas embebidas ou control a baixo nivel mediante microcontroladores e computadores de tarxeta única (Single Board Computers, ou SBCs).
HP estimadas: 16, HNP estimadas:20
3. Uso do microcontrador arduino: Programación, Tipo de sinais (dixitais, analóxicas, PWM). Comunicación serie. Uso de filtros simples RC. O método do campo do potencial e forzas virtuais para o deseño dun control básico. Uso da Raspberry Pi e comunicación con Arduino.
HP estimadas: 16, HNP estimadas:24
4. Competicións robóticas e desenvolvemento de retos en robots móbiles. Control de robots móbiles de maior tamaño, capacidade e equipamento sensorial. Sensores propioceptivos ( odometría, sensores inerciales), e extereoceptivos (soar, sensores de contacto, Lidar e escáneres láser, cámaras).
HP estimadas: 16, HNP estimadas:24
Ao ser unha materia práctica que se apoia nos coñecementos adquiridos noutras da titulación, non existe unha bibliografía básica. A información necesaria para a realización das prácticas proporcionarase en guións ou se poderá acceder facilmente a ela a través de Internet. Detállase a continuación unha bibliografía que pode servir de apoio para completar a formación ou para aquelas persoas 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 e como se recolle na memoria verificada do título. As competencias que se cobren nesta materia son as seguintes:
Competencias básicas:
CB2: Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
CB3: Que os estudantes teñan a capacidade de reunirse e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética.
CB4: Que os estudantes poidan transmitir información, ideas, problemas e solucións un público tanto especializado como non especializado.
CB5: Que os estudantes desenvolvesen aquelas habilidades de aprendizaxe necesarias para emprender estudos posteriores cun alto grao de autonomía.
Competencias Xerais:
CG2: Capacidade de resolución de problemas no campo da enxeñería robótica con creatividade, iniciativa, metodoloxía e razoamento crítico.
CG3: Capacidade de utilizar ferramentas informáticas para o modelado, a simulación e o deseño de aplicacións de enxeñería.
CG07: Capacidade de traballar nun grupo multidisciplinar e de comunicar, tanto por escrito como de forma oral, coñecementos, procedementos, resultados e ideas relacionadas coa robótica e a electrónica.
Competencias específicas
CE2: Entender e saber aplicar en problemas de enxeñería os fundamentos físicos nos que se basea a enxeñería da robótica: estática, cinemática, dinámica, electromagnetismo e circuítos eléctricos e electrónicos.
CE9: Coñecer os sensores habituais en robótica, o seu funcionamento, así como os métodos e técnicas para o tratamento da información captada
As clases teóricas desenvolveranse na aula de teoría, e nelas o profesor dará aos alumnos as directrices necesarias para a resolución dos proxectos/prácticas que se exporán durante as prácticas da materia.
A docencia interactiva levará a cabo nas aulas de informática e laboratorio. Nas clases prácticas estableceremos métodos de ensino activos ou produtivos baseados no ensino problémica que faciliten a adquisición de capacidades cognitivas e de tipo creador. Neste bloque exporanse retos para cuxa realización se deberán empregar ferramentas de simulación básica e programación de robots. A través destas prácticas o alumno aprenderá a construír e programar un robot, e a resolver nel problemas propios da robótica, desenvolvendo a nivel práctico os conceptos de percepción, decisión e acción, básicos en calquera robot ou sistema robotizado. A través das prácticas fomentarase tamén o pensamento creativo.
Así mesmo, nas titorías atenderase ao alumnado para discutir, comentar, aclarar ou resolver cuestións concretas en relación coas súas tarefas dentro da materia. Estas titorías serán poderán ser tanto presenciais como virtuais a través da plataforma Ms Teams.
Curso Virtual: Esta materia dispoñerá dun curso virtual desenvolto sobre a plataforma de Campus virtual da USC, usando ademais a ferramenta colaborativa Ms Teams. Nestas facilitaráselle ao alumnado todo o material necesario en formato dixital, ademais de distintas ferramentas de comunicación para o apoio, tanto da docencia virtual como das titorías, incluíndo videoconferencia, chat, correo electrónico, foros…
Debido ao carácter eminentemente práctico desta materia, a avaliación será ao 100% continua, a través da valoración das diferentes actividades/prácticas propostas na mesma. A porcentaxe de valoración de cada práctica terá relación directa co tempo que se lle dedique. Dita avaliación levará a cabo de dúas formas: (1) valoración das prácticas no propio laboratorio na que os alumnos expoñerán no traballo realizado e mostrarán os resultados alcanzados. (2) Breve memoria de prácticas. En caso de ser necesario, a valoración de prácticas tamén se poderá apoiar na realización dalgún tipo de exercicio práctico no laboratorio.
Debido a este tipo de avaliación continua, a asistencia a prácticas será obrigatoria.
A forma de avaliación particular de cada competencia será a seguinte:
A solución dos diferentes retos expostos, implicará dominar coñecementos adquiridos noutras materias: matemáticas, física -- estática, cinemática, circuítos eléctricos, etc., de modo que a calidade das solucións permitirá avaliar o seu grao de desempeño nesas competencias —(CE2 e CB2). Por outra banda, a ensamblaxe de pequenos robots (bloque I), ou o control de robots móbiles (bloque II), implicará necesariamente que un alumno que supere esta materia deberá necesariamente coñecer certos sensores de uso común en robótica, e tería que aplicar métodos básicos para o tratamento da información captada co fin de que o robot poida tomar decisións e moverse de forma autónoma (CE9). No segundo bloque de prácticas exporanse retos para cuxa resolución se poderán empregar ferramentas de simulación básica e programación de robots ( CG3).
Tamén se valorará en que medida o alumno foi capaz de analizar os datos obtidos no laboratorio, ou observación do comportamento do robot para a formulación de hipótese acerca dos fallos. Estas hipóteses deberán permitirlle corrixir deficiencias do propio proxecto e expor posibles melloras (CB3). Neste sentido promoverase a adopción de solucións de carácter novo aos problemas que se expoñan nas prácticas desta materia, fomentando así creatividade, iniciativa, metodoloxía e razoamento crítico ( CG2). As prácticas valoraranse no laboratorio, pero os alumnos tamén deberán entregar unha memoria breve na que describan a práctica realizada, así como as solucións expostas ( CG07). Finalmente, para a avaliación da CB4, terase en conta unha eventual participación en actividades de difusión da robótica presentando os seus propios proxectos.
De feito, reservaranse 1.5 ou 2 puntos sobre 10 para a valoración das competencias CG2, CB4. Isto implica que a realización das prácticas propostas seguindo as indicacións dos guións permitirá obter unha nota máxima de 8.5 puntos, mentres que para obter cualificacións superiores poderase recorrer á realización de traballos voluntarios, proporcionar solucións novedosas que vaian máis aló dunha mera reprodución das instrucións proporcionadas nun guion, participación en actividades de difusión, etc.
As competencias transversais traballaranse, pero non se avaliarán de forma explícita.
Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o establecido na “Normativa de avaliación do rendemento académico dous estudantes e de revisión dás cualificacións”
Segunda oportunidade
Á marxe da avaliación continua, todos os alumnos teñen dereito á segunda oportunidade. Os alumnos poderán entregar para a avaliación da segunda oportunidade, aquelas actividades que lle expoña o profesor, correspondentes a aqueles prácticas/proxectos que non superasen na convocatoria anterior. Poderá haber unha defensa oral de traballos no laboratorio co profesor para aqueles alumnos que non haxan superen a materia na convocatoria de febreiro, co fin de que se poida comprobar o grao de comprensión e valorar convenientemente ao alumno.
Repetidores ou cando haxa dispensa de asistencia
No caso dun alumno repetidor, dada a existencia de diferentes prácticas conservaráselle (se o desexa) a cualificación dos proxectos aprobados, debendo unicamente repetir aqueles non superados. Debe asistir as prácticas presenciais das partes non aprobadas nas convocatorias anteriores.
Os criterios no caso de que ao alumno concédaselle dispensa de asistencia, consistirá na realización de diferentes proxectos/exercicios prácticos, así como un exame de laboratorio. Naqueles casos que sexa posible, manterase a avaliación mediante o mesmo tipo de exercicios prácticos que se lle expoñan ao resto dos alumnos ou moi similares, permitindo unha maior flexibilidade no que se refire á asistencia presencial a prácticas.
HP=Horas Presenciais, Horas Non Presenciais (NP)
Clase expositivas, mediante clases maxistrales, 0,4 (ECTS), 4 HP, 4NP
Clases interactivas en Laboratorio e 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 e revisión 0,5 (ECTS), 5 HP, 5 NP
Total 6,0 (ECTS) 60 HP, 90 NP
Escenario 1: normalidade adaptada
• A docencia expositiva e interactiva será fundamentalmente de carácter presencial. As titorías poderán realizarse en despacho ou de maneira virtual.
• A modalidade preferente para a realización das prácticas será a presencialidad.
• A avaliación será levada a cabo de forma presencial
Escenario 2: semipresencialidad
• A docencia presencial convivirá coa virtual. As clases expositivas serán virtuais e as interactivas presenciais (de forma puntual, algunha das prácticas poderá consistir en simulacións que poidan levar a cabo os alumnos nos seus propios equipos, e que reduza o tempo en laboratorio). As titorías serán telemáticas a través de MS Teams.
• A avaliación será levada a cabo de forma presencial
Escenario 3: peche das instalacións, online
• A docencia será completamente de carácter virtual, tanto con mecanismos síncronos como asíncronos, usando o Campus virtual, a plataforma Teams, así como outras ferramentas software que permita a realización das prácticas por parte do alumnado.
• De non poderse levar a cabo a avaliación presencial, esta será telemática
Jose Luis Correa Pombo
- Departamento
- Electrónica e Computación
- Área
- Ciencia da Computación e Intelixencia Artificial
- Correo electrónico
- joseluis.correa [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidade
Roberto Iglesias Rodriguez
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica e Computación
- Área
- Ciencia da Computación e Intelixencia Artificial
- Correo electrónico
- roberto.iglesias.rodriguez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidade
| Xoves | |||
|---|---|---|---|
| 09:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Salón de Actos (Pav.III) |
| 11:00-13:00 | Grupo /TI-ECTS03 | Castelán | Aula de Informática 4 (Pav.III) |
| 13:00-15:00 | Grupo /TI-ECTS01 | Castelán | Aula de Informática 5 (Pav III) |
| Venres | |||
| 09:00-11:00 | Grupo /TI-ECTS02 | Castelán | Aula de Informática 4 (Pav.III) |
| 11:00-13:00 | Grupo /TI-ECTS04 | Castelán | Aula de Informática 4 (Pav.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) |