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: Primeiro semestre
Docencia: Sen docencia (Extinguida)
Matrícula: Non matriculable
O1-Coñecer o obxectivo do control cinemático e dinámico en robótica.
O2-Coñecer os principais tipos de controladores dinámicos empregados para o posicionamiento dun robot e o seguimento de traxectorias.
O3-Saber os tipos de control de forza existentes en robótica así como ser capaz de implementar o máis axeitado dependendo do problema a resolver.
O4-Coñecer os principais tipos de control visual baseados en posición e imaxe así como as principais consideracións para a súa implementación nun sistema robótico.
Os contidos xerais indicados na memoria do grao son: Clasificación dos robots. Cinemática directa e inversa. Análise do espazo de traballo e planificación de traxectorias. Movemento diferencial. Dinámica do robot. Control do robot en presenza de forzas: o control PID. Visión. Planificación de tarefas.
Ditos contidos desenvolveranse na materia a través de 8 temas divididos en dous bloques:
BLOQUE I: CONTROL CINEMÁTICO E DINÁMICO DE BRAZOS ROBÓTICOS
- Tema 1 : Tipoloxías de robots industriais. Cinemática directa. Cinemática inversa e diferencial. Análise do espazo de traballo.
- Tema 2 : Control cinemático: no espazo articular e no espazo cartesiano.
- Tema 3 : Estática e dinámica. Control dinámico monoarticular e multiarticular.
- Tema 4 : Sensores, accionadores e arquitectura de control.
BLOQUE II: CONTROL SENSORIAL E PLANIFICACIÓN DE MOVEMENTOS
- Tema 5 : Control de forza: indirecto e directo.
- Tema 6 : Control visual: baseado en posición e baseado en imaxe.
- Tema 7 : Planificación de movementos e tarefas.
- Tema 8: Cinemática do contacto e síntese de agarres robóticos.
Os contidos teóricos destes 8 temas desenvolveranse durante as clases expositivas (24 horas presenciais e 36 horas non presenciais). Tamén se levarán a cabo 4 prácticas durante as clases interactivas (24 horas presenciais e 36 horas non presenciais) para ilustrar de maneira experimental os conceptos dos temas teóricos:
- Práctica 1: Análise do espazo de traballo, control cinemático-dinámico e programación de brazos robóticos industriais.
- Práctica 2: Control sensorial dun brazo robótico.
- Práctica 3: Planificación de tarefas de manipulación robótica.
- Práctica 4: Proxecto final de integración e avaliación do rendemento.
Bibliografía básica:
- Bruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Luigi Villani, Giuseppe Oriolo. Robotics: Modelling, Planning and Control. Advanced Textbooks in Control and Signal Processing. Springer, 2009. ISBN: 978-1-84628-642-1.
- Peter Corke. Robotics, Vision and Control: Fundamental Algorithms in Matlab. Second Edition. Springer, 2017. ISBN: 978-3-319-54413-7.
- Richard M. Murray, Zexiang Li, S. Shankar Sastry. A Mathematical Introduction to Robotic Manipulation. CRC Press, 1994. ISBN: 9780849379819.
Bibliografía complementaria:
- Bruno Siciliano, Oussama Khatib. Springer Handbook of Robotics, 2nd Edition. Springer, 2016. ISBN: 978-3-319-32552-1.
Básicas:
- CB2: Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ó seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos y a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
- CB3: Que os estudantes teñan a capacidade de reunir 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 a un público tanto especializado como non especializado.
- CB5: Que os estudiantes desenvolvan aquelas habilidades de aprendizaxe necesarias para emprender estudos posteriores cun alto grao de autonomía.
Xerais:
- CG01: Coñecemento de materias básicas e tecnoloxías, que os capaciten para a aprendizaxe de novos métodos e tecnoloxías, así como que os dote dunha gran versatilidade para adaptarse a novas situacións.
- CG02: Capacidade de resolución de problemas no campo de la enxeñería robótica con creatividade, iniciativa, metodoloxía e razoamento crítico.
- CG03: Capacidade de utilizar ferramentas informáticas para a modelaxe, a simulación e o deseño de aplicacións da enxeñería.
- CG04: Saber as necesidades tecnolóxicas da sociedade e a industria, e ser capaz de mellorar servizos y procesos de produción aplicando tecnoloxía actual de robótica, mediante a elección, adquisición e posta en marcha de sistemas robóticos en diferentes aplicacións, tanto industriais como de servizos.
- CG05: Ser capaz de obter e analizar información sobre circuítos, elementos de máquinas, control automático, sensores e sistemas informáticos, co fin último de lograr aplicacións robóticas autónomas e flexibles.
- CG06: Concibir, calcular, deseñar e poñer en marcha algoritmos, equipos ou instalacións no ámbito da robótica, para aplicacións industriais ou de servizos, tendo en conta aspectos de calidade, seguridade, criterios medioambientais, uso racional e eficiente de recursos.
- 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.
Específicas:
- CE02: 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.
- CE09: Coñecer a evolución dos robots, clasificación, tipos, estrutura e morfoloxía dos robots. Identificar e coñecer a funcionalidade dos compoñentes dun robot.
- CE10: Entender os principios de estruturas, máquinas, mecanismos, articulacións e sistemas de transmisión de movemento, e saber aplicalos na enxeñería de sistemas robóticos.
- CE16: Ser capaz de modelar e simular aspectos de cinemática, dinámica, estruturas e mecanismos para poder deseñar e analizar sistemas robóticos.
- CE17: Ser capaz de aplicar as técnicas de control cinemático e dinámico, planificación e programación de robots, e outros sistemas de automatización asociados en distintas situacións.
- CE18: Coñecer diferentes clases de dispositivos sensores usados para capturar información do propio robot e do seu entorno, así como sus principios de funcionamiento. Saber aplicar os métodos e técnicas para medir, procesar, fusionar e representar a información captada.
- CE20: Analizar e entender a configuración dun sistema de control automático para proceder á súa modificación ou actualización mediante as técnicas que permitan deseñar, configurar e axustar controladores.
- CE23: Capacidade de coñecer e implementar métodos de extracción de características a partir da información percibida por cámaras e sensores 3D ao desenvolvemento de aplicacións en robots e sistemas intelixentes.
- CE24: Saber seleccionar un robot para a súa implantación nunha aplicación tendo en consideración as especificacións e os estándares existentes.
- CE25: Estar ao corrente das novas tendencias en sistemas robóticos, especialmente en robots industriais, humanoides, bio-inspirados, nano e microrobótica, robótica social, telerobótica, robots asistenciais e saber os campos de aplicación nos que son eficaces.
- CE26: Coñecer e utilizar as medidas de seguridade para entornos robóticos industriais ou de servizos nos que interveñen as persoas, tendo en conta os estándares técnicos correspondentes neste aspecto e as consideracións éticas cando sexan pertinentes.
- CE28: Coñecer as técnicas de intelixencia artificial utilizadas en robótica industrial e de servizos, saber como utilizalas en aplicacións robóticas fixas e móbiles.
- CE35: Ter capacidade para deseñar e proxectar sistemas robóticos e a súa implantación industrial e no ámbito dos servizos.
- CE39: Capacidade de deseñar robots e sistemas intelixentes atendendo aos elementos de sensorización e actuación máis axeitados dependendo da aplicación, os requirimentos do sistema e as condicións do entorno.
Transversais:
- CT1: Capacidade de análise e síntese.
- CT2: Capacidade para o razoamento e a argumentación.
- CT3: Capacidade de traballo individual, con actitude autocrítica.
- CT4: Capacidade para traballar en grupo e abarcar situacións problemáticas de forma colectiva.
- CT5: Capacidade para obter información axeitada, diversa e actualizada.
- CT6: Capacidade para elaborar e presentar un texto organizado e comprensible.
- CT7: Capacidade para realizar unha exposición en público de forma clara, concisa e coherente.
- CT8: Compromiso de veracidade da información que ofrece aos demais.
- CT9: Habilidade no manexo de tecnoloxías da información e da comunicación (TIC).
- CT10: Utilización de información bibliográfica e de Internet.
- CT11: Utilización de información en lingua estranxeira.
- CT12: Capacidade para resolver problemas mediante a aplicación integrada dos seus coñecementos.
Os contidos da materia impartiranse tanto en clases expositivas de teoría como en clases interactivas de prácticas. Ambos os tipos de clases iranse alternando ao longo do semestre, de tal modo que as prácticas afianzarán os conceptos mostrados na teoría.
As clases de teoría expositivas desenvolveranse na aula por parte do profesorado, apoiado por medios electrónicos (presentacións electrónicas, vídeos, documentos técnicos complementarios...) dispoñibles no Campus Virtual da USC. Ditas clases seguirán os contidos pormenorizados da materia que aparezan reflectidos na programación docente anual. As presentacións maxistraos do profesor combinaranse coa proposta de exercicios específicos para afianzar os conceptos presentados. Estes exercicios serán resoltos polos alumnos (na clase ou na casa) para despois ser corrixidos na clase dunh maneira participativa.
A docencia das prácticas, realizadas en grupos reducidos de 20 alumnos e de carácter interactivo, serán actividades complementarias ás clases teóricas expositivas. Levaranse a cabo en laboratorios de robótica con robots reais e en clases de informática con simuladores robóticos, baixo a supervisión do profesorado. Os alumnos seguirán de maneira autónoma os guións das 3 primeiras prácticas específicas dispoñibles no Campus Virtual da USC. Estas actividades non só permitirán ao alumnado a comprensión dos conceptos teóricos mediante a súa posta en práctica, senón que tamén lles permitirá a adquisición de habilidades necesarias para programar robots industriais no seu futuro profesional. Finalmente, durante as últimas sesións de prácticas, os alumnos desenvolverán un proxecto de integración (práctica 4) onde combinarán as funcionalidades das 3 prácticas anteriores e presentarán os resultados de dito proxecto de integración realizando unha análise do seu funcionamento. O obxectivo de dita análise será realizar unha comparación do rendemento de todas as solucións de integración propostas, seguindo un esquema similar ás competicións robóticas (p. ex. Amazon Robotics Challenge).
Así mesmo, nas titorías atenderase ao alumnado para discutir, comentar, aclarar ou resolver cuestións concretas en relación coas súas tarefas dentro da materia (recopilación de información, preparación de probas de avaliación, prácticas, traballos...). Estas titorías serán tanto presenciais como virtuais a través de correo electrónico, campus virtual ou a plataforma Microsoft Teams.
A avaluación da materia constará de dúas partes diferenciadas: teoría (60%) e prácticas (40%). A parte teórica será avaliada con un exame final no que se medirá o grao de comprensión dos conceptos teóricos presentados na teoría e aplicados nas prácticas.
A parte práctica avaliarase a través da media de 4 notas de prácticas. Para obter as notas das 3 primeiras prácticas específicas, valorarase un informe enviado polos alumnos a través do Campus Virtual ao final de cada unha delas. Para obter a nota do proxecto de integración final, terase en conta a súa presentación na última sesión de prácticas e o seu nivel de rendemento.
A asistencia tanto ás clases teóricas como prácticas será obrigatoria para o aprobado da materia agás en casos de ausencia xustificados. Para aqueles alumnos que teñan dispensa, o sistema de avaliación será o mismo aínda que non terán obriga de asistir ás clases teóricas.
Avaliación de segunda oportunidade: Os alumnos deberán realizar un exame por cada parte (teoría ou prácticas) suspensa. Se unha das dúas partes foi aprobada durante a primeira oportunidade, o alumno poderá optar por gardar a nota correspondeente e só realizar e examen da parte suspensa.
As competencias propias da materia así como as competencias xerais teñen contidos específicos na materia que se introducen, como se indicou, tanto nas clases expositivas como nas interactivas. Posteriormente o alumnado desenvolverá estas competencias no exame teórico e coa realización dos traballos prácticos nos que tamén traballará as competencias transversais en especial no que se refire á capacidade de análise e síntese (CT1), Capacidade para o razoamento e a argumentación (CT2), capacidade de traballo individual, con actitude autocrítica (CT3), capacidade para traballar en grupo e abarcar situacións problemáticas de forma colectiva (CT4) e capacidade para resolver problemas mediante a aplicación integrada dos seus coñecementos (CT12). As competencias específicas serán obxecto de avaliación tanto nos traballos prácticos que o alumno desenvolva durante a materia como no exame teórico.
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”.
A materia ten unha carga de traballo de 6 ECTS dividida da seguinte forma:
- 1. Traballo na aula (60 horas presenciais)
- 1.1. Clases expositivas teóricas (en grupo grande): 24 horas
- 1.2. Prácticas (con pequens grupos): 24 horas
- 1.3. Titorías de grupo: 3 horas
- 1.4. Titorías individualizadas: 4 horas
- 1.5. Actividades de avaliación: 5 horas
- 2. Traballo persoal do alumnado (90 horas non presenciais)
- 2.1. Lectura, revisión de temas e exercicios de teoría: 36 horas
- 2.2. Preparación de exercicios e informes de prácticas: 36 horas
- 2.3. Preparación de titorías de grupo: 5 horas
- 2.4. Preparación de titorías individualizadas: 6 horas
- 2.5. Preparación de probas de avaliación: 7 horas
Para desenvolver os 4 obxectivos da materia, os alumnos deberán revisar as bases obtidas nas seguintes materias:
- O1/2: Coñecer a cinemática/dinámica do sólido ríxido (“Física II”, Semestre 2).
- O3: Analizar a estática de sistemas de corpos ríxidos (“Física II, Semestre 2). Coñecer os principais tipos de controladores e as súas características (“Teoría de Control”, Semestre 4).
- O4: Saber programar técnicas de procesado de imaxe e vídeo (“Visión Artificial”, Semestre 5). Coñecer os principais tipos de controladores e as súas características (“Teoría de Control”, Semestre 4).
Debido á alta correlación existente entre os conceptos abordados nas clases de teoría e os contidos das prácticas, recoméndase aos alumnos constancia no estudo da materia, acudindo ás sesións de prácticas cos conceptos teóricos revisados e os exercicios resoltos. A realización das prácticas axudará ao afianzamiento dos conceptos teóricos e á súa utilización en situacións reais industriais. O proxecto de prácticas final axudará a dispoñer dunha visión global e integrada da materia e a optimizar as técnicas aprendidas para a súa aplicación a nivel industrial.
Plan de continxencia
- Escenario 1: normalidade adaptada
A docencia expositiva e interactiva será fundamentalmente de carácter presencial. As titorías poderán realizarse no despacho ou de maneira virtual a través de correo electrónico, campus virtual e MS Teams.
A modalidade preferente para a realización das prácticas será a presencialidade.
A avaliación será levada a cabo de forma presencial.
- Escenario 2: Distanciamento (restricións parciais á presenza física)
A docencia presencial convivirá coa virtual. As clases expositivas serán virtuais (síncronas) e as interactivas presenciais, podendo ser algunhas sesións en liña en caso de ser necesario. As titorías serán telemáticas (a través de MS Teams, correo electrónico e campus virtual).
A avaluación será levada a cabo de forma presencial.
- Escenario 3: peche das instalacións, en liña
A docencia será completamente de carácter virtual, tanto con mecanismos síncronos como asíncronos, usando o Campus virtual, a plataforma Teams, software proporcionado polo profesor para a realización das prácticas, ou outros medios alternativos (na nube) que faciliten a realización das mesmas.
De non poderse levar a cabo a avaliación presencial, esta será telemática.
Francisco Javier Garcia Polo
- Departamento
- Electrónica e Computación
- Área
- Ciencia da Computación e Intelixencia Artificial
- Correo electrónico
- franciscojavier.garcia.polo [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Contratado/a Doutor
Juan Antonio Corrales Ramon
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica e Computación
- Área
- Ciencia da Computación e Intelixencia Artificial
- Teléfono
- 982823203
- Correo electrónico
- juanantonio.corrales [at] usc.es
- Categoría
- Investigador/a Distinguido/a
| Venres | |||
|---|---|---|---|
| 10:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula 8 (Aulario 2) |
| 17.01.2022 16:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 7 (Aulario 2) |
| 17.06.2022 16:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 7 (Aulario 2) |