CEICS Coordinado por URV · Universidad Rovira y Virgili

TIC-TAC Robot

• Institución: Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ETSE) / Departamento de Ingeniería Electrónica, Eléctrica y Automática (DEEEA), Universitat Rovira i Virgili
• Área: Ingeniería, robótica y sistemas

Con este curso se pretende introducir a los estudiantes al mundo de la ingeniería a través de los robots móviles y el uso de las TIC. Con un ambiente de trabajo claramente tecnológico, se introducirán en el mundo de la programación, la mecánica, la ingeniería de sistemas, el control y la electrónica.

El método de aprendizaje de basará en un reto que deberán resolver mediante trabajo en grupo. Dicho reto consistirá en programar un conjunto de tareas para un robot móvil siguiendo un método de ingeniería de sistemas.

Los robots móviles pueden construirse de muchas maneras y tener aspectos muy diversos. Para el caso de robots móviles con ruedas, dicha diversidad puede referirse al número de ruedas que se utilizarán para obtener movimientos variados. Así, aunque es posible trabajar con robots de dos, tres, cuatro y más ruedas motrices, en muchos casos la cinemática es equivalente a la de un robot de sólo dos ruedas motrices.

La cinemática con dos ruedas motrices es un conjunto de ecuaciones que permiten describir cómo será el movimiento del robot a partir de las velocidades de sendas ruedas o, al revés, permiten calcular las velocidades de las ruedas cuando se desea un movimiento determinado. Es lo que se denomina modelado de cinemática directa e inversa.

Por tanto, dichas ecuaciones permiten programar al robot para que realice movimientos más sofisticados y evitar la programación de movimientos a través de secuencias de movimientos que alternen rotaciones puras y desplazamientos en línea recta. Los movimientos conseguidos son mucho más suaves y continuos, es decir, sin intermitencias en el ritmo de la velocidad del robot, evitando que los motores experimenten cambios bruscos de corriente y que el sistema tenga menos consumo energético. Otra ventaja del uso del modelo cinemático es que el propio robot es capaz de conocer su posición en todo momento con cierto margen de error, por lo que mediante sensores adecuados puede corregir dicho error y desplazarse de forma segura.

Con este proyecto los alumnos van a poder experimentar con el funcionamiento de dicho modelo cinemático: construirán su propio robot de dos ruedas motrices, obtendrán sus ecuaciones y lo programarán para que realice algunos movimientos sencillos a través de un entorno controlado. La metodología de aprendizaje estará basada en la consecución de un objetivo (o reto) que consistirá en programar un conjunto de tareas para un robot móvil siguiendo un método de ingeniería de sistemas y se llevará a cabo durante las diferentes sesiones de trabajo.

1ª sesión. La primera sesión será de iniciación al funcionamiento del robot y a su software de programación.

Inicialmente habrá una formación teórica en la que se facilitará una introducción a los robots móviles. Posteriormente se impartirá la formación técnica: montaje y puesta en marcha de los robots con programas de ejemplo.

2ª sesión. La temática se centrará en las nociones básicas de programación del robot y la realización de programas sencillos.

La parte de la sesión dedicada a la formación teórica versará sobre modelos cinemáticos de robots. Habrá una parte dedicada a la formación técnica que se centrará en la introducción a la programación secuencial. Y por último, se dedicará la parte final de la sesión a una práctica-taller en la que los estudiantes podrán formar parte de la realización de los primeros programas.

3ª sesión. Por medio de una práctica guiada de experimentación con el robot móvil se intentará consolidar el concepto del modelo cinemático impartido anteriormente.

4ª sesión. Sesión de trabajo en grupo centrada en la depuración de programas.

Los alumnos, trabajando en grupos, deberán finalizar el trabajo para la resolución del reto y preparación de videos demostrativos.

5ª sesión. La sesión final va a consistir en una presentación oral con PowerPoint de los resultados obtenidos por cada grupo de trabajo, que incluirá una demostración con el robot real. En la presentación explicarán cuales son las características de su robot, cuál es su modelo y cómo han programado el robot para resolver el reto.

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