Información detallada de curso

1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: IEN 8505 - ROBOTICA MOVIL
División Académica: División de Ingenierías Departamento Académico: Dpto.Ing Eléctrica-Electrónica Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 3.000 Horas de Teoría 0.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría En este módulo se presentan de forma teórica los temas comunes en un curso general en Robótica, orientándolo finalmente a la Robótica móvil. Se inicia con los conceptos de automatización y producción flexible, el papel que allí juegan los Robots y su evolución histórica, se exponen de manera básica los problemas dinámicos y cinemáticos de un robot, las técnicas de control y guiado, los sistemas sensoriales artificiales y se concluye con los lenguajes de programación y las técnicas de inteligencia artificial. Estos cuatro últimos temas son la parte central del curso. 3. JUSTIFICACIÓN. La Robótica podría considerarse como una tecnología en plena expansión, cuya aplicabilidad va desde la pequeña industria hasta la manufactura a gran escala. Su campo permite el trabajo en conjunto a diferentes ciencias y disciplinas; desde la mecánica en el diseño de las piezas y articulaciones del Robot, manejo de potencia en diferentes formas, regulación de consumo energético, sistemas sensoriales electrónicos, ciencias de computadores, los robots móviles y la inteligencia artificial (IA) aplicada a los robots y por último, su incorporación al la bio-ingeniería y medicina. Un Ingeniero que aspire a mantenerse en la vanguardia tecnológica debe, por lo tanto, adquirir en su formación básica el conocimiento de tales sistemas. 4. OBJETIVOS. 4.1. OBJETIVO GENERAL. Se busca que el estudiante adquiera los conocimientos básicos sobre los elementos constitutivos de un sistema robotizado, su control y aplicación. Áreas temáticas a desarrollar: - Seleccionar, modelar, analizar, diseñar y evaluar microprocesadores y microcontroladores digitales e implementar aplicaciones basadas en ellos. - Seleccionar, diseñar, operar, mantener y evaluar instrumentos electrónicos de medida en procesos industriales. - Analizar, modelar, seleccionar, evaluar, diseñar e implementar componentes y sistemas de control automático analógicos y digitales. Competencias específicas: Función 2: Analizar, modelar, seleccionar, diseñar, operar y mantener instrumentos de medición y sistemas de control electrónicos para procesos industriales. - Analizar, modelar, diseñar, construir y evaluar circuitos electrónicos de potencia. - Seleccionar, diseñar, operar, mantener y evaluar instrumentos electrónicos de medida en procesos industriales. - Analizar, modelar, seleccionar, evaluar, diseñar e implementar componentes y sistemas de control automático analógicos y digitales. 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Al finalizar el curso los estudiantes estarán en capacidad de: - Distinguir y reconocer los elementos involucrados en un sistema robotizado. (CI1 ). - Comprender la teoría de la dinámica y la cinemática relacionadas con un robot. (CI2). - Describir las técnicas para la planificación de trayectorias. (CI1). - Reconocer y aplicar las diferentes fuentes sensoriales utilizadas en robótica. (CI, CI3). - Reconocer y aplicar las técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas a sistemas robotizados. (CI2, CI3). - Diseñar una aplicación con robots móviles. (CI1, CI2 y CI3). 5. RESULTADOS DEL APRENDIZAJE Objetivos específicos 4.2 RA Descripción resultados de aprendizaje 4.2.1 y 4.2.2 El estudiante deberá reconocer las diferentes elementos constitutivos de los robots industriales y de otras aplicaciones. 4.2.2 y 4.23 El estudiante deberá ser capaz de argumentar sus criterios de planificación de trayectorias. 4.2.4 y 4.2.5 El estudiante será capaz de distinguir y utilizar las diferentes técnicas de IA. 4.2.4, 4.2.5 y 4.2.6 El estudiante deberá mostrar sus habilidades para desarrollar algoritmos para la solución de problemas relacionados con la Robótica móvil. 6. METODOLOGÍA. El desarrollo de la asignatura se lleva a cabo mediante exposiciones magistrales por parte del profesor; estimulando la participación de los estudiantes mediante preguntas y discusión de temas específicos, asignación de trabajos prácticos de investigación sobre diferentes temas y talleres de solución de ejercicios abarcando los tópicos previstos. Los estudiantes están comprometidos con el estudio e investigación de los temas tratados y la solución de los ejercicios propuestos. 7. MEDIOS. Adicionalmente a los recursos tradicionales de clase, se recurre a la utilización de medios audiovisuales, a los equipos de laboratorio de Robótica y a los sistemas computacionales dispuestos para tal fin. 8. PRE-REQUISITOS POR TÓPICOS. 8.1 Algebra lineal. 8.2 Control lineal. 8.3 Control digital 8.4 Dispositivos y circuitos electrónicos. 9. CONTENIDO. TÓPICO Y No. DE HORAS 1. Conceptuación y desarrollo histórico. 2 2. El problema cinemático. 3 3. El problema dinámico. 3 4. Planificación de trayectorias. 4 5. Sistemas sensoriales. 6 6. Robots Móviles 11 7. Lenguajes e inteligencia artificial. 3 8. Aplicaciones en bio-ingeniería y medicina 4 9. Trabajo práctico 12 10. USO DEL COMPUTADOR Se utilizarán recursos computacionales para presentar software de simulación. (CI9). 11. CONTENIDO POR CATEGORÍAS. - Matemáticas y ciencias básicas 40 % - Ciencias de la Ingeniería 60 % 12. DESARROLLO ESTUDIANTIL. 12.1 Trabajos y proyectos. Proyecto final. 12.2 Prácticas y proyectos de laboratorio. Se asignarán trabajos que requieran recopilación bibliográfica especializada. 13. EVALUACIONES. - 1 Prueba escrita 20%. - Trabajos prácticos 30% - 1 Trabajo de aplicación 50%. 14. BIBLIOGRAFÍA. 14.1 Texto guía. - Barrientos, A. et al. Fundamentos de Robótica. 1ª. Edición. Mc. Graw - Hill, 1997. Madrid. - Russell, S.; Norvig, P.: Inteligencia Artificial. 4ª. Edición, Prentice-Hall, 2006. - Albertos, P.: Teoría de sistemas, Automática y robótica. 1ª. Edición, Prentice-Hall, 2006. - Bolton, W.: Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical and Electrical Engineering. 3th. Edition, Prentice-Hall, 2006. 14.2 Textos de consulta. - Rentaría, A.; et al. Robótica Industrial; Fundamentos y aplicaciones. 1ª. Edición. Mc. Graw - Hill, 2000. España. - Fu, K.S.; et al. Robótica; control, detección, visión e inteligencia. 1ª. Edición. Mc. Graw - Hill, 1989. Mexico. - Groover, M. P. et al. Robótica Industrial; tecnología, programación y aplicaciones. 1ª edición. Mc. Graw - Hill, 1989. Méjico.

Código y Nombre de la Asignatura: IEN 8505 - ROBOTICA MOVIL

División Académica: División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto.Ing Eléctrica-Electrónica
Número de créditos:
Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado):
3.000 Horas de Teoría
0.000 Horas de Laboratorio
Niveles: Educación Superior Pregrado
Tipos de Horario: Teoría

En este módulo se presentan de forma teórica los temas comunes en un curso general en Robótica, orientándolo finalmente a la Robótica móvil. Se inicia con los conceptos de automatización y producción flexible, el papel que allí juegan los Robots y su evolución histórica, se exponen de manera básica los problemas dinámicos y cinemáticos de un robot, las técnicas de control y guiado, los sistemas sensoriales artificiales y se concluye con los lenguajes de programación y las técnicas de inteligencia artificial. Estos cuatro últimos temas son la parte central del curso.

3. JUSTIFICACIÓN.
La Robótica podría considerarse como una tecnología en plena expansión, cuya aplicabilidad va desde la pequeña industria hasta la manufactura a gran escala. Su campo permite el trabajo en conjunto a diferentes ciencias y disciplinas; desde la mecánica en el diseño de las piezas y articulaciones del Robot, manejo de potencia en diferentes formas, regulación de consumo energético, sistemas sensoriales electrónicos, ciencias de computadores, los robots móviles y la inteligencia artificial (IA) aplicada a los robots y por último, su incorporación al la bio-ingeniería y medicina. Un Ingeniero que aspire a mantenerse en la vanguardia tecnológica debe, por lo tanto, adquirir en su formación básica el conocimiento de tales sistemas.

4. OBJETIVOS.
4.1. OBJETIVO GENERAL.
Se busca que el estudiante adquiera los conocimientos básicos sobre los elementos constitutivos de un sistema robotizado, su control y aplicación.

Áreas temáticas a desarrollar:
- Seleccionar, modelar, analizar, diseñar y evaluar microprocesadores y microcontroladores digitales e implementar aplicaciones basadas en ellos.
- Seleccionar, diseñar, operar, mantener y evaluar instrumentos electrónicos de medida en procesos industriales.
- Analizar, modelar, seleccionar, evaluar, diseñar e implementar componentes y sistemas de control automático analógicos y digitales.

Competencias específicas: Función 2: Analizar, modelar, seleccionar, diseñar, operar y mantener instrumentos de medición y sistemas de control electrónicos para procesos industriales.
- Analizar, modelar, diseñar, construir y evaluar circuitos electrónicos de potencia.
- Seleccionar, diseñar, operar, mantener y evaluar instrumentos electrónicos de medida en procesos industriales.
- Analizar, modelar, seleccionar, evaluar, diseñar e implementar componentes y sistemas de control automático analógicos y digitales.

4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Al finalizar el curso los estudiantes estarán en capacidad de:
- Distinguir y reconocer los elementos involucrados en un sistema robotizado. (CI1 ).
- Comprender la teoría de la dinámica y la cinemática relacionadas con un robot. (CI2).
- Describir las técnicas para la planificación de trayectorias. (CI1).
- Reconocer y aplicar las diferentes fuentes sensoriales utilizadas en robótica. (CI, CI3).
- Reconocer y aplicar las técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas a sistemas robotizados. (CI2, CI3).
- Diseñar una aplicación con robots móviles. (CI1, CI2 y CI3).

5. RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
Objetivos específicos 4.2
RA Descripción resultados de aprendizaje
4.2.1 y 4.2.2 El estudiante deberá reconocer las diferentes elementos constitutivos de los robots industriales y de otras aplicaciones.

4.2.2 y 4.23 El estudiante deberá ser capaz de argumentar sus criterios de planificación de trayectorias.

4.2.4 y 4.2.5 El estudiante será capaz de distinguir y utilizar las diferentes técnicas de IA.

4.2.4, 4.2.5 y 4.2.6 El estudiante deberá mostrar sus habilidades para desarrollar algoritmos para la solución de problemas relacionados con la Robótica móvil.

6. METODOLOGÍA.
El desarrollo de la asignatura se lleva a cabo mediante exposiciones magistrales por parte del profesor; estimulando la participación de los estudiantes mediante preguntas y discusión de temas específicos, asignación de trabajos prácticos de investigación sobre diferentes temas y talleres de solución de ejercicios abarcando los tópicos previstos. Los estudiantes están comprometidos con el estudio e investigación de los temas tratados y la solución de los ejercicios propuestos.

7. MEDIOS.
Adicionalmente a los recursos tradicionales de clase, se recurre a la utilización de medios audiovisuales, a los equipos de laboratorio de Robótica y a los sistemas computacionales dispuestos para tal fin.

8. PRE-REQUISITOS POR TÓPICOS.
8.1 Algebra lineal.
8.2 Control lineal.
8.3 Control digital
8.4 Dispositivos y circuitos electrónicos.

9. CONTENIDO.

TÓPICO Y No. DE HORAS
1. Conceptuación y desarrollo histórico. 2
2. El problema cinemático. 3
3. El problema dinámico. 3
4. Planificación de trayectorias. 4
5. Sistemas sensoriales. 6
6. Robots Móviles 11
7. Lenguajes e inteligencia artificial. 3
8. Aplicaciones en bio-ingeniería y medicina 4
9. Trabajo práctico 12

10. USO DEL COMPUTADOR
Se utilizarán recursos computacionales para presentar software de simulación. (CI9).

11. CONTENIDO POR CATEGORÍAS.
- Matemáticas y ciencias básicas 40 %
- Ciencias de la Ingeniería 60 %

12. DESARROLLO ESTUDIANTIL.
12.1 Trabajos y proyectos.
Proyecto final.

12.2 Prácticas y proyectos de laboratorio.
Se asignarán trabajos que requieran recopilación bibliográfica especializada.

13. EVALUACIONES.
- 1 Prueba escrita 20%.
- Trabajos prácticos 30%
- 1 Trabajo de aplicación 50%.

14. BIBLIOGRAFÍA.

14.1 Texto guía.
- Barrientos, A. et al. Fundamentos de Robótica. 1ª. Edición. Mc. Graw - Hill, 1997. Madrid.
- Russell, S.; Norvig, P.: Inteligencia Artificial. 4ª. Edición, Prentice-Hall, 2006.
- Albertos, P.: Teoría de sistemas, Automática y robótica. 1ª. Edición, Prentice-Hall, 2006.
- Bolton, W.: Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical and Electrical Engineering. 3th. Edition, Prentice-Hall, 2006.

14.2 Textos de consulta.
- Rentaría, A.; et al. Robótica Industrial; Fundamentos y aplicaciones. 1ª. Edición. Mc. Graw - Hill, 2000. España.
- Fu, K.S.; et al. Robótica; control, detección, visión e inteligencia. 1ª. Edición. Mc. Graw - Hill, 1989. Mexico.
- Groover, M. P. et al. Robótica Industrial; tecnología, programación y aplicaciones. 1ª edición. Mc. Graw - Hill, 1989. Méjico.

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