Información detallada de curso

1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: IEN 8510 - INTELIGENCIA ARTIFICIAL PARA 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 esta asignatura se estudian teórica los temas comunes en un curso general en Robótica, orientándolo finalmente a la Robótica móvil y el desarrollo de Controladores Inteligentes. 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, se concluye con los lenguajes de programación y se presenta de lo concerniente a las técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas en el control de Robots Móviles. Este curso se orienta a entender los conceptos teóricos y prácticos para la comprensión del funcionamiento de una plataforma robótica móvil, su programación e interacción con el mundo. 3. JUSTIFICACION 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 a la bio-ingeniería y medicina. Un Ingeniero que aspire a mantenerse en la vanguardia tecnológica debe, por lo tanto, adquirir en su formación sólida el conocimiento de tales sistemas. Por otra parte, se busca ofrecer una asignatura que permita una vivencia de la electrónica y la robótica mediante el estudio de sus principios y aplicaciones. El estudio temprano del uso e implementación de sensores y efectores permite una visión más amplia que facilitará la comprensión de los principios de funcionamiento de estos dispositivos, que se abordará en las materias que constituyen las electrónicas analógicas y digitales. Finalmente, cabe resaltar que la interacción con plataformas robóticas permitirá que el estudiante dimensione su uso potencial en procesos automatizados de producción y servicio, requeridos por la industria regional y la sociedad. 4. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Se busca que el estudiante adquiera los conocimientos sobre los elementos constitutivos de un sistema robotizado, su control y aplicación. Área temática a desarrollar: Capacidad para desarrollar la síntesis, el análisis y la abstracción, de tal manera que permita reunir, organizar, relacionar y utilizar la información en el proceso de construcción del conocimiento. (CI31) Competencia específica: En fundamentos básicos de la Ingeniería: Capacidad, habilidad e interés por el conocimiento y la aplicación de las disciplinas básicas de la ingeniería, tales como: Matemáticas, Informática, Ciencias Naturales. CI23) SO a documentar: Ninguno. OBJETIVOS ESPECIFICOS Al finalizar el curso los estudiantes estarán en capacidad de: Distinguir y reconocer los elementos involucrados en un sistema robotizado. Comprender la teoría de la dinámica y la cinemática relacionadas con un brazo robot. Distinguir y reconocer los diferentes tipos de robots móviles. Describir las técnicas para la planificación de trayectorias. Reconocer las diferentes fuentes sensoriales utilizadas en robótica. Reconocer las técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas a sistemas robotizados. Desarrollar controladores inteligentes para robots móviles. 1 Competencia Institucional 5. RESULTADOS DEL APRENDIZAJE Objetivos específicos 4.2 RA Descripción resultados de aprendizaje 4.2.1 El estudiante será capaz de comprender el funcionamiento de sensores y accionamientos o efectores. 4.2.2 y 4.23 El estudiante comprenderá la interacción entre sensores, accionamientos y núcleo de procesamiento. 4.2.3 El estudiante será capaz de integrar conceptos y proponer soluciones a problemas reales en robótica móvil. 4.2.4 y 4.2.5 El estudiante será capaz de identificar la naturaleza multidisciplinaria de la robótica. 4.2.4, 4.2.5 y 4.2.6 El estudiante entenderá y enfrentará los retos que impone el trabajo en equipo. 8.1 Análisis de circuitos de C.C y C.A. 8.2 Mediciones eléctricas. 8.3 Dispositivos y circuitos electrónicos básicos. 8.4 Dispositivos y circuitos lógicos (co-requisito). 6. OPCIÓN METODOLÓGICA DESCRIPCIÓN Clase Magistral Sesiones llevadas a cabo por el profesor de la asignatura. Aprendizaje basado en problemas Se asignarán retos mediante guías de prácticas. Los estudiantes deben identificar el problema, proponer una solución y asumir un rol dentro de su grupo. Foros de discusión Sesiones espontáneas que buscan exponer a todo el grupo un concepto encaminado a resolver una problemática o, mejor aún, una solución hallada durante el desarrollo de las prácticas. 7. CONTENIDO POR CATEGORÍAS Ciencias de la Ingeniería 70% Diseño de Ingeniería 30% DESARROLLO ESTUDIANTIL Trabajos y proyectos Los estudiantes deben desarrollar tres (3) proyectos asignados por el profesor como trabajo práctico evaluable. Prácticas y proyectos de laboratorio PRÁCTICA SESIONES SEMANA 1. Introducción y revisión de temas previos 2 1-2 1. Análisis y ensamble de la estructura de trabajo 1 3 2. Prueba de funciones básicas 1 4-5 3. Programas básicos de acción-reacción 2 6-7 4. Programación para operación autónoma 3 8-9 5. Proyectos 5 10-15 Entrega de notas: M= 1er parcial, proyectos 1er y 2°. F= Las demás 8. BIBLIOGRAFÍA Textos guía Manuales y hojas de datos de los equipos de desarrollo y dispositivos (Robo51). (Inglés) BARRIENTOS, A. et al.: Fundamentos de Robótica. Mc. Graw - Hill; 2ª edition (2007). Madrid. EVERETT, H.R.: Sensors for Mobile Robots. 1ST. Edition. A K Peters/CRC Press July 15, 1995, USA. ISBN 978-1568810485. SIEGWART, R.: Introduction to Autonomous Mobile Robots (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series). 1ST. Edition. The MIT Press March 5, 2004, USA. ISBN 978-0262195027. MURPHY, R. Introduction to AI Robotics. 1ST. Edition. The MIT Press, 2000, USA. ISBN 0-0262-13383-0. Documentos de lectura asignados por el profesor. Otras referencias D. Pientak, Understanding Signals: Student Guide, Version 1.0. Parallax, 2003. R. Balogh, "Basic activities with the boe-bot mobile robot," in Proceedings of Conference DidInfo, 2008. S. Guide, "What’s a Microcontroller?”. A. Lindsay, "Robotics with the BOE-bot," Parallax, Inc, 2003. 13.3 Principales direcciones en Internet Base de datos IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) and AIP (American Institute of Physics). http://www.parallax.com Modificado por Eric Vallejo R. Fecha: enero de 2022

Código y Nombre de la Asignatura: IEN 8510 - INTELIGENCIA ARTIFICIAL PARA 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 esta asignatura se estudian teórica los temas comunes en un curso general en Robótica, orientándolo finalmente a la Robótica móvil y el desarrollo de Controladores Inteligentes.
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, se concluye con los lenguajes de programación y se presenta de lo concerniente a las técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas en el control de Robots Móviles.
Este curso se orienta a entender los conceptos teóricos y prácticos para la comprensión del funcionamiento de una plataforma robótica móvil, su programación e interacción con el mundo.

3. JUSTIFICACION

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 a la bio-ingeniería y medicina. Un Ingeniero que aspire a mantenerse en la vanguardia tecnológica debe, por lo tanto, adquirir en su formación sólida el conocimiento de tales sistemas.
Por otra parte, se busca ofrecer una asignatura que permita una vivencia de la electrónica y la robótica mediante el estudio de sus principios y aplicaciones. El estudio temprano del uso e implementación de sensores y efectores permite una visión más amplia que facilitará la comprensión de los principios de funcionamiento de estos dispositivos, que se abordará en las materias que constituyen las electrónicas analógicas y digitales. Finalmente, cabe resaltar que la interacción con plataformas robóticas permitirá que el estudiante dimensione su uso potencial en procesos automatizados de producción y servicio, requeridos por la industria regional y la sociedad.

4. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Se busca que el estudiante adquiera los conocimientos sobre los elementos constitutivos de un sistema robotizado, su control y aplicación.
Área temática a desarrollar: Capacidad para desarrollar la síntesis, el análisis y la abstracción, de tal manera que permita reunir, organizar, relacionar y utilizar la información en el proceso de construcción del conocimiento. (CI31)
Competencia específica: En fundamentos básicos de la Ingeniería: Capacidad, habilidad e interés por el conocimiento y la aplicación de las disciplinas básicas de la ingeniería, tales como: Matemáticas, Informática, Ciencias Naturales. CI23)
SO a documentar: Ninguno.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Al finalizar el curso los estudiantes estarán en capacidad de:
Distinguir y reconocer los elementos involucrados en un sistema robotizado.
Comprender la teoría de la dinámica y la cinemática relacionadas con un brazo robot.
Distinguir y reconocer los diferentes tipos de robots móviles.
Describir las técnicas para la planificación de trayectorias.
Reconocer las diferentes fuentes sensoriales utilizadas en robótica.
Reconocer las técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas a sistemas robotizados.
Desarrollar controladores inteligentes para robots móviles.

1 Competencia Institucional

5. RESULTADOS DEL APRENDIZAJE

Objetivos específicos 4.2
RA Descripción resultados de aprendizaje
4.2.1 El estudiante será capaz de comprender el funcionamiento de sensores y accionamientos o efectores.
4.2.2 y 4.23 El estudiante comprenderá la interacción entre sensores, accionamientos y núcleo de procesamiento.
4.2.3 El estudiante será capaz de integrar conceptos y proponer soluciones a problemas reales en robótica móvil.
4.2.4 y 4.2.5 El estudiante será capaz de identificar la naturaleza multidisciplinaria de la robótica.
4.2.4, 4.2.5 y 4.2.6 El estudiante entenderá y enfrentará los retos que impone el trabajo en equipo.

8.1 Análisis de circuitos de C.C y C.A.
8.2 Mediciones eléctricas.
8.3 Dispositivos y circuitos electrónicos básicos.
8.4 Dispositivos y circuitos lógicos (co-requisito).

6. OPCIÓN METODOLÓGICA
DESCRIPCIÓN

Clase Magistral
Sesiones llevadas a cabo por el profesor de la asignatura.
Aprendizaje basado en problemas
Se asignarán retos mediante guías de prácticas. Los estudiantes deben identificar el problema, proponer una solución y asumir un rol dentro de su grupo.
Foros de discusión Sesiones espontáneas que buscan exponer a todo el grupo un concepto encaminado a resolver una problemática o, mejor aún, una solución hallada durante el desarrollo de las prácticas.

7. CONTENIDO POR CATEGORÍAS

Ciencias de la Ingeniería 70%
Diseño de Ingeniería 30%

DESARROLLO ESTUDIANTIL
Trabajos y proyectos
Los estudiantes deben desarrollar tres (3) proyectos asignados por el profesor como trabajo práctico evaluable.
Prácticas y proyectos de laboratorio PRÁCTICA SESIONES SEMANA
1. Introducción y revisión de temas previos 2 1-2
1. Análisis y ensamble de la estructura de trabajo 1 3
2. Prueba de funciones básicas 1 4-5
3. Programas básicos de acción-reacción 2 6-7
4. Programación para operación autónoma 3 8-9
5. Proyectos 5 10-15

Entrega de notas: M= 1er parcial, proyectos 1er y 2°. F= Las demás

8. BIBLIOGRAFÍA

Textos guía
Manuales y hojas de datos de los equipos de desarrollo y dispositivos (Robo51). (Inglés)
BARRIENTOS, A. et al.: Fundamentos de Robótica. Mc. Graw - Hill; 2ª edition (2007). Madrid.
EVERETT, H.R.: Sensors for Mobile Robots. 1ST. Edition. A K Peters/CRC Press July 15, 1995, USA. ISBN 978-1568810485.
SIEGWART, R.: Introduction to Autonomous Mobile Robots (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series). 1ST. Edition. The MIT Press March 5, 2004, USA. ISBN 978-0262195027.

MURPHY, R. Introduction to AI Robotics. 1ST. Edition. The MIT Press, 2000, USA. ISBN 0-0262-13383-0.
Documentos de lectura asignados por el profesor.
Otras referencias
D. Pientak, Understanding Signals: Student Guide, Version 1.0. Parallax, 2003.
R. Balogh, "Basic activities with the boe-bot mobile robot," in Proceedings of Conference DidInfo, 2008.
S. Guide, "What’s a Microcontroller?”.
A. Lindsay, "Robotics with the BOE-bot," Parallax, Inc, 2003. 13.3 Principales direcciones en Internet

Base de datos IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) and AIP (American Institute of Physics).
http://www.parallax.com

Modificado por Eric Vallejo R. Fecha: enero de 2022

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