Construcción modular de robots móviles by Cecilio Angulo

Construcción modular de robots

Construcción modular de robots

El presente artículo completo lo puedes encontrar en el siguiente link: Construcción modular de robots móviles

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RESUMEN

INTRODUCCIÓN

Un proyecto de robótica móvil puede diseñarse como un modelo que focaliza sobre los conceptos y los principios centrales de muchas disciplinas de la ingeniería, implicando a los estudiantes en tareas de solución de problemas, y culminando en productos realistas generados por el estudiante.

Básicamente, para construir un robot es necesario: un cuerpo físico (ingeniería mecánica), un microprocesador que controle el robot (ingeniería de control e informática), varios sensores que detecten el entorno (ingeniería electrónica), motores para actuar (ingeniería de control y eléctrica) y un programa que defina el comportamiento del robot (ingeniería informática). En suma, puede considerarse como un trabajo en mecatrónica.

Si existe una infraestructura mínima, el coste total de construir un robot móvil educativo es reducido, por debajo de los €80, ya que los componentes informáticos y electrónicos son baratos, la parte mecánica no tiene por qué ser extremadamente robusta, el software es libre de licencias en la mayoría de los casos, y son accesibles en línea numerosos tutoriales e información técnica.

Un proyecto de estas características, gestionado a través de un portafolio, favorece un aprendizaje multidisciplinario y modular, propone nuevas perspectivas de conocimiento respecto a la educación tradicional de una cierta disciplina y

Los autores forman parte del Departamento de Automática (ESAII) de la Universidad Politécnica de Catalunya (e-mail: cecilio.angulo@ upc.edu). DOI (Digital Object Identifier) Pendiente supone un método estructurado para que los estudiantes aprendan conceptos en una cierta profundidad. Además, estas estrategias realzan capacidades como el auto-aprendizaje (aprendiendo a aprender), la auto-gestión, la capacidad de innovación y otras habilidades de la vida real.

La estrategia del portafolio proviene del mundo empresarial y su uso en docencia se fecha en los años 90 del pasado siglo, con el objetivo de medir algunos aspectos y habilidades del aprendizaje que no son medibles a través de pruebas.

Además, ayuda al estudiante a un mejor uso y reflejo de los conocimientos, habilidades adquiridas, destrezas, etc.

Experiencias similares a la aquí presentada están siendo también analizadas y desarrolladas con cierto éxito como instrumento docente habitual en diferentes áreas de conocimiento (Diseño Gráfico, Historia, Derecho) y universidades (Univ. Autònoma de Barcelona, Univ. Politècnica de Catalunya, Univ. de Barcelona) de nuestro contexto cercano.

En la Sección II se comentará en detalle el desarrollo del proyecto propuesto y su aplicación en el ámbito de la robótica móvil. En la Sección III se mostrará la metodología del uso del portafolio sobre el caso de estos proyectos de robótica móvil, mientras en la Sección IV se sintetizarán los resultados de las diversas experiencias llevadas a cabo. Finalmente, se presentarán conclusiones sobre el trabajo presentado.

II. PROYECTOS EN ROBÓTICA MÓVIL

A. Definición del proyecto

La definición del proyecto es esencial para el éxito del aprendizaje. Los proyectos que se proponen en este trabajo se adaptan a las características de cada estudiante mediante una complejidad y una profundidad del aprendizaje ajustable a la habilidad particular del alumnado. Además, se combina la teoría clásica con la tecnología más reciente como ejercicio para aprender sobre la evolución de técnicas en un área.

Para desarrollar la capacidad de diseño en modularidad de los estudiantes es necesario definir el proyecto no solamente como meta por sí mismo, sino como un complemento y punto de partida para otros. La cooperación es posible con un planeamiento inicial apropiado.

La figura del profesor varía a lo largo del proyecto. De inicio, su papel es el de un profesor estándar que establece claramente los objetivos del proyecto (con diversos grados de dificultad) y las especificaciones para permitir modularidad entre diversos proyectos al mismo tiempo o en diversas etapas. Los estudiantes, por su parte, expresan al profesor sus preferencias y se alcanza un acuerdo, de forma que ahora el profesor es su ingeniero-jefe y trabajan bajo su supervisión.

Para evitar que el proyecto se aparte de las metas principales, se fijan ciertos hitos o plazos de tiempo. Los estudiantes mantienen entrevistas de forma regular con el profesor, quizá junto con otros estudiantes implicados en proyectos relacionados, y utilizan las herramientas y los recursos de forma autónoma. Finalmente, los estudiantes comienzan la construcción o la modificación del ingenio asociado al proyecto y a partir de este momento el profesor es considerado como un cliente o usuario que espera que el producto final cumpla con todas las especificaciones y objetivos marcados inicialmente. Así, las tareas asignadas al profesor son:

  1. Como diseñador de objetivos: definir la meta, las condiciones de contorno y su división en un conjunto de hitos.
  2. Como supervisor: seguir la evolución de cada hito y de la tarea global, así como la detección de comportamientos anómalos y sus correcciones.
  3. Como cliente: comprobar la calidad del producto final, el ajuste del coste y del tiempo utilizado para construir el robot.
  4. Como tutor: ayuda en línea, desarrollo de materiales didácticos, selección de bibliografía.

En cualquier caso, si el proyecto está bien definido desde el principio con objetivos e hitos acordados muy claros, la figura del profesor no es crítica en este tipo de aprendizaje. El profesor puede proponer una metodología específica, pero es el estudiante quien debe contribuir con su conocimiento y autonomía personal. Es deseable alcanzar un equilibrio entre la rigurosa metodología, la imaginación y la artesanía. Es necesario, entonces, que el profesor anime las capacidades personales a lo largo de la tarea de elaboración del proyecto.

Para completar el proyecto de una manera profesional, se debe crear documentación que satisfaga el doble propósito de: demostrar avances y resultados del actual trabajo y facilite el desarrollo de módulos futuros basados en la estructura o componentes desarrollados.

BIBLIOGRAFÍA

Angulo, C., Ponsa, P., & Raya, C. (2006). Construcción modular de robots móviles. Proyecto basado en portafolio para estudiantes de grado. IEEE-RITA,1(1), 19-26.

 

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