Worksheet: Right Face

Clave de respuestas del profesor: ¡Girar a la derecha!
Introducción a la robótica móvil > ¡Girar a la derecha!
Construcción
Observaciones:
1. ¿Qué ocurrió cuando ejecutó el programa?
El motor izquierdo del robot, el C, comenzó a girar y el motor derecho, el B, no hizo nada, lo
que tuvo como resultado que el robot hiciera un giro en el sentido de las agujas del reloj en torno
a la rueda derecha.
2. ¿Qué motor(es) giró (giraron)?
El programa en este momento sólo habrá puesto en marcha el motor conectado al Puerto C,
que es el motor izquierdo, si se respetaron exactamente las instrucciones de construcción.
3. ¿En qué dirección giró cada motor?
El motor giró en la dirección “hacia adelante”, porque ésta es la configuración predeterminada
del bloque de Motor en el programa.
4. ¿Se giró el cuerpo del robot a su izquierda o a su derecha?
El cuerpo del robot giró a su derecha. Si mirara recto hacia abajo al robot desde arriba, esto
sería una vuelta en el sentido de las agujas del reloj.
5. ¿Aproximadamente cuánto giró el cuerpo del robot con relación a un giro completo?
El cuerpo del robot giró aproximadamente entre 90 y 180 grados. Los alumnos pueden estimar
que la cantidad de giro es aproximadamente la mitad entre estos dos valores, es decir 135 grados.
Si los alumnos realizan estimaciones, esto representa aproximadamente un tercio de una vuelta
completa. Si realizan cálculos, sus cálculos dependerán del número de grados que piensen que
giró el robot. Si utilizan 135 grados, el robot habrá efectuado 3/8 de una vuelta completa.
6. Este comportamiento se llama giro "de balanceo". ¿En torno a qué punto se balancea el
robot?
El punto bajo la rueda derecha. Si los alumnos han seguido las instrucciones exactamente, el robot
debería haber efectuado realmente un arco parcial en su recorrido, con el centro del arco ubicado
bajo la rueda derecha, que estaba fija. Éste es el punto en torno al cual se "balanceó" el robot.
Contemplación
7. Escriba una breve descripción de una o dos frases de lo
que hace cada icono en el programa “GiroBalanceo”.
Bloque 1: Pone en marcha el motor C para que avance.
Bloque 2: Se asegura de que el motor B se ha parado.
Bloque 3: Espera una rotación de 720 grados en el motor C.
Bloques 4 y 5: Apagan los motores B y C.
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8. El robot comenzó en la posición A en el diagrama que se muestra aquí. A continuación
giró en su sitio hasta llegar a la posición B.
i.
¿Podría decir en qué dirección giró
para llegar a esta posición? Explique
por qué o por qué no.
No, no es posible decir en qué sentido
giró el robot para llegar a la posición B.
Podría haber tomado cualquiera de un
número infinito de caminos. Los alumnos
podrían pensar que "saben" en qué
sentido giró, pero lo más probable es que
respondan basándose en suposiciones
sobre el camino más corto desde A hasta
B y la idea de hacer el menor esfuerzo
posible para ir desde A hasta B.
ii.
Supongamos que el robot giró a su izquierda para llegar a la posición B.
¿Qué fracción de una vuelta completa realizó para llegar desde A hasta B?
Para ir desde a B desde A girando a la izquierda (en el sentido contrario de las agujas del
reloj), el robot tendría que haber dado tres cuartos (3/4) de una vuelta completa,
o un 75%, si se da por supuesto que ha girado en su sitio.
iii.
Supongamos que el robot giró a su derecha para llegar a la posición B.
¿Qué fracción de una vuelta completa realizó para llegar desde A hasta B?
Para ir desde a B desde A girando a la derecha (en el sentido de las agujas del reloj),
el robot tendría que haber dado un cuarto (1/4) de una vuelta completa, o un 25%,
si se da por supuesto que ha girado en su sitio.
9.
Considere los efectos de algunos factores adicionales.
i. ¿Cómo cree que el uso de ruedas diferentes afectará a la capacidad del robot para
girar? ¿Importa esto?
Sí, importa. Las diferencias en las características de las ruedas (diámetro, anchura,
rodadura, material, etc.) tendrán un efecto percibible en la capacidad de giro del robot. La
más obvia es que unas ruedas con diámetros distintos harán que el robot recorra diferentes
distancias para la misma cantidad de grados de rotación del motor. Otras diferencias, como
la rodadura, el material, la anchura, afectarán a la cantidad de fricción entre el robot y la
superficie y podrían inducir el patinado. Si el robot patina, avanzará menos por cada grado
girado del motor que si las ruedas agarran mejor a la superficie, teniendo como resultado un
menor movimiento global.
ii. ¿Importa la superficie en la que gira el robot?
Sí, la superficie tiene bastante importancia. La fricción entre la superficie y la rueda es la
que proporciona al robot el empuje cuando giran los motores. Si hay menos fricción, por
ejemplo si el robot se desplaza sobre hielo, las ruedas podrían patinar, y algunas de las
rotaciones del motor se malgastarán y no producirán ningún movimiento global. Si la
superficie tiene una elevada fricción, por ejemplo una alfombra, el robot podría agarrar mejor
al la superficie que en las pruebas originales, lo que tendrá como resultado de nuevo una
distancia de desplazamiento diferente.
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10.
El robot en el programa dado gira a la derecha desplazando su rueda izquierda hacia
adelante mientras mantiene fija la rueda derecha.
i. ¿Podría usted también hacer un giro a la derecha manteniendo fija la rueda
izquierda y desplazando la rueda derecha en sentido contrario?
SÍ. Éste es un método muy útil para girar en ciertas situaciones.
ii. Escriba el programa para hacer que el robot realice el giro hacia atrás-derecha
propuesto en la Parte (i).
El programa que se muestra a continuación muestra el motor B desplazándose hacia
atrás, con el motor C inmovilizado, 720 grados. Obsérvese que el bloque Esperar está
esperando 720 grados en el motor B en la dirección hacia atrás, puesto que el sensor de
rotación cuenta los grados de movimiento hacia adelante como grados positivos y los
grados de movimiento hacia atrás como grados negativos.
Continuación: Giro a la izquierda
Responda a lo siguiente:
11.
¿Qué bloques del programa son diferentes entre los comportamientos de giro a la
izquierda y de giro a la derecha original?
Para cambiar sus programas, los alumnos habrán tenido que cambiar los motores utilizados
(ahora el motor B deberá ir hacia adelante y el motor C estar parado).
Si han hecho esto, los programas seguirán sin funcionar. Esto se debe al bloque Esperar, que
está esperando que el motor C gire 720 grados. Sin embargo, en el programa de giro a la
izquierda, el motor C no se mueve. Por tanto, los alumnos también tendrán que reconfigurar
el bloque Esperar para que busque rotaciones en el puerto B en su lugar.
12.
Podría hacerse también un giro a la izquierda con la idea de la rueda con
desplazamiento hacia atrás de la pregunta 10? Programe el robot para realizar el giro
hacia atrás-izquierda.
Sí, podría hacerse. El programa que se muestra a continuación muestra el motor C
desplazándose hacia atrás, con el motor B inmovilizado, 720 grados. Obsérvese que el bloque
Esperar espera movimiento en la dirección hacia atrás en el motor C.
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Continuación Giro de punto
Responda a lo siguiente:
13.
Describa la diferencia entre el movimiento de un giro de balanceo y un giro de punto.
La única diferencia que existe entre los dos movimientos es que en el Giro de balanceo,
el motor B está inmovilizado y, en el Giro de punto, el motor B va hacia atrás. Esto crea una
diferencia en el radio o "restricción" del giro que el robot realiza para cada programa. El giro de
balanceo es muy amplio y rota en torno a la rueda estacionaria mientras que el giro de punto es
una vuelta en su sitio, rotando en torno a un punto entre las dos ruedas.
14.
Describa una situación donde:
i.
Un giro de balanceo resulte más útil que un giro de punto.
Un giro de balanceo es más útil que un giro de punto en casos en los que se desee
girar realmente en torno a un punto específico, como puede ser una esquina. Es
posible, especialmente en el modelo Taskbot, que un giro de punto necesite demasiado
espacio (cuando el robot gira, tiene que balancear su parte frontal completa alrededor de
las dos ruedas negras, lo que puede producir un arco bastante grande, especialmente si
tiene además un accesorio de sensor colocado en la parte frontal). Los giros de
balanceo pueden resultar más apropiados para navegar por laberintos estrechos, ya que
el robot puede rotar en torno a una de las paredes del laberinto sin tener que emplear el
espacio necesario para un giro de punto.
Los giros de balanceo también son apropiados cuando se desea que el robot se
desplace mientras gira. Al variar las velocidades de los motores, podrá producir giros de
balanceo que roten en torno a diferentes puntos al punto que se encuentra bajo una de
las ruedas. El robot podrá hacer un gran arco, por lo que podrá cambiar
extraordinariamente su posición así como cambiar el sentido en el que mira.
ii. Un giro de punto sea más útil que un giro de balanceo.
Los giros de punto pueden resultar más útiles que los giros de balanceo cuando la
posición del robot es más crítica. Por ejemplo, si sabe que el robot necesita
desplazarse hacia adelante hasta un punto determinado y luego desplazarse 5 cm a la
izquierda de dicho punto, un giro de punto permitirá al robot girar a la izquierda sin
comprometer su posición.
Para los modelos de robots que sean más compactos que el Taskbot, como por ejemplo
el REM, los giros de punto podrán usarse cuando el espacio sea escaso. Si el robot
dispusiera, por ejemplo, de orugas de tanque a cada lado en lugar de una rueda
pequeña y dos ruedas grandes, podría girar en su sitio sin chocar con cualquier cosa al
cambiar de dirección. Ésta es la característica clave cuando el área de maniobra es
limitada. Los robots que localizan minas antipersonales, por ejemplo, pueden girar en su
sitio, porque saben que el terreno sobre el que pisan es seguro. Sería más peligroso
para ellos cubrir terreno nuevo al intentar girar ya que podrían golpear potencialmente
una mina.
Existen otras muchas posibles razones que sugieren el uso de un tipo de giro en lugar
del otro. En algunos casos, la elección es clara; en otros, dependerá de las preferencias
del constructor del robot.
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