UNIVERSIDAD CENTRAL DE BAYAMON

UNIVERSIDAD CENTRAL DE BAYAMON
COLEGIO DE DESARROLLO EMPRESARIAL Y TECNOLOGIA
BACHILLERATO EN CIENCIAS DE COMPUTOS CON
CONCENTRACION EN REDES
I. Curso
Código
Pre-requisitos
Créditos
Horas Contacto
:
:
:
:
:
Introducción a la Robótica
COMP 425
MAT 325
3
Tres horas semanales de conferencia.
II. Descripción del curso
Introducción a los brazos mecánicos o manipuladores controlados
por computadoras. Los tópicos incluyen transformaciones y marcos
de referencia, cinética de estructuras y sus soluciones, la dinámica y
estática de manipuladores en serie, programación y control, diseño
de robots, censores. Tres (3) horas de conferencia, 1 semestre, 3
créditos
III. Justificación
El curso de COMP 425 tiene como propósito el introducir al
estudiante al uso de los robots como un medio para ejecutar o imitar
funciones humanas que podrían ser dañinas, debido a sus
características o el medio ambiente donde se ejecuta. Suplir
experiencia en la programación de sistemas mecánicos, ya sean
robots y brazos mecánicos utilizados en la manufactura de fármacos
y otros procesos industriales. Todo esto en un marco de referencia
del uso ético y moral de esta tecnología.
IV. Objetivos Generales
1.
Proveer al estudiante de conocimientos sobre la historia de la
robótica.
2.
Enseñar, definir y demostrar las características básicas de los
sistemas estáticos y dinámicos de los manipuladores o robots.
3.
Enseñar los tipos de censores que se utilizan en el
funcionamiento de los robots y sus características.
4.
Promover en el estudiante una comprensión de los diferentes
niveles de complejidad en el manejo de robots.
5.
Permitirles ver diferentes usos de la tecnología para optimizar o
mejorar las condiciones de trabajo y las formas de realizarlas.
V. Objetivos Específicos
El curso capacitará al estudiante para:
1.
Definir y explicar con precisión las características de un robot.
2.
Definir, explicar y representar la cinética de un robot en matrices,
vectores y un cuerpo rígido.
3.
Estudiar las características de los censores y su utilización para
controlar la traslación de un robot en el plano cartesiano.
4.
Utilizar los conceptos de sistemas hidráulicos, neumáticos y
eléctricos para proveer movimiento a un robot.
5.
Entender y utilizar el procesamiento de imágenes para
reconocimiento de patrones.
6.
Conocer sobre “fuzzy logic” y sus aplicaciones a la robótica.
VI. Contenido
1. Historia
a.
Características de un robot
2. Cinemática del robot
a.
b.
c.
d.
e.
f.
Representación matricial de puntos, vectores y un cuerpo
rígido.
Transformaciones Homogéneas.
Representación del movimiento frontal.
Cinemática de un robot.
Solución cinemática inversa de un robot.
Programación de la Cinemática inversa de un robot.
3. Movimiento diferencial y velocidad
a.
b.
c.
d.
Relaciones diferenciales
Jacobiano
Marco de movimiento diferencial
Cambio entre marcos de referencia
4. Análisis dinámico y fuerzas
a.
b.
c.
d.
Mecánica Lagrangiana
Momento de Inercia
Grados de libertad de un robot
Fuerza estática
5. Trayectorias
a.
b.
c.
Las rutas vs. Las trayectorias
Trayectorias básicas
Trayectorias en el plano cartesiano
6. “Actuators”
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
Características de los sistemas
“Actuators”
Sistemas hidráulicos
Sistemas neumáticos
Motores eléctricos
Microprocesadores controlando motores eléctricos
Reducción de la velocidad
7. Censores
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
Sus características
Posicionamiento
Censores de velocidad
Censores de aceleración
Censores de fuerza y presión
Censores de toque
Censores de luz e infrarrojo
Censores de tacto
Censores de proximidad
Censores de olfateo
Sistemas de visión
l.
Sistemas de reconocimiento de voz
8. Procesamiento de imágenes
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
Procesamiento de imágenes vs. Análisis de imágenes
Imágenes en 2 y 3 dimensiones
¿Qué es una imagen?
Adquisición de imágenes
Imágenes digitales
Dominio de frecuencia vs. Dominio espacial
Transformada de Fourier de una señal y su contexto en la
frecuencia
Muestreo
Técnicas para procesamiento de imágenes
9. “Fuzzy Logic”
a.
b.
c.
Introducción
¿Qué se necesita?
Aplicaciones en la robótica
Calendario, proceso de “assessment” y evaluación:
Fecha
28/abril/2011
Tipo de assessment
Trab Investigación #1
Orígenes de la robótica,
cuestiones de tipo ético y
moral en el uso de robots,
lenguajes de programación
utilizados en la robótica
Calificación
100 puntos
19/mayo/2011
Trab Investigación #2
Clasificación y uso de los
robots
-domésticos
-industriales
-área médica
-en la educación
100 puntos
16/junio/2011
Trab Investigación #3
Tendencias futuras en el uso
de la robótica
100 puntos
Total…………………
300 puntos
Cada trabajo de investigación escrito debe seguir el formato siguiente:
1. Tabla de contenido
2. Introducción (al menos 1 página)
3. Desarrollo del tema (seguir formato manual APA)
4. Conclusión (al menos 1 página)
5. Opinión personal (al menos 1 página)
6. Referencias bibliográficas (por lo menos cinco (5) referencias,
escribir de acuerdo al formato APA)
7. Anejos (fotos, diagramas, tablas, si alguno)
Se evaluará tanto la presentación del trabajo así como el contenido.
Los trabajos se podrán enviar por correo electrónico
[email protected] no más tarde de la fecha asignada.
a:
VII. Texto
Saeed B. Niku. (2001). Introduction to robotics: Analysis, Systems,
Applications, 1st edition, Pearson Education, Prentice Hall.
ISBN: 0-13-061309-6
VIII. Metodología sugerida
Proyector de computadoras, pizarra blanca, transparencias, videos,
demostraciones de aplicaciones, demostraciones de periferales,
computadoras, censores de varios tipo, práctica de laboratorio con
brazo mecánico y multimedios.
IX.
Criterios de Evaluación
a. Tres (3) trabajos de investigación (100) puntos
X. Referencias
Fred G. Martin. (2000). Robotic Explorations: An Introduction to
Engineering Through Design. 1st edition, Prentice Hall, USA.
ISBN: 0130895687
David Cook. (2002). Robot Building for Beginners. 1st edition,
Academic Press. ISBN: 1893115445
Gordon McComb. (2002). Robot Builder’s Sourcebook, 1st edition
McGraw-Hill/TAB Electronics. ISBN: 0071406859
Robots. VHS. ASIN: B0000063XU
Edwin Wise. (1999). Applied Robotics, 1st edition, Delmar Learning.
ISBN: 0790611848
Harprit S. Sandhu, Harpit Singh Sandhu. (1997). An Introduction to
Robotics. Nexis special Interest Ltd.
ISBN: 1854861530
(Clásico)
Philippe, Coiffet, Michael Chirouse. (1984). An Introduction to Robot
Technology, McGraw-Hill Text. ASIN: 0070106894 (Clásico)
Phillip John McKerrow, Philip McKerrow. (1998). Introduction to
Robotics (Electronic Systems Engineering Series), Addison
Wesley Pub Co. ASIN: 0201182408 (Clásico)
D.J. Todd. (1986).
Fundamentals of Robot Technology:
An
Introduction to Industrial Robots, Teleoperators and Robot
Vehicles, John Wiley & Sons. ASIN: 0470203013 (Clásico)