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Ia Robotica

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  • 1. Robótica M.C. Juan Carlos Olivares Rojas
  • 2. Agenda
    • Introducción a la Robótica
    • Descripción del Robot Lego Mindstorms NXT
    • Programación del Robot Lego Mindstorms NXT
    • Otras aplicaciones de la robótica
  • 3. ¿Qué es la Robótica?
    • Es el área de la Inteligencia Artificial (IA) que se encarga de los estudios de los robots.
    • La robótica no sólo incluye elementos de IA sino también de mecatrónica, computación y otras áreas de la Ingeniería.
  • 4. ¿Qué es un Robot?
    • Deriva de la palabra checa “robota”.
    • Literalmente significa “esclavitud”, “servidumbre forzada”
    • Máquina mecánica o autómata capaz de interactuar con el entorno y tomar decisiones propias
  • 5. Características de un Robot
    • Diseñados para sustituir al humano en algunas tareas.
  • 6. Características de un Robot
    • Capaces de actuar en función de la información recibida del mundo real.
  • 7. Características de un Robot
    • Los robots se clasifican según su forma en:
    • Androides: Imitan la forma humana
    • Móviles: Se desplazan mediante ruedas
    • Zoomórficos: Con forma de animales
    • Poliarticulados: Con partes móviles y poco grado de libertad.
  • 8. Características de un robot
    • Un robot se debe componer de:
    • Mecanismo para desplazarse
    • Mecanismo para percibir el mundo exterior
    • Mecanismo para interactuar con el entorno
  • 9. Funcionamiento de un Robot
    • Mecanismo habitual de 3 ruedas:
    • 2 ruedas motorizadas, con motores independientes.
    • 1 rueda “muerta” para soportar el equilibrio.
  • 10. Funcionamiento de un Robot
    • Para hacer girar el robot, se modificará la velocidad y el sentido del giro de cada uno de los motores por separado.
    • Se puede captar el entorno a través de los sensores del robot:
    • Choque: Detecta colisiones físicas del robot.
  • 11. Funcionamiento de un robot
    • Sonar: Calcula la distancia del robot a otros objetos del entorno.
    • Infrarrojos: Detección de colores, etc.
    • Cámaras: Obtiene los datos mediante visión.
  • 12. Funcionamiento de un Robot
    • Inicializar el robot: Situarlo en el mundo.
    • Recibir información por los sensores.
    • Procesar la información recibida.
    • Desplazar/Activar partes del robot.
  • 13. Problemas Principales de un Robot
    • Localización ¿Dónde estoy?
    • Respuesta de los sensores: ¿Hay cuchara?
    • Respuesta del sistema: ¿Todo ok?
  • 14. Ejemplos de Robots Robot Lego RCX
  • 15. Ejemplos de Robots
    • Sony AIBO
  • 16. Robot Lego Mindstorms NXT
    • Es un Robot construido por la marca de juegos Lego.
    • Se caracteriza por que este robot se puede armar en diversos modelos, además de que es económico ($250 USD), potente y muy versátil. No es un simple juguete.
  • 17. Robot Lego Mindstorms NXY
    • Ejemplos de Robots
  • 18. NXT
    • La unidad central de proceso contiene:
    • 4 entradas (digital y analógica)
    • 3 salidas (soporte para los motores)
    • Pantalla LCD Monocromática de 100x64 píxeles
  • 19. NXT
    • 4 Botones de control
    • Sonido
    • Interfaces USB y Bluetooth
  • 20. Sensores Luz Sonido Tacto Ultrasónico Servomotor
  • 21. Procesador
    • Atmel 32-bit ARM, AT91SAM7S256
    • 256 KB FLASH
    • 64 KB RAM
    • 48 MHz
  • 22. Coprocesador
    • Atmel 8-bit AVR processor, ATmega48
    • 4 KB FLASH
    • 512 Byte RAM
    • 8 MHz
  • 23. Comunicación Bluetooth y USB
    • BlueCoreTM 4 v2.0 +EDR System
    • Soporta el Serial Port Profile (SPP) para emulación de puertos de comunicación.
    • USB 2.0 Full speed com port (12 Mbit/s).
  • 24. Motores
    • Contador de rotaciones.
    • Rotación de 360 grados.
    • Las posiciones son relativas.
    • La velocidad máxima es de 200 RPM.
  • 25. Otras características
    • Utiliza 6 pilas AA.
    • Utiliza cables RJ-12 parecidos a los telefónicos (aplanados).
    • Algunos fabricantes realizan otros tipos de piezas y sensores.
  • 26. Herramientas de Programación
    • LabVIEW NEXT-G
    • Microsoft Robotics Studio
    • Otras:
      • NXC (and NBC)
      • Robot C
      • pbLua
      • Java
  • 27. Programación
    • Basado en un ambiente gráfico de desarrollado (programación en bloques) desarrollado por National Instruments’ los desarrolladores de LabView.
    • Permite el desarrollo rápido de aplicaciones. Útil para niños.
  • 28. Programación
    • Está muy limitado para realizar programas más complejos, por lo que se utilizan otros entornos.
    • A continuación se listan los pasos para programar una aplicación en este Robot:
  • 29. Programación
    • Se arma el modelo de robot (se pueden seguir los pasos indicados en la guía o se desarrolla por cuenta propia).
    • Se realiza la programación en bloques.
    • Se baja el programa al Robot
  • 30. Programación
    • Se corre el programa en el Robot y se ven los resultados obtenidos.
    • No se cuenta con un emulador para probar los desarrollos lo que dificulta un poco el proceso de desarrollo.
  • 31. Entorno de Desarrollo Construcción Programación Ejecución
  • 32. Entorno de Desarrollo Propiedades Zona de Programación Bloques Guía
  • 33. Otros entornos
    • NXC ( N ot e X actly C ) es un lenguaje similar NQC, el cual es la forma más popular de programar el RCX. Está basado en el “ensamblador” NBC (Next Byte Code) .
    • RobotC es un entorno no gratuito desarrollado por CMU.
  • 34. Programación con NXC
    • Se tienen algunas limitaciones como:
    • No existe pila
    • Memoria Limitada
    • Limitado a 256 procesos (task)
  • 35. Programación con NXC
    • #include "NXCDefs.h“
    • task main() {
    • SetSensor( IN_1, SENSOR_TOUCH );
    • while( true ) {
    • if( Sensor( IN_1 ) ) {
    • PlayToneEx(440, 100, 3, false);
    • TextOut( 0, LCD_LINE1, "TOUCHING!");
    • while( Sensor( IN_1 ) );
    • }
  • 36. Programación con NXC
    • TextOut( 0, LCD_LINE1, "---------");
    • while( !Sensor( IN_1 ) );
    • }
    • }
  • 37. Construcción de Pistas de Robots
  • 38. Detalles de la Pista
  • 39. Competencia de autos
  • 40. Evaluación de Obstáculos
  • 41. ¿Preguntas, dudas y comentarios?