Ruiz09

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Ruiz09

  1. 1. Aprendizaje en base a Proyectos Experiencias y Propuestas en Robótica y Mecatrónica Javier Ruiz del Solar Agenda - Mecatrónica+Robótica - Proyectos de Diseño en Plan Común (SD20A+EI2A1) - Proyectos de Diseño en Laboratorio de Robótica - Visión Integradora de Diseño desde Plan Común a la Especialidad
  2. 2. Mecatrónica y Robótica - Mecatrónica: Mecánica + Electrónica controlada computacionalmente (firmware) - Robótica: Incluye mecánica, electrónica, programación, control e “inteligencia” de los robots - Mecatrónica+Robótica: Es un tema multisciplinario que abarca desde mecánica a inteligencia artificial, pasando por electrónica, control automática y programación. Robótica Mecatrónica Diseño Mecatrónico y Robótico en Plan Común
  3. 3. Diseño Mecatrónico y Robótico en Plan Común - Secciones semestrales de cursos Seminario de Diseño (1999- 2006) y Taller de Proyecto (2007-2008) - Objetivo: Generar y fomentar una actitud positiva de los estudiantes de ingeniería hacia actividades de diseño tecnológico mecánico y electrónico a través de la realización de un proyecto mecatrónico o robótico. - Metodología: Clases expositivas (metodología general de desarrollo de un proyecto de diseño, fundamentos de electricidad y electrónica) y desarrollo de un proyecto de diseño durante varios meses en laboratorio y taller mecánico. Trabajo grupal (3), reporte escrito y presentación final oral. Proyectos de Diseño en Plan Común • Laboratorio cuenta con los siguientes elementos: ! Instrumentos de medición. ! Dispositivos electrónicos de diversa naturaleza (sensores, actuadores, cámaras, componentes electrónicos, etc.) ! Computadores y dispositivos de control digital, ! Robots móviles y brazos, ! Taller mecánico para construcción de piezas, máquinas tradicionales y CNC ! 1 telescopio y 1 radiotelescopio. • Apoyo docente: ! Profesor de cátedra ! Auxiliares que supervisan muy cercanamente los proyectos ! Encargado de taller mecánico
  4. 4. Proyectos de Diseño en Plan Común • Ejemplos de proyectos: – Robot serpiente – Alarma para auto usando celular – Robot controlado por Internet – Marcador automático de números telefónicos – Robot jugador de ajedrez – Construcción de una cerradura electrónica con combinación – Microscopio electrónico – Brazo robótico que dibuja – Sistema de seguimiento para telescopio – Sistema de lectura Braille controlado por computador – Reporte del estado de una casa vía Internet – Cambiador automática de páginas de un libro – Bastón electrónico para ciegos – Impresora Braille – Máquina sencilladora – … Proyectos de Diseño en Plan Común
  5. 5. Proyectos de Diseño en Plan Común • Resultados – Sección ha sido dictada semestralmente durante 10 años – Se han llevado a cabo más de 200 proyectos, la mitad de ellos robots! – Los estudiantes manifiestan que el curso es muy interesante, pero que les requiere bastante más que 5 UDs – A pesar de esto el curso sigue siendo popular (50 inscritos para el semestre otoño 2009, dos otras secciones en temas de robótica) – Impacto mediático. Cobertura en TV de proyectos en al menos 2 ocasiones. • Razones para el éxito – Tema interesante y proyectos desafiantes – La supervisión cercana de los proyectos que realizan los auxiliares y el encargado del taller mecánico. Son los encargados de la transferencia del conocimiento. – Laboratorio y taller acorde con las necesidades – Adecuado balance de proyectos con énfasis en mecánica, electrónica y computación. Proyectos de Diseño en Laboratorio de Robótica
  6. 6. Proyectos de Diseño en Laboratorio de Robótica • Proyectos y Metodología – Los proyectos son de largo plazo y consideran aspectos de diseño, innovación e investigación. Iniciativa no estudiantil, actividad lleva 6 años. – Existe un objetivo altamente motivamente que es participar en el RoboCup: (i) Humanoide, (ii) SPL y (iii) AtHome. – El trabajo se organiza en grupos de 5-8 personas en los cuales se incluye profesor, estudiantes de doctorado, memoristas y estudiantes de pre-grado (1ro a 6to año) – Los estudiantes de doctorado y memoristas tienen dedicación (casi) completa al proyecto (>6 horas al día), estudiantes de pregrado tienen una dedicación de 4-10 horas a la semana. Muchos de los estudiantes de pregrado trabajan en las vacaciones y durante el verano hacen prácticas. – Labor estudiantes doctorado: dirigir grupos, ser tutores, enseñar conocimientos y técnicas específicas, investigar. – Labor estudiantes pregrado: asumir labores de diseño de creciente complejidad. – Las actividades se realizan en los laboratorios de robótica, mecatrónica, electrónica y taller mecánico. Proyectos de Diseño en Laboratorio de Robótica • Resultados – El número total de estudiantes que participan en las actividades del laboratorio es mayor a 30, desde hace más de 3 años. – Muchos estudiantes trabajan almenos durante 3 años en el laboratorio. – Cada año al menos 15 estudiantes hacen sus prácticas en el lab. – Tres premios internacionales a la innovación en los últimos 5 años (2004, 2007 y 2008) – Cada año viajan ~10 estudiantes a competencias internacionales (ej. 2007 USA, 2008 China) • Razones para el éxito – Tema desafiante – Muchos estudiantes declaran que aprenden más en el laboratorio que en los cursos que toman – Ambiente de trabajo atractivo en en cual los estudiantes participan en proyectos innovadores e interactuan con estudiantes de doctorado. – Laboratorio y taller acorde con las necesidades
  7. 7. Robot Bender Robot Tanker
  8. 8. Visión Integradora de Diseño desde Plan Común a la Especialidad Actividades Semestre Cursos / Reconocimiento UDs Diseño basado en creatividad, 1 Introducción a la Ingeniería 1-2 (5+5 UD) habilidades personales y 2 metodología. Proyecto en área específica de 3 Taller de Proyecto (5 UD) ingeniería, se llega hasta prototito (CDI, no O). Baja complejidad proyectos. No existe la posibilidad de participar en actividades de diseño en ingeniería que tengan algún tipo de reconocimiento curricular. 10 Taller de Diseño (5+10 UD) Proyecto en área específica de 11 Taller de Proyecto (5+10 UD) especialidad, uso de conocimientos y tecnologías avanzadas, aspectos económicos, normas, énfasis en la ingeniería real Fuente proyectos: industria, alumnos, acad. 12 Trabajo de Título
  9. 9. Actividades Semestre Cursos / Reconocimiento UDs Diseño basado en creatividad, 1 Introducción a la Ingeniería 1-2 (5+5 UD) habilidades personales y 2 metodología. Proyecto en área específica de 3 Taller de Proyecto (5 UD) ingeniería, se llega hasta prototito (CDI, no O). Baja complejidad proyectos. Proyecto de ingeniería 6 multidisciplinario: diseño, Minor en Innovación Tecnológica construcción de prototipo, validación, (50UD) 7 documentación, rediseño (CDIO++). Grupos de trabajo con estudiantes 8 de distintas especialidades y con distintos niveles de conocimientos (tutores). 10 Taller de Diseño (5+10 UD) Proyecto en área específica de 11 Taller de Proyecto (5+10 UD) especialidad, uso de conocimientos y tecnologías avanzadas, aspectos económicos, normas, énfasis en la ingeniería real Fuente proyectos: industria, alumnos, acad. 12 Trabajo de Título Propuesta de Minor - Objetivo: Dar a los estudiantes la posibilidad de participar en el desarrollo de un proyecto de diseño de gran envergadura y que reciban reconocimiento en Uds por su trabajo (50UDs). Deseable multidisciplinario. No necesariamente organización estructurada en cursos. - No se requiere necesariamente que los estudiantes tomen cursos, sino más bien que participen en proyecto bajo la dirección de un equipo docente adecuado. - Aspectos esenciales: - Equipo docente adecuado - Proyectos innovadores, atractivos y desafiantes, que permitan que un grupo de estudiantes trabaje en él durante varios semestres - Infraestructura y Financiamiento - Relación con algún proyecto de mayor envergadura o laboratorio.
  10. 10. Aspectos Esenciales - Equipo docente - Uno o varios académicos que dirijan el proyecto. - Auxiliares altamente motivados en participar activamente en el proyecto. Deseable participación de ingenieros o estudiantes de doctorado. - Un comité académico que regule y coordine las actividades de los distintos proyectos que se estén desarrollando - Proyectos Innovadores - Deben tener una complejidad que permita trabajar en ellos durante varios semestres - Preferentemente relacionados con las áreas de trabajo del académico que lo coordina y ojalá relacionados con un proyecto de mayor envergadura. Aspectos Esenciales - Infraestructura - Espacio común, muy atractivo, para el trabajo regular del grupo - Acceso regulado a laboratorios e instalaciones específicas de la FCFM (laboratorio mecatrónica, electrónica, mecánica computacional, etc.) - Financiamiento - Auxiliares y profesores (en algunos casos) - Acceso a instalaciones específicas - Componentes electrónicos y mecánicos (un proyecto fácilmente puede requerir la compra de equipos por monto mayor a 5-10 millones de pesos)
  11. 11. Propuestas de Proyectos - Robot de Servicio - Vehículo autónomo para aplicaciones outdoor - Helicóptero Autónomo - Microsatélite - Robot Humanoide Otros - Concursos Chilenos de Robótica - Concursos Latinoamericanos de Robótica

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