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Bienvenidos a la asignatura Robótica Autónoma de cuarto curso del Grado en Ingeniería Informática. En esta asignatura estudiaremos una materia joven, en contínuo cambio, pero apasionante.
En este vídeo encontraréis información importante de la asignatura
Permitidnos aquí que utilicemos una cita de nuestro Maestro y fundador del Departamento de Inteligencia Artificial de la UNED, el Profesor José Mira Mira, cuando afirmaba que: "La Robótica es el paradigma más completo de la inteligencia artificial pues incluye percepción, decisión y actuación". Efectivamente, podemos considerar a la robótica como el campo de pruebas de todo aquello que hemos estudiado durante la carrera en general, y de las asignaturas que tiene que ver con la inteligencia artificial en particular. Es por esta razón por lo que la asignatura se imparte en cuarto curso, no en tanto por la dificultad de los contenidos teóricos, sino por la necesidad de conocimientos previos de física, matemática y computación. Además, es conveniente que a estas alturas de la carrera el alumno esté familiarizado con lenguajes de programación orientada a objetos, técnicas de aprendizaje, visión artificial, control automático, redes neuronales, sistemas expertos y computación evolutiva.
La asignatura, por consiguente, se encuadra dentro de la Materia de "Sistemas Autónomos", junto con las asignaturas "Fundamentos de Robótica" y "Visión Artificial".
La asignatura tienes unos contenidos teóricos básicos que se reflejan en la bibliografía básica y en los materiales compelmentarios, pero tiene también un contenido eminentemente práctico que el alumno realizará a través de simuladores de robots.
En cuanto a los requisitos previos son de dos tipos:
Conocimientos generales, ya mencionados en el apartado de contextualización, que a estas alturas del grado, en su mayoría están cubiertos por las asignaturas de la carrera. Además es conveniente cierto nivel de inglés (lectura). El texto base está en inglés, aunque es muy didáctico y no se necesita un conocimiento alto del idioma para comprenderlo. No obstante, cada lección del libro está convenientemente explicada en español en un vídeo que el alumno puede descargar en la sección de material.
Conocimientos específicos. Es necesario el conocimiento de algún lenguaje de programación. Lo más recomendable es C++, incluyendo la orientación a objetos y la programación multihilo. Todos los ejemplos y tutoriales que se adjuntarán a la parte práctica estarán realizados en C++ para compilar con GNU/GCC sobre Debian Linux.
En el vídeo que aparece en la sección de presentación, puede verse una explicación más detallada de los requisitos.
La tutorización se hará por los medios habituales de la UNED.
Consultas al profesorado durante el horario de guardia:
- por telefono, 91 398 94 70 (teoría, Félix de la Paz), 91 398 71 44 (actividades, José Manuel Cuadra)
- por e-mail {delapaz, jmcuadra} at dia.uned.es
- a través de los foros del curso virtual
- Por correo ordinario, C/Juan del Rosal 16, despacho 3.19. 28040 Madrid.
- El horario de atención para ambos profesores es los Lunes de 15 a 19 horas.
De acuerdo con las recomendaciones del informe CC2001 ACM sobre la titulaciónn en "Computer Science" , esta asignatura se encuadra dentro del área "Intelligent Systems" (IS) dentro del subárea "Robotics" (IS10) como materia optativa.
En cuanto a las recomendaciones de la CODDI para el Grado en Informática, se encuadra dentro del apartado "A.2. Contenidos especficos de la Ingeniería en Informática" dentro del subapartado "A.2.2. Inteligencia Artificial".
El estudio de esta asignatura contribuye en mayor o menor medida a la adquisición de las siguientes competencias que el ingeniero debe poseer:
Competencias generales
(G.1) Competencias de gestión y planificación: Iniciativa y motivación. Planificación y organización (establecimiento de objetivos y prioridades, secuenciación y organización del tiempo de realización, etc.). Manejo adecuado del tiempo.
(G.2) Competencias cognitivas superiores: selección y manejo adecuado de conocimientos, recursos y estrategias cognitivas de nivel superior apropiados para el afrontamiento y resolución de diversos tipos de tareas/problemas con distinto nivel de complejidad y novedad: Análisis y Síntesis. Aplicación de los conocimientos a la práctica Resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos. Pensamiento creativo. Razonamiento crítico. Toma de decisiones.
(G.3) Competencias de gestión de la calidad y la innovación: Seguimiento, monitorización y evaluación del trabajo propio o de otros. Aplicación de medidas de mejora. Innovación.
(G.4) Competencias de expresión y comunicación (a través de distintos medios y con distinto tipo de interlocutores): Comunicación y expresión escrita. Comunicación y expresión oral. Comunicación y expresión en otras lenguas (con especial énfasis en el inglés). Comunicación y expresión matemática, científica y tecnológica (cuando sea requerido y estableciendo los niveles oportunos)
(G.5) Competencias en el uso de las herramientas y recursos de la Sociedad del Conocimiento: Manejo de las TIC. Competencia en la búsqueda de información relevante. Competencia en la gestión y organización de la información. Competencia en la recolección de datos, el manejo de bases de datos y su presentación.
Competencias específicas
(BC.15) Conocimiento y aplicación de los principios fundamentales y técnicas básicas de los sistemas inteligentes y su aplicación práctica.
(BTEc.1) Capacidad para tener un conocimiento profundo de los principios fundamentales de la computación y saberlos aplicar para interpretar, seleccionar, valorar, modelar, y crear nuevos conceptos, teorías, usos y desarrollos tecnológicos relacionados con la informática.
(BTEc.4) Capacidad para conocer los fundamentos, paradigmas y técnicas propias de los sistemas inteligentes y analizar, diseñar y construir sistemas, servicios y aplicaciones informáticas que utilicen dichas técnicas en cualquier ámbito de aplicación.
El propósito de esta asignatura es que al finalizar el curso, el alumno sea capaz de programar un robot autónomo utilizando las técnicas más avanzadas del campo. La peculiaridad de nuestra docencia hace difícil que el alumno tenga acceso a un robot real, por eso potenciaremos el uso de simuladores.
No obstante, también ponemos a disposición de nuestro alumnos los robots que tenemos en el departamento para probar sus diseños, siempre que sus circusntancias personales les permitan acudir a nuestras instalaciones.
En particular, el alumno aprenderá:
- Qué es un robot autónomo y sus componentes
- Qué significa autonomía
- Cuáles son las estrategias de control en Robótica autónoma
- Cómo se modela el medio externo en un Robot autónomo
- Cómo hacer que un robot navegue de manera autónoma
- Cómo puede aprender un robot
- Cómo utilizar un simulador de robots y las diferencias al usar un robot real
- Cómo programar un sistema robótico autónomo completo
Bloque 1: Definiciones y conceptos generales.
- 1 ¿Qué es un robot?. Definición de la robótica
- 2 ¿De dónde vienen los robots?. Breve introducción histórica a la robótica autónoma.
- 3 ¿Qué hay en un robot?. Componentes principales de un robot autónomo.
- 4 Brazos, piernas, ruedas... elementos que mueven al robot. Efectores y Actuadores
Bloque 2. Movimiento y Percepción
- 5 El robot se mueve. Locomoción.
- 6 El robot coje objetos. Manipulación.
- 7 Qué pasa ahí fuera?. Sensores.
- 8 Sensores simples.
- 9 Sonars, lásers, cámaras... Sensores complejos.
Bloque 3: Control de la acción
- 10. Control clásico. Realimentación.
- 11. Arquitecturas de control.
- 12. Representación del medio
- 13. Piensa mucho, actúa después. Control Jerárquico-deliberativo.
- 14. No pienses, reacciona!. Control Reactivo.
- 15. Piensa y actúa por separado, en paralelo. Control Híbrido.
- 16. Piensa a la vez que actúas. Control basado en comportamientos.
Bloque 4: Temas avanzados.
- 17. Coordinación de comportamientos.
- 18. Comportamientos emergentes.
- 19. Navegación.
- 20. Sistemas multirrobot.
- 21. Aprendizaje en robótica.
- 22. El futuro de la robótica
Canal de Youtube de la Asignatura
Si los alumnos así lo desean, el equipo docente impartirá clases "on line" de 45min los lunes por la tarde a través de su canal de youtube en formato "flipped classroom". Para ello concertará con los alumnos los temas a tratar en cada clase y el horario en el foro de la asignatura al principio del curso.
Las bases teóricas de la asignatura se encuentran en el libro de texto (en inglés). Cada una de las lecciones está respaldada por un vídeo explicativo (en español).
Para el contenido práctico, dentro del curso virtual se puede encontrar una serie de actividades prácticas para su realización con el simulador MobileSim (gratuito).
Si los alumnos así lo desean, el equipo docente impartirá clases "on line" de 45min los lunes por la tarde a través de su canal de youtube en formato "flipped classroom". Para ello concertará con los alumnos los temas a tratar en cada clase y el horario en el foro de la asignatura al principio del curso.
ONSITE TEST
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| Type of exam |
| Type of exam |
Examen de desarrollo |
| Development questions |
| Development questions |
3 |
| Duration of the exam |
| Duration of the exam |
120 (minutes) |
| Material allowed in the exam |
| Material allowed in the exam |
Ninguno |
| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
Todas las preguntas valen lo mismo, es decir la nota del examen dividida por el número de preguntas. En el caso de que una pregunta tenga subapartados, cada subapartado vale lo mismo, es decir, el valor total de la pregunta dividida por el número de subapartados. |
| % Concerning the final grade |
| % Concerning the final grade |
62 |
| Minimum grade (not including continuas assessment) |
| Minimum grade (not including continuas assessment) |
8 |
| Maximum grade (not including continuas assessment) |
| Maximum grade (not including continuas assessment) |
6,2 |
| Minimum grade (including continuas assessment) |
| Minimum grade (including continuas assessment) |
0 |
| Coments |
| Coments |
En realidad el % del examen sobre la nota final es el 62,5% y la nota máxima que aporta el examen puede ser 6,25. El sistema no me deja poner los números correctos. |
CONTINUOUS ASSESSMENT TEST (PEC)
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| PEC? |
| PEC? |
Si |
| Description |
| Description |
Las pruebas de evaluación contínua consisten en 7 actividades prácticas de simulación evaluables por parte del equipo docente. En lo referente a esta asignatura, lo que llamamos actividades se corresponden con las PEC's. |
| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
Se valora la correcta implementación de los algoritmos en C++ |
| Weighting of the PEC in the final grade |
| Weighting of the PEC in the final grade |
las actividades aportan 3/8 de la nota final |
| Approximate submission date |
| Approximate submission date |
Se indican en el plan de trabajo |
| Coments |
| Coments |
Las actividades son voluntarias, entendiendo que si no se entrega ninguna, la máxima calificación que se puede obtener en la asignatura es un 6,25 si en el examen se obtiene un 10. Las actividades aprobadas durante el curso en la convocatoria de Febrero se guardará su nota para Septiembre. Las actividades suspensas en la convocatoria de Febrero o no entregadas se podrán entregar hasta el último día de la semana de exámenes de Septiembre en la UNED para su consideración en la nota de la convocatoria de Septiembre. |
OTHER GRADEABLE ACTIVITIES
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| Are there other evaluable activities? |
| Are there other evaluable activities? |
No |
| Description |
| Description |
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| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
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| Weighting in the final grade |
| Weighting in the final grade |
0 |
| Approximate submission date |
| Approximate submission date |
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| Coments |
| Coments |
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How to obtain the final grade?
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La nota final se obtiene de la suma ponderada del examen presencial y la nota media de las actividades de acuerdo a la siguente expresión: Nota final = (5/8) x Nota examen + (3/8) x Nota media actividades |
El libro y las actividades complementarias son suficientes para cubrir el temario de la asignatura.
No obstante, para facilitar la comprensión de la materia dado que el texto está escrito en inglés, existen en el curso virtual una serie de vídeos en español, uno por cada tema, realizados por el equipo docente para facilitar la comprensión de los conceptos clave. en cualquier caso, la visualización de los vídeos no suple la lectura del texto base, sino que la complementa.
Los recursos de apoyo de la asignatura se encuentran en el curso virtual. Fundamentalmente son:
- El simulador de robots que se va a utilizar.
- Manuales y tutoriales del simulador.
- Vídeos en español de cada uno de los temas del curso.
- Otros vídeos sobre robots.
- Enlaces a recursos en la web.
