NO EXISTEN CAMBIOS
La guía de la asignatura ha sido actualizada con los cambios que aquí se mencionan.
Esta asignatura está dedicada a estudio de los robots como elementos esenciales de la automatización de la producción, tanto desde el punto de vista de su modelado como de su simulación. Los robots son máquinas que integran componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos, y dispositivos sensoriales y de comunicaciones, bajo la supervisión de un sistema informático de control en tiempo real. El empleo de robots en la industria persigue dotar de la máxima flexibilidad a los procesos productivos, manteniendo la productividad que se consigue empleando máquinas automáticas especializadas. Si la robótica puede considerarse hoy en día como una disciplina madura se debe en gran medida a la implantación de los robots en la industria durante el siglo pasado. En la actualidad, el ámbito de aplicación de la robótica trasciende del entorno industrial y crece en importancia en otros sectores como el de servicios.
La robótica industrial desde sus períodos de iniciación y madurez estuvo muy orientada a las funciones de manipulación. De hecho, suele considerarse un robot industrial esencialmente como un robot manipulador. El primer cuatrimestre de esta asignatura está diseñado siguiendo este enfoque y por ello tiene como objetivo el estudio de los elementos que componen un robot manipulador: estructura mecánica, transmisiones y reductores, actuadores, efectores finales y sensores. Se aborda también el estudio del control cinemático y dinámico de robots manipuladores. Otro tema importante considerado en el primer cuatrimestre de la asignatura es el de programación de robots industriales. Además de estos aspectos tecnológicos, también se analizan otros temas relacionados con la robótica desde el punto de vista de usuario, con contenidos relativos al modo y oportunidad de su aplicación, que proporcionan al alumno unos criterios sobre la conveniencia de usar un robot y el modo más adecuado de hacerlo.
En el segundo cuatrimestre de la asignatura se trata la simulación de robots desde un punto de vista práctico. En la actualidad existe una gran cantidad de entornos de simulación de robots. La mayor parte de estos entornos son gratuitos y directamente descargables a través de Internet. Se pretende que en esta segunda parte de la asignatura el alumno realice un trabajo de prospección, análisis y discusión de los entornos de simulación de robots principales que existen. A partir de este trabajo de prospección el alumno deberá realizar la simulación de un movimiento complejo con un entorno de simulación gratuito, cuya elección justificará.
La asignatura “Modelado y Simulación de Robots” se encuentra integrada en el Máster Universitario en Investigación en Ingeniería de Software y Sistemas Informáticos que, al igual que el resto, es de 9 ECTS, anual y optativa. Esta asignatura es la primera de las dos asignaturas que forman la materia “Robótica y percepción visual” del Bloque II del máster y resulta de gran interés en la formación del futuro investigador o profesional en el campo de la Ingeniería de Software y de los Sistemas Informáticos, por la enorme implantación que los sistemas robóticos tienen en la actualidad y su importancia en el futuro de la Ingeniería Informática. Por otra parte, el desarrollo e investigación en estos sistemas se verá favorecido por el estudio de las metodologías de desarrollo del software que se estudian en otras asignaturas del Máster como “Especificación de los Sistemas Software”, “Arquitecturas para Sistemas Software” y “Arquitecturas Orientadas a Servicios”, puesto que una parte fundamental de un sistema robótico es su software. Las asignaturas "Representación gráfica de superficies implícitas", "Sistemas de percepción visual" y "Sistemas difusos de apoyo a la toma de decisiones" suponen un complemento adecuado para la profundización en la "simulación de robots", que es uno de los contenidos fundamentales de esta asignatura, dado que permiten aplicar esas técnicas a la representación de objetos y entornos sintetizados a partir de la visión artificial, y mejorar la toma de decisiones en la selección de un robot para una aplicación concreta.
La formación previa que deberían tener los alumnos para el adecuado seguimiento de esta asignatura son los propios de ingreso al posgrado, haciendo especial recomendación en conocimientos científico-matemáticos en temas de álgebra, física y mecánica, así como en principios de programación y de manejo de Internet a nivel de usuario.
Atención colectiva:
En la metodología a distancia de la UNED, los foros del curso virtual son el principal recurso de atención colectiva los estudiantes. La comunicación a través de los foros tiene una doble vertiente en el aprendizaje: el enriquecimiento en el ejercicio de la dialéctica y del diálogo entre los estudiantes, y la exposición del profesor a todos los alumnos (atención colectiva), junto con el debate que ello pueda suscitar.
- La atención colectiva se realiza en los foros del curso virtual.
- Ante cualquier cuestión concreta, planteada sobre los contenidos o el funcionamiento de la asignatura, la respuesta será inferior a 5 días del calendario lectivo.
Atención individual:
- Se realizará por teléfono, correo electrónico y correo ordinario.
- Horario atención telefónica (guardia): Jueves lectivos de 9:00 a 13:00
- Profesorado
- Juan José Escribano Ródenas: Telf. 91-398.76.17 e-mail: jjescri@issi.uned.es
- Carlos Cerrada Somolinos: Telf. 91-398.64.77 e-mail: ccerrada@issi.uned.es
- Dirección postal:
D. Juan José Escribano
Dpto. de Ingeniería de Software y Sistemas Informáticos
ETSI Informática, UNED
c/ Juan del Rosal, 16
28040 MADRID
Competencias Básicas:
CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias Generales:
CG01 - Saber aplicar los conocimientos adquiridos y la capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares relacionados con la Ingeniería de Sistemas y la Ingeniería de Software.
CG02 - Demostrar una comprensión sistemática del campo de estudio de la Ingeniería de Software o de la Ingeniería de Sistemas, y el dominio de las habilidades y métodos de investigación relacionados con dicho campo.
CG03 - Demostrar la capacidad de concebir, diseñar, poner en práctica y adoptar un proceso sustancial de investigación con seriedad académica.
CG04 - Ser capaz de realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas.
CG05 - Saber comunicar sus conclusiones -y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados, a sus colegas, a la comunidad académica en su conjunto y a la sociedad, de un modo claro y sin ambigüedades.
CG06 - Ser capaz de fomentar, en contextos académicos y profesionales, el avance tecnológico dentro de una sociedad basada en el conocimiento.
CG07 - Ser capaz de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
CG08 - Realizar una contribución a través de una investigación original que amplíe las fronteras del conocimiento desarrollando un corpus sustancial, del que parte merezca la publicación referenciada a nivel nacional o internacional.
CG09 - Poseer las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias Específicas:
CE01 - Incorporar mejoras cualitativas sustanciales, bien sea en la elaboración de software o bien en el desarrollo e implantación de sistemas robóticos.
CE02 - Concebir, implementar implantar y supervisar nuevas soluciones a los problemas específicos que se le planteen en el ámbito de la investigación, innovación y desarrollo de software o de la robótica.
Los resultados de aprendizaje que se espera alcanzar con esta asignatura por parte del estudiante son:
- Comprender qué es un robot industrial e identificar sus principales aplicaciones.
- Conocer el problema del modelado y control cinemático en robots manipuladores y comprender sus soluciones.
- Valorar las características diferenciadoras de las técnicas de programación de robots y de sistemas robotizados.
- Evaluar opciones en el diseño e implementación de sistemas robotizados.
- Conocer las características de los principales entornos de simulación de robots.
- Saber seleccionar el entorno de simulación más adecuado para un robot concreto y simular con él su movimiento.
Modelado de robots ( primer cuatrimestre )
TEMA 1. INTRODUCCIÓN
Objetivos:
1.1. Presentar los antecedentes históricos.
1.2. Mostrar el Origen y desarrollo de la robótica.
1.3. Definir y clasificar los robots.
TEMA 2. MORFOLOGÍA DEL ROBOT
Objetivos:
2.1. Mostrar la estructura mecánica de un robot.
2.2. Presentar las transmisiones y reductores.
2.3. Mostrar qué actuadores existen.
2.4. Aprender cómo son los sensores internos.
2.5. Conocer cuáles son los elementos terminales.
TEMA 3. HERRAMIENTAS MATEMÁTICAS PARA LA LOCALIZACIÓN ESPACIAL
Objetivos:
3.1. Establecer cómo se representa la posición.
3.2. Establecer cómo se representa la orientación.
3.3. Presentar las matrices de transformación homogénea.
3.4. Aprender a aplicar los cuaternios.
3.5. Relacionar y comparar los distintos métodos de localización espacial.
TEMA 4. CINEMÁTICA DEL ROBOT
Objetivos:
4.1. Aprender a resolver el problema cinemático directo.
4.2. Aprender a resolver el problema cinemático inverso.
4.3. Mostar cómo se obtiene la Matriz Jacobiana.
TEMA 5. DINÁMICA DEL ROBOT
Objetivos:
5.1. Estudiar el modelo dinámico de la estructura mecánica de un robot rígido.
5.2. Obtener el modelo dinámico de un robot mediante la formulación de Lagrange.
5.3. Obtener el modelo dinámico de un robot mediante la formulación recursiva de Newton-Euler.
5.4 Estudiar el modelo dinámico en variables de estado.
5.5 Estudiar el modelo dinámico en el espacio de la tarea.
5.6 Estudiar el modelo dinámico de los actuadores.
TEMA 6. CONTROL CINEMÁTICO
Objetivos:
6.1. Presentar cuáles son las funciones del control cinemático.
6.2. Mostrar qué tipos de trayectorias existen.
6.3. Aprender a generar trayectorias cartesianas.
6.4. Aprender a muestrear de trayectorias cartesianas.
6.5. Aprender a interpolar trayectorias.
TEMA 7. CONTROL DINÁMICO
Objetivos:
7.1. Estudiar el control monoarticular.
7.2. Estudiar el control multiarticular.
7.3. Estudiar el control adaptativo.
7.4. Aprender cómo se implanta desde el punto de vista práctico el Regulador.
TEMA 8. PROGRAMACIÓN DE ROBOTS
Objetivos:
8.1. Estudiar los métodos de programación de robots y su clasificación.
8.2. Estudiar los requerimientos de un sistema de programación de robots.
8.3. Mostrar un ejemplo de programación de un robot industrial.
8.4. Presentar las características básicas de los lenguajes RAPID y V+.
TEMA 9. CRITERIOS DE IMPLANTACIÓN DE UN ROBOT INDUSTRIAL
Objetivos:
9.1. Estudiar el diseño y control de una célula robotizada.
9.2. Mostrar las características a considerar en la selección de un robot.
9.3. Estudiar la seguridad en instalaciones robotizadas.
9.4. Aprender a dar una justificación económica.
9.5. Estudiar el mercado de robots.
TEMA 10. APLICACIONES DE LOS ROBOTS
Objetivos:
10.1. Estudiar cómo se clasifican las aplicaciones de los robots.
10.2. Aprender cuáles son las principales aplicaciones industriales de los robots.
10.3. Analizar cuáles son los nuevos sectores de aplicación de los robots y en qué consisten los robots de servicio.
La docencia de esta asignatura se impartirá a distancia, siguiendo el modelo educativo propio de la UNED adaptado al EEES. El principal instrumento docente será un curso virtual dentro de las plataformas educativas para la enseñanza a distancia.
Las actividades de aprendizaje estarán guiadas y planificadas por el equipo docente a través del curso virtual. Básicamente, consiten en:
- Estudio y análisis reflexivo de contenidos de los Temas 1 a 10. Actividades prácticas relacionadas con esos temas.
- Prospección, análisis y discusión de los principales entornos de simulación de robots.
- Aprendizaje del manejo de un entorno de simulación.
- Participación constructiva en los foros.
TIPO DE PRIMERA PRUEBA PRESENCIAL
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| Tipo de examen |
| Tipo de examen |
No hay prueba presencial |
TIPO DE SEGUNDA PRUEBA PRESENCIAL
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| Tipo de examen |
| Tipo de examen |
No hay prueba presencial |
| CARACTERÍSTICAS DE LA PRUEBA PRESENCIAL Y/O LOS TRABAJOS |
CARACTERÍSTICAS DE LA PRUEBA PRESENCIAL Y/O LOS TRABAJOS
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| Requiere Presencialidad |
| Requiere Presencialidad |
No |
| Descripción |
| Descripción |
Primer cuatrimestre:
- Primera tarea evaluable. Consistirá en la elaboración de un cuestionario sobre los temas 1 a 5. En dicho cuestionario se deberán incluir tanto las preguntas que se formulen como las respuestas correctas asociadas y su justificación. Las cuestiones serán de tipo test y de tipo ejercicio.
- Segunda tarea evaluable. Consistirá en la elaboración de un cuestionario sobre los temas 6 a 10. En dicho cuestionario se deberán incluir tanto las preguntas que se formulen como las respuestas correctas asociadas y su justificación. Las cuestiones serán de tipo test y de tipo ejercicio.
- Examen final primer cuatrimestre. Se trata de un cuestionario de Tipo Test compuesto por 20 preguntas, con hasta 4 respuestas por pregunta, mayoritariamente con una sola respuesta válida por pregunta aunque con la posibilidad de que alguna pregunta tenga varias respuestas válidas (en cuyo caso sólo se dará por correcta la respuesta si se marcan todas las respuestas válidas). Se realizará mediante el curso virtual. Sólo se dispondrá de 2 horas para resolverlo e introducir sus respuestas.
Segundo cuatrimestre:
En el segundo cuatrimestre se deberá enviar a través del curso virtual dos memorias, correspondientes a dos prácticas:
- PRÁCTICA 1. ENTORNOS DE SIMULACIÓN DE ROBOTS PRINCIPALES QUE EXISTEN. El objetivo fundamental de la primera práctica es realizar un trabajo de prospección, análisis y discusión de los entornos de simulación de robots principales que existen.
- PRÁCTICA 2. REALIZACIÓN DE SIMULACIONES DE MOVIMIENTO. A partir de este trabajo de prospección el alumno deberá realizar la simulación de un movimiento complejo con un entorno de simulación gratuito, cuya elección justificará.
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| Criterios de evaluación |
| Criterios de evaluación |
Primer cuatrimestre:
- Primera tarea evaluable. Se valorará la originalidad y la dificultad de las cuestiones.
- Segunda tarea evaluable. Se valorará la originalidad y la dificultad de las cuestiones.
- Examen final primer cuatrimestre. Cada respuesta correcta puntuará 5 puntos, mientras que las respuestas incorrectas y las dejadas en blanco no puntuarán. Así la puntuación total del cuestionario será de 100 puntos.
Segundo cuatrimestre:
- PRÁCTICA 1. Se valorará el establecimiento de unos criterios de evaluación, la evaluación de los distintos entornos y la extracción de unas conclusiones.
- PRÁCTICA 2. Se valorará la justificación de la elección del entorno de simulación elegido, así como la complejidad del movimiento simulado.
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| Ponderación de la prueba presencial y/o los trabajos en la nota final |
| Ponderación de la prueba presencial y/o los trabajos en la nota final |
Primer cuatrimestre:
- Primera tarea evaluable. Ponderación 15%.
- Segunda tarea evaluable. Ponderación 15%.
- Examen final primer cuatrimestre. Ponderación 20%.
Segundo cuatrimestre:
- PRÁCTICA 1. Ponderación 30%.
- PRÁCTICA 2. Ponderación 15%.
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| Fecha aproximada de entrega |
| Fecha aproximada de entrega |
20 de noviembre, 10 de enero, 15 de enero, 15 de marzo y 15 de mayo del curso actual |
| Comentarios y observaciones |
| Comentarios y observaciones |
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| PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC) |
PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC)
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| ¿Hay PEC? |
| ¿Hay PEC? |
No |
| Descripción |
| Descripción |
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| Criterios de evaluación |
| Criterios de evaluación |
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| Ponderación de la PEC en la nota final |
| Ponderación de la PEC en la nota final |
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| Fecha aproximada de entrega |
| Fecha aproximada de entrega |
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| Comentarios y observaciones |
| Comentarios y observaciones |
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OTRAS ACTIVIDADES EVALUABLES
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| ¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? |
| ¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? |
Si,no presencial |
| Descripción |
| Descripción |
Participación constructiva en los foros.
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| Criterios de evaluación |
| Criterios de evaluación |
Se valorará el grado de participación y la actitud constructiva.
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| Ponderación en la nota final |
| Ponderación en la nota final |
5% |
| Fecha aproximada de entrega |
| Fecha aproximada de entrega |
15 de mayo del curso actual |
| Comentarios y observaciones |
| Comentarios y observaciones |
Si hay participación, la calificación será >= 5. En caso contrario es 0.
No es obligatoria la realización de esta actividad ni es imprescindible para superar la asignatura.
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¿Cómo se obtiene la nota final?
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La calificación final de la asignatura se obtendrá a partir de los siguientes elementos:
- C1TE (Calificación de la 1ª Tarea Evaluable Primer Cuatrimestre). Ponderación: 15%
- C2TE (Calificación de la 2ª Tarea Evaluable Primer Cuatrimestre). Ponderación: 15%
- CEFPC (Calificación de la Examen Final Primer Cuatrimestre). Ponderación: 20%
- CP1 (Calificación de la Práctica 1 del Segundo Cuatrimestre). Ponderación: 30%
- CP2 (Calificación de la Práctica 2 del Segundo Cuatrimestre). Ponderación: 15%
- PCF (Calificación de la Participación Constructiva en los Foros). Ponderación: 5%
Para el cálculo de la Calificación Final de la Asignatura (CFA) a partir de la Calificación obtenida en cada Actividad de Evaluación se tendrán en cuenta, además de sus respectivas ponderaciones, las siguientes consideraciones:
- No será necesario obtener una Calificación Mínima en ninguna de las Actividades de Evaluación para poder aprobar la asignatura.
- Ninguna de las Actividades de Evaluación se considera obligatoria, por lo que se podrá aprobar la asignatura aunque no se haya realizado alguna de ellas, o incluso aunque en alguna de ellas se haya obtenido una calificación inferior a 5 puntos.
- La Nota Final de la Asignatura requerida para aprobarla deberá ser mayor o igual a 5 puntos.
- No será necesaria la presencia del alumno en el Centro Asociado para realizar ninguna de las Actividades de Evaluación.
- Las calificaciones obtenidas en las Tareas Evaluables realizadas para la convocatoria de junio se mantendrán para la de septiembre. Es decir, todo aquél que haya realizado alguna de las actividades y se le haya calificado a lo largo del cuatrimestre no es preciso que la vuelva a realizar para septiembre: se mantendrá la calificación obtenida en dichas actividades.
En definitiva, la expresión para el cálculo de la Calificación Final de la Asignatura tanto para la convocatoria de junio como para la de septiembre, es la siguiente:
CFA = 0,15*C1TE + 0,15*C2TE + 0,2*CEFPC + 0,3*CP1 + 0,15*CP2 + 0,05*PCF
y para aprobar la asignatura el alumno deberá obtener una CFA >= 5.
Consideraciones adicionales para la convocatoria de septiembre
Como ya se ha indicado, todo alumno que haya realizado cualquiera de las Actividades de Evaluación y haya obtenido una Calificación a lo largo del cuatrimestre no será preciso que la vuelva a realizar dado que se le mantendrá la Calificación obtenida para la convocatoria de septiembre. Pero para las Actividades pendientes de realizar se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones adicionales:
Actividades entregables pendientes de realizar (1ª Tarea Evaluable, 2ª Tarea Evaluable, Práctica 1 y Práctica 2)
- Si alF lo permite, se tratará de dejar abierta la aplicación para que se puedan depositar los trabajos en la misma forma que se hace durante el cuatrimestre, es decir, en cualquier momento que se tengan disponibles, pero hasta una fecha tope. Si no fuera posible, se podrán enviar a la siguiente cuenta de correo electrónico: jjescri@issi.uned.es.
- La fecha tope será la misma para las cuatro actividades entregables. Pasada esa fecha no se admitirá ninguna entrega de ninguna de las actividades. Esta fecha tope será el 31 de julio del curso actual.
Examen Final Primer Cuatrimestre pendiente de realizar
- Su realización no será obligatoria, por lo que un alumno podrá ser evaluado en base a las otras 4 actividades y superar la asignatura sólo con ellas. Por supuesto, en ese caso sólo podrá alcanzar una puntuación máxima del 80% en la asignatura.
- El que quiera realizarla deberá solicitarlo en tiempo y forma por correo electrónico. Para ello deberá también cumplir lo siguiente:
- Sólo podrán solicitar realizarla los que hayan entregado previamente las otras 4 partes.
- Consecuentemente, solo serán tenidas en cuenta las solicitudes que se hagan antes del 31 de julio del curso actual, y una vez que el solicitante tenga los 4 trabajos entregados.
- Después de esa fecha, el Equipo Docente se pondrá en contacto con los que vayan a realizarla para indicarles la fecha de realización. Aunque no hay fijada ninguna fecha a priori, se realizará en todo caso durante los 10 primeros días de septiembre del curso actual.
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Dado el carácter práctico del segundo cuatrimestre no es necesaria bibliografía alguna para dicho cuatrimestre. Toda la bibliografía es para el primer cuatrimestre.
Dado el carácter práctico del segundo cuatrimestre no es necesaria bibliografía alguna para dicho cuatrimestre. Toda la bibliografía es para el primer cuatrimestre.
No se dispondrá de más recursos que la bibliografía indicada.
