sábado, 22 de noviembre de 2008

Robótica y LEGO

Introducción y Tareas Proceso y Recursos Evaluación Conclusión

Introducción y Tareas

¿Te gustaría diseñar, construir y programar un robot que limpie tu habitación y haga tus deberes escolares? Estonces has dado con el sitio adecuado Aprenderás a crear un robot LEGO capaz de realizar cualquier tarea que programes.

En la vida real, los ingenieros construyen robots o máquinas para hacer el trabajo que los humanos no pueden o no quieren realizar. En ocasiones son trabajos repetitivos y aburridos. Otras veces son trabajos peligrosos o necesitan mas fuerza que maña. En cualquier caso, esto lleva a que equipos de ingenieros diseñen, construyan y programen robots o máquinas que realicen esas tareas. Vamos a trabajar como uno de esos equipos de ingenieros para crear un robot que realice una tarea simple. Después, añadiremos sensores para que el robot pueda adquirir información del exterior para tomar decisiones que ayuden a completar la tarea.

Primero, vamos a aprender cómo construir un robot sencillo llamado Pathfinder (Robot Explorador). Lo programaremos de forma que se mueva haciendo un cuadrado. Después, añadiremos al Pathfinder un sensor de contacto o un sensor de luz que le permitan reaccionar con su propio entorno.

Esta lección te enseñará lo básico del diseño, construcción y programación que te permita crear un robot que haga lo que quieras, como limpiar tu habitación o hacer tus deberes escolares.

Nota: Esta lección está diseñada para estudiantes que esten familiarizados con Lego Mindstorms Invention System, entornos de programación, y conocimientos de ingeniería.

Proceso y Recursos

Trabajar en equipos de 6.

  • Cada equipo tendrá un kit de Lego Mindstorms y dos PCs.

  • Un PC se utilizará para programar y el otro para investigar utilizando como punto de partida esta Webquest.

  • Cada ingeniero es reponsable de llevar al día un cuaderno de laboratorio con anotaciones e información sobre el trabajo del grupo.

Dividir el equipo y seleccionar las tareas.

  • Dos ingenieros diseñaran en CAD el robot y se encargarán de probarlo.

  • Dos ingenieros buscarán las piezas, construirán físicamente y modificarán el robot.

  • Dos ingenieros serán los programadores.

Abrir el cuaderno incluido en el kit donde aparecen las instrucciones para construir el Pathfinder.

  • Los ingenieros de diseño deberían realizar las adaptaciones para añadir el sensor de luz e imprimir los planos.

  • Los constructores deberían comenzar la estructura.

  • Los programadores deberían conectar el módulo de IR e iniciar el programa RIS.

Todos los ingenieros deberían ir tomando notas en sus cuadernos de laboratorio.

  • Toma nota de cada etapa que se lleva a cabo y si es necesario volver atrás y modificar alguna etapa entonces se debe indicar las razones.
  • Estas notas junto con todos los descubrimientos serán muy útiles para futuras construcciones de otros robots, ya que ayudarán a resolver futuros problemas.

Una vez que ha sido construido el Pathfinder es hora de programarlo.

  • ¿Que pasos son necesarios para recorrer una trayectoria en forma de cuadrado?
  • Como se las ingeniará el Pathfinder para realizar cada giro?
  • El grupo debe escribir un algoritmo para este programa. Para ello enumerar todas las etapas necesarias para completar la tarea.
    (pista: un cuadrado es una serie de 4 etapas - esto lleva a la necesitad de utilizar algún tipo de bucle)

Programar, depurar, y modificar

  • Los programadores deberían utilizar el algorimo para escribir un programa utilizando el software de Lego Mindstorms.
  • Los depuradores deben probar el programa y acordar con los programadores cualquier cambio en el programa inicial. Chequear el algoritmo; ¿el programa cumple los requisitos? ¿Es necesaria alguna otra etapa?
  • Los constructores deben consultar con los programadores si es necesaria alguna modificación en la estructura. Construir un robot móvil de Lego es metodológicamente distinto a construir un objeto estático con Lego. Puede existir la necesitad de realizar cambios para asegurar que el robot resiste a los obstáculos que encuentre en su camino.

En el manual adjunto al kit, llamado Constructopedia se describen componentes paso a paso, indicando las piezas precisas. Recursos Web:

Evaluación

Cada ingeniero será evaluado de acuerdo a la siguiente tabla:
¡Recordar que el proceso es tan importante como el funcionamiento final del robot!

Inicial
(1 punto)
En desarrollo
(2 puntos)
Completado
(3 puntos)
Trabajo en equipo No ha hecho su trabajo y por tanto la contribución al equipo ha sido prácticamente nula. Hizo su trabajo de forma individual sin comunicación con el resto del equipo. Hizo su propio trabajo de forma correcta y hubo buena comunicación con los otros miembros del equipo para asegurarse el buen termino de la tarea global.
Trabajo individual No ha completado sus tareas individuales. Ha completado su trabajo con ayuda extra del equipo. Ha completado sus tareas individualmente y sin ayuda de otros.
Cuaderno de laboratorio Pocas notas de desarrollo. Tiene anotaciones de la mayor parte del proceso. Ha descrito correctamente el proceso, resumiendo la resolución de los problemas encontrados durante las etapas de depuración y reconstrucción.
Utilización y cuidado del material Prácticamente no ha hecho uso del material o lo ha manejado con poco respeto. Ha manejado algo los equipos pero con poco orden. Ha utilizado todo el material siempre con respeto y orden.

Conclusión

Se han seguido los pasos para diseñar, construir y programar un robot capaz de completar una tarea específica. Los robots pueden ser muy útiles para ejecutar tareas que los humanos no pueden o no quieren hacer. Ahora, que tal una tarea doméstica (robot que limpie la habitación)? Con los conocimientos adquiridos cualquier cosa es posible!!





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