Sistemas Robotizados
(Curso Académico 2022 - 2023)

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• 27 - Conocimientos de principios y aplicaciones de los sistemas robotizados.

• T9 - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

• O1 - Capacidad de análisis y síntesis.
• O5 - Capacidad para aprender y trabajar de forma autónoma.
• O6 - Capacidad de resolución de problemas.
• O7 - Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.
• O8 - Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.

• CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

Contenidos teóricos:
Profesor: Leopoldo Acosta Sánchez
Módulo I: Brazos Robóticos

Tema 1: Conceptos básicos de brazos robóticos.
Introducción a la Robótica de Manipulación
Estructuras básicas. Morfología. Grados de libertad. Manipuladores.

Tema 2: Cinemática de Manipuladores.
- Geometría Homogénea. Representación de la posición y de la orientación. Matrices de transformación homogéneas. Traslaciones, Rotaciones y Perspectiva. Representación de Denavit-Hartenberg.
- Cinemática Directa. Concepto de Articulación. Variables generalizadas.
- Cinemática Inversa.

Tema 3: Sensores y Actuadores.
- Sensores de posición y velocidad. Acelerómetros. Giróscopos. Sensores de ultrasonidos. Telémetros láser.
- Actuadores. Motores DC. Servos. Motores paso a paso.
- Conceptos básicos de visión en Robótica. Estereovisión.

Tema 4: Conceptos básicos de Control de Manipuladores.
- Control cinemático de manipuladores. Planificación.

Módulo II: Robótica Móvil.

Tema 5: Modelos de robots móviles.
- Introducción a la Robótica Móvil.
- Configuraciones holónomas y no holónomas.
- Cinemática de robots móviles.

Tema 6: Localización y Navegación de robots móviles.
- Procesos de Sensado y Movimiento.
- Filtros de Kalman en Robótica.


Contenidos prácticos:
Profesores: Rafael Arnay del Arco, Alberto Hamilton Casrto.
- Práctica Cinemática directa.
- Práctica Cinemática inversa.
- Práctica Robot Móvil.
- Práctica/seminario con un manipulador real.

 

- Consulta bibliográfica.
- Manejo de herramienta informática en inglés.
- Parte de los contenidos del tema 6 se expondrán mediante videos en inglés.

Se pondrá a disposición del alumnado los apuntes, más o menos detallados, de todos los temas de la asignatura. La metodología a emplear dependerá del tipo de actividad docente a realizar.

- Clases teóricas, en las cuales el profesor irá comentando y explicando el contenido de dichos apuntes y respondiendo a las dudas del alumnado. La explicación se combinará con la realización de ejercicios y ejemplos.
- Clases prácticas, en las cuales el profesor propondrá la realización de diversos ejercicios que ayuden al alumnado a comprender los distintos aspectos teóricos explicados en clase.
- Trabajos, en los cuales el alumnado deberá profundizar en ciertos aspectos concretos de la asignatura, que por su especificidad son tratados de manera aparte respecto a los contenidos teóricos y prácticos más generales.
- Seminarios, en los cuales el alumnado dispondrá de un punto de vista diferente sobre ciertos aspectos de la asignatura.

La relación entre horas teóricas y prácticas está bastante equilibrada, como se puede ver en el cuadro a continuación, lo cual habla del alto contenido práctico de la asignatura, en el que se visualizan la gran mayoría de aspectos teóricos desarrollados en las clases, de forma que el alumnado pueda adquirir la capacidad de conocimiento de principios y aplicaciones de los sistemas robotizados.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas o de problemas a grupo completo	24,00	0,00	24,0	[CB2], [O7], [O6], [O1], [27]
Prácticas de laboratorio o en sala de ordenadores a grupo reducido	20,00	0,00	20,0	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [27]
Realización de seminarios u otras actividades complementarias a grupo completo o reducido	5,00	0,00	5,0	[CB2], [O7], [O6], [O5], [O1], [T9], [27]
Realización de trabajos (individual/grupal)	5,00	10,00	15,0	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [T9], [27]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	30,00	30,0	[CB2], [O7], [O6], [O5], [O1], [27]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	30,00	30,0	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [27]
Preparación de exámenes	0,00	20,00	20,0	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [T9], [27]
Realización de exámenes	3,00	0,00	3,0	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [27]
Asistencia a tutorías, presenciales y/o virtuales, a grupo reducido	3,00	0,00	3,0	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [27]
Total horas
Total ECTS

Barrientos, Antonio et al. "Fundamentos de robótica". McGraw-Hill 2007. http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=386532
(Recurso electrónico) http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=523331
Ollero Baturone, Aníbal. "Robótica: manipuladores y robots móviles". Barcelona. Marcombo 1991. http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=233353

K. S. Fu, R. C. González, C. S. G. Lee. \"Robótica : control, detección, visión e inteligencia\". McGraw-Hill 1989. http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=179088
Torres, Fernando et al. “Robots y sistemas sensoriales”. Prentice-Hall 2002. http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=266353
Kelly Rafael, Santibáñez Víctor.”Control de movimiento de robots manipuladores”. Prentice Hall 2003. http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=338948
Ferraté G. et al ”Robótica industrial”. Marcombo 1986. http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=56475
Craig, John J.“Introduction to Robotics : Mechanics and Control”. Pearson Education 2005. http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=384317
Audí Piera, Daniel. “Cómo y cuándo aplicar un robot industrial”. Marcombo 1988. http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?TITN=56502

Material disponible en el Moodle:
- Apuntes
- Videos
- Artículos sobre aspectos determinados de la asignatura
Se harán prácticas de dos tipos:
- Simulación en un aula de ordenadores con el software MATLAB, OCTAVE o SICOSLAB.
- Con robots manipuladores reales.
También se mostrará al alumnado robots móviles reales.

La Evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación (REC) de la Universidad de La Laguna (Boletín Oficial de la Universidad de La Laguna de 23 de junio de 2022), o el que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación o Modificación vigente. En virtud de dicho reglamento, todo el alumnado está sujeto a evaluación continua en la primera convocatoria de la asignatura, salvo el que se acoja a la evaluación única, lo que tendrá que ser comunicado por el propio alumnado en el plazo de un mes a partir del inicio del cuatrimestre correspondiente (ver art. 5.4 del REC), o transcurrido ese mes solo por circunstancias sobrevenidas (ver art. 5.5 del REC).
Dicha evaluación continua consiste, según la Memoria de Verifica/Modifica para la titulación, en las siguientes pruebas:

• Evaluación de los contenidos de teoría (PT) mediante cuestionarios y pruebas de respuesta corta (RC) y pruebas de desarrollo (PD), con un peso del 45% en la nota final obtenida.
• Evaluación de las prácticas (PR) mediante cuestionarios y pruebas de respuesta corta (RC) y pruebas de desarrollo (PD), con un peso del 40% en la nota final obtenida.
• Realización de trabajos (TR), con un peso del 10% en la nota final obtenida.
• Realización de seminarios (SM), con un peso del 5% en la nota final obtenida.

La modalidad de evaluación continua se extenderá en la segunda convocatoria. Por lo tanto, la segunda convocatoria podrá utilizarse para recuperar las pruebas de evaluación continua no superadas antes del fin de la primera convocatoria de la asignatura.

En relación a la evaluación continua, conforme al artículo 4.7 del REC “se entenderá agotada la convocatoria desde que el alumnado se presente, al menos, a las actividades cuya ponderación compute el 50 % de la evaluación continua, salvo en los casos recogidos en el artículo 5.5". Por lo tanto, una vez realizado cualquier conjunto de actividades cuya suma de ponderaciones alcance el 50% supone el agotamiento de la evaluación continua de la asignatura. Una vez agotada la evaluación continua la calificación en el acta no podrá ser "No presentado".

Obligatoriedad de las actividades: Será obligatorio realizar todas las pruebas de evaluación propuestas en los diferentes módulos. Se deberá asistir a las prácticas de la asignatura en un porcentaje superior al 75% del total de sesiones realizadas durante el cuatrimestre, y entrega de los cuestionarios o informes de todas las prácticas.


Mínimos para aprobar la asignatura:

• La prueba PT se realiza junto a la prueba final de la asignatura (PF), en la fecha oficial de la convocatoria que figure en el calendario académico. Se debe obtener un mínimo de 4.0 puntos para aprobar la asignatura.
• Las pruebas de PR se realizan durante el curso. Se debe obtener un mínimo de 4.0 puntos para aprobar la asignatura.

 
Si alguno de estos requerimientos mínimos no se cumpliera, la nota final máxima que se puede obtener será de 4.5 puntos. Por tanto la nota final (NF) se obtiene tras la aplicación de la siguiente fórmula, donde se consideran puntuaciones sobre 10.0 puntos:

• Si (PT >=4.0) Y (PR >= 4.0) , NF = 0.45*PT + 0.40*PR + 0.10*TR + 0.05*SM.
• En caso contrario, NF = min ( 4.5 ; 0.45*PT + 0.40*PR + 0.10*TR + 0.05*SM ).

 
En la prueba final PF, el alumnado se evalúa de la parte PT y podrá evaluar cualquiera de las partes no superadas (PR, TR, SM) mediante la realización de una prueba indicada por el profesor, en la fecha oficial de convocatoria que figure en el calendario académico, manteniendo las notas del resto de pruebas superadas con la misma ponderación. La prueba PR podrá coincidir con la fecha del examen de convocatoria en función de la disponibilidad del laboratorio. IMPORTANTE: El alumnado deberá solicitar las pruebas PR, TR, SM con 7 días de antelación con respecto a la fecha oficial de convocatoria que figure en el calendario académico.

Las calificaciones obtenidas en la EC se guardarán para el resto de convocatorias del curso académico.

Evaluación única:
Si el alumnado no se evalúa de forma continua (por las circunstancias que se describen en el REC), debe evaluarse de todo el contenido de la asignatura en la fecha oficial de convocatoria que figure en el calendario académico, circunstancia que debe ser comunicada al profesorado de la asignatura con una antelación mínima de 7 días respecto a la fecha oficial en la que el/la estudiante quiera presentarse.
La evaluación única se compondrá de:

• Una prueba (P1) que equivale a las pruebas PT y TR de la evaluación continua;
• Una prueba (P2) que equivale a las pruebas PR y SM de la evaluación continua.

Si la realización de estas pruebas no puede realizarse el mismo día debido a su extensión, el profesorado convendrá con el alumnado una fecha alternativa para su realización. La ponderación de las distintas pruebas de evaluación en la evaluación única de la asignatura es: NF = 0.55*P1 + 0.45*P2. La prueba P2 podrá coincidir con la fecha del examen de convocatoria en función de la disponibilidad del laboratorio. IMPORTANTE: El alumnado deberá comunicar que se presenta a la evaluación única con 7 días de antelación con respecto a la fecha oficial de convocatoria que figure en el calendario académico.


Evaluación del 5% en inglés:
Las actividades y evaluación en inglés están contenidos dentro de las pruebas PT y PR. La evaluación de dichas pruebas contemplará, por tanto, la evaluación del inglés en esta asignatura.
 

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas de respuesta corta	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [27]	Cumplimentación de cuestionarios sobre las prácticas. Entrega de los trabajos presencialmente en el laboratorio.	40,00 %
Pruebas de desarrollo	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [T9], [27]	Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia	45,00 %
Trabajos y proyectos	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [T9], [27]	En cada trabajo se analizará: - Estructura del trabajo - Originalidad - Presentación	10,00 %
Seminarios	[CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [O1], [27]	Realización de seminarios de contenido práctico.	5,00 %

El cronograma de la asignatura se muestra en la siguiente tabla. La distribución de los temas por semana es orientativo, y puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	1	Introducción a la Robótica de Manipulación.	4.00	5.00	9.00
Semana 2:	1	Estructuras básicas. Morfología. Grados de libertad. Manipuladores.	4.00	5.00	9.00
Semana 3:	2	Geometría Homogénea. Matrices de transformación homogéneas. Representación Denavit-Hartenberg.	4.00	5.00	9.00
Semana 4:	2	Cinemática Directa. Concepto de Articulación. Variables generalizadas. Práctica Cinemática directa 2D.	4.00	5.00	9.00
Semana 5:	2	Introducción a la Cinemática Inversa. Práctica Cinemática directa 3D sin pinza.	4.00	5.00	9.00
Semana 6:	3	Sensores de posición y velocidad. Acelerómetros. Giróscopos. Sensores de ultrasonidos. Telémetros láser. Práctica Cinemática directa 3D sin pinza.	4.00	5.00	9.00
Semana 7:	3	Actuadores. Motores DC. Servos. Motores paso a paso. Prácticas/Seminarios brazos robóticos.	4.00	5.00	9.00
Semana 8:	3	Conceptos básicos de visión en Robótica. Estereovisión. Prácticas/Seminarios brazos robóticos.	4.00	5.00	9.00
Semana 9:	4	Control cinemático de manipuladores. Planificación. Práctica Cinemática inversa 3D sin pinza.	4.00	5.00	9.00
Semana 10:	4	Introducción a la Robótica Móvil. Práctica Cinemática directa 3D con pinza.	4.20	5.00	9.20
Semana 11:	5	Cinemática de robots móviles. Práctica Cinemática inversa 3D con pinza.	4.20	5.00	9.20
Semana 12:	5	Localización y Navegación. Práctica Cinemática inversa 3D con pinza. Práctica de robótica móvil	4.20	5.00	9.20
Semana 13:	6	Procesos de Sensado y Movimiento. Práctica de robótica móvil	4.20	5.00	9.20
Semana 14:	6 Repaso/Trabajos	Filtros de Kalman en Robótica. Entrega de trabajos (actividad en inglés) Evaluación práctica sobre Robot Móvil.	4.20	5.00	9.20
Semana 15:	Semanas 15 y 16	Evaluación y trabajo autónomo del alumnado para la preparación del examen final.	3.00	20.00	23.00
Semana 16 a 18:			0.00	0.00	0.00
Total			60.00	90.00	150.00