Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Horas de Titorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 51
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Electrónica e Computación
Áreas: Ciencia da Computación e Intelixencia Artificial
Centro Escola Politécnica Superior de Enxeñaría
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
Esta materia ten un importante carácter motivador (do mesmo xeito que a que se imparte en primeiro), e pretende permitir que o alumno poña en xogo os coñecementos adquiridos noutras materias de primeiro e segundo sobre proxectos de robótica que sexan do seu interese. Tamén será unha materia cun carácter instrumental dentro da titulación no sentido de que adquirirá coñecementos e destrezas que lle facilitará a realización de prácticas noutras materias da titulación: por exemplo, aprenderá a crear controladores para robots que logo serán os mesmos que terán que manexar noutras materias da titulación, creará modelos que permitan a simulación de comportamentos sobre robots deseñados polos propios alumnos, etc. A pesar de que existe un programa de contendidos e guións que o alumno poderá seguir para a realización das prácticas, en todas elas o alumno poderá ampliar os contidos propostos, e mesmo poderá propoñer os seus propios proxectos incrementando así a súa motivación e creatividade.
Tal e como se recolle na memoria verificada, os contidos desta materia son:
Neste taller utilizarase un sistema operativo robótico que propicie a abstracción do hardware de baixo nivel. O uso dos nodos e módulos que incorporan a maioría das plataformas software (para planificación, localización) permitirá a resolución de retos de maior complexidade que aumenten a motivación do alumno ao mesmo tempo que permitan evidenciar a necesidade dos coñecementos noutras materias. Os retos que se lles plateen aos alumnos poden implicar a utilización dunha única plataforma, ou o uso de múltiples robots (cooperación), aumentando así o carácter facilitador do taller para os contidos que se impartirán en cursos superiores. Tamén é posible que os alumnos intercambien ou compartan hardware co fin de contrastar resultados, mellorar algunha funcionalidade xa existente, ou engadir algunha nova.
Estes contidos se estrucutarán no seguinte programa de contidos (retos):
Tema 1. Simulación de comportamentos. Exporánselles aos alumnos diferentes retos que, entre outros, pode implicar o desenvolvemento de solucións de navegación autónoma para diferentes plataformas robóticas. Tendo que facer fronte a problemas relativos á percepción e procesamento da información sensorial, toma de decisións e aplicación de diferentes estratexias de control
(8 HP, 14HNP)
Tema 2. Validación dos comportamentos desenvolvidos na práctica anterior en robots reais
(8 HP, 10 HNP)
3. Creación de mapas
(4 HP, 5 HNP)
4. Simulación con Gazebo. Creación de modelos de robots ( URDF). Nesta práctica inventaremos os nosos propios robots!, crearemos un modelo (que inclúa a súa compoñente visual creada con ferramentas CAD, física e propiedades para a súa simulación en Gazebo). Controlaremos o robot simulado usando ROS
(8 HP, 14 HNP)
5. Unha alternativa ás máquinas virtuais. Dockers (uso de contedores e imaxes)
(8 HP, 10 HNP)
7. Impresión 3D
(4 HP, 5 HNP)
En todo caso, estes proxectos non son únicos, son una proposta de contidos pero que o alumno poderá ampliar a través dos seus propios proxectos, realizará no marco da asignatura, co apoio e supervision do profesorado. Nesta materia o alumno poderá propoñer novos retos e abordar a súa solución, elaborando vídeos e guións que compartirá cos seus compañeiros a través da aula virtual (co apoio do profesorado).
Por outra banda, a formulación de temas/retos pode sufrir algunha modificación para dar lugar a contidos novos que se requiran na titulación. Como materia de proxectos, o contido debe poderse adaptar a novas propostas e temas de interese.
Ao ser unha materia práctica que se apoia nos coñecementos adquiridos noutras da titulación, non existe unha bibliografía básica. A información necesaria para a realización das prácticas proporcionarase en guións ou se poderá acceder facilmente a ela a través de Internet. Detállase a continuación unha bibliografía que pode servir de apoio para completar a formación ou para aquelas persoas con dispensa de asistencia.
Bibliografía Básica
[1] http://wiki.ros.org/
Bibliografía complementaria
[1] R. Siegwart, I. R. Nourbkhsh“Introduction to Autonomous Mobile Robots”. The MIT Press. 2004
[2] U. Nehmozow, “Mobile Robotics, A Practical Introduction.” Springer. 2003
[3] S. G. Tzafestas, “ Introduction to mobile robot control“. Elsevier. 2014.
[4] Morgan Quigley, Brian Gerkey & William D. Smart, “Programming robots with ROS. A practical introduction to the robot Operating System”. O’Reilly, 2015
[5] U. Nehmozow, Robot Behaviour, Design, Description, Analysis and Modelling, Springer, 2008
[6] Joseph Lentin, ROS Robotics Projects. Packt. 2017
[7] Joseph Lentin, Jonathan Cacace, Mastering ROS for Robotics Programming. Second Edition. Pack. 2018
Ao terminar con éxito esta materia, os estudantes serán capaces de:
Coñecemento:
Con40. Coñecer as técnicas básicas de simulación de comportamentos de navegación autónoma.
Con41. Coñecer as técnicas de creación de mapas e de modelos de robots.
Con42. Coñecer as técnicas de control e de validación en robots reais.
Destreza:
H/D41. Aplicar técnicas de implementación de solucións de navegación autónoma, para diferentes plataformas
robóticas.
H/D42. Aplicar técnicas de creación de modelos de robots, incluíndo o seu compoñente visual, física e as
propiedades de simulación.
Competencia:
Comp08. Coñecer os sensores habituais en robótica e os métodos e técnicas para o tratamento da
información captada.
Comp09. Capacidade de aplicar sistemas de navegación, localización e construción de mapas en robots, e estar ao
corrente das novas tendencias en robótica.
As clases teóricas desenvolveranse na aula de teoría, e nelas o profesor dará aos alumnos as directrices necesarias para a resolución dos proxectos/prácticas que se exporán durante as prácticas da materia.
A docencia interactiva levará a cabo nas aulas de informática e laboratorio. Esta materia xoga un papel motivador polo que é enteiramente práctica. A través das prácticas propoñeránselle aos alumnos diferentes retos que terá que resolver tanto en simulación como nos robots reais. Valorarase o grao de creatividade e desempeño do robot nas solucións desenvolvidas polo alumno. Nesta materia o alumno aplicará coñecementos adquiridos noutras materias ( CAD en primeiro, Física, matemáticas, ROS en plataformas software). Por outra banda tamén ten un carácter instrumental, aprenderá a controlar robots reais ( Turtlebot II, Summit, A1 explorer, Pepper, etc), que lle facilitará a realización de prácticas noutras materias. Tamén aprenderá a crear modelos de robots, realizar impresión 3D, ou traballar con contedores, algo que tampouco se cobre no temario doutras materias no grao pero que lle resultará tremendamente valioso para abordar as prácticas, traballos voluntarios, etc durante o resto do grao.
Facilitaráselle ao alumno a realización de traballos voluntarios sempre que teñan un interese relevante no contexto da robótica (asesorarase co profesor da materia). Desta forma o alumno poderá propoñer novos retos elaborando vídeos explicativos ou guións que poderán ser reproducidos polos seus compañeiros. Polo que o alumno será protagonista da súa propia formación, aprenderá a sintetizar e expresarse con claridade etc. Ademais de adquirir destrezas importantes relativas á autonomía, capacidade de autoformación, manexo de novas tecnoloxías, capacidade de resolución de problemas, etc. A través das prácticas fomentarase tamén o pensamento creativo. Exporanse retos para cuxa realización se deberán empregar ferramentas de simulación básica e programación de robots. A través destas prácticas o alumno aprenderá a construír e programar un robot, e a resolver nel problemas propios da robótica, desenvolvendo a nivel práctico os conceptos de percepción, decisión e acción, básicos en calquera robot ou sistema robotizado.
Así mesmo, nas titorías atenderase ao alumnado para discutir, comentar, aclarar ou resolver cuestións concretas en relación coas súas tarefas dentro da materia. Estas titorías poderán ser tanto presenciais como virtuais a través da plataforma Ms Teams.
Curso Virtual: Esta materia dispoñerá dun curso virtual desenvolto sobre a plataforma de Campus virtual da USC, usando ademais a ferramenta colaborativa Ms Teams. Nestas facilitaráselle ao alumnado todo o material necesario en formato dixital, ademais de distintas ferramentas de comunicación para o apoio, tanto da docencia virtual como das titorías, incluíndo videoconferencia, chat, correo electrónico, foros…
Debido ao carácter eminentemente práctico desta materia, a avaliación será ao 100% continua, a través da valoración das diferentes actividades/prácticas propostas na mesma. A porcentaxe de valoración de cada práctica terá relación directa co tempo que se lle dedique. Dita avaliación levará a cabo de dúas formas: (1) valoración das prácticas no propio laboratorio na que os alumnos expoñerán no traballo realizado e mostrarán os resultados alcanzados. (2) Breve memoria de prácticas. En caso de ser necesario, a valoración de prácticas tamén se poderá apoiar na realización dalgún tipo de exercicio práctico no laboratorio.
Debido a este tipo de avaliación continua, a asistencia a prácticas será obrigatoria. Non poderán superar a materia aqueles alumnos que non asistan como mínimo ao 80% da prácticas. A non asistencia ás prácticas impedirá a superación da materia tanto na oportunidade ordinaria do semestre, como na oportunidade de recuperación.
De feito, reservaranse 1.5 ou 2 puntos sobre 10 para a valoración das competencias transversais (creatividade, capacidade de presentar traballos en público, etc). Isto implica que a realización das prácticas propostas seguindo as indicacións dos guións permitirá obter unha nota máxima de 8.5 puntos, mentres que para obter cualificacións superiores será necesaria a realización de traballos voluntarios, proporcionar solucións novas que vaian máis aló dunha mera reprodución das instrucións proporcionadas nun guion, participación en actividades de difusión, etc. Tal e como se comentou no programa, o alumnado poderá propoñer novos retos (en coordinación co profesorado e sempre baixo a súa supervisión), de forma que aborde a súa solución. Neste caso, en función da dificultade, poderase consider isto como traballos voluntarios, ou mesmo eximir da realización dalgunha das prácticas propostas polo profesor (cando a dificultade do reto sexa tal que se necesite máis tempo para abordalo).
Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o establecido na “Normativa de avaliación do rendemento académico dous estudantes e de revisión dás cualificacións”
Segunda oportunidade
--------------------------
Os alumnos que asistisen a prácticas de forma regular, poderán entregar para a avaliación da segunda oportunidade, aquelas actividades que lle expoña o profesor, correspondentes a aqueles prácticas/proxectos que non superasen na convocatoria anterior. Poderá haber unha defensa oral de @dicha prácticas, co fin de que se poida comprobar o grao de comprensión e valorar convenientemente ao alumno das novas prácticas entregadas. Dita defensa pode incluír testear os traballos nos robots reais.
Repetidores ou cando haxa dispensa de asistencia
-----------------------------------------------------------
No caso dun alumno repetidor, dada a existencia de diferentes prácticas conservaráselle (se o desexa) a cualificación dos proxectos aprobados, debendo unicamente repetir aqueles non superados.
Os criterios no caso de que ao alumno concédaselle dispensa de asistencia, consistirá na realización de diferentes exercicios prácticos que se lle exporán. É posible que se lle poida eximir a asistencia a unha parte das prácticas (aquelas para as que poida empregar un simulador) ou realizar utilizando software libre ou material dispoñible na internet. Con todo, haberá un conxunto de prácticas de asistencia obrigatoria nas que terá que traballar cos robots reais dispoñibles en laboratorio. Así pois, naqueles casos que sexa posible, manterase a avaliación mediante o mesmo tipo de exercicios prácticos que se lle expoñan ao resto dos alumnos ou moi similares, permitindo unha maior flexibilidade no que se refire á asistencia presencial a prácticas cando sexa posible, pero terá que asistir obrigatoriamente a parte das mesmas, así como superar un exame práctico no que defenderá os traballos realizados (é necesario que o profesor poida verificar e avaliar a práctica entregada polo alumno no caso de que non a fixo no laboratorio)
En xeral o desenvolvemento das actividades prácticas, así como a preparación dos temas teóricos permitirá ao alumnado traballar as competencias básicas, xerais e transversais da materia, e acadar os resultados da aprendizaxe previstos.
Tempo de estudo e traballo persoal
Actividade Metodoloxía ECTS Horas Presenciais Horas Non Presenciais ( NP)
Clase expositivas Clases maxistrais 0,4 ( ECTS) 4 ( HP) 4( HNP)
Clases interactivas Laboratorio e aulas de informática 4,4( ECTS) 44 ( HP) 68( HNP)
Titoría en grupo 0,3( ECTS) 3 ( HP) 3( HNP)
Titoría individualizada 0,4( ECTS) 4 ( HP) 10( HNP)
Avaliación e revisión 0,5( ECTS) 5 ( HP) 5( HNP)
Total 6,0( ECTS) 60 ( HP) 90( HNP)
Roberto Iglesias Rodriguez
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica e Computación
- Área
- Ciencia da Computación e Intelixencia Artificial
- Correo electrónico
- roberto.iglesias.rodriguez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidade
Marcos Fernandez Pichel
- Departamento
- Electrónica e Computación
- Área
- Ciencia da Computación e Intelixencia Artificial
- Correo electrónico
- marcosfernandez.pichel [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Axudante Doutor LOSU