Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 99 Horas de Titorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007 - 822/2021
Centro Escola Politécnica Superior de Enxeñaría
Convocatoria: Primeiro semestre
Docencia: Sen docencia (Extinguida)
Matrícula: Non matriculable
Os robots de servizo son robots que funcionan de forma semi ou totalmente autónoma para proporcionar servizos útiles para o benestar dos seres humanos e dos equipos, excluídas as operacións de fabricación. Nesta materia avaliaranse diferentes aspectos relacionados coa robótica de servizos. Por unha banda, estudaranse os principais aspectos da robótica cognitiva, incluíndo a análise de arquitecturas cognitivas e a súa aplicación á robótica humanoide. A continuación analizarase o concepto de interacción humano-robot. Por último, analizaranse as aplicacións da robótica de servizos en diferentes ámbitos civiles.
O enfoque é eminentemente práctico, para que o alumnado dispoña dunha gran variedade de exemplos que lle permita acadar as competencias transversais e específicas da materia.
A duración desta materia é de 48 horas de docencia expositiva (24) e interactiva (24), quedando a parte de actividades para a resolución destas polo alumnado, fóra do horario académico.
* Obxectivos da materia
Os obxectivos que se perseguen nesta materia son:
- Adquirir unha visión xeral das posibilidades presentes e a medio prazo da robótica de servizos.
- Coñecer as tecnoloxías e os recursos para abordar o desenvolvemento de robots de servizo.
- Coñecer e saber aplicar as diferentes técnicas de interacción humano-robot (xestos, fala, comunicación multimodal, etc.).
- Coñecer o estado da arte e as perspectivas de futuro no ámbito dos robots persoais e de coidados.
- Coñecer os fundamentos científico-técnicos dos robots persoais e de asistencia
- Ser capaz de deseñar a interface humano-robot adecuada ás necesidades dunha aplicación.
- Coñecer as novas aplicacións e oportunidades de negocio dos robots de servizo en contornas como robótica médica, coidados, humanoides, entretemento, educación, etc.
A memoria do título contempla para a materia os seguintes contidos:
- Da robótica industrial aos servizos.
- Interfaces home-máquina multimodais.
- Teleoperación do robot.
- Realidade aumentada.
- Recoñecemento/Síntese da fala.
- Xestos e expresións faciais.
- Recoñecemento, detección e seguimento de persoas.
- Usos dos robots de servizo: inspección e mantemento, loxística, almacenamento, reparto, agricultura, medicina, robótica doméstica.
- Casas intelixentes: integración de robótica e domótica.
- Robots sociais.
- Sensibilización sobre a situación dos robots de servizos
Estes contidos desenvolveranse segundo a seguinte axenda articulada en torno a tres grandes bloques:
BLOQUE 0 - Introdución á robótica
- Tema 0. Introdución á robótica de servizos
BLOQUE 1 - Robótica cognitiva
- Tema 1.1. Principais aspectos da robótica cognitiva
- Tema 1.2. Humanoides
- Tema 1.3. Interacción cognitiva humano-robot
- Tema 1.4. Arquitecturas cognitivas
- Tema 1.5. Robótica social
BLOQUE 2 - Sistemas de interacción humano-robot
- Tema 2.1. Fundamentos da interacción home-máquina
- Tema 2.2. Sistemas de interacción mecánica
- Tema 2.3. Sistemas de interacción táctil
- Tema 2.4. Sistemas de interacción xestual
- Tema 2.5. Sistemas de interacción de voz
- Tema 2.6. Sistemas de interacción ocular
- Tema 2.7. Sistemas de interacción baseados en biosinais
- Tema 2.8. Interacción multimodal
BLOQUE 3 - Aplicacións de robótica de servizos
- Tema 3.1. Robótica agrícola e forestal
- Tema 3.2. Robótica na construción
- Tema 3.3. Robótica para a busca e salvamento
- Tema 3.4. Vehículos intelixentes
- Tema 3.5. Robótica médica
- Tema 3.6. Robótica doméstica
- Tema 3.7. Robótica para a educación
Trátase dunha materia principalmente de carácter práctico (maior carga de horas interactivas que as clases expositivas), na que o alumnado verá os contidos teóricos durante as clases lectivas pero afondará neles principalmente nas sesións interactivas. É por iso que o programa de prácticas mantén unha estrutura similar aos contidos da materia. O alumno desenvolverá os contidos unha vez expostos nas clases teóricas.
Os principais módulos prácticos que se desenvolverán no curso son:
P1. Arquitecturas cognitivas.
P2. Sistemas de interacción de robots de voz.
P3. Sistemas de interacción de robots de xestos.
P4. Arquitectura de interacción humano-robot no ámbito da robótica de servizos.
Python e C++ serán as linguaxes de desenvolvemento empregadas para implementar os algoritmos necesarios para as actividades. Utilizarase software de código aberto para actividades que requiran software de terceiros.
Bibliografía básica
[1] Christoph Bartneck, Tony Belpaeme, Friederike Eyssel, Takayuki Kanda, Merel Keijsers, Selma Šabanović. "Human-Robot Interaction, An Introduction". Cambridge University Press. 2020. ISBN: 9781108676649
[2] Siciliano, Bruno. "Springer handbook of robotics". Berlin: Springer, 2016. ISBN: 9783319325521
Bibliografía complementaria
[3] Samani, Hooman. "Cognitive Robotics". Boca Raton: CRC Press, 2016. ISBN: 0-429-06975-8
[4] "Fundamentals of agricultural and field robotics / edited by Manoj Karkee, Qin Zhang". Ed Cham, Switzerland : Springer. 2021. ISBN : 3-030-70399-1
[5] "Innovation in agricultural robotics for precision agriculture : a roadmap for integrating robots in precision agriculture / edited by Avital Bechar". Cham, Switzerland : Springer. 2021. ISBN : 3-030-77036-2
[6] "Autonomous vehicles. Volume 1 : using machine intelligence / edited by Romil Rawat". Hoboken, New Jersey : John Wiley & Sons, Incorporated. 2023. ISBN : 9781119871958
Básicas
CB2: Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dun xeito profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse mediante a elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
CB3: Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre cuestións relevantes de carácter social, científico ou ético.
CB4: Que o alumnado poida transmitir información, ideas, problemas e solucións a un público tanto especializado como non especializado.
CB5: Que o alumnado teña desenvolvido aquelas habilidades de aprendizaxe necesarias para emprender estudos posteriores cun alto grao de autonomía.
Xerais
CG1: Coñecemento de materias e tecnoloxías básicas, que lles capacita para aprender novos métodos e tecnoloxías, ademais de proporcionarlles unha gran versatilidade para adaptarse a novas situacións.
CG2: Capacidade para resolver problemas no ámbito da enxeñaría robótica con creatividade, iniciativa, metodoloxía e razoamento crítico.
CG3: Capacidade para utilizar ferramentas informáticas para a modelización, simulación e deseño de aplicacións de enxeñería.
CG4: Coñecer as necesidades tecnolóxicas da sociedade e da industria, e ser capaz de mellorar os servizos e os procesos produtivos aplicando a tecnoloxía robótica actual, mediante a selección, adquisición e implantación de sistemas robóticos en diferentes aplicacións, tanto industriais como de servizos.
CG5: Ser capaz de obter e analizar información sobre circuítos, elementos da máquina, control automático, sensores e sistemas informáticos, co fin último de conseguir aplicacións robóticas autónomas e flexibles.
CG6: Concibir, calcular, deseñar e poñer en marcha algoritmos, equipamentos ou instalacións no ámbito da robótica, para aplicacións industriais ou de servizos, tendo en conta aspectos de calidade, seguridade, criterios ambientais, uso racional e eficiente dos recursos.
CG7: Capacidade para traballar en grupo multidisciplinar e para comunicar, tanto por escrito como oralmente, coñecementos, procedementos, resultados e ideas relacionados coa robótica e a electrónica.
Transversais
CT1: Capacidade de análise e síntese.
CT2: Capacidade de razoamento e argumentación.
CT3: Capacidade de traballo individual, con actitude autocrítica.
CT4: Capacidade para traballar en grupo e abordar situacións problemáticas de forma colectiva.
CT5: Capacidade para obter información adecuada, diversa e actualizada.
CT6: Capacidade para preparar e presentar un texto organizado e comprensible.
CT7: Capacidade para facer unha presentación en público de forma clara, concisa e coherente.
CT8: Compromiso coa veracidade da información ofrecida aos demais.
CT9: Capacidade para xestionar as tecnoloxías da información e da comunicación (TIC).
CT10: Uso da información bibliográfica e de Internet.
CT11: Uso de información complementaria e/ou puntual en inglés.
CT12: Capacidade para resolver problemas mediante a aplicación integrada dos seus coñecementos.
Específicas
CE2: Coñecer e saber aplicar aos problemas de enxeñaría os fundamentos físicos nos que se basea a enxeñaría robótica: estática, cinemática, dinámica, electromagnetismo e circuítos eléctricos e electrónicos.
CE4: Coñecer, saber utilizar e integrar sistemas operativos e sistemas embebidos, así como as súas características de multitarefa ou comunicación entre aplicacións.
CE8: Coñecer os distintos tipos de control para deseñar, analizar e programar sistemas robóticos.
CE9: Coñecer os sensores habituais en robótica, o seu funcionamento, así como os métodos e técnicas de tratamento da información captada.
CE10: Analizar e comprender a configuración dun sistema de control automático para modificalo ou actualizalo mediante as técnicas que permitan deseñar, configurar e axustar controladores.
CE12: Capacidade para coñecer e implementar métodos de extracción de características a partir da información percibida por cámaras e sensores 3D ata o desenvolvemento de aplicacións en robots e sistemas intelixentes.
CE13: Saber seleccionar un robot para a súa implantación nunha aplicación tendo en conta as especificacións e normas existentes.
CE14: Capacidade para aplicar sistemas de navegación, localización e construción de mapas a robots, e para estar ao día das novas tendencias en robótica.
CE15: Coñecer as técnicas de intelixencia artificial empregadas en robótica industrial e de servizos, saber utilizalas en aplicacións robóticas fixas e móbiles.
CE17: Coñecemento das características, funcionalidades e estrutura dos Sistemas Operativos.
CE20: Ser capaz de establecer sistemas robóticos cooperativos e multirobot aplicando as técnicas adecuadas.
CE21: Ter capacidade para deseñar e proxectar sistemas robóticos e a súa implantación industrial e no ámbito dos servizos.
CE22: Capacidade para deseñar robots e programar robots móbiles.
CE23: Capacidade para deseñar robots e sistemas intelixentes orientados á interacción coas persoas, e adaptados a ambientes domésticos e urbanos.
CE24: Capacidade para deseñar e programar robots aéreos.
CE25: Capacidade de deseño Analizar e comprender a configuración dun sistema de control automático para modificalo ou actualizalo mediante as técnicas que permitan deseñar, configurar e axustar controladores.
Os contidos da materia impartiranse indistintamente nas clases expositivas e interactivas. As unidades teóricas e as prácticas impartiranse de maneira alterna ao longo do semestre, co obxectivo de afianzar os conceptos impartidos nelas e utilizar a teoría como a base real das prácticas. A realización das prácticas é necesaria, do mesmo xeito que a asistencia a clase, para aprobar a materia, debido a que teoría e prácticas compleméntanse.
Clases expositivas: as clases de teoría articularanse con apoio de medios electrónicos como vídeos e diapositivas. A través da ferramenta de e-Learning da USC (Campus virtual) proporcionarase ao alumnado o material docente da materia a medida que se vaia empregando. De ser posible, realizaranse visitas técnicas a empresas e institucións que se dediquen á creación ou utilización de robots de servizos co fin de trasladar os coñecementos adquiridos na aula a contornos reais de aplicación.
Clases interactivas: ao longo do cuadrimestre o alumnado deberá realizar diferentes exercicios prácticos adecuados aos contidos desenvolvidos ata o momento, de forma individual ou en pequeno grupo. Para o desenvolvemento das prácticas proporcionarase ao alumnado os recursos software precisos (contorno e librerías).
Titorías: as sesións de titorías servirán para resolver as dúbidas do alumnado en canto aos contidos da materia e exercicios de prácticas. Estas titorías serán tanto presenciais como virtuais a través de correo electrónico, campus virtual ou a plataforma Microsoft Teams.
Curso Virtual: Esta materia dispoñerá dun curso virtual desenvolto sobre a plataforma de Campus virtual da USC, usando ademais a ferramenta colaborativa Microsoft Teams. Facilitaráselle ao alumnado todo o material necesario en formato dixital e distintas ferramentas de comunicación para o apoio, tanto da docencia virtual como das titorías, incluíndo videoconferencia, chat, correo electrónico, foros...
Os recursos necesarios para a materia son os seguintes:
- Computador persoal
- Entorno de desenvolvemento (proporcionarase ao alumnado)
- Copias dos apuntes da materia
- Acceso dos alumnos á bibliografía na Biblioteca ou por Internet.
- OpenOffice ou LibreOffice para a preparación da documentación das prácticas.
- Acceso ao campus virtual da USC
- Acceso a Microsoft Teams
Para superar a materia, o alumnado deberá aprobar por separado tanto a teoría como a práctica.
A asistencia ás clases interactivas e expositivas é obrigatoria e terase en conta para a avaliación da materia. Será obrigatorio a asistencia polo menos ao 80% das sesións (salvo causas moi xustificadas, segundo normativa da USC).
As clases prácticas realizaranse ao longo do curso durante as sesións interactivas. O alumnado recibirá diferentes exercicios que serán desenvolvidos no transcurso das sesións interactivas. A evolución do alumno no ámbito práctico da materia será avaliada coa entrega e defensa destes exercicios.
Non se realizará ningún exame parcial de teoría.
As preguntas do exame final centraranse nos contidos específicos, que se desenvolveron na materia, en relación ás súas competencias, e que poderán ser adquiridos polo alumno tanto na parte expositiva como na interactiva. O exame poderá constar de preguntas tipo test, preguntas curtas e problemas de casos prácticos. No exame avaliarase o grao de asimilación dos obxectivos establecidos no programa docente da materia.
O exame final será o 50% da nota final da materia e os exames de prácticas o outro 50%. Para poder superar a materia, establecendo unha avaliación sobre 10 puntos, será necesario obter polo menos un 4 en cada unha das partes (exame final e de laboratorio) e un 5 na media entre as dúas.
O alumno recibirá a cualificación de "non-presentado" cando non faga o exame final.
* Segunda oportunidade
Aparte da avaliación continua, todos os estudantes teñen dereito a asistir ao exame de segunda oportunidade. Mantense a nota, e tamén o seu peso na nota final, obtida en cada unha das dúas partes (teoría, laboratorios) durante o curso. En segunda oportunidade, o exame final será o 50% da nota final da materia e os laboratorios o outro 50%. Para poder superar a materia, establecendo unha avaliación sobre 10 puntos, será necesario obter polo menos un 4 en cada unha das partes e un 5 na media entre as dúas.
* Dispensa de asistencia
En caso de dispensa de asistencia os alumnos estarán exentos do cumprimento do deber de asistencia pero seguirá sendo obrigatorio superar o exame teórico e os exames de laboratorio como o resto dos alumnos.
Os alumnos repetidores de anos anteriores estarán exentos do cumprimento do deber de asistencia ás clases presenciais. Para aprobar a materia deberán superar o exame teórico e os exames de laboratorio como o resto dos alumnos.
* Realización fraudulenta de exercicios ou probas
Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recolleito na "Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións" da USC.
* Avaliación das competencias
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.
MODALIDADE PRESENCIAL; Competencias; Pond. mínima; Pond. máxima
- Traballo (individual ou en grupo); CT1, CT5, CT10, CE5, CE2, CE4, CE8, CE9, CE20, CE21, CE22, CE23, CE24, CE25; 10%; 100%
- Exame; CT1, CT5, CT10, CE1, CE14, CE17; 10%; 70%
A materia ten asignado 6 créditos ECTS, que supoñen unha carga de traballo aproximada de 150 horas. Corresponde ao estudante organizar detalladamente o seu tempo de estudo, pero a recomendación xeral sería dedicar entre 6.5 e 7.5 horas semanais (onde se inclúen as 4 horas de clase presencial).
Traballo presencial na aula
- Clases expositivas: 18 horas
- Clases interactivas: 30 horas
- Titorías en grupo (con grupos reducidos): 6 horas
- Titorías individualizadas: 3 horas
- Actividades de avaliación e repaso: 3 horas
TOTAL: 54 horas
Traballo persoal do estudante
- Lectura e preparación de temas: 24 horas
- Elaboración de prácticas: 47 horas
- Elaboración de traballos: 3 horas
- Preparación do exame: 15 horas
- Actividades de avaliación e repaso: 7 horas
TOTAL: 96 horas
Dado que utiliza unha metodoloxía sostida na avaliación continua, é necesario un traballo continuo cos contidos da materia. É o camiño que se planeou para poder superar as diferentes actividades de avaliación que se propoñen. Tamén se considera importante aproveitar as titorías para a resolución inmediata das dúbidas que xurdan, ben nos contidos expositivos ou interactivos, ben nas actividades formativas das sesións non presenciais.
Materia en extinción no curso 2024/25, sen docencia pero con dereito á avaliación co sistema especificado para estudantes repetidores