VIII Jornadas de Enseñanza Universitaria de la Informática Cáceres ...

premisa pasamos a relatar el contenido teórico ypráctico que proponemos.4.1. Temario teóricoEl título de los distintos temas teóricos así comosu secuenciación temporal se exponen acontinuación:Nombre del temaIntroducción a la robóticaConceptos geométricosModelos geométricos derepresentación y de movimientoAlgoritmos de planificación detrayectoriasSensoresVisión en robotsNavegación evitando obstáculosNavegación mediante conductasLocalización del robotDuración2 horas2 horas3 horas5 horas4 horas4 horas2 horas4 horas4 horasHemos agrupado los temas por bloques temáticos.El primer bloque está compuesto por los dosprimeros temas. El primero de ellos es un repasodel desarrollo histórico de la robótica, en el que secomienza comentando cuál es el origen de lapalabra Robot (del checo Robota) y cuál es laimagen que tenemos de los robots. Tambiénpresentaremos la evolución y la implantación delos robots en la industria, así como cuáles puedenser los componentes de un sistema robótico. En elsegundo tema introduciremos las herramientasmatemáticas necesarias que utilizaremos másadelante en los siguientes temas de la asignatura,como por ejemplo, cómo podemos conocer ymanejar las coordenadas de un objeto con respectoa nosotros si conocemos sus coordenadas y lasnuestras con respecto a un sistema de referencia.El siguiente bloque es la planificación delmovimiento de un robot. El problema de laplanificación se puede enunciar de la siguientemanera: dado un entorno (dimensiones,obstáculos) por el cual el robot se puede desplazary una posición inicial y final del robot, el objetivode la planificación es encontrar la secuencia deacciones que hacen que el robot se mueva de laposición inicial a la final sin colisionar con losobstáculos. Estas acciones pueden ser comandosde movimiento (distancia, velocidad lineal) y/ogiro básico (giro, velocidad rotacional). Pararealizar esto primero debemos definir la forma derepresentar tanto al robot como al entorno por elque se va a mover. Esto será el contenido delprimer tema del bloque (tercero de la secuencia).En él, veremos las distintas formas derepresentación que se usan actualmente. Tambiénveremos las ecuaciones que gobiernan elmovimiento del robot, para poder saber en todomomento cuál es la posición del mismo. Elsiguiente tema del bloque trata sobre los distintosalgoritmos de planificación de trayectorias.Empezaremos simplificando el problema ytratando al robot como si no tuviera geometría(robot puntual), y no permitiendo el giro. Con estasimplificación se presentan dos algoritmos, el degrafo de visibilidad, que busca el camino máscorto entre los vértices de los obstáculos, y el dedescomposición del espacio libre, que intentapasar lo más alejado posible de los obstáculos. Acontinuación permitiremos que el robot tenga unacierta geometría. Para ello, operaremos sobre losobstáculos para que sean estos los que contemplenla geometría del robot, mediante la suma deMinkowski. Con ello hemos reducido el problemade nuevo a la planificación con un robot puntual,pues la geometría de éste ya se contempla en losobstáculos. La última restricción es la del giro delrobot cuya solución es inmediata haciendo uso dela suma de Minkowski. Por último, veremos unalgoritmo de planificación distinto, haciendo usode mapas topológicos, donde ya no utilizamosposiciones absolutas sino que intentamos detectarciertas características del entorno (aperturas,pasillos, puertas, etc.), obteniendo un grafo quenos relaciona dichas características.En el bloque anterior hemos visto distintosalgoritmos de planificación del movimiento delrobot. La mayoría de ellos asumen que la posicióndel robot es conocida en todo momento. Sinembargo, por problemas de odometría, la posiciónes cada vez más imprecisa conforme avanza elrobot. Por ello es necesario que el robot obtengainformación del mundo exterior. Para ello, hemosseleccionado aquellos sensores que pueden serútiles a la robótica, pues existen multitud desensores que pueden ser utilizados para una granvariedad de tareas. Dentro de este tema veremosdos tipos de sensores especiales: el GPS y los