prototipos de robots
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INTELIGENCIA ARTIFICIAL - FECHA: 17 DE SETIEMBRE 2014TRANSCRIPT
“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático”
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SAN LUIS GONZAGA DE ICA”
FACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS
“PROTOTIPOS DE ROBOTS”
Integrantes:
Condeña Flores, Moisés
Cusi Alvarado, Cesar
Muñante Velásquez, Mercedes
Palomino Lévano, Rosa
Yancce Buleje, Jean Carlos
Docente:
Ing. Paco Márquez Urbina.
Ciclo:
X
ICA- PERÚ
2014
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 1
Contenido
INTRODUCCIÓN......................................................................................................................... 2
I. ROBOTICA ......................................................................................................................... 3
1.1. DEFINICION DE ROBOTICA:.......................................................................................... 3
1.2. DEFINICION DE ROBOT:............................................................................................... 4
1.3. CARACTERITICAS GENERALES ...................................................................................... 5
1.4. CLASIFICACION DE ROBOTS POR SU GENERACION ........................................................ 5
1.5. DESARROLLO DE UN ROBOT ........................................................................................ 9
II. PROTOTIPOS .....................................................................................................................14
2.1. DEFNICION DE PROTOTIPO:........................................................................................14
2.2. TIPOS DE PROTOTIPOS ...............................................................................................14
2.3. ¿QUÉ TIPO DE PROTOTIPO SE DEBE CONSTRUIR? ........................................................15
2.4. CARACTERISTICAS DE LOS PROTOTIPOS ......................................................................16
2.5. MODELO DE DESARROLLO ORIENTADO A PROTOTIPOS................................................16
2.6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS .........................................................................................18
2.7. PROTOTIPOS DE ROBOT .............................................................................................20
III. ROBOT SEGUIDOR DE LINEA:..........................................................................................21
3.1. ROBOT SEGUIDOR DE LINEA .......................................................................................21
3.2. ESTRUCTURA BÁSICA: ................................................................................................21
3.3. FUNCIONAMIENTO: ...................................................................................................21
3.4. PROGRAMA PROTEUS – ISIS DISEÑO ELECTRÓNICO OPAM...........................................25
3.5. LA PLACA DEL PIC ......................................................................................................26
BIBLIOGRAFIA ..........................................................................................................................27
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 2
INTRODUCCIÓN
Los prototipos de robots hoy en día son indispensables para la mejora de otros robots,
todos los ingenieros y creadores de estos se basan en otros modelos intentando utilizar
los mismos principios o funciones de algunos robots, hoy en día se intenta mejorar una
función de un robot intentando que sea cada vez más precisa y los prototipos nos indican
si es efectivo su propósito sino para mejorar o verificar errores.
La robótica es una tecnología que ha demostrado muchos avances en la inteligencia
artificial que creamos los humanos, también las funciones que esta realiza en el mundo,
como lo podría ser un robot de limpieza o un robot que se utilice en una industria, esta
tecnología puede trabajar con las cosas que compramos hoy en día tales como
cámaras, computadores, y en el futuro robots que podamos utilizar para la ayuda en
trabajoso en la vida cotidiana.
La robótica utilizada en un futuro puede utilizar robots que son capases de desactivar
bombas, buscar personas atrapadas. La importancia de la robótica que se desarrolla o se
desarrollara, es que facilitara la vida del hombre y las cosas que hacemos cotidianamente.
En cuanto a la utilización en la medicina hay maquinas que toman los pulsos de personas
enfermas. La robótica en un futuro nos ayudara en el trabajo, en la casa, incluso en el
conocimiento que ofrecen las escuelas. Podemos ver esta máquina del ejército que
desactiva bombas y disparar un arma.
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 3
I. ROBOTICA
1.1.DEFINICION DE ROBOTICA:
Para describir la tecnología de los robots, Isacc Asimov acuñó el término Robótica.
Él mismo predijo hace años el aumento de una poderosa industria robótica,
predicción que ya se ha hecho realidad. Recientemente se ha producido una
explosión en el desarrollo y uso industrial de los robots tal que se ha llegado al
punto de hablar de "revolución de los robots" y "era de los robots". Una definición
breve y realmente atinada de robótica es:
“La Robótica es la conexión inteligente de la percepción a la acción”
La Robótica: es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño
y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser
humano o que requieren del uso de inteligencia. La robótica combina diversos
disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, IA. Otras ciencias y
tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables,
las máquinas de estados, la mecánica o la informática.
De forma general, la Robótica se define como: El conjunto de conocimientos
teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y
automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poli articuladas,
dotados de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a
la producción industrial o al sustitución del hombre en muy diversas tareas.
Figura 01 Robot Humanoide
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 4
1.2.DEFINICION DE ROBOT:
Es una Máquina automática programable capaz de realizar determinadas
operaciones de manera autónoma y sustituir a los seres humanos en algunas
tareas, en especial las pesadas, repetitivas o peligrosas; puede estar dotada de
sensores, que le permiten adaptarse a nuevas situaciones.
Los robots actuales no tienen mucho que ver con los humanoides, y la mayoría de
los expertos en robótica dirían que es complicado ofrecer una definición de robot
universalmente aceptada. De hecho, distintas organizaciones y asociaciones
internacionales ofrecen definiciones diferentes aunque, obviamente, próximas entre
sí. La definición de robot que ofrece el Robot Institute of America, después
denominado Robot Industries Association (RIA), es:
“Manipulador funcional reprogramable, capaz de mover material, piezas,
herramientas o dispositivos especializados mediante movimientos variables
programados, con el fin de realizar tareas diversas”
Se suele entender también que un robot goza de un elevado grado de autonomía y
de auto planificación, de modo que es capaz de hacer su tarea sin intervención del
operador, tomando las decisiones oportunas a partir de la información que recaban
sus sensores, gracias al programa almacenado en su memoria.
Figura 02: Robots
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 5
1.3.CARACTERITICAS GENERALES
Los robots pueden ser de diferentes diseños al igual que programas, todo depende
de la función que vayan a realizar. Lo que si se conoce son las diferentes
características que pueden poseer, entre estas encontramos:
La precisión que tienen a la hora de realizar una acción o movimiento.
La capacidad de carga, en kilogramos que el robot puede manejar.
El grado de libertad que tienen con sus movimientos.
El sistema de coordenadas que especifica a que direcciones se realizara sus
movimientos y posiciones. Estas pueden ser coordenadas cartesianas
(x,y,z), cilíndricas, al igual que polares.
La programación de cada robot o el poder de aprendizaje que cada uno tiene.
1.4.CLASIFICACION DE ROBOTS POR SU GENERACION
A. Primera Generación: Manipuladores
Esta primera etapa se puede considerar desde los años 50s, en donde las
maquinas diseñadas cuentan con un sistema de control relativamente sencillo
de lazo abierto, esto significa que no existe retroalimentación alguna por parte
de algún sensor y realizan tareas previamente programadas que se ejecutan
secuencialmente.
Figura 03: Robot Manipuladores
Resumido: Los robots no se percatan de su entorno,
adquieren información muy limitada de su entorno o nula y en consecuencia a
esta actúan.
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 6
B. Segunda Generación: Robots de Aprendizaje
La segunda etapa se desarrolla hasta los años 80s, este tipo de robots son un
poco más conscientes de su entorno que su previa generación, disponiendo de
sistemas de control de lazo cerrado en donde por medio de sensores
adquieren información de su entorno y obtienen la capacidad de actuar o
adaptarse según los datos analizados. También pueden aprender y memorizar
la secuencia de movimientos deseados mediante el seguimiento de
los movimientos de un operador humano.
F
i
gura 04: Robot de Aprendizaje
Resumido: Los robots ahora cuentan con un sistema de retroalimentación que
les permite obtener más datos de su entorno y guardarlos en algún medio de
almacenamiento junto con las instrucciones.
C. Tercera Generación: Robots con Control Sensorizado Durante esta etapa, que tiene lugar durante los años 80s y 90s, los robots ahora
cuentan con controladores (computadoras) que usando los datos o
la información obtenida de sensores, obtienen la habilidad de ejecutar las
ordenes de un programa escrito en alguno de los lenguajes
de programación que surgen a raíz de la necesidad de introducir las
instrucciones deseadas en dichas maquinas.
Los robots usan control del tipo lazo cerrado, lo cual significa que ahora son
bastante conscientes de su entorno y pueden adaptarse al mismo.
PROTOTIPOS DE ROBOT
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Figura 05: Robot de control sensorial
Resumido: Los robots se vuelven reprogramables, usan controladores o
computadoras para analizar la información captada de su entorno mediante
sensores (cabe mencionar que se desarrolla la visión artificial) y aparecen los
lenguajes de programación.
D. Cuarta Generación: Robots Inteligentes
Esta generación se caracteriza por tener sensores mucho más sofisticados que
mandan información al controlador y la analizan mediante estrategias complejas
de control. Debido a la nueva tecnología y estrategias utilizadas estos robots
califican como "inteligentes", se adaptan y aprenden de su entorno utilizando
"conocimiento difuso" , "redes neuronales", y
otros métodos de análisis y obtención de datos para así mejorar el desempeño
general del sistema en tiempo real, donde ahora el robot puede basar sus
acciones en información más sólida y confiable, y no solo esto sino
que también se pueden dar la tarea de supervisar el ambiente que les rodea,
mediante la incorporación de conceptos "modélicos" que les permite actuar a
situaciones determinadas.
Figura 06: Robot Inteligentes
Resumido: Mejores sistemas sensoriales, mejores estrategias de control
y análisis de información, capaces de comprender su entorno y actuar ante el
mediante conceptos "modélicos" en tiempo real.
PROTOTIPOS DE ROBOT
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E. Quinta Generación y más allá
La siguiente generación será una nueva tecnología que incorporara 100%
inteligencia artificial y utilizara métodos como modelos de conducta y una nueva
arquitectura de subsunción, además de otras tecnologías actualmente en desarrollo
como la nanotecnología.
Esta etapa depende totalmente de la nueva generación de jóvenes interesados en
robótica, una nueva era de robots nos espera
Figura 07: Nanorobot
PROTOTIPOS DE ROBOT
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1.5.DESARROLLO DE UN ROBOT
A. IDENTIFICAR LA NECESIDAD
La mayoría de robots se construyen para la educación o la competencia, donde se
presenta un claro objetivo de resolver un problema o puntos de calificación para el
diseñador. Con cualquier proyecto, es necesario comprender a fondo el alcance y
las implicaciones del proyecto que deben ser abordados. Las demandas de costos,
la complejidad y la tecnología de forma rápida miren hacia abajo todo proyecto
bien intencionado.
Muchas veces, los pensadores, los diseñadores e ingenieros no sueñan con una
idea por su cuenta, sino que son bombardeados por los problemas de un cliente, la
sociedad o el medio ambiente que la "necesidad" que hay que resolver para lograr
una base "necesidad". Sin una definición clara de esta necesidad, el proceso de
diseño de ingeniería no puede empezar
Figura 08: Identificar las necesidades
B. DEFINIR EL PROBLEMA
El problema es el tema principal la prevención de la necesidad de ser cumplida. El
problema debe ser preciso y realista se define con el fin de ir sobre el proceso de
solución. Si no, el tiempo y el dinero se perderá y el problema original puede
seguir existiendo sin solución.
1. Obtener una imagen clara de los parámetros del problema o de la
competencia.
2. Haga una lista de los objetivos y clasificarlos en orden de importancia.
3. Muchas veces, un robot no puede hacer todo lo que presenta un
problema. No es frecuente que un robot puede hacer todo bien.
4. Es importante establecer prioridades y diseñar una máquina que puede
hacer la mayoría de las cosas y hacer algunas cosas muy bien
PROTOTIPOS DE ROBOT
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C. BUSQUEDA DE INFORMACION
La investigación puede ser un esfuerzo independiente, solitaria o una actividad de
dinámica de grupo. La investigación debe centrarse e incorporar nuevas ideas y
una minuciosa exploración de las antiguas ideas similares. A veces las viejas ideas
son las mejores. ¿Alguna vez escuchó el dicho: "No reinventar la rueda?" Las
viejas ideas que no son a veces grandes minas de oro de la investigación; que la
idea puede haber fallado debido a la falta de nuevas tecnologías que puedan
existir ahora.
Explorar otras soluciones diferentes al mismo problema.
Observar el entorno en el que debe funcionar la máquina.
Analizar las restricciones del proyecto con atención.
Tener en cuenta las medidas específicas de construcción.
D. LLUVIA DE IDEAS
No hay ideas malas. Es importante tener en
cuenta todas las aproximaciones a un problema.
Que no parece factible o tiene sentido en un
principio podría ser el camino a seguir en el
extremo. No demasiados proyectos pasan por el
desarrollo en el primer intento o en la mejor idea
en ese momento. El proyecto final por lo general
consiste de una colección de ideas, y algunos
que se consideraban demasiado arriesgada,
costosa, o simplemente una locura normal.
Las soluciones deben ser separadas de acuerdo con sus pros y sus contras. Esta
actividad se logra mejor en un ambiente de grupo. Lluvia de ideas fomenta un
monto máximo de las aportaciones de los diferentes niveles de experiencia y
diferentes enfoques al problema. Soluciones alternativas pueden ser analizados y
catalogados de acuerdo con el mérito y el uso posible. Después de estas ideas se
han extraído de un número manejable y los números deben ser crujía para evaluar
la probabilidad y el costo de un resultado exitoso, utilizando las soluciones
individuales. Grandes factores entran en juego aquí, como el sentido común y el
instinto. Si no se siente bien, no lo hagas.
Diseñad al menos tres tipos de soluciones y evaluad cada una de ellas.
PROTOTIPOS DE ROBOT
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Observad el número de partes que componen el diseño. ¿Son suficientes? ¿Se
pueden simplificar?
E. DISEÑAR, PROBAR Y EVALUAR LA MEJOR SOLUCION
La fase de diseño quizás es una de las más desafiantes de todo el proceso. Una
vez se tiene la idea clara es hora de sentarse y averiguar cómo hacerla realidad.
El primer paso es hacer un boceto sobre papel. Esto nos permite sacar nuestra
parte más creativa. Este boceto debe ser detallado para poderlo pasar, si se
desea, ha modelado CAD. Esta fase también permite el testeo del producto en el
ordenador. Es una herramienta interesante donde se pueden detectar fallos antes
de que sea construida una maqueta.
Las maquetas son representaciones del producto para testear y evaluar. Este
proceso es muy valioso ya que nos puede dar detalles que el ordenador no puede.
Una vez se ha evaluado la maqueta, se puede pasar al siguiente nivel
Figura 09: Diseño por computadora de un circuito y un móvil
F. CONTRUIR UN PROTOTIPO
La mejor manera de saber si un diseño funcionará en las condiciones del mundo
real es construyendo un prototipo. Un prototipo es un modelo fiel del diseño final.
Hay que evaluar el coste, la durabilidad, facilidad de construcción, la estética y si
cumple los criterios de la fase de diseño.
PROTOTIPOS DE ROBOT
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Figura 10: Prototipos
G. REFINAR O REDISEÑAR
Si un diseño inicial y el prototipo no solventan el problema en su totalidad, supera
el coste previsto o no cumple las especificaciones, el diseñador puede volver atrás
en el proceso y plantear otros modelos que intenten mejorar el anterior. A veces la
principal limitación para refinar/rediseñar el prototipo es el dinero. Quizás es
preferible escoger un diseño inferior que volver a desarrollar un nuevo modelo.
Figura 11: Rediseñar
PROTOTIPOS DE ROBOT
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H. CONSTRUIR
El proceso de construcción es lento y complejo. Hay que tener en cuenta los
materiales, herramientas, procesos, limitaciones y coste. Las empresas invierten
en fábricas e infraestructuras para construir sus diseños más eficientemente, con
lo cual mejor será la construcción.
Figura 12: Robot Terminado
PROTOTIPOS DE ROBOT
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II. PROTOTIPOS
2.1. DEFNICION DE PROTOTIPO:
Es un modelo a escala o facsímil de lo real, pero no tan funcional para que
equivalga a un producto final, ya que no lleva a cabo la totalidad de las funciones
necesarias del sistema final. Proporcionando una retroalimentación temprana por
parte de los usuarios acerca del Sistema. Es importante definir siempre cuál es su
objetivo, ya que un prototipo puede ser útil en diferentes fases del proyecto, por ello
su objetivo debe ser claro. Durante la fase de Análisis se usa para obtener los
requerimientos del usuario.
En la fase de Diseño se usa para ayudar a evaluar muchos aspectos de la
implementación seleccionada. En la fase de Análisis de un proyecto, su principal
propósito es obtener y validar los requerimientos esenciales, manteniendo abiertas,
las opciones de implementación. Esto implica que se debe tomar los comentarios de
los usuarios, pero se debe regresar a sus objetivos para no perder la atención. En la
fase de Diseño, su propósito, basándose en los requerimientos previamente
obtenidos, es mostrar las ventanas, su navegación, interacción, controles y botones
al usuario y obtener una retroalimentación que permita mejorar el Diseño de
Interfaz.
2.2. TIPOS DE PROTOTIPOS
Existen varios tipos de prototipos, cada uno de los cuales permite la realización de
un tipo determinado de pruebas y con un determinado nivel de realismo. En
ingeniería de requisitos, los prototipos más comunes son los siguientes:
Mock-ups. Se trata de pantallas, típicamente dibujadas a mano en papel,
que representan un aspecto concreto del sistema. El soporte que
proporcionan a la validación es muy limitado, con la excepción, quizás, de
aclarar el interfaz gráfico deseado en casos complejos.
Storyboards. Son una evolución de los mock-ups, ya que además del
interfaz, se muestra la secuencia de acciones, o escenarios, que se deben
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 15
realizar con el programa. Por ejemplo es habitual que, antes de cerrar un
programa, se pregunte si se desea cerrar el fichero de trabajo.
Existen varias alternativas para crear storyboards.
La opción más sencilla es confeccionar pantallas individuales.
Posteriormente, a medida que se valida el prototipo, éstas pueden
pegarse sobre una superficie donde se pueda pintar (una pizarra, por
ejemplo) y relacionarse con flechas. De este modo se pueden reutilizar
muchas pantallas distintas en distintos escenarios.
Una opción más compleja es dibujar, sobre una hoja de papel, el
conjunto completo de pasos para llevar a cabo una tarea.
Se pueden utilizar diversos programas (desde Microsoft
PowerPoint o Microsoft Visio a programas especializados de creación
multimedia como Macromedia Director) para confeccionar storyboards.
La posibilidad de enlazar páginas que ofrecen estos programas dotan de
gran dinamismo al storyboard y lo hacen muy similar a las maquetas,
comentadas más abajo.
Maquetas. Una maqueta es una versión simplificada del sistema software
deseado. Típicamente, una maqueta representa únicamente el interfaz del
sistema y, opcionalmente, las conexiones entre pantallas mediante la
utilización de elementos activos como los botones. Si fuera necesaria
mayor fidelidad, podrían codificarse partes del sistema, de tal modo que
además, del interfaz, el software pudiera ofrecer algunos resultados reales.
Ello es lo que se conoce como “prototipo funcional”.
2.3. ¿QUÉ TIPO DE PROTOTIPO SE DEBE CONSTRUIR?
Una pregunta que surge con frecuencia es: ¿Qué tipo de prototipo se debe
construir? La respuesta depende de dos factores:
Los recursos y tiempo disponibles. Cuanto más limitados sean estos
recursos, más conveniente es construir prototipos sencillos como los mock-ups
o storyboards.
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 16
La fidelidad deseada. Este un problema de índole psicológico. Si el usuario
experimenta rechazo por el prototipo, al no ser capaz de entender que el
prototipo es sólo una versión simplificada del producto final, se debe tender a
construir prototipos más complejos.
Tampoco se debe olvidar que el analista deberá suplir al usuario la información que
el prototipo no pueda suministrar (mensajes de error, resultados de los cálculos,
etc.). Ello es también un argumento para preferir prototipos más complejos.
2.4. CARACTERISTICAS DE LOS PROTOTIPOS
Funcionalidad limitada.
Poca fiabilidad.
Características de funcionalidad pobres.
Alto grado de participación del usuario el cual evalúa los prototipos, propone
mejoras y detalla requisitos.
Alto grado de participación del análisis de sistemas, ya que en muchos casos
los usuarios no pueden indicar los requisitos sin tener experiencia con el
sistema.
El prototipo da mayor conocimiento al usuario y analistas ayudando a que el
usuario aprenda a utilizar el sistema.
2.5. MODELO DE DESARROLLO ORIENTADO A PROTOTIPOS
FASES:
1. Investigación preliminar: Las metas principales de esta fase son: determinar el
problema y su ámbito, la importancia y sus efectos potenciales sobre la
organización por una parte y por otro lado identificar una idea general de la
solución para realizar un estudio de factibilidad que determine la factibilidad de una
solución software
2. Definición de los requerimientos del sistema: El objetivo de esta etapa es
registrar todos los requerimientos y deseos que los usuarios tienen en relación al
proyecto bajo desarrollo. Esta etapa es la más importante de todo el ciclo de vida,
es aquí donde el desarrollador determina los requisitos mediante la construcción,
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 17
demostración y retroalimentaciones del prototipo. Por lo mismo esta etapa será
revisada con más detalle luego de esta descripción.
La fase más importante corresponde a la definición de requerimientos, la cual
correspondería a un proceso que busca aproximar las visiones del usuario y del
desarrollador mediante sucesivas iteraciones. La definición de requerimientos
consiste de cinco etapas entre dos de las cuales se establece un ciclo iterativo:
2.1. Análisis grueso y especificación:
El propósito de esta sub-fase es desarrollar un diseño básico para el
prototipo inicial.
2.2 Diseño y construcción:
El objetivo de esta subfase es obtener un prototipo inicial. El desarrollador
debe concentrarse en construir un sistema con la máxima funcionalidad,
poniendo énfasis en la interface del usuario.
2.3. Evaluación: Esta etapa tiene dos propósitos: extraer a los usuarios la
especificación de los requerimientos adicionales del sistema y verificar que
el prototipo desarrollado lo haya sido en concordancia con la definición de
requerimientos del sistema. Si los usuarios identifican fallas en el prototipo,
entonces el desarrollador simplemente corrige el prototipo antes de la
siguiente evaluación. El prototipo es repetidamente modificado y evaluado
hasta que todos los requerimientos del sistema han sido satisfechos. El
proceso de evaluación puede ser dividido en cuatro pasos separados:
preparación, demostración, uso del prototipo y discusión de comentarios.
En esta fase se decide si el prototipo es aceptado o modificado.
2.4. Modificación: Esto ocurre cuando la definición de requerimientos del
sistema es alterada en la sub−fase de evaluación. El desarrollador
entonces debe modificar el prototipo de acuerdo a los comentarios hechos
por los usuarios.
2.5. Término: Una vez que se ha desarrollado un prototipo estable y
completo, es necesario ponerse de acuerdo en relación a aspectos de
calidad y de representación del sistema.
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 18
3. Diseño técnico: Durante la construcción del prototipo, el desarrollador ha
obviado el diseño detallado. El sistema debe ser entonces rediseñado y
documentado según los estándares de la organización y para ayudar a las
mantenciones futuras. Esta fase de diseño técnico tiene dos etapas: por un lado, la
producción de una documentación de diseño que especifica y describe la
estructura del software, el control de flujo, las interfaces de usuario y las funciones
y, como segunda etapa, la producción de todo lo requerido para promover
cualquier mantención futura del software.
4. Programación y prueba: Es donde los cambios identificados en el diseño
técnico son implementados y probados para asegurar la corrección y completitud
de los mismos con respecto a los requerimientos.
5. Operación y mantenimiento: La instalación del sistema en ambiente de
explotación, en este caso, resulta de menor complejidad, ya que se supone que los
usuarios han trabajado con el sistema al hacer las pruebas de prototipos. Además,
la mantención también debería ser una fase menos importante, ya que se supone
que el refinamiento del prototipo permitiría una mejor claridad en los
requerimientos, por lo cual las mantenciones perfectivas se reducirían. Si
eventualmente se requiriese una mantención entonces el proceso de prototipado
es repetido y se definirá un nuevo conjunto de requerimientos.
2.6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
VENTAJAS:
De un enfoque de desarrollo orientado a prototipos están dadas por:
Reducción de la incertidumbre y del riesgo
Reducción de tiempo y de costos, incrementos en la aceptación del nuevo
sistema.
Mejoras en la administración de proyectos.
Mejoras en la comunicación entre desarrolladores y clientes, etc.
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 19
DESVENTAJAS:
Si bien el desarrollo orientado a prototipos tiene considerables ventajas,
también presenta desventajas como:
La dependencia de las herramientas de software para el éxito ya que la
necesidad de disminución de incertidumbre depende de las iteraciones del
prototipo, entre más iteraciones exista mejor y esto último se logra mediante el
uso de mejores herramientas lo que hace a este proceso dependiente de las
mismas.
También, no es posible aplicar la metodología a todos los proyectos de software
y, finalmente, la mala interpretación que pueden hacer los usuarios del
prototipo, al cual pueden confundir con el sistema terminado.
No se puede desconocer que la fase de definición de requerimientos se ha
perfeccionado en dos aspectos importantes: primero se ha aproximado las
visiones del usuario y el desarrollador, lo cual representa el beneficio de
establecer una base común de comunicación; también, el hacer explícita la
posibilidad de iterar sobre estos dominios permitiría que la convergencia de los
mismos sea una posibilidad cierta.
PROTOTIPOS DE ROBOT
INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y ROBÓTICA 20
2.7. PROTOTIPOS DE ROBOT
Los prototipos de robots hoy en día son indispensables para la mejora de otros robots
todos los ingenieros y creadores de estos se basan en otros modelos intentando utilizar
los mismos principios o funciones de algunos robots, hoy en día se intenta mejorar una
función de un robot intentando que sea cada vez mas precisa y los prototipos nos indican
si es efectivo su propósito sino para mejorar o verificar errores.
La robótica es una tecnología que ha demostrado muchos avances en la inteligencia
artificial que creamos los humanos, también las funciones que esta realiza en el mundo,
como lo podría ser un robot de limpieza o un robot que se utilice en una industria, esta
tecnología puede trabajar con las cosas que compramos hoy en día tales como
cámaras, computadores, y en el futuro robots que podamos utilizar para la ayuda en
trabajoso en la vida cotidiana. La robótica utilizada en el hoy día, utiliza robots que son
capases de desactivar bombas, buscar personas atrapadas. La importancia de la robótica
que se desarrolla o se desarrollara, es que facilitara la vida del hombre y las cosas que
hacemos cotidianamente. En cuanto a la utilización en la medicina hay maquinas que
toman los pulsos de personas enfermas. La robótica en un futuro nos ayudara en el
trabajo, en la casa, incluso en el conocimiento que ofrecen las escuelas. Podemos ver
esta máquina del ejército que desactiva bombas y disparar un arma.
Todos los robots son programados para realizar acciones o trabajos que el hombre no
puede lograr o que quizá un robot lo haría de forma más precisa, y existen las funciones
realizadas por un robot a esto se le conoce como inteligencia artificial, es la manera en la
que se intenta simular el cerebro, en si la forma de razonar, elegir una opción o aprender,
y para esto se desarrollaron tres leyes de la robótica que son:
1. Un robot no debe dañar a un ser humano o, por su inacción, dejar que un ser humano
sufra daño.
2. Un robot debe obedecer las órdenes que le son dadas por un ser humano, excepto si
estas órdenes entran en conflicto con la Primera Ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia, hasta donde esta protección no entre en
conflicto con la Primera o la Segunda Ley.
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III.ROBOT SEGUIDOR DE LINEA:
3.1. ROBOT SEGUIDOR DE LINEA Los ROBOTS SEGUIDOR DE LINEA, tiene como misión seguir un recorrido el
cual estará dado por una serie de obstáculos que estarán formados por un
recorrido, todo en base a un camino de color negro y el fondo blanco, el camino
negro o línea negra a seguir . Su única misión es seguir la línea marcada en el
suelo manualmente de color negro sobre un tablero blanco.
3.2. ESTRUCTURA BÁSICA: Sensores: Un sensor detecta la línea a seguir por medio de unos sensores. Hay
muchos tipos de sensores que se pueden usar para este fin; sin embargo, por
razones de costos y practicidad los más comunes son los sensores infrarrojos (IR),
que normalmente constan de un LED infrarrojo y un fototransistor.
Motores: El robot se mueve utilizando motores. Dependiendo del tamaño, el peso,
la precisión del motor, entre otros factores, éstos pueden ser de varias clases:
motores de corriente continua, motores pasos a paso o servomotores.
Ruedas: Las ruedas del robot son movidas por los motores. Normalmente se usan
ruedas de materiales anti-deslizantes para evitar fallas de tracción. Su tamaño es
otro factor a tener en cuenta a la hora de armar el robot.
Tarjeta de control: La toma de decisiones y el control de los motores están
generalmente a cargo de un microcontrolador. La tarjeta de control contiene dicho
elemento, junto a otros componentes electrónicos básicos que requiere el
microcontrolador para funcionar.
3.3. FUNCIONAMIENTO: Todos los rastreadores basan su funcionamiento en los sensores que se ubican
en la parte inferior de la estructura, uno junto al otro, cuando uno de los sensores
detecta el color blanco, significa que el color se está saliendo de la línea negra por
ese lado. En ese momento el robot gira hacia el lado contrario hasta que vuelve a
estar sobre línea.
Se utiliza un MICROCONTROLADOR que realiza la función de guardar el
recorrido por una pista.
PROTOTIPOS DE ROBOT
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El MICROCONTROLADOR ejecuta el programa cargado en la memoria Flash.
Esto se denomina el código ejecutable y está compuesto por una serie de ceros y
unos, aparentemente sin significado. Dependiendo de la arquitectura del
microcontrolador, el código binario está compuesto por palabras de 12, 14 o 16
bits de anchura. Cada palabra se interpreta por la CPU como una instrucción a ser
ejecutada durante el funcionamiento del microcontrolador. Todas las instrucciones
que el microcontrolador puede reconocer y ejecutar se les denominan
colectivamente Conjunto de instrucciones. Como es más fácil trabajar con el
sistema de numeración hexadecimal, el código ejecutable se representa con
frecuencia como una serie de los números hexadecimales denominada código
Hex. En los microcontroladores PIC con las palabras de programa de 14 bits de
anchura, el conjunto de instrucciones tiene 35 instrucciones diferentes.
Figura 13: Robot Seguidor de Linea
PROTOTIPOS DE ROBOT
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Figura 14: Camino del Robot Seguidor de Linea
Figura 15: OPAM- EN PROGRAMA proteus .ares
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Figura 16: PIC-PROGRAMA proteus ares
Figura 17: PIC (Como será la placa del PIC)- Proteus ares 3D
PROTOTIPOS DE ROBOT
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Figura 18: OPAM- ARES3D como será la placa del opam
3.4. PROGRAMA PROTEUS – ISIS DISEÑO ELECTRÓNICO OPAM En el diseño electrónico se realiza la construcción electrónica y las pruebas de los
diferentes circuitos electrónicos interconectados para poder identificar cualquier
error o falla antes de realizar la construcción física del robot.
En este circuito lógico digital se puede notar la presencia del opam lm393n cuya
finalidad es la de convertir las señales analógicas en señales digitales las cuales
son detectadas por los sensores a su vez se puede también denotar la presencia
de resistencias de 15k, 220 ohm, 10k, 3k cuyas finalidades son las de protección
a los circuitos electrónicos de mayor funcionamiento como son los leds, los opam,
los potenciómetros.
Un potenciómetro me permite regular la cantidad de voltaje que le podré
administrar a los sensores y al opam permitiendo que si baje la cantidad de voltaje
al opam (2v es lo correcto) sense un poco menos y si la subo aumente la
capacidad de poder sensar más eficientemente (se recomienda siempre trabajar
con 2v).
Por últimos también se puede ver los conectores por donde estarán conectados
los cables que alimentaran a la placa del opam de voltaje positivo y negativo.
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3.5. LA PLACA DEL PIC
En esta placa se distribuye los pines del PIC para ser utilizados correctamente. Es
aquí donde se designa que pin del pic será para cada dispositivo de desde la
proporcionalidad de los pines a los sensores hasta la distribución correcta de los
pines al crystan; al –MCRL y a los motores para que su funcionamiento sea el
correcto. También en esta placa se puede notar la inclusión de del driver lm298 el
cual me permite controlar correctamente los motores del robot junto con el pic y la
programación realizada, a su vez se puede notar la presencia de diodos los
cuales evitaran picos de voltajes permitiendo que el voltaje solo vaya en una sola
dirección y evitando que el driver y motores se quemen y también se puede
presenciar los conectores los cuales alimentaran de voltaje positivo y negativo a
la placa.
Figura 19: PROGRAMA PROTEUS –ISIS PIC
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BIBLIOGRAFIA
http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.1.htm
http://roboticapuno.blogspot.com/2013/01/clasificacion-de-los-robots.html
http://www.philips.edu.ar/Resources/GenInfo/robotica/prototip.htm
http://www.vexrobotics.com.mx/vex/vex-descripcion-del-diseno.html
http://www.ecured.cu/index.php/Robots
http://sistemas2009unl.wordpress.com/prototipos-informaticos/