Curso avanzado de robótica para niños y jóvenes

Descripción

La tecnología mecatrónica es de vital importancia en el desarrollo científico y tecnológico de cualquier sociedad moderna, se requiere de jóvenes dispuestos a expresar su creatividad e ingenio en áreas altamente inter e intradisciplinarias, para llevar a cabo proyectos que les permitan avanzar en la solución de problemas en donde un sistema robótico puede desempeñarse igual o mejor que su contraparte humana. Sin embargo, para que los robots desempeñen tareas de manera eficiente y segura, es fundamental contar con un control preciso y robusto.
La teoría de control aplicada a la robótica (de ahora en adelante: control robótico) es una área de investigación que juega un papel fundamental en la programación y supervisión de los movimientos y acciones de los robots. Al aplicar los principios de esta teoría de control, se mejora la precisión, la velocidad y la estabilidad de estos dispositivos, lo que a su vez permite ampliar su gama de aplicaciones y mejorar su desempeño general.
Este curso avanzado de robótica para niños y jóvenes está enfocado en los principios básicos del control robótico por ser el paso subsecuente para quienes deasean continuar con su formación en esta área, dado que inicia a los participantes en el diseño, la implementación y la optimización de sistemas robóticos avanzados.
El curso avanzado de robótica para niños y jóvenes está diseñado para ser la continuación del taller de iniciación a la robótica, durante el cual cada uno de los participantes aprendió los conceptos básicos de robótica y los puso en práctica a través de ejercicios diseñados con el objetivo de controlar y programar un robot . El robot empleado por los participantes fue diseñado en su totalidad por los integrantes del club de robótica Incubot del taller de control y electrónica de la Facultad de Ciencias, UNAM. Si bien, al final del taller los participantes se enfocaron en programar el robot como un minisumo, el robot puede ser programado para ser seguidor de línea y evasor de obstáculos dando así una amplia funcionalidad al equipo que los participantes se llevan a casa.
La importancia de este curso radica en:
Mejorar el rendimiento de los robots: Con una comprensión sólida en control robótico los participantes podrán diseñar algoritmos y estrategias de control que mejoren el rendimiento de los robots en términos de precisión, velocidad y estabilidad.
Aprender sobre la seguridad y fiabilidad: Un control preciso y robusto es esencial para garantizar la seguridad de los robots y de las personas que interactúan con ellos. Un curso básico de control permite estudiar los movimientos de estos dispositivos con la finalidad de conocer sus límites y capacidades, para así desarrollar las nociones de las medidas de seguridad necesarias que se deben implementar para evitar accidentes.
Implementar programación avanzada: Permite a los participantes programar comportamientos complejos en los robots, como la navegación autónoma, la manipulación de objetos delicados o la interacción con entornos cambiantes, en el caso particular de este curso: la manipulación de objetos delicados.
Impulsar la innovación en el desarrollo de nuevos productos y sistemas robóticos.
Este curso proporciona las herramientas y los conocimientos básicos necesarios para diseñar robots avanzados y eficientes, con aplicaciones en una amplia variedad de sectores y disciplinas.

Objetivos

Objetivo general: El propósito de este curso es introducir a los participantes en los principios fundamentales de teoría de control, así como en la manufactura aditiva y sistemas de diseño utilizados en robótica.

Objetivos específicos:
Para lograr este objetivo, los alumnos deberán ensamblar y programar un mini brazo robótico diseñado por los integrantes del club de robótica Incubot del Taller de Control y Electrónica, a través de los siguientes objetivos específicos: Para poner disco (puntito):

• Recordar y comprender conceptos fundamentales sobre sistemas de control, servomecanismos, manufactura aditiva y sistemas de diseño utilizados en robótica.
• Clasificar y organizar la información sobre estos sistemas y su funcionamiento en el contexto de la robótica.
• Poner en práctica sus conocimientos ensamblando y programando un mini brazo robótico.
• Examinar el rendimiento del brazo robótico, descomponiendo los procesos para identificar cómo interactúan los sistemas de control, los servomecanismos y los componentes de diseño.
• Opinar sobre la eficacia del brazo robótico, considerando tanto el diseño como el desempeño de los sistemas involucrados y propondrán posibles mejoras.
• Basándose en lo aprendido, los alumnos deberán diseñar nuevas aplicaciones o mejoras para el brazo robótico, integrando principios avanzados de manufactura aditiva y diseño.

Metas

Los alumnos:

• Comprenderán los principios básicos y la funcionalidad de los sistemas de control utilizados en robótica.
• Adquirirán conocimientos sobre los servomecanismos, su funcionamiento y su aplicación en sistemas robóticos.
• Se familiarizarán con los diferentes sistemas de diseño empleados en la robótica y comprendan su importancia en el desarrollo de proyectos robóticos.
• Serán capaces de ensamblar y programar un mini brazo robótico, aplicando los conocimientos adquiridos sobre sistemas de control, servomecanismos, manufactura aditiva y diseño.
• Desarrollarán habilidades prácticas en el ensamblaje y la programación de componentes robóticos, promoviendo la aplicación práctica de conceptos teóricos.
• Participarán en proyectos colaborativos, trabajando en equipo para ensamblar y programar el mini brazo robótico, fomentando el aprendizaje cooperativo y la interacción entre pares.

Estas metas proporcionan un marco claro y estructurado para guiar el diseño del curso, asegurando que los estudiantes adquieran tanto conocimientos teóricos como habilidades prácticas relevantes en el campo de la robótica.

Requisitos

Requisitos de ingreso:
Tener los siguiente conocimientos:

• Concepto de corriente y voltaje
• Medición de corriente y voltaje
• Manejo del IDE Arduino
• I/O Digital

Requisitos de permanencia: Asistencia

Requisitos de egreso:

• Asistencia 80%
• Entrega de prácticas de clase, sin evaluación numérica.

Procesos de evaluación

Sin evaluación.

Mín / Máx de alumnos: Mínimo 15, máximo 30.
La apertura del curso está sujeta al mínimo de inscritos.

Cuerpo docente:

• 1. Dra. Donají Xóchitl Cruz López. Coordinadora y supervisora del Curso. Técnico Académico Titular A, Fac. Ciencias, UNAM..
• 2. Dr. Fernando Angeles Uribe. Coordinador y supervisor del Curso. Técnico Académico Titular C, Instituto de Astronomía, UNAM .
• 3. M. en C. José Luis del Río Valdés. Técnico Académico Asociado C – Supervisor.
• 4. M. en I. Valente Vázquez Velázquez. Profesor de Asignatura A, Facultad de Ciencias, UNAM – Supervisor.
• 5. L. en C.C. Luis Alberto Ramirez Bermudez. Profesor de Asignatura A, Facultad de Ciencias, UNAM - Supervisor.
• 6. L. en C.C. Ricardo López López. Profesor de Asignatura A, Facultad de Ciencias, UNAM - Instructor.
• 7. L. en C.T. Katia Michelle Villarnobo Gonzalez. Profesor de Asignatura A, Facultad de Ciencias, UNAM – Instructor.
• 8. M. en C. Jesús Antonio Rosas Gutiérrez. Profesor de Asignatura A, Facultad de Ciencias, UNAM – Instructor.
• 9. Fís. Mario Alberto Valle Zavala. Ayudante de Profesor A, Facultad de Ciencias, UNAM – Monitor.
• 10. Pasante Ixe Sánchez Ibarra. Tesista Lic. en Física, Facultad de Ciencias, UNAM - Instructor y Monitor.
• 11. Pasante Luis Antonio Madrigal Butrón. Ayudante de Profesor A, Facultad de Ciencias, UNAM – Instructor y Monitor.
• 12. Pasante Angel Israel Ortega Pasos. Ayudante de Profesor A, Facultad de Ciencias, UNAM – Monitor.
• 13. Pasante Juan Carlos Velázquez Díaz. Ayudante de Profesor A, Facultad de Ciencias, UNAM – Instructor y Monitor.
• 14. Estudiante Ana Ximena de la Cruz Olivares. Ayudante de Profesor A, Facultad de Ciencias, UNAM – 8vo. Semestre - Monitora.
• 15. Estudiante Dafne Guadalupe Flores Ramírez. Estudiante de Lic. En Física - 8vo. Semestre – Monitora.
• 16. Estudiante Pamela Ixchel Torres Hernández. Estudiante de Lic. En Física biomédica - 8vo. Semestre – Monitora.

Supervisor: Profesor responsable a cargo de la sesión.
Instructor: Explica la teoría relacionada a la sesión y las actividades a realizar.
Monitor: Apoya directamente a los participantes ante cualquier duda que surja a lo largo de la sesión, se considera un monitor por 1 o 2 equipos.