El documento presenta una introducción al campo de la robótica. Explica los objetivos del curso como familiarizar a los estudiantes con los conceptos y elementos básicos para el diseño y programación de robots móviles. También resume brevemente la historia de la robótica y los principales problemas que enfrentan los robots móviles de servicio actualmente como la percepción, localización y navegación en entornos dinámicos.

1. Fundamentos de Robótica

2. Objetivos Introducción al campo de la robótica, presentar la estructura básica de un robot. Consideraciones básicas para el diseño y prototipo de un robot móvil. Fomentar habilidades en la solución a problemas de diseño y prototipo de robots móviles. Familiarizar con los elementos y técnicas para la construcción de un robot móvil. Mostrar los diferentes enfoques de programación. Vincular al estudiante con proyectos de carácter interdisciplinario.

3. Contenido General Introducción a la robótica Morfología del robot Diseño y prototipo de un robot Sensores Mecánica del robot Motores Poder Programando el robot

4. Textos guías Mobile Robots: Inspiration to Implementation. Joseph L. Jones, Anita M. Flynn, Bruce A. Seiger; Ed. A K Peters; 2da edicion. The Robot Builder’s Bonanza; Gordon McComb; McGraw-Hill; 2da ed. 2001

5. Definición de robot “ Manipulador multifuncional reprogramable diseñado para mover materiales, partes, herramientas o dispositivos específicos mediante trayectorias variables programado para realizar diferentes tareas” [Instituto de Robótica de América] “ Máquina de manipulación automática, reprogramable y multifuncional con tres o más ejes que pueden posicionar y orientar materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejecución de trabajos diversos en las diferentes etapas de la producción industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento” Federación Internacional de Robótica] “ Conexión inteligente de percepción a acción” [Jones y Flynn] “ Una máquina programable capaz de percibir y actuar en el mundo con cierta autonomía” [Sucar] Introducción a la Robótica

6. Introducción a la Robótica La palabra robot proviene del checo “robota” (siervo, trabajo forzado). Fue introducida por el escritor Karel Capek en 1921 en la obra “R.U.R.” Rosumm´s Universal Robots Isaac Asimov publica contribuyó al establecimiento del término Robot. En su obra “Runaround” en 1942 se utilizó por primera vez la palabra robótica, Introdujo las 3 leyes de la robótica: Un robot no puede dañar a un ser humano o, por omisión, permitir que sufra algún daño. Un robot debe obedecer las órdenes recibidas del humano, excepto si entran en conflicto con la primera ley. Un robot debe proteger su propia existencia, excepto cuando no se cumple con las dos leyes anteriores.

7. Antecedentes históricos Los robots son anteriores a nuestro milenio. Forman parte de los pensamientos y reflexiones de grandes pensadores de nuestra historia. Son la imagen del esclavo ideal: Eficiente, obediente. Una extensión de nosotros mismos para la realización de áreas aburridas. Los primeros robots aparecen en la mitología griega y en obras de ficción: – Talos , gigante de bronce que vigilaba Creta – Golem , protector de los judíos en Praga Introducción a la Robótica El Golem no necesitaba comer, beber o descansar. Realizaba las tareas más fatigosas sin mostrar en ningún momento cansancio. Pero no era inteligente y había que tener cuidado al darle las órdenes, porque las interpretaba literalmente

8. Antecedentes históricos Herón de Alejandría (90 a.C.) Dispositivos automáticos basados en poleas y palancas. Autómato (autómata): máquina que imita la figura y movimientos de un ser animado. Introducción a la Robótica

9. Antecedentes históricos Pierre Jacquet-Droz (comienzos Siglo XVIII) Autómatas en forma de androides. (La Pianista, El Dibujante, El Escritor )‏ Jacques de Vaucanson Pato que graznaba, comía, bebía y chapoteaba en el agua. Introducción a la Robótica

10. Antecedentes históricos Revolución industrial (Siglo XVIII - XIX) Jaquard (1801) Telar programable mediante cinta de papel perforada. Maillardet (1805) Autómata capaz de hacer dibujos http://www.fi.edu/learn/sci-tech/automaton/ Introducción a la Robótica

11. Antecedentes históricos Industrialización, producción en cadena, Segunda Guerra Mundial (Siglo XX) MIT (1952) Máquina de control numérico. George Devol (1954) Patenta brazo robótico programable George Devol , Joe Engleberger (1956) Fundan Unimation Corporation, lanzan al mercado los primeros robots. (1960) Unimate: primer robot industrial Introducción a la Robótica

12. Antecedentes históricos Diversas universidades (~1964) Inicio de estudios de la Inteligencia Artificial en la robótica. (1970) Robots industriales controlados por ordenador. JIRA: Japan Industrial Robot Association (1972) Primera Asociación Introducción a la Robótica

13. Estado Actual Robots comerciales: cortacésped, aspirador, limpiador de piscinas, juguetes, militares. Robótica en investigación: humanoides, coordinación entre robots, percepción. Estado Futuro 2010 electrodomésticos 2020 robots de propósito general 2040 primates robóticos Interacción con humanos Aprendizaje, adaptación ->Cyborg ->Nanorobótica Introducción a la Robótica

14. De robots industriales ... • Tarea repetitiva • Entorno estructurado • No hay interacción con personas • Poca flexibilidad • Poca movilidad … a robots de servicio • Ambientes desconocidos • Ambientes dinámicos • Necesidad de movilidad • Interacción con personas • Ambientes exteriores • Necesidad de flexibilidad Introducción a la Robótica

15. Problemas fundamentales Robótica móvil de servicio: • Obtener informacióndel mundo: Percepción • Saber donde estoy: Localización • Construir un modelo del ambiente: Mapeo(SLAM) y Exploración • Decidir comoa lcanzarel objetivo: Planeación • Seguir un plan para alcanzarel objetivo: Navegación, Control • Tomar y llevar objetos: Manipulación • Interactuar con personas: InteracciónH-R • Colaborar con otros robots y otras máquinas: Robóticadistribuida, colaboración Introducción a la Robótica

16. Introducción a la Robótica Áreas del conocimiento • Ingeniería mecánica • Ingeniería eléctrica / electrónica • Control • Computación • Inteligencia artificial • Visión por computador • Biología

17. Trabajo en Clase Escoger dos acontecimientos trascendentales de la historia de la robótica, investigar en grupo detalles al respecto, preparar una presentación y exponer.