05 INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA

TEMA 04

COMPUTACIÓN Y ROBÓTICA

INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA1º ESO

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

Actividad 01

FUNCIONAMIENTO DE UN ROBOT

Actividad 02

TIPOS DE ROBOTS

Actividad 03

COMPUTACIÓN Y ROBÓTICA

Actividad 04 y 05

INTRODUCCIÓN A MICRO:BIT

01

INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA

COMPUTACIÓN Y ROBÓTICA

Desde siempre, el Hombre ha buscado la manera de hacer su vida más fácil, para ello ha ido inventando artilugios a lo largo de la Historia cada vez más sofisticados.

INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA

HERRAMIENTAS

MÁQUINAS

MÁQUINAS AUTOMÁTICAS

ROBOTS

En principio fabricó armas y herramientas manuales con los materiales que tenía a su disposición, lo que le dio ventaja con respecto a los animales.

Más tarde, construyó máquinas que le permitían hacer el trabajo con mucha menos fuerza, aunque requerían la intervención de un operario continuamente.

Y por último, fabricó robots, que ejecutan tareas y toman decisiones automáticamente, siguiendo las órdenes de un programa memorizado. Por supuesto, este tipo de maquinas tampoco requieren intervención humana.

Después, fabricó máquinas automáticas, que realizan una serie de tareas en orden y las repite continuamente, sin atención de las personas.

Podemos definir el significado de la robótica como una ciencia que aglutina varias ramas tecnológicas (como la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control, entre otras), con el objetivo de diseñar máquinas que sean capaces de realizar tareas automatizadas o de simular el comportamiento humano o animal, en función de la capacidad de su software.

INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA

El término "Robótica" fue acuñado por Isaac Asimov para describir la tecnología de los robots.

Definición de un robot

Un robot es una máquina automática programable que es capaz de interpretar información del medio físico para modificar su conducta. Tiene la capacidad de interactuar con el entorno y en función de ello, realizar unas funciones u otras.

La palabra robot fue usada por primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel Capek estrenó en el teatro nacional de Praga su obra Rossum's Universal Robot. Su origen es de la palabra eslava "robota", que se refiere al trabajo realizado de manera forzada. La obra trata sobre un inventor que fabrica robots humanoides para hacerles trabajar como esclavos, finalmente los robots se revelan contra él y lo asesinan.

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Actividad 01

Rellena y responde a todas las preguntas del siguiente formulario de google, recuerda iniciar sesión con tu cuenta del instituto.

EL FORMULARIO LO TENÉIS EN EL CLASSROOM

02

FUNCIONAMIENTO DE UN ROBOT

COMPUTACIÓN Y ROBÓTICA

01

02

03

COMPUTACIÓN Y ROBÓTICA

SENSORES

PROGRAMAS

ACTUADORES

un robot recoge información del medio físico que le rodea (Temperatura, luz, sonido, movimiento, etc.). Esto lo realiza mediante unos componentes electrónicos llamados "Sensores".

Dependiendo de los parámetros que reciba de su entorno a través de los sensores, puede realizar ciertas acciones (Moverse, encender luces, emitir sonidos, etc.). Esto lo puede realizar mediante otro tipo de componentes electrónicos llamados "Actuadores".

El "cerebro" del robot, el que decide lo que tiene que hacer al consultar los sensores es una placa electrónica llamada "Controladora" , que contiene el programa que tiene que ejecutar en todo momento, que previamente lo ha introducido un programador.

EJEMPLO

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Podemos conectar a una controladora, un pulsador como sensor y un zumbador como actuador y le introduciríamos un programa que ejecute el siguiente algoritmo: "Si el pulsador es pulsado, haz sonar el zumbador durante 10 segundos". ❓ ¿Para qué nos podría servir el montaje anterior? ❓ ¿Podrías encontrar mas ejemplos de montajes con los sensores y actuadores del esquema anterior?

Hardware y Software

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FUNCIONAMIENTO DE UN ROBOT

Hemos visto que para hacer funcionar un robot hacen falta varias cosas, algunas con tangibles como lo sensores, la placa controladora y los actuadores y otras son intangibles como los programas y los datos.Programamos el software en un ordenador y se lo transmitimos al controlador a través de un cable; de esta forma, el controlador sabe lo que tiene que hacer en cada momento.

A veces, el robot no actúa como nosotros pensábamos, luego tendremos que revisar el programa, volver a transmitirlo a la controladora y volver a probar su funcionamiento en el robot. A este proceso se le llama "depurar" un programa. La placa controladora tiene un microchip llamado "procesador", que se encarga de leer y ejecutar cada línea del programa que hemos introducido en la memoria de la placa.

EJEMPLO

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SENSORES Y ACTUADORES

SENSORES

Algunos de los sensores que se pueden conectar a una placa controladora son los siguientes: Sensor de temperatura Sensor de humedad Sensor de luz Sensor de sonido Sensor de gas Sensor de presión Sensor de movimiento Sensor de distancia Algunos de los actuadores que se pueden conectar a una placa controladora son: Motores Luces Relés Pantallas Altavoces Con un poco de imaginación podemos combinar los sensores y actuadores para construir proyectos interesantes.

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ACTUADORES

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PLACAS CONTROLADORAS

TIPOS DE PLACAS

Actualmente, la placa controladora más famosa es Arduino, que fue inventada por un estudiante italiano en el año 2005. Se han vendido más de 250 unidades en todo el mundo, sin contar los numerosos clones y compatibles. Existen varios modelos de placas Arduino con diferentes especificaciones, todas ellas sencillas de usar y a precios muy asequibles, por lo que son ideales para la enseñanza.

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MICRO:BIT V2

Esta última es la placa que vamos a utilizar en este curso para construir nuestros robots. En cursos superiores estudiaremos las placas de BQ y de Arduino UNO.

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Aquí tenéis un vídeo explicativo de todos los componentes de un robot.

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Actividad 02

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03

TIPOS DE ROBOTS

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VIDEOS EJEMPLOS

01

Los robots industriales

Se utilizan en la fabricación de objetos, en tareas como la soldadura, pintura, unión de piezas, manejo de materias peligrosas, etc. Suelen tener forma de brazos articulados.

VIDEOS EJEMPLOS

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02

Los robots de servicio

Se utilizan para ayudar directamente a las personas, con fines médicos, militares, para entretener, para hacer tareas del hogar, etc.

OTROSÁMBITOS

INDUSTRIA

SERVICIOS

MEDICINA

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Transporte de materiales Montaje Corte mecánico, rectificado, desbardado y pulido Pintura Manipulación de plásticos y otros materiales Tareas peligrosas... ETC.

Transporte robotizado Limpieza Atención a usuarios Entretenimiento Vigilancia Domótica

Cirugía asistida Telecirugía Prótesis motorizadas

Exploración espacial Exploración del fondo de los océanos Desactivación de artefactos explosivos Inspección de red de saneamiento Agricultura robotizada

VENTAJAS E INCONVENIENTES

Capacidad de realizar trabajos complejos y/o peligrosos con precisión. Mayor velocidad en la realización de las tareas sin cansarse. Se pueden adaptar a nuevos trabajos y/o situaciones cambiando el programa que los gobierna.

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DESVENT. VENT.

Sustituyen a las personas, quitándoles el puesto de trabajo. Son muy caros y solo se los pueden permitir las grandes empresas Pueden ser hackeados para que funcionen mal.

02

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Actividad 03

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04

INTRODUCCIÓN A MICRO:BIT

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VISTAS DE UNA PLACA MICRO:BIT

La placa Micro:bit es muy versátil, ya que podemos programarla desde un ordenador (Sin importar el sistema operativo) o desde una tablet o teléfono móvil. Si vamos a utilizar el ordenador, necesitaremos un cable USB para conectarlo a la placa. Cuando conectas la placa, aparecerá en el ordenador como una memoria USB llamada MICROBIT. Cuando creamos un programa, podemos descargar el archivo del programa al ordenador y posteriormente, copiarlo a la unidad MICROBIT, lo que hará que se empiece a ejecutar en la Micro:Bit.

Programación de Micro:Bit con Makecode

PODEMOS USAR SCRATCH

Podemos utilizar Scratch para programar la placa de Micro:Bit añadiendo la extensión micro:bit. A partir de ese momento, dispondremos en Scratch de varios bloques que nos permiten utilizar los botones, la pantalla y el acelerómetro de la placa Micro:Bit en nuestros programas. La conexión de la placa Micro:Bit a un ordenador es sencilla si disponemos del sistema operativo Windows, pero no lo es si tenemos Linux, como es nuestro caso, luego en este curso utilizaremos otro método de programación.

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ENLACE

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MAKECODE

La otra opción, que nos permite programar nuestra placa es mediante la página de Makecode, de la empresa Microsoft, a través de la cual podemos programar nuestra Micro:Bit desde un navegador de Internet, conectando la placa al ordenador mediante un cable USB. También podemos utilizar Makecode instalando su aplicación en una tablet o móvil y conectando con la placa a través de bluetooth. (También está disponible para IOS).

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MAKECODE

Cuando accedemos a Makecode, nos aparece la página anterior, donde podemos ver nuestros proyectos o crear uno nuevo y donde podemos seguir varios tutoriales muy interesantes. NO es necesario registrarnos en la página de Makecode y sin embargo, no guarda nuestros proyectos de un día para otro. Es aconsejable o guardarlo en el DRIVE que tenéis del instituto o bien traed un pen drive para guardarlo. En la imagen de arriba podemos ver las partes principales de la página de Makecode.

Actividades

Entra en Scratch y añade la extensión micro:bit. Realiza un programa con el que al pulsar el botón "A", el gato diga has pulsado el botón A y al pulsar el botón B, el gato diga has pulsado el botón B y muéstraselos a tu profesor.

04

05

Entra en la página de Makecode y echa un vistazo a los tutoriales que vienen en la página principal. Elige el que más te guste, entra en el mismo y mira las instrucciones y luego cuenta brevemente al resto de tus compañeros en qué consiste el proyecto.

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