La asignatura introduce al estudiante en los conceptos fundamentales de la robótica mediante una metodología eminentemente práctica. Durante el curso se trabajarán los principales componentes de un sistema robótico, incluyendo sensores, actuadores, programación y aspectos éticos relacionados con la robótica.
La primera parte de la asignatura se centra en la programación y el control de dispositivos mediante LSMaker y Python, proporcionando las bases necesarias para el desarrollo de aplicaciones robóticas. Posteriormente, los estudiantes integrarán asistentes de voz con un robot colaborativo UR3, adquiriendo experiencia en la comunicación entre diferentes sistemas y en la programación de aplicaciones reales.
Finalmente, se introducirá el ecosistema ROS2 como estándar para el desarrollo de software robótico. Se trabajarán conceptos como nodos, topics, servicios y simulación con Gazebo, culminando con el desarrollo de una práctica integradora.
La asignatura combina clases magistrales, seminarios impartidos por profesionales del sector, actividades prácticas de laboratorio, puntos de control para el seguimiento del progreso y posibles visitas o seminarios externos relacionados con la robótica industrial y de investigación.
Profesores Titulares
Conocimientos previos de programación facilitan el entendimiento de los contenidos, pero no son prerrequisitos.
Al finalizar la asignatura, el estudiante será capaz de:
- Comprender los conceptos fundamentales de la robótica, así como el papel de los sensores, actuadores y sistemas de control en un robot.
- Analizar las implicaciones éticas, sociales y de seguridad derivadas del desarrollo y el uso de sistemas robóticos.
- Desarrollar aplicaciones básicas de programación utilizando Python orientadas al control de dispositivos y sistemas robóticos.
- Integrar diferentes tecnologías de software y hardware en aplicaciones robóticas, incluyendo asistentes de voz y robots colaborativos.
- Programar e interactuar con un robot colaborativo UR3 mediante las herramientas e interfaces adecuadas.
- Comprender la arquitectura y los principios de funcionamiento de ROS2 como plataforma estándar para el desarrollo de software robótico.
- Desarrollar aplicaciones con ROS2 utilizando nodos, topics, servicios y entornos de simulación.
- Aplicar metodologías de desarrollo, prueba y depuración de software robótico en la resolución de problemas prácticos.
- Trabajar de manera autónoma y colaborativa en el desarrollo de prácticas y proyectos de robótica, documentando adecuadamente las soluciones implementadas.
PARTE TEÓRICA
1. Introducción a la robótica
1.1. Definición y arquitectura de un sistema robótico.1.2. Sensores, actuadores y sistemas de control.1.3. Preinscripción entre el robot y su entorno.
2. Fundamentos de la robótica
2.1. Evolución histórica de la robótica.2.2. Ámbitos de aplicación y estado actual del sector.2.3. Tipología de robots: industriales, colaborativos, móviles y de servicio.
3. Aspectos éticos de la robótica
3.1. Impacto social de la robótica y la inteligencia artificial.3.2. Seguridad, privacidad y responsabilidad.3.3. Consideraciones éticas en el diseño y despliegue de sistemas robóticos.
4. Programación aplicada a la robótica
4.1. Fundamentos de Python.4.2. Comunicación con dispositivos y periféricos.4.3. Integración de servicios externos y asistentes de voz.
5. Robots colaborativos
5.1. Arquitectura y características del robot UR3.5.2. Programación y control del robot.5.3. Integración del robot con aplicaciones externas.
6. Introducción a ROS2
6.1. Arquitectura de ROS2.6.2. Nodos, topics y servicios.6.3. Simulación con Gazebo.6.4. Desarrollo de aplicaciones robóticas con ROS2.
PARTE PRÁCTICA
1. Introducción al desarrollo de sistemas robóticos con LSMaker.
2. Desarrollo de aplicaciones en Python orientadas a la robótica.
3. Integración de asistentes de voz con un robot colaborativo UR3.
4. Programación y control del robot UR3 mediante Python y las herramientas proporcionadas por el fabricante.
5. Desarrollo de aplicaciones con ROS2 utilizando nodos, topics, servicios y simulación con Gazebo.
6. Desarrollo de una práctica integradora que combine los conceptos trabajados durante la asignatura.
La metodología utilizada en esta asignatura está basada en clases magistrales, donde se exponen los topics, y en clases prácticas, donde se intenta que el alumno participe activamente. Durante las clases magistrales, se explica el contenido teórico de la asignatura y se resuelven inquietudes relacionadas con este contenido explicado. Asimismo, dentro de estas clases algunas se dedican a proponer problemas y que los alumnos los resuelvan in situ, así como se proponen debates para que cada uno muestre su punto de vista en aquellas temáticas más controvertidas que tiene la robótica.
La evaluación de la asignatura es continua y se basa principalmente en el desarrollo y entrega de prácticas a lo largo del curso, así como en puntos de control y actividades de seguimiento.
Se evaluará, de cada alumno:
- Conocimiento básico de la robótica.
- Conocimiento de Arduino, así como de sensores y actuadores.
- Conocimiento de programación en Python.
- Conocimiento de IA aplicada a la robótica.
- Conocimiento del robot UR3.
- Conocimiento de ROS.
Introduction to Robotics, Craig, 3ra edición
Tutoriales ROS2: https://docs.ros.org/en/humble/
Materiales disponibles de la asignatura.