SemestralAvances

Proyecto de Robótica

Profesora
Yahaira Juarez

Integrantes
Florentino Urriola 9-731-157
Irving Corro 9-713-116
Fitz Berry 9-713-110
José García 9-728-1643

INTRODUCCIÓN

Desde décadas anteriores el hombre se ha encaminado a buscar herramientas métodos y técnicas que le faciliten la realización de sus actividades, por cada día que pasa nace una nueva idea de innovación en nuestro entorno es por ello que en el mercado encontramos una amplia gama de tecnologías electro-mecánicas que combinadas con tecnologías informáticas dan origen a dispositivos o herramientas robustas que lo ayudan a comunicarse, desplazarse o sencillamente le hacen o le simplificarle el trabajo. La robótica juega un papel importante en estos entornos ya que en la mayoría de los casos su objetivo principal es la creación de nuevas tecnologías que faciliten la realización de las tareas cotidianas de los seres humanos. En la actualidad la automatización del trabajo es requisitito importante en todas las ramas ya que la misma simplifica y a la vez acelera el trabajo lo cual implica mayor eficiencia y menos costos en una determinada operación. Tomado el párrafo anterior como punto de referencia nuestro grupo se ha encaminado a crear una maqueta con obstáculos que será recorrida por el robot, el cual debe ser capaz de encontrar la salida del laberinto.

OBJETIVOS
Objetivos Generales
• Diseñar y construir con el kit de LEGO® MINDSTORMS® NXT un robot capaz de esquivar obstáculos hasta llegar a una salida.

Objetivos Específicos
• Diseñar un robot con el objetivo de ver la importancia que están teniendo en el mundo de la tecnología e informática.
• Crear un robot que haga más o menos alguna actividad parecida a los seres humanos.
• Conocer de todas las piezas y sensores con que cuenta el kit de Lego Mindstorms nxt.
• Investigar sobre las aplicaciones que se pueden usar usando esta herramienta.
• Comprender en que consiste la aplicacion NXT-G.
• Programar el NXT, utilizando el programa NXT-G, lenguaje gráfico para darle vida al robot.

JUSTIFICACIÓN

El mundo esta cambiando y en la actualidad se están implementando muchas aplicaciones en el desarrollo de nuevas tecnologías. Y es nuestro deber conocer y saber el funcionamiento de estas aplicaciones de robótica ya que nuestra preparación académica tiene mucha relación con este tema.
En la investigación realizada sobre el uso que los grupos anteriores le han dado a este quid dio como resultado que en la mayoría el objetivo principal del robot es mover una bola de un lugar a otro; es por ello que encaminándonos a la innovación y desafiándonos a nuestras destrezas el grupo eligió crear un robot capaz de salir de un laberinto sin importar el lugar de entrada y así presentar una propuesta diferente.
METODOLOGÍA

Primera etapa: investigación sobre toda la documentación y elementos del kid del lego. Además se realizaron cuestionamientos a compañeros que ya han manipulado este quid así como algunos ejemplos en internet.
Segunda etapa: en esta etapa el grupo volvió a reunirse y cada integrante presento una propuesta para así consensuar en la elección de una de las mismas.
Tercera etapa: Cuando el grupo consensuo la propuesta final se procedió crear en papel el posible comportamiento del robot dentro de la maqueta para esto se en cuenta todas las posibilidades de movimiento del robot dentro de la maqueta.
Cuarta etapa: creación de la maqueta. Identificación de los materiales y elementos necesarios para la confección de la maqueta.
Quinta etapa: se procedió a programar la aplicación el cual el robot debía interpretar.
Sexta etapa: se procedió a probar la aplicación en la maqueta.
CONSTRUCCION DEL ESCENARIO

Para la confección del escenario se utilizo hielo seco, los obstáculos eran paredes de hielo seco que tenían dos colores uno negro para que el robot distinguiera que el giro era hacia la izquierda y la pared blanca para el giro hacia la derecha. Y de esta forma evitar que el robot se saliera del escenario.

ANALISIS
El trabajo en equipo fue un punto trascendental para la realización de este proyecto a continuación redactare mis experiencias en la confección del mismo.
En nuestra primera reunión de trabajo analizamos y planteamos: los objetivos que se deseaban alcanzar, metodología para alcanzar esos objetivos, distribución del trabajo.
En esta reunión se acordó que proyecto se basaría en la confección de un robot que lograra salir de un laberinto.
Utilizando la Web como herramienta investigativa se logro analizar muchos ejemplos similares los cuales utilizamos como referencia para pulir nuestras ideas. Además se investigo sobre los componentes y herramientas que nos ofrecía el Kit con el cuales se trabajo.
Luego cada integrante del grupo planteo su idea sobre el comportamiento que debía seguir el robot através del laberinto.
DESARROLLO

Algunas de as propuestas fueron las siguientes:
1. Que el robot fuera guiado con el censor de luminosidad através del laberinto siguiendo una guía que consistiera en una franja oscura colocada en el piso de una maqueta.
2. Que la maqueta consistiera de paredes y el robot debía utilizar el censor de objeto para salir del laberinto.
3. Programar el robot con el camino de salda del laberinto.
4. Programar una secuencia de 3 pasos que el robot debía ejecutar dependiéndole lugar u objeto que se le presentara.
Cabe destacar que al final se concensuó en utilizar la propuesta numero cuatro.
En una segunda reunión se modifico la propuesta inicial del comportamiento y se acordó:
 Que el robot debía identificar un obstáculo (utilizando el censor de objeto) y dependiendo de la luminosidad que reflejara el robot deba hacer un giro el cual podía ser a la derecha o a la izquierda.

SALIDA

Una vez diseñado, programado y construido el escenario se procedió a realizar las pruebas pilotos de nuestro robot. Al inicio el robot no identificaba la luminosidad del objeto ya que las luces del entorno (salón) influían en el mismo. Se procedió a bajar la intensidad de luz en el salón, y observo que el funcionamiento había mejorado. Se tuvo que graduar la distancia de giro al detectar el objeto, además se tuvo que graduar el giro, también se tuvo que ajustar la el grado e luminosidad.
Observamos también que el robot en unos intentos cumplía el objetivo y en otros no.
Esto se debía a la luminosidad y también influía que los motores no sincronizaban en la rotación de sus ruedas.
La solución a los problemas presentados fue:
1. Para la identificación de la luminosidad se coloco una plataforma sobre los obstáculos cuyo fondo era negro y así se lograr reflejar una luminosidad baja.
2. Para la sincronización de rotación de los motores se reviso si había fricción de roce; el cual encontramos en una rueda. Esto mejoro en mucho este problema pero no lo soluciono del todo ya que había un motor más lento que el otro era mínimo pero influía mucho en nuestro objetivo. Ya que en algunos intentos esta descoordinación de rotación descoordinada el movimiento de giro de nuestro robot.

COMPONENTES USADOS EN EL DISEÑO DEL ROBOT

Sensor de luz.
Este sensor detecta la intensidad de luz.
Le permite al robot distinguir entre luz y oscuridad.
Se utilizo para saber hacia dónde girar, en caso de que encontrara cierta intensidad de luz.

Sensor Ultrasónico
Le proporciona al robot un sentido de visión.
Este sensor lo utilizamos para calcular la distancia a la cual se encuentra un objeto y seguido de esto activar el sensor de luz.

Los motores
Este motor en conjunto con otro de igual función, permite a nuestro robot avanzar en diferentes direcciones dependiendo de la configuración.

El ladrillo NXT,
El ladrillo NXT, El ladrillo inteligente LEGO NXT, es el cerebro de nuestro robot, básicamente es un microprocesador, con puertas de entradas, de salida y memoria para almacenar nuestros programas, se comunica con el computador a través de una puerta USB

Ruedas
Se utilizaron en el diseño dos ruedas para el control de la dirección y rotación del mismo.

PRODUCTO FINAL

Se construyo un robot llamado Chirimobit’s que dentro de sus funciones tenía:
• Avanzar y esquivar las paredes u obstáculos que se le presentaran en el camino sin caerse de la maqueta.
• Bailar, Para esto el robot permanecía inmóvil a espera de la música para empezar a bailar, y a penas se le quitaba la música paraba de bailar.

PROGRAMACION

1. La programación para la aplicación donde el kit esquivaba lo obstáculos se hiso de la siguiente manera.

2. La programación para la aplicación donde el kit bailaba a partir de una canción, se hizo de la siguiente manera.

EXPERIENCIAS

FLORENTINO URRIOLA
La experiencia con la realización de este proyecto fue gratificante ya que permitió conocer un poco sobre el mundo de la robótica y con esto diseñar un robot y darle vida por medio de herramientas. Primero quise explorar la maquina virtual y el programa para la confección de la aplicación para luego llevarlo a la maqueta y adaptar la aplicación a esta. La programación al principio por ignorancia me enredo pero al ratito ya estaba programando como los grandes. Las dificultades las tuve mas con la descoordinación de los motores, y al momento de la presentación, no nos funciono como en las pruebas, pienso que el cambio de llantas nos afecto un poco también. En fin me gusto mucho la realización del trabajo ya que esto nos ayuda a familiarizarnos un poco con el fascinante mundo de las tecnologías.
IRVING CORRO
Uno de los problemas a los cuales nos enfrentamos era que teníamos que trabajar en un escenario diferente al de donde iría a ser la presentación, esto representaba un problema debido a que nuestro robot usaba un sensor de intensidad lumínica que le decía asía donde girar, este estaba graduado al lugar donde realizábamos las pruebas, para superar este inconveniente decidimos seguir haciendo las pruebas y horas antes de la presentación realizar los cambios en el sensor y graduarlo a la intensidad del nuevo escenario.
Otra de las dificultades que afrontamos fue un problema mecánico en uno de los motores de las ruedas, debido a que uno giraba más rápido que otro, aun siendo configurados de la misma manera, para intentar solucionar este problema realizamos cambios en la configuración, como el darle a una rueda más energía, para que girara más rápido y pudiera ir acorde con la otra, aunque no fue una solución tan eficiente, debido a que la mejor solución sería cambiar el motor defectuoso, pero no contábamos con esa pieza para remplazarla.
Experiencias: Aprendí armar un robot y diseñarlo, con el cual fue un reto no tanto su programación si no el control del ambiente externo.
Estos robots están diseñados para cumplir con una muy limitada cantidad de funciones, pero sin embargo se pueden idear procedimientos para que este pueda adoptar un comportamiento simulado de inteligencia artificial.
En cuanto a la programación icónica es sencilla, solo que idear que hacer con ella es lo complejo debido a las limitaciones que menciones anteriormente.
JOSE GARCIA:
La experiencia adquirida en este proyecto es de gran ayuda para reforzar nuestros conocimientos, en mi caso es la primera vez que trabajo en el área de robótica y diseño. Al principio del proyecto sentí una gran motivación cuando se tenía que pensar en un robot que fuese capaz de resolver alguna situación y esto me pareció principios de inteligencia artificial, lo cual me motivo en construir un robot con apariencia parecida a unos prototipos que ya se han mostrado en películas y documentales.
Al principio creamos varios prototipos pero ninguno me parecía adecuado a lo que esperaba y algunos de los prototipos eran parecidos a los de los compañeros del año pasado, en la creación del robot la experiencia fue grandiosa, ya que tuve que utilizar la creatividad y la lógica. Dos aspectos importantes para la formación de nosotros los futuros licenciados, en la parte de la programación lo difícil fue adaptarse al software por la lógica no hubo problema ya que el grupo constaba de excelentes programadores, la experiencia fue divertida y algo nuevo en nuestra formación, compartimos nos divertimos y sobre todo aprendimos cosas nuevas.

FITZ BERRY
Con este proyecto adquirí nuevos conocimientos en el área de la programación icónica ya que fue algo novedoso para mí. Además me sirve como referencia para posibles futuras implementaciones de este tipo de aplicaciones, un aspecto relevante para mí fue que trabajar en grupo y respetar las ideas y propuestas de los integrantes del proyecto fue un aspecto importante para el logro satisfactorio de este proyecto. Anteriormente no había trabajado con la maquina virtual así que la manipulación de esta aplicación también fue novedosa para, la cual me puede facilitar el modo trabajar en futuras asignaciones que tengan que con la instalación de otro tipo de aplicaciones. Una de las dificultades fue la que los motores estaban descoordinados en la rotación debido un roce y también a que al parecer uno giraba más lento que el otro por defecto. La descoordinación por debido al roce lo arreglamos pero la diferencia de velocidad de rotación entre los dos no. Otro problema fue la detección de luminosidad sobre el objeto, esto lo arreglamos colocando la plataforma sobre los objetos oscuros. En lo personal fue una experiencia muy agradable el realizar este tipo de proyecto ya que puse en práctica muchas nuevas habilidades.
Con esta experiencia recordé cuando era niño y jugaba con legos, armaba robots pero estos no realizaban ningún movimiento como los sofisticados legos que usamos.

CONCLUSIONES

 La experiencia de esta tarea fue muy exitosa ya que pudimos conocer algo nuevo referente a nuevas tecnologías.
 El diseño tiene que estar muy ligado con la programación porque si se construye el robot deseado, facilitaría la programación.
 La construcción de un ROBOT NXT es fácil y sencilla de programar.
 Una desventaja fue la descoordinación de los motores ya que al momento de avanzar tendía a irse por un lado y al momento de dar el giro se estrellaba o se salía del escenario.

RECOMENDACIONES

• Cuando se diseña y se crea un robot se debe tener en cuenta la ubicación y la intensidad de luz.

• La ubicación del cerebro así como todas las partes con que cuenta el robort deben estar bien fijadas, para evitar que en tiempo de ejecución se desprendan.

• Utilizar una computadora con suficientes recursos de memoria que tenga instalado Virtual Machine Ware como aplicación para correr La Máquina Virtual donde se encuentra el programa.

• Debe asegurarse al momento de la comunicación usb tener presente el puerto de comunicación asignado en la computadora y la ubicación del sensor a programar para el envío de datos programados.