LEGO® Robotics WebQuest

Introducción y tarea Procesos  y Recursos Evaluación Conclusión

Introducción y Tarea

Dentro de nuestro programa formativo de informática no hay ninguna asignatura orientada a la robótica, pero esto no nos impedirá, aunque sea copíándolos , crear nuestros propios robots. Ya que estamos dentro de la asignatura de Sistemas de Tiempo Real, muy ligados a los sistemas empotrados, vamos construir y programar un robot. Éste será un adecuado banco de trabajo ya que deberemos programar un microcontrolador, que va en el propio robot, que recibe señales de los sensores y envía órdenes a sus motores, y todo esto en un entorno reactivo, donde las acciones dependerán de los datos que los sensores nos proporcionen.   En la vida real hay robots preparados para muy diversos fines. En este caso vamos a orientarnos a un fin lúdico que es la construcción de un robot luchador de sumo. Construiremos un modelo de luchador, le dotaremos de motores y sensores, crearemos un programa con una estrategia de lucha y a partir de ahí, una vez transferido al microcontrolador, ya podemos organizar un campeonato. Lo primero es construir el propio robot. Como señalé al principio nuestro fuerte no es la robótica ni la mecánica o el diseño electrónico por lo que lo más rápido es copiar el diseño mecánico de alguna de las Webs de Internet. Despúes lo programaremos, y es aquí donde se centrará nuestro esfuerzo. Transferiremos el programa, haremos pruebas con él y a partir de ahí a competir. Mientras que para el diseño mecánico podemos copiar para la programación deberemos ser originales

Procesos y Recursos

Trabajo para equipos de tres componentes. · Cada equipo tendrá un kit de Lego Mindstorms y computadoras para programarlos. Cada componente es responsable de llevar al día su portafolio, donde se recogerán las informaciones utilizadas, los trabajos realizados, el esfuerzo dedicado etc. Se suministra un modelo de este portfolio. Hay que leerse el reglamento del sumo ya que esto determinará el tipo de robot a construir y las estrategias de programación. Para hacerse una idea se pueden visitar enlaces a campeonatos . Este incluso nos ofrece vídeos, aunque la mayor parte de los robots no son de Lego. Aquí podéis ver uno de un año anterior Divide tu equipo y selecciona las tareas. A continuación viene una sugerencia. Un componente encargado de buscar alternativas de robots y presentarlos al grupo para decidir cual se selecciona. Se puede atender a criterios de robustez, velocidad o fuerza, estrategias de combate que se pueden seguir. Uno o más componentes construirán el robot (encontrar las piezas es un poco pesado). Un componente que diseñará el programa y repartirá las tareas de programación entre los tres. Cada programador deberá verificar el funcionamiento de su código de acuerdo a las especificaciones. Un miembro, distinto del diseñador, realizará las pruebas de funcionamiento integral y elaborará un informe. El equipo al completo examinará el informe de pruebas y decidirá los cambios de diseño que sean pertinentes. Un miembro recopilará toda la información generada y elaborará un informe final. Comienza a navegar en la red para encontrar descripciones de robots. En la Constructopedia se describen componentes paso a paso, indicando las piezas precisas. Hay autores que nos ofrecen sus realizaciones, tales como Dave Hylands o Mario Ferrari. Otros enlaces: Iguano Entertainment MindStorms RCX Sensor Input Page Todos los miembros deberán tomar notas de sus trabajos. Anota cada decisión y cada acuerdo que se tome en el grupo. Si es preciso volver atrás y cambiar de idea escribe los motivos. Haz comentarios sobre la utilidad de las páginas Web que hayas encontrado. Esto servirá para desarrollos futuros. Programar, probar y modificar. El robot debe ser programado con lenguaje Ada. A tal efecto contamos AdaMindstorms, una mini-versión de Ada, que genera un código NQC, que compilado crea el binario transferible al Robot. Este software ha sido desarrollado por Barry Fagin, del Departamento de Ciencia de los Computadores de la Academia de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Para el funcionamiento correcto es preciso instalar el traductor/compilador de Gnat. El AdaGIDE, un sencillo entorno de desarrollo, es un front-end para el compilador de Gnat. Por último es preciso instalar el AdaMindstorms que añade al compilador de Gnat las funcionalidades del microcontrolador de Lego e instala el NQC (Not Quite C). Descargar programas. Existe un sencillo manual de programación y páginas explicativas para el AdaMindstorms. Para poder transferir los programas al microcontrolador de Lego es preciso instalarle el Lego sdk 2 y su firmware, en un principio este firmware estará cargado en cada uno de los controladores. La fecha del torneo será el 29 de mayo durante la hora de prácticas. El día 25 de mayo es el límite para la entrega de la documentación que debe incluir: Diseño mecánico del robot. Justificación de la elección de ese robot. Portfolio de cada uno de los participantes. Actas de reuniones de los componentes del grupo. Descripción de la táctica de combate del robot. Código fuente debidamente comentado con una descripción de su estructura.

Evaluación

Este trabajo tiene una valoración global de 2 puntos.

Recordad que el proceso es tan importante como las prestaciones finales del robot.

Cada miembro del equipo debe ser capáz de responder a cualquier pregunta relativa al desarrollo del trabajo, no solo de la parte que él haya desarrollado.

Cada componente del equipo será evaluado de acuerdo a la siguiente tabla.

CATEGORÍA			Inicial	En desarrollo	Consumado	Ejemplar	Puntación
Individual		Peso	1 punto	2 puntos	3 puntos	4 puntos
Tareas	Se ha comprobado la complementariedad de las tareas	20 %	Todo el mundo hace lo mismo	Hay algo de reparto del trabajo.	El trabajo está repartido.	El trabajo está repartido y documentado
	Calidad de las explicaciones	20%	No hay documentos de análisis o diseño	Los análisis están poco desarrollados	Los análisis son correctos	Se hacen valoraciones o ampliaciones relevantes
	Puntualidad de las tareas entregadas	5	No se ajustan ni a tiempos.	No se ajusta del todo a formas y con cinco o más días de retraso	Se ajusta a formas con tres días de retraso	Se ajusta a tiempos y formas
	Calidad de la redacción	10	Faltas de ortografía. Poco inteligible.	Sin faltas, pero con mala redacción, difícil de leer.	Legible y correcto ortográficamente.	Se expresan las ideas de forma clara y correcta.
	Diagramas e ilustraciones cuando proceda	10	No se hacen diagramas explicativos	No son precisos o no ayudan al entendimiento del tema	Ordenados y precisos y algunas veces ayudan al entendimiento del tema	Ordenados y precisos y ayudan al entendimiento del tema
	Comunicación dentro del grupo	10	No se percibe comunicación, hay divisiones	La comunicación es informal.	La comunicación es efectiva	Comunicación es efectiva y además está documentada
	Calidad de las Actas	5	No se han realizado en plazos	Realizadas en plazos pero poco explicativas	Han sido realizadas con periodicidad	Realizadas periódicamente y completas
	Eficiencia	20	El robot se mueve torpemente	No se aprecia una estrategia de lucha.	Hay una estrategia definida coherente	Han sido los vencedores
Puntuación Final		100%

Conclusión

Al finalizar habréis programado un sencillo sistema empotrado, empleando sensores y actuadores que lo relacionan con el entorno.

El modo de trabajo será similar al de muchos sistemas empotrados donde se hace un desarrollo en un computador ("host") del programa que será ejecutado en otro procesador ("target"). En el target es preciso contar con un software cargador ("el firmware del Lego) para que el programa se transfiera, se cargue en el lugar apropiado y se inicie su ejecución.

Aunque el trabajo no es complejo se hará enfasis en su realización en equipo, habrá que dividir las tareas, coordinarse, respetar los acuerdos y los plazos.

LEGO® es una marca registrada de LEGO® Group .
LEGO® Mindstorms

Background cortesia de fibblesnork.com(tm) (Copyright held by by Todd Lehman)

Última actualización: Febrero de 2007