GUÍA DE AUTOAPRENDIZAJE - Instituto Rubiano DE AUTO APRENDIZ… · (Robots Universales de Rossum), estrenada en enero de 1921 en Praga por el novelista y dramaturgo checo Karel Capek.

GUÍA DE AUTOAPRENDIZAJE

MINISTERIO DE EDUCACIÓN

DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN DE SAN MIGUELITO

INSTITUTO RUBIANO

NOMBRE DE LA ASIGNATURA

TRIMESTRE: I__

TALLER DE SISTEMAS ROBÓTICOS

12°

NÁUSICA JAÉN

14 DE AGOSTO DE 2020

Presentación

.

Estimados Estudiantes,

En este guía de aprendizaje encontraras como surgieron los robots y como el

desarrollo de estos prototipos inicio la ciencia de la Robótica con fin de crear, diseñar

Robots que facilitaran las tareas y trabajos que al hombre se le hacían difícil de

realizar por el volumen de producción y por requerían de movimiento de piezas

extremadamente pesadas.

Robótica es muy importante para el ser humano y, en futuro, puede llegar a formar

una parte esencial de nuestra vida cotidiana.

Al finalizar serás capaz de:

• Conocer y diferenciar entre de Robótica y Robot.

• Describir los principales componentes de los Robot.

• Los avances que tenido la Robótica en otras áreas con más versatilidad y

precisión.

• Las funciones que desempeñan los sensores y actuadores en la creación de

Robots.

¿Cómo superar este objeto de aprendizaje?

• Deberás leer cada lectura de cada guía, al final de cada guía encontraras

actividades a realizar las cuales serán evaluadas formativamente y se requiere

que sean realizadas para poder hacer su prueba.

• Al final de la guía realiza la prueba la cual será evaluada con la puntuación

indicada en la prueba.

Índice de Contenido

Guía # 1: Define los conceptos de robótica y robots. ………… pág 1

Guía # 2: Historia y Clasificación de los Robots …………………pág 3

Guía # 3: Área de aplicación de la Robótica ………………………pág 8

Guía # 4: Sensores ………………………………………………… pág 10

Guía # 5: Actuadores …………………………………………………pág 13

Evaluación ………………………………………………… pag 15

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Guía # 1: Define los conceptos de robótica y robots.

Objetivos de aprendizaje:

Define la robótica como una técnica utilizada para diseñar y construir robots o aparatos que realizan operaciones o trabajos.

INDICADORES DE LOGROS

Diferencia entre los conceptos Robótica y Robots, como su importancia en la vida del hombre. Describe la importancia de la robótica educativa como un sistema de enseñanza interdisciplinario para el conocimiento de las nuevas tecnologías del mundo contemporáneo.

Lectura 1 ¿Qué es la ROBOTICA?

La Robótica es la rama de la ingeniería mecánica, de la ingeniería eléctrica, de la

ingeniería electrónica, de la ingeniería biomédica, y de las ciencias de la computación

que se ocupa del diseño, construcción, operación, estructura, manufactura, y aplicación

de los robots.

Capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso

de inteligencia.

¿Qué es Robot?

Máquina automática programable capaz de realizar determinadas operaciones de

manera autónoma y sustituir a los seres humanos en algunas tareas, en especial las

pesadas, repetitivas o peligrosas; puede estar dotada de sensores, que le permiten

adaptarse a nuevas situaciones.

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LAS PARTES DE UN ROBOT ACTIVIDADES GUIA#1 ACTIVIDADES 1.1 Define los siguientes conceptos.

1. Bot

2. Ciborg:

3. Domótica:

4. Ingeniería Mecatrónica:

5. Robot:

6. Robótica

7. Robótica educativa:

8. Sensor:

9. Motores:

10. Actuadores: 11. Androides 12. Humanoides 13. Sensor 14. Actuadores

1.2 Investiga las 3 (tres) Leyes de la Robótica.

1. 2. 3.

1.3 Escriba las partes de un Robot. 1. 2.

3. 4.

a) Armazón o esqueleto del robot. El armazón es como el esqueleto de un ser humano. ...

b) Sensores o receptores de estímulos. Todo robot debe tener un desenvolvimiento adecuado gracias a los estímulos externos que recibe del exterior. ...

c) Actuadores: convierte una señal eléctrica en una salida física.

d) Tarjeta de control o cerebro del robot.

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Guía # 2: Historia y Clasificación de los Robots.

Objetivos de aprendizaje:

Describe algunos hechos en la historia sobre los robots, reconociendo su importancia para la comprensión de la utilidad de la robótica en las actividades cotidianas.

. INDICADORES DE LOGROS

Expresa de forma oral y clara, los avances en la historia de la robótica y su aplicación real. Describe principales trabajos que se realizaron para iniciar

Lectura 2: Origen de la palabra Robots: Origen de la palabra robot; el término procede de la palabra checa robota, que significa 'trabajo obligatorio'; fue empleado por primera vez en la obra teatral R.U.R. ... (Robots Universales de Rossum), estrenada en enero de 1921 en Praga por el novelista y dramaturgo checo Karel Capek. Isaac Asimov utilizó por primera vez el término “robótica” y postulo las tres leyes de la robótica en su libro I Robot (Yo robot) publicado en 1950, coincidiendo con el apogeo de la robótica moderna. El pionero en la robótica industrial fue George Devol, pues con el objetivo de diseñar una máquina flexible, adaptable al entorno y de fácil manejo, en el año 1956 patentó un manipulador programable para transferir partes Según su Generación.

1.ª Generación.

Robots Manipuladores: Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.

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2.ª Generación.

Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente

por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador

realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.

3.ª Generación.

Robots con control sensorizado. El controlador es un ordenador que ejecuta las órdenes de un

programa y las envía al manipulador o robot para que realice los movimientos necesarios.

Según su estructura

La estructura es definida por el tipo de configuración general del robot, puede ser metamórfica. El

concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la

flexibilidad funcional de un robot a través del cambio de su configuración por el propio robot. El

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metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de

efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos

o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la

denominación genérica del robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil

establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La

subdivisión de los robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: poli

articulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos.

1. Poliarticulados

• Son sedentarios, aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar

desplazamientos limitados.

• Estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo

según uno o más sistemas de coordenadas.

• Entre estos se encuentran robots manipuladores, los robots industriales y los robots

cartesianos

2. Móviles

• Gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un

sistema locomotor de tipo rodante.

• Dirigidos por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de

sus sensores.

• Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de

circuitos empotrados en el suelo.

• Sirven para transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación.

• Dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.

Robot enfermo que cuida de ancianos.

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3. Androides

Robot androide

1. Intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático del ser

humano.

2. Son de la locomoción bípeda.

3. Principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso

y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.

4. Se los suele llamar "marionetas" cuando se les ven los cables que permiten ver cómo

realiza sus procesos.

4. Zoomórficos

• Hay dos categorías principales: caminadores y no caminadores.

• Los no caminadores está muy poco evolucionado. Basados en segmentos

cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento

relativo de rotación.

• Caminadores son vehículos terrenos, pilotados o autónomos, capaces de

evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos robots

serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los

volcanes.

5. Híbridos

• Corresponden a aquellos de difícil clasificación, cuya estructura se sitúa en

combinación de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por

yuxtaposición.

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• Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas es, al mismo

tiempo, uno de los atributos de los robots móviles y de los robots zoomórficos.

Actividades: I. Llene los espacios con la respuesta correcta.

a. ____________________ Mucha movilidad y dotado de nivel relativamente elevado

de inteligencia.

b. ____________________ imitar la apariencia humana, simula conducta de manera

autónoma.

c. ____________________ dispositivo segmentado articulado y con rueda

d._____________________ Son sedentarios y entre estos podemos señalar robots

manipuladores, los robots industriales y los robots cartesianos.

e._____________________ se dividen en dos categoría caminadores y no

caminadores.

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Guía # 3 AREA DE APLICACIÓN DE LA ROBOTICA Objetivo de Aprendizaje:

Investiga el surgimiento de la robótica en otras áreas, facilitando el trabajo a los seres humanos.

Indicadores de Logros:

Descubre otras facetas de la robótica en la actualidad y como han ayudado al ser humanos en sus vidas cotidianas. Valora la importancia de la Robótica y su aplicación en otras áreas de nuestro mundo actual mejorando muchos procesos con eficiencia y exactitud.

Áreas de aplicación de la Robótica. Durante siglos el hombre ha dedicado conocimientos y esfuerzo en la construcción de máquinas que le ayuden en su trabajo diario o que le posibiliten realizar acciones que exceden a las posibilidades del cuerpo humano. Aunque el avance en los últimos tiempos es notorio, se puede asegurar que la industria robótica se encuentra en pleno surgimiento de expansión. 3.1 Medicina Los robots poseen importantes aplicaciones en cirugía, ya que compensan deficiencias y limitaciones de exactitud del ser humano, por lo que mejoran los procedimientos quirúrgicos. 3.2 Industrial Algunos ejemplos de operaciones actualmente realizadas por robots, especialmente en la industria automotriz, pueden ser: la soldadura por punto y por arco; taladro, acanalado y otras aplicaciones de mecanizado; rectificado, pulido cepillado y otras; remachado; corte por chorro de agua y por láser y pinturas de spray. 3.3 Agricultura En la actualidad se realizan aplicaciones de tipo experimental para incluir a los robots en la siembra y poda de los viñedos, del mismo modo que en la recolección de manzanas. 3.4 Educación Existen ya algunos casos de robots que están siendo utilizados en distintas formas. Por

ejemplo, en el lenguaje de programación, se utiliza el robot Karel y en el aprendizaje de

las matemáticas, el robot tortuga en conjunción con el lenguaje LOGO.

Hay también nuevas formas de aprendizaje y comunicación en el contexto de la

alfabetización digital, y se debe estar atento al hecho de formar ciudadanos que sean a

la vez usuarios críticos. Se espera también que las tutorías en redes favorezcan la

enseñanza a distancia.

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3.5 Exploración espacial El espacio exterior todavía no se ha logrado automatizar el reemplazo del hombre por

robots.

Sin embargo, se han desarrollados aplicaciones robóticas en los transbordadores

espaciales, la tele operadores, siendo su primera experiencia en el transbordador

Columbia en el año 1982.

3.6 Ciencia e Ingeniería En lo que refiere a la ciencia, el estudio del funcionamiento de las redes neuronales en el cerebro humano, con el fin de poder implantar técnicas de inteligencia artificial en las computadoras y su posterior aplicación en robótica. 3.7 Ámbito empresarial En un futuro la gestión empresarial será totalmente automatizada, eliminando de esta forma los trabajos manuales que hoy hacen los empleados, como ser todo el ingreso de datos o documentos mediante lectoras ópticas. 3.8 Nuevas tendencias. El androide ASIMO de la empresa Honda reconoce rostros sube y baja escaleras y puede agarrar pequeños objetos, y en su última versión también corre. Se prevé que pueda utilizarse en el campo de la medicina. Otro robot con características muy peculiares es NEXI de la empresa MIT, que se define como el primer robot capaz de mostrar emociones humanas. Los robots de uso doméstico son aquellos que ayudan en los quehaceres de la casa. Desarrollados por la empresa iRobot, hasta el momento existe uno que trapea y otro que barre. Actividades:

A. Investigación:

1. La importancia de la Robótica Educativa.

2. Las ventajas o desventajas que ha tenido la Aplicación de la Robótica en

otras áreas. (Sintetizar a una página)

B. Desarrolle

1. ¿En qué área los robots han tenido gran demanda?

2. ¿Qué tareas o actividades realizan los robots en el área de la agricultura?

3. ¿Cómo se trabajarán los documentos en el ámbito empresarial?

4. ¿Qué tarea realiza el humanoide ASIMO?

5. ¿Qué estudios se realizan en el área de la ciencia s y tecnologías?

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Guía # 4

SENSORES

Objetivo de Aprendizaje:

Reconocer los diferentes sensores como dispositivos que están capacitados para

detectar acciones como estímulos externos y responder en consecuencia.

Indicadores de Logros:

Identifica los diferentes sensores y su aplicación en la construcción de robots

programables, en el aula.

Utiliza sensores para el desarrollo de sus proyectos de aplicación que le ayudan a

poner en práctica cómo funcionan estos.

Lectura 4 ¿Qué es un Sensor? 4.1 Definición

Los sensores

Un sensor no es más que un componente electrónico que transmite más o menos

electricidad en función de un elemento físico, como la luz, el sonido, la distancia, etc. Si

queremos conectar un sensor a nuestra placa, tendremos que averiguar primero si el

sensor es digital o analógico.

Un sensor es un dispositivo que está capacitado para detectar acciones o estímulos

externos y responder en consecuencia. Estos aparatos pueden transformar las

magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas.

El sensor digital

Un sensor digital solo puede tener dos valores: 1 o 0, todo o nada. Un ejemplo de

sensor digital es un pulsador, en el que cuando pulsamos el botón éste vale 1, y

cuando no lo pulsamos 0.

MPORTANTE: Los pines digitales 0->RX y 1->TX se usan para recibir y enviar

información, por lo que, si les conectas un sensor o actuador y programas la placa, puede

que el programa no se cargue o no funcione correctamente. Además, el pin D13, debido

a la existencia del LED D13, no recibe la misma tensión, por lo que puede darte

problemas en el uso de algunos elementos. Usa con precaución dichos pines.

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El sensor analógico

Un sensor analógico puede tener múltiples estados siendo capaz de transformar la

cantidad de luz, temperatura u otros elementos físicos en un valor comprendido entre

0 y 1023. Un ejemplo de sensor analógico es un sensor de luz, donde dependiendo de

la cantidad de luz que el sensor recibe dará un valor mayor o menor.

Ejemplo: el sensor de luz detecta la cantidad de luz que hay en su entorno

4.2 Tipos de sensores.

• Ópticos.

Llamado fotoeléctrico es capaz de detectar una presencia o algún objeto a distancia, a

través del cambio de intensidad de luz.

• Térmicos.

Un sensor es un objeto capaz de detectar magnitudes físicas o químicas llamadas variables de instrumentación, que pueden ser la intensidad lumínica, la temperatura, distancia, aceleración, etc. El sensor de temperatura empleado más habitualmente es el sensor termopolar. Está formado por mecanismos muy sencillos constituidos por dos materiales metálicos de diferente naturaleza unidos mediante uniones llamadas unión fría y unión caliente. El grado de temperatura que detectan estas

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uniones genera una diferencia de potencial estrechamente dependiente de la naturaleza de los materiales. El sensor térmico transforma esta diferencia de potencial en una señal eléctrica.

• Sensor de Humedad El sensor de humedad es un aparato de lectura utilizado en espacios interiores para controlar la humedad del aire y la temperatura. Las magnitudes medidas por el sensor de humedad se transforman en una señal eléctrica normalizada, cuya intensidad suele estar comprendida entre 4 y 20 mA. Un material semiconductor es el encargado de determinar con precisión los valores de humedad y temperatura que se corresponden con la señal emitida.

• Sensores Infrarrojos. Un detector infrarrojo es un tipo de dispositivo optoelectrónica que tiene la capacidad de medir la radiación electromagnética infrarroja que emiten los cuerpos que se encuentran dentro de su campo de visión. ACTIVIDADES 1. Investiga:

a. El sensor ultrasónico. ¿Cuál es su función? b. ¿Ejemplos donde se usen los sensores en la actualidad?

.

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Guía #5.

Actuadores

Objetivo de Aprendizaje:

Reconocer los diferentes actuadores como dispositivos que ejecutan una acción

sobre el entorno cuando se le envía una señal del procesador.

Indicadores de Logros:

Identifica los diferentes actuadores y su aplicación en la construcción de robots

programables, en el aula.

Describe la función de algunos actuadores en sus proyectos de Robótica.

LECTURA 5 5.1 Definición

Los actuadores

Un actuador es un componente electrónico capaz de realizar una acción sobre el

entorno. Por ejemplo, un motor que mueve una rueda, un LED que indica que un aparato

está encendido, un altavoz que emite un sonido de alerta, etc.

Todos los actuadores que utilicemos irán conectados a un pin digital. Hay actuadores,

como un LED, que solo tienen dos estados, mientras otros como un Servomotores de

rotación continua: se caracterizan por ser capaces de girar 360 grados, es decir, una

rotación completa. Su funcionamiento es similar al de un motor convencional, pero con

las características propias de un servo. Esto quiere decir que podemos controlar su

posición y velocidad de giro en un momento dado.

5.2 Tipos de Actuadores

Existen varios tipos de actuadores como:

• Hidráulicos

• Neumáticos

• Eléctricos

• Automáticos

Los actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos son usados para manejar

aparatos mecatrónicas. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo

que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin

embargo, los hidráulicos requieren mucho equipo para suministro de energía, así como

de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos

también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.

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ACTIVIDADES:

1.Realiza un álbum de 5 actuadores utilizados en la construcción de los Robots.

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Evaluación

Prueba 1

Nombre: ________________________ Grado: _________

Total de Puntos: 40

1.Postulo las tres leyes de la robótica

Isaac Asimov

Karel Čapek

Arquitas de Tarento

2.Diseño, construcción, operación, estructura, manufactura, y aplicación de los

robots

Robot

Robotica

Drones

3.La obra R.U.R. (Robots Universales Rossum) del dramaturgo checo.

Isaac Asimov

Karel Čapek

Arquitas de Tarento

4.La palabra robota significa

”Trabajo forzado”

“Metropolis”

"Robot"

5.Criatura formada por materia orgánica y dispositivos tecnológicos

(cibernéticos).

bot

Ciborg

Domótica

6.En su libro Isaac Asimov se utilizó el término.

"Yo Robot"

"R.U.R"

Drones

7.Aplicaciones electrónicas o informáticas que mejoran las condiciones de

habitabilidad.

Domótica

Bot

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Ciborg

8.Dispositivo que convierte una señal eléctrica en una salida física.

Motor

Sensor

Actuador

9.Dispositivo que cambia un parámetro físico a una salida eléctrica.

Motor

Sensor

Actuadores

10. Subdisciplina de la robótica aplicada al ámbito educativo.

Domótica

Cibernética

Robótica Educativa

11.Robot con movilidad y dotado de nivel relativamente elevado de inteligencia.

Androide

Móviles

Poliarticulados

12.Imitan la apariencia humana, simula conducta de manera autónoma.

Androide

Móviles

Robot híbridos

13.Dispositivo segmentado articulado y con rueda

Híbridos

Zoomorficos

Móviles

14. Área aplicación de la Robótica con gran demanda de robot.

Agrícola

Espacial

Industrial

15.Primer robot capaz de mostrar acciones humanas.

NEXI

Asimo

Robotina

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16.Estudios que se realizan en el área de la ciencia y Tecnología

(2 puntos)

Lectores Ópticos

Tele Operadores

Redes Neuronales

17.Para conectar un sensor debe conocer si es:

(2 puntos)

Digital

Analógico

Ambos

18.En el ámbito empresarial los documentos serán visto.

Lectoras ópticas

Tele operadores

Ambas

19.Solo puede tener dos valores: 1 o 0, todo o nada

Sensor Digital

Sensor Analógico

Ambos

20.Hidráulicos, neumáticos y eléctricos son usados como

(2 puntos)

Sensores

Actuadores

Ninguna de las anteriores

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Autoevaluación:

I. Responde las siguientes preguntas.

1. ¿Qué unidad te gusto más y por qué?

Resp.___________________________________________________

___________________________________________________.

2. ¿Qué fue lo más difícil?

Resp. __________________________________________________

___________________________________________________.

3. ¿Qué dudas tienes de lo que aprendíste?

Resp. __________________________________________________

___________________________________________________.

4. ¿Qué te pareció las pruebas de evaluación?

Resp. __________________________________________________

___________________________________________________.

Webliografía:

https://digital.csic.es/bitstream/10261/12832/1/Historia_robotica.pdf.

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esotecnologia/quincena11/4qui

ncena11_contenidos_3a.htm

https://www.robotsyrobotica.com/partes-de-un-robot/

Fecha de entrega 21 de septiembre de 2020.