Uso de simuladores en docencia de robótica móvil

P. 269-279The main goal of this paper is to present the advantages that the new generation of mobile robot simulators has given to the teaching of robotics to computer science students. We present some of their features, as well as some experiences of their uso in two Spanish universities. These experiences have taken place at different courses, both at graduate and undergraduate levels. We also discuss about those experiences and introduce how we envision teachng in this frekl.S

Desarrollo de una herramienta educativa de simulación para robótica móvil

La robótica es uno de los campos tecnológicos con más potencial, y por ello su variante educativa lleva unos años en auge. En su docencia en la Universidad de Zaragoza se utiliza un robot compuesto por la placa BrickPi3 y los sensores de Lego Mindstorms; sin embargo, no existen simuladores de robótica móvil educativos lo suficientemente complejos para su uso a nivel universitario. En este trabajo se plantea el desarrollo de una herramienta que educativa de simulación de robótica móvil, que permita simular el material utilizado en la asignatura de Robótica de la Universidad de Zaragoza.Para facilitar el trabajo se ha considerado la adaptación de un simulador libre de robótica ya existente. Tras un análisis de requisitos para no errar en la decisión, se consideró la utilización de tres simuladores diferentes, CoppeliaSim (previamente V-Rep), AirSim, y Webots. Todos se adaptaban bien a nuestras necesidades, pero el simulador escogido fue CoppeliaSim, ya que destacaba al tener menores requisitos de hardware, indispensables en una herramienta educativa.Una vez escogido el simulador se diseñó el robot virtual y los escenarios en los que simularlo; además, se configuró dicho simulador para ejecutar el código de control del robot, escrito de forma externa en Python. Para ello se utilizó la API remota proporcionada por CoppeliaSim, que conecta clientes con el proceso servidor del simulador. Se creó un paquete de Python que actúa como conector con el simulador, que ofrece la misma interfaz que el paquete con los drivers de Brickpi3 usados en el robot real, así los usuarios pueden ejecutar su código en la plataforma que quieran de forma transparente. En la implementación del conector las principales tareas a realizar fueron el formateo de los datos de los mensajes, y la gestión de la concurrencia.Se ha validado el correcto funcionamiento del sistema reutilizando el código de control del robot desarrollado previamente en la asignatura de Robótica, y los resultados han sido satisfactorios. Finalmente, se ha preparado un modo en el que 2 alumnos ejecutan el código de sus robots a la vez, para competir en cuál finaliza antes el recorrido; como apoyo a la comparativa de dichos recorridos se han proporcionado unas métricas que los describen.Los resultados han sido satisfactorios y se espera un futuro uso de la herramienta en la docencia de la Universidad de Zaragoza.<br /

La Robótica como elemento motivador para un proyecto de asignatura en Fundamentos de Computadores

En las metodologías de evaluación continuada es común introducir un proyecto que sirva de eje vertebrador de las prácticas de la asignatura. Dado que la robótica es un campo que suele motivar al alumnado, se introdujo, en Fundamentos de Computadores, una propuesta de trabajo en equipo en la que los estudiantes habían de desarrollar el controlador de un robot. En el artículo se presenta la manera en que cada tema de la asignatura se trata en el proyecto y se analizan los pros y los contras de la experiencia.Peer Reviewe

Desarrollo de un modelo de robot aplicado a la educación y simulación en entornos virtuales con ros: Especificaciones del modelo robot uniciclo edubot-v4

La robótica es una disciplina que viene siendo aplicada a los contextos de aprendizaje desde hace décadas. El uso de robots como tecnología mediadora en los procesos de enseñanzaaprendizaje ha evolucionado notablemente desde entonces, encuadrándose en diferentes perspectivas y aplicaciones. El desarrollo de la creatividad, así como la planificación y la resolución de problemas, o la adquisición de competencias procedimentales relacionadas con el ámbito tecnológico, son algunos de los aspectos que produce la robótica en el ámbito educativo. En el presente artículo describimos el desarrollo de un modelo de robot enmarcado dentro de este ámbito educativo, así como sus características y las aplicaciones. El modelo, cuyo primer prototipo fue iniciado en 2014 se ha desarrollado con componentes de hardware libre y código abierto. El presente artículo muestra las implicaciones de implementar dinámicas de trabajo con robots en ámbitos educativos universitarios, al tiempo que el uso de herramientas de simulación en entornos virtuales e inmersivos, usando librerías de software como ROS o simuladores como Gazebo, incrementa las posibilidades de desarrollar nuevas líneas de trabajo y dinámicas de aprendizaje innovadoras

DEVELOPMENT OF A ROBOT MODEL APPLIED TO EDUCATION AND SIMULATION IN VIRTUAL ENVIRONMENTS WITH ROS: SPECIFICATIONS OF THE ROBOT UNICICLO MODEL EDUBOT-V4

La robótica es una disciplina que viene siendo aplicada a los contextos de aprendizaje desde hace décadas. El uso de robots como tecnología mediadora en los procesos de enseñanzaaprendizaje ha evolucionado notablemente desde entonces, encuadrándose en diferentes perspectivas y aplicaciones. El desarrollo de la creatividad, así como la planificación y la resolución de problemas, o la adquisición de competencias procedimentales relacionadas con el ámbito tecnológico, son algunos de los aspectos que produce la robótica en el ámbito educativo. En el presente artículo describimos el desarrollo de un modelo de robot enmarcado dentro de este ámbito educativo, así como sus características y las aplicaciones. El modelo, cuyo primer prototipo fue iniciado en 2014 se ha desarrollado con componentes de hardware libre y código abierto. El presente artículo muestra las implicaciones de implementar dinámicas de trabajo con robots en ámbitos educativos universitarios, al tiempo que el uso de herramientas de simulación en entornos virtuales e inmersivos, usando librerías de software como ROS o simuladores como Gazebo, incrementa las posibilidades de desarrollar nuevas líneas de trabajo y dinámicas de aprendizaje innovadoras.Robotics is a discipline that has been applied to learning contexts for decades. The use of robots as a technology for approaching to educational processes, has progressed since then, and has been part of diverse approaches and applications. The development of creativity, the resolution of problems or acquisition of competences connected with the technological scope, are some of the features set out by robotics in the educational domain. This manuscript describes the development of a model of robot for educational purposes, as well as its features and applications. The model, whose first prototype was initiated in 2014, has been developed with free hardware components and open source. This manuscript shows implications when implementing work dynamics with robots in educational university contexts. Simultaneously, when using tools for simulating robots in virtual immersive environments, all together increases possibilities for developing new lines and dynamics for collaborative and cooperative work

Simulador en ROS de una plataforma de robots móviles

El objetivo de este trabajo es la generación de un entorno de simulación en ROS (Robotic Operating System) correspondiente a una plataforma de robots móviles que se encuentra en uno de los laboratorios del Departamento de Ingeniería Informática y de Sistemas. A partir de los datos reales que proporciona la plataforma se desarrolla un programa en C++ que traslade el escenario real a un entorno simulado de manera automática. Los escenarios creados se utilizan en el simulador Stage. Una vez generado el entorno simulado se realizan simulaciones de navegación autónoma mediante la adaptación de un paquete de navegación de ROS a la simulación creada. En ellas se envía una posición objetivo a un robot simulado y este lo alcanza evitando los distintos obstáculos del entorno.<br /

Aprendizaje con robótica, algunas experiencias

Este artículo presenta el análisis de experiencias, revisadas en diversos artículos, acerca de la implementación de la robótica en la educación, con el fin de obtener referentes pertinentes para la construcción de una propuesta para el aprendizaje de la robótica en la educación básica secundaria y media. Se consideran dos ámbitos de aplicación de la robótica en la educación: el primero es el aprendizaje de la robótica mediante la conceptualización de cada uno de los subsistemas de un robot para luego realizar la construcción de robots con diferentes propósitos, en este ámbito el objetivo es desarrollar las competencias, en los estudiantes, para el diseño y construcción de tecnofactos robóticos, mediante un proceso de construcción del conocimiento necesario para hacerlo; el segundo ámbito de aplicación es la utilización de la robótica como medio que motiva y da sentido a la construcción de conocimiento en diversas áreas, promoviendo habilidades y competencias en los estudiantes. Además, el aprendizaje de la robótica y el aprendizaje con robótica pueden ser mediados por la informática, la cual aporta tecnologías y herramientas software como los lenguajes de modelado matemático y simulación, tutoriales multimediales, laboratorios virtuales y remotos, entre otros. Así, este artículo se propone destacar cómo la robótica en el aula de clase permite, por una parte, el enriquecer estrategias de aprendizaje como apoyo a la formación integral de los estudiantes, y por otra, es un campo que presenta una demanda creciente en la atención de docentes e investigadores, así como en los estímulos para su investigación, desarrollo y divulgación de parte del estado

La robótica como elemento motivador para un proyecto de asignatura en Fundamentos de Computadores

En las metodologías de evaluación continuada es común introducir un proyecto que sirva de eje vertebrador de las prácticas de la asignatura. Dado que la robótica es un campo que suele motivar al alumnado, se introdujo, en Fundamentos de Computadores, una propuesta de trabajo en equipo en la que los estudiantes habían de desarrollar el controlador de un robot. En el artículo se presenta la manera en que cada tema de la asignatura se trata en el proyecto y se analizan los pros y los contras de la experiencia.Este trabajo se ha realizado en el marco del proyecto de mejora de la calidad docente MQD2009-0127, titulado “ABPbot: Diseño de un portfolio integrado para asignaturas HW/SW en titulaciones de informática utilizando una plataforma robótica”, dirigido por Joan Oliver Malagelada y financiado por el DURSI (Generalitat de Catalunya)

Programación Didáctica de Tecnología para 4º de E.S.O.

Máster Univ. en Formación del Profes. en E.S.O., Bachillerato, F.P. y E.Ii

Desenvolvemento dun modelo de simulación en gazebo dun robot móbil basado en smartphone

[Resumo] O uso de modelos de simulación é unha práctica amplamente estendida no campo da robótica debido ás vantaxes que ofrece fronte á utilización dun robot real, tales como axilizar a realización de probas, eliminar os posibles fallos do hardware, dispoñer do espazo físico necesario, dispoñer das unidades de robots suficientes, redución de costes, etc. Estes modelos de simulación son de gran utilidade, tanto en labores de investigación como na docencia dentro deste campo, especialmente en niveis superiores de educación. Por outro lado, cada vez son máis empregados os estándares de ROS (Robot Operating System) para a programación de robots, principalmente no ámbito da investigación, sendo de gran interese contar con simuladores que permitan traballar con este sistema. Este Traballo Fin de Mestrado ten como obxectivo desenvolver un modelo de simulación do robot Robobo para o simulador de código aberto Gazebo, que poida ser programado dende os estándares de ROS e que ofreza un comportamento afín ao ofrecido polo modelo real.[Resumen] El uso de modelos de simulación es una práctica ampliamente extendida en el campo de la robótica debido a las ventajas que ofrece frente a la utilización de un robot real, tales como agilizar la realización de pruebas, eliminar los posibles fallos del hardware, disponer del espacio físico necesario, disponer de las unidades de robots suficientes, reducción de costes, etc. Estos modelos de simulación son de gran utilidad, tanto en labores de investigación como en la docencia dentro de este campo, especialmente en niveles superiores de educación. Por otro lado, cada vez son más empleados los estándares de ROS (Robot Operating System) para la programación de robots, principalmente en el ámbito de la investigación, siendo de gran interés disponer de simuladores que permitan trabajar con este sistema. Este Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo desarrollar un modelo de simulación del robot Robobo para el simulador de código abierto Gazebo, que pueda ser programado desde los estándares de ROS y que ofrezca un comportamiento afín al ofrecido por el modelo real.[Abstract] The use of simulating models is a wide extend practice in the robotics field due to the advantages it offers over the use of real robots, such as speeding up the execution of tests, avoid possible hardware failures, having the necessary physical space, having enough units of robot, reducing costs, etc. These simulation models are very useful, both in research work and in teaching, especially at higher levels of education. On the other hand, ROS (Robot Operating System) standards are increasingly used for programming robots, mainly in research, being of great interest to have simulators to allow working with this system. This Master's Thesis aims to develop a simulation model of the Robobo robot for the Gazebo open source simulator, which can be programmed from the ROS standards and which offers a behavior like the offered by the real model.Traballo fin de mestrado (UDC.EPS). Enxeñaría industrial. Curso 2018/201