Arquitectura de Comportamientos Reactivos para Agentes Robóticos basada en CBR

En los últimos tiempos se ha demostrado la importancia del aprendizaje en la Inteligencia humana, tanto en su vertiente de aprendizaje por observación como a través de la experiencia, como medio de identificar situaciones y predecir acciones o respuestas a partir de la información adquirida. Dado este esquema general de la Inteligencia Humana, parece razonable imitar su estructura y características en un intento por diseñar una arquitectura general de inteligencia aplicada a la Robótica. En este trabajo, inspirados por las teorías de Hawkins en su obra On Intelligence, hemos propuesto una arquitectura jerárquica de inteligencia en el que los diversos módulos se implementan a partir de Razonamiento basado en Casos ¿Case Based Reasoning (CBR)¿, una herramienta de IA especialmente apta para la adquisición de conocimiento a través del aprendizaje y para la predicción basada en similitud de información. Dentro de esta arquitectura la presente tesis se centra en las capas inferiores, las de tipo reactivo, expresadas en forma de comportamientos básicos, que implementan conductas sencillas pero indispensables para el funcionamiento de un robot. Estos comportamientos han sido tradicionalmente diseñados de forma algorítmica, con la dificultad que esto entraña en muchos casos por el desconocimiento de sus aspectos intrínsecos. Además, carecen de la capacidad de adaptarse ante nuevas situaciones no previstas y adquirir nuevos conocimientos a través del funcionamiento del robot, algo indispensable si se pretende que éste se desenvuelva en ambientes dinámicos y no estructurados. El trabajo de esta tesis considera la implementación de comportamientos reactivos con capacidad de aprendizaje, como forma de superar los inconvenientes anteriormente mencionados consiguiendo al mismo tiempo una mejor integración en la arquitectura general de Inteligencia considerada, en la cual el aprendizaje ocupa el papel principal. Así, se proponen y analizan diversas alternativas de diseño de comportamientos reactivos, construidos a través de sistemas CBR con capacidad de aprendizaje. En particular se estudia i) la problemática de selección, organización, y representación de la información como recipiente del conocimiento de los comportamientos;ii) los problemas asociados a la escalabilidad de esta información; iii) los aspectos que acompañan al proceso de predicción mediante la recuperación de la respuesta de experiencias previas similares a la presentada; iv) la identificación de la respuesta no solo con la acción a tomar por parte del comportamiento sino con un concepto que represente la situación presentada; y v) la adaptación y evaluación de la respuesta para incorporar nuevas situaciones como nuevo conocimiento del sistema. También se analiza la organización de comportamientos básicos que permite obtener, a través de sus interacciones, comportamientos emergentes de nivel superior aún dentro de un alcance reactivo. Todo ello se prueba con un robot real y con un simulador, en una variante de un escenario de aplicación clásico en Robótica, como es la competición Robocup. La elaboración de esta tesis ha supuesto, además de los aspectos puramente investigadores, un esfuerzo adicional en el desarrollo de las herramientas y metodología de pruebas necesarias para su realización. En este sentido, se ha programado un primer prototipo de marco de implementación de comportamientos reactivos con aprendizaje, basados en CBR, para la plataforma de desarrollo robótico Tekkotsu

Uso de la metodología docente de puzle para que los estudiantes jueguen el rol del profesorado

SSe describe una experiencia docente en la que se persigue que el alumnado empatice con el docente. Para ello se propone a los estudiantes realizar algunas de las tareas propias del profesor. Se usa la metodología de aprendizaje colaborativo, el puzle, con el objeto de desarrollar la competencia trabajo en grupo. Aunque en general los resultados son positivos, se discute que son sólo un primer paso para el correcto desarrollo de esta compleja competencia. Este trabajo se centra en el curso 2013-14, aunque la experiencia se viene desarrollando desde 2010 en diversas titulaciones de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad de MálagaUniversidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tec

A bottom-up robot architecture based on learnt behaviors driven design

Draft previo a la revisión. El artículo definitivo tiene derechos de autor.In reactive layers of robotic architectures, behaviors should learn their operation from experience, following the trends of modern intelligence theories. A Case Based Reasoning (CBR) reactive layer could allow to achieve this goal but, as complexity of behaviors increases, thecurse of dimensionality arises: a too high amount of cases in the behaviors casebases deteriorate response times so robot's reactiveness is finally too slow for a good performance. In this work we analyze this problem and propose some improvements in the traditional CBR structure and retrieval phase, at reactive level, to reduce the impact of scalability problems when facing complex behaviors design.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Cooperative learning in a Engineering Teaching Framework: an introductory experience to Teamworking

Proyecto de Innovación Educativa PIE13-021: Aprendizaje Cooperativo/Colaborativo en el ámbito de la Ingeniería (ACAI)La enseñanza universitaria en el ámbito de la Ingeniería ha estado tradicionalmente orientada al trabajo individual del alumno, lo cual dificulta la adquisición de una de las aptitudes más valoradas en el mercado laboral, como es la competencia de trabajo en grupo. Este trabajo tiene como objetivo fomentar una componente de esta competencia, como es la interacción entre los estudiantes. Para ello se han diseñado y puesto en práctica una serie de actividades docentes en la asignatura “Microcontroladores“, asignatura de 2º curso común a los estudios de Grado en Ingeniería de Sistemas Electrónicos, Sistemas de Telecomunicación, Telemática, Tecnologías de Telecomunicación, y Sonido e Imagen, en la Universidad de Málaga. Asimismo, se ha establecido un conjunto de indicadores que permiten evaluar el grado de consecución de la meta planteada. Los resultados han puesto de manifiesto que la interacción entre los estudiantes se puede fomentar mediante el conjunto de acciones planificadas, aunque las mismas requieren un esfuerzo adicional por parte del profesorado. Finalmente, se han propuesto algunas mejoras en el diseño del procedimiento, para mejorar su eficacia. Este trabajo se enmarca en el proyecto ACAI, cuyo objetivo es implementar un diseño curricular para el desarrollo de la competencia de Trabajo en Grupo. Así, se propone continuar la experiencia aquí presentada fomentando, para los mismos estudiantes, otras componentes de la competencia en asignaturas de 3º y 4º de los grados mencionados.Proyecto de Innovación Educativa PIE13-021, concedido por el Vicerrectorado de Profesorado, Formación, y Coordinación de la Universidad de Málaga

Ética y sostenibilidad: buscando hueco en los planes de estudios

Este trabajo muestra una propuesta de actividades docentes para el desarrollo de las competencias ética y sostenibilidad. Se pretende con ella mejorar el escaso desarrollo que de las mismas se ha detectado en un grado de Ingeniería electrónica, mediante la reducción de las reticencias del profesorado a su inclusión en su docencia. Queda como trabajo futuro medir hasta qué punto se ha conseguido la mejora y extender este trabajo a otros grados de Ingeniería.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. Plan Propio Integral de Docencia de la Universidad de Málag

Lista de componentes para la construcción de un Skybot para la asignatura Microbótica (GSE)

Lista de componentes necesarios para construir un microbot tipo Skybot para la asignatura Microbótica del Grado en Sistemas Electrónico