El interés por la robótica entre alumnos de la carrera de Ingeniería en Informática y la ausencia de temas directamente relacionados con la misma en el currículum, junto con la disponibilidad cada vez mayor de robots a costos accesibles, ha motivado la formación de un grupo de trabajo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Salta en la temática. El primer objetivo ha sido el diseño de un taller de introducción a la programación de robots. Dicho taller permite a los alumnos incursionar en la disciplina usando tanto un robot real como un simulador, e integrar algunas habilidades ya adquiridas a lo largo de la carrera, con la motivación añadida de ver resultados al aplicarlas al control del robot. El trabajo realizado abre también posibilidades para la investigación en robótica, en particular para los alumnos que quieran seguir investigando desde el ámbito de sus proyectos de grado.Eje: Innovación en Educación InformáticaRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Aramayo, Norberto

Gardel, Ana E.

Pérez Abelleira, M. Alicia

Talamé, M. Lorena

Spanish

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

Enseñanza Introductoria de la Programación de Robots 
M. Alicia Pérez, M. Lorena Talamé, Norberto Aramayo, Ana E. Gardel 
 
Facultad de Ingeniería e IESING / Universidad Católica de Salta 
Campo Castañares s/n, 4400 Salta, (0387) 426 8539 
aperez@ucasal.net, lorenatalame@gmail.com, saltaramayo@yahoo.com.ar, aeeg62@hotmail.com 
 
 
 
 
 
Resumen 
El interés por la robótica entre 
alumnos de la carera de Ingeniería en 
Informática y la ausencia de temas 
directamente relacionados con la misma 
en el curículum, junto con la 
disponibilidad cada vez mayor de robots a 
costos accesibles, ha motivado la 
formación de un grupo de trabajo de la 
Facultad de Ingeniería de la Universidad 
Católica de Salta en la temática. El primer 
objetivo ha sido el diseño de un taler de 
introducción a la programación de robots. 
Dicho taler permite a los alumnos 
incursionar en la disciplina usando tanto 
un robot real como un simulador, e 
integrar algunas habilidades ya adquiridas 
a lo largo de la carera, con la motivación 
añadida de ver resultados al aplicarlas al 
control del robot. El trabajo realizado 
abre también posibilidades para la 
investigación en robótica, en particular 
para los alumnos que quieran seguir 
investigando desde el ámbito de sus 
proyectos de grado.  
Palabras clave: programación de robots, 
enseñanza de la robótica, iRobot Create 
 
Contexto 
La línea de trabajo descripta ha sido 
desarrolada por el grupo de interés en la 
robótica de la Facultad de Ingeniería y del 
Instituto de Estudios Interdisciplinares de 
Ingeniería (IESING) de la Universidad 
Católica de Salta. Recientemente esta 
línea de trabajo se ha complementado con 
la aprobación de un proyecto de extensión 
financiado por la universidad titulado 
“Diseño e implementación de un curso 
Taler de Robótica” (Resolución Rectoral 
1473/14). 
 
Introducción 
En nuestra experiencia docente en la 
carrera de Ingeniería en Informática de la 
Universidad Católica de Salta hemos 
venido observando el interés de muchos 
alumnos con la robótica, algo atractivo 
pero prácticamente inaccesible en nuestro 
contexto. Es por eso que comenzamos a 
explorar la posibilidad de introducir el 
tema de manera extracuricular para los 
alumnos de ingeniería y hasta para 
alumnos de colegios secundarios como 
elemento motivador. Dado el perfil de 
nuestra carera, el énfasis estaría en la 
programación de robots, en lo posible de 
robots reales pero también aprovechando 
la disponibilidad de simuladores de los 
mismos.  
No es casualidad este interés por la 
robótica. Esta disciplina, que ciertamente 
no es nueva, se va haciendo cada vez más 
cercana por la extensión de las 
aplicaciones robóticas al ámbito 
doméstico, del entretenimiento, y de otras 
tareas de la vida diaria. Según la 
International Robotics Federation [1], 
solo en 2012 se vendieron unos 3 
milones de robots para uso personal y 
doméstico. La mayoría de elos, 1,96 
milones, se utilizan en tareas domésticas 
(limpieza del suelo, corte del pasto, etc.), 
con un incremento del 53% sobre 2011 y 
ventas de US$697 milones. Los restantes 
son principalmente para entretenimiento 
(robots que son juguetes o para 
aficionados), educación e investigación. 
Las previsiones para el período 2013-
2016 indicaban que se venderán unos 22 
milones de unidades para uso personal, 
de los cuales 15 serán para tareas 
domésticas con un valor estimado de 
US$5600 milones; unos 3,5 milones de 
robots para entretenimiento, unos 3 
milones para educación e investigación, 
y unas 6400 unidades para asistencia a 
personas ancianas y discapacitadas, un 
mercado éste último que aumentará 
sustancialmente en los próximos 20 años. 
Así cada vez está más cerca un futuro 
en que los robots y dispositivos 
relacionados formen parte de la vida 
diaria, gracias a tecnologías como la 
computación  distribuida, el 
reconocimiento y síntesis de voz, el 
procesamiento de imágenes, y la 
conectividad inalámbrica de banda cada 
vez más ancha. Este futuro ciertamente 
motiva a muchos de nuestros alumnos, 
incluso aun cuando no está exento de 
preocupaciones éticas. 
Una empresa, iRobot, iniciada por 
investigadores del MIT, ha fabricado y 
vendido desde su comienzo más de 10 
milones de robots para uso doméstico, 
entre elos su conocido modelo de robot 
aspiradora, Roomba [2]. Gracias a su 
éxito comercial, iRobot ha podido poner 
en el mercado un robot con la misma 
arquitectura que el Roomba para tareas de 
investigación y educación, el Create 
(Figura 1). Se trata de una variante del 
Roomba sin los accesorios de aspirar y 
cepillar. El precio del mismo de US$250 
es un costo por fin al alcance de las 
posibilidades de muchos interesados en la 
robótica, específicamente en la 
programación de robots. Una nueva 
versión de este robot ha salido al mercado 
en los últimos meses [3] a un costo de 
US$200. 
 
 Figura 1 Robot Create de iRobot con 
cámara inalámbrica utilizado en el taler 
 
Es importante destacar que la 
programación de los robots se está 
convirtiendo en el principal desafío, más 
que el hardware. Investigadores de 
prestigio como Red Whitaker y Sebastian 
Thrun han afirmado que a pesar de las 
dificultades para que el hardware 
funcione adecuadamente, las 
posibilidades desde el punto de vista del 
hardware ya casi están; ahora la dificultad 
y el mayor desafío está en el software que 
resuelva el problema [4]. 
Líneas de Trabajo 
La existencia del Create, por su precio 
y calidad, nos motivó a formar un equipo 
y poner en práctica el deseo de ayudar a 
nuestros alumnos a incursionar en el 
mundo de la robótica. Tras investigar 
sobre el estado de la enseñanza de la 
robótica, habiendo realizado un análisis 
del contexto, y de las fortalezas y 
debilidades de nuestro equipo, y tras 
conseguir una unidad de este robot, 
avanzamos en la posibilidad de dictar 
taleres de introducción a la robótica para 
nuestros alumnos, dejando la posibilidad 
abierta para conseguir en el futuro un 
número mayor de robots, en particular del 
tipo Lego Mindstorms, con mayor 
versatilidad desde su arquitectura física y 
variedad de sensores y actuadores. El 
Create viene listo para usar con una 
variedad de sensores, lo cual nos ha 
permitido centrarnos en la programación 
más que en el hardware. No obstante 
como plataforma el robot permite muchas 
posibilidades de extensión desde el 
hardware y la electrónica.  
Parte de nuestra exploración fue la 
búsqueda de alternativas para desarolar 
software para robots,  y específicamente 
para el Create y el Mindstorms. En base a 
ela decidimos inclinarnos por el 
Microsoft Robotics Development Studio 
(MRDS). Los aspectos en que basamos la 
decisión fueron la disponibilidad de un 
simulador de robots en diversos 
contextos; la posibilidad de controlar 
diversos robots usando la misma interfaz 
junto con la existencia de librerías para 
los dos robots mencionados, que nos 
permitieron comenzar a usar el Create de 
inmediato; la posibilidad de programar 
tanto con un lenguaje visual como con un 
lenguaje más tradicional, C#, conocido 
por nuestros alumnos; y por último la 
disponibilidad del entorno en forma 
gratuita para cualquier usuario. 
La introducción a la robótica, además 
de ofrecer a nuestros alumnos un 
acercamiento a la temática, les permite 
aplicar conceptos y técnicas de 
programación que han ido adquiriendo 
durante la carrera, y ampliar sus 
conocimientos en otras que tal vez solo 
hayan visto desde la teoría. En particular, 
uno de los problemas más complejos de la 
programación en robótica es gestionar en 
simultáneo todos los datos provenientes 
de una diversidad de sensores, y emitir 
los comandos apropiados a los 
actuadores.  En  un enfoque  de 
programación convencional un programa 
con un solo hilo iría sucesivamente 
leyendo datos de los sensores, después los 
procesaría y finalmente decidiría el 
comportamiento del robot, para volver a 
comenzar el ciclo. Este enfoque tiene 
obvias limitaciones para la capacidad de 
respuesta ante imprevistos. Así el alumno 
se enfrenta con el problema de gestionar 
la concurrencia, un desafío que se 
extiende más alá de la robótica a 
aplicaciones que precisen orquestar de 
manera eficiente código que se ejecute, 
por ejemplo, en diferentes servidores o 
procesadores al mismo tiempo.  
En resumen, hemos investigado 
desarrolos relacionados y alternativas 
hardware y software y finalmente 
desarrolado el taler de introducción a la 
robótica, y más concretamente a la 
programación de robots con la intención 
de ayudar a los alumnos a acercarse al 
gran potencial, presente y futuro, de la 
robótica, combinando técnicas ya 
aprendidas por elos a lo largo de su 
carrera y exponiéndolos a elementos 
teóricos y prácticos novedosos en esta 
interesante y excitante tecnología 
emergente en nuestro medio. 
Enfoque del taler 
El taler que hemos diseñado tiene dos 
componentes: teórico y práctico, con un 
énfasis mayor en el segundo. El mismo 
surge como investigación de cátedra en el 
área de la inteligencia artificial (IA) y 
esto marca la orientación de la parte 
teórica hacia la IA y los robots 
inteligentes. El material introductorio de 
las clases teóricas está basado en el de [5] 
en cuanto a los elementos básicos de un 
robot, y en [6] acerca de los diversos 
paradigmas de programación robótica 
(jerárquico, reactivo, e híbrido) y el 
proceso de diseño para construir robots 
inteligentes. Aunque no son obras muy 
recientes, son adecuadas para el nivel 
introductorio del taler. Para el trabajo de 
programación del Create con MRDS la 
referencia que más hemos utilizado es [7]. 
El núcleo del taler son los trabajos 
prácticos que los alumnos deben realizar. 
En cada sesión se propone una actividad 
de programación facilitando a los 
alumnos un tutorial que indica los pasos a 
seguir; previo a elo se desarrola un tema 
teórico vinculado con el práctico. Así los 
alumnos pueden aplicar el conocimiento 
de manera concreta En la elección de 
temas para los prácticos hemos adaptado 
parte de los propuestos en [8]. 
Los temas cubiertos en el taler, 
además de una introducción al Create y al 
entorno  de  programación, son 
teleoperación, deambular y cubrir un 
recinto, localizar objetos usando una 
cámara y reaccionar ante elos (en un 
ejemplo del paradigma reactivo), y seguir 
una línea usando sensores infrarojos.  
La mayor parte de los prácticos están 
diseñados para utilizar tanto el simulador 
como el robot real. MRDS permite esto 
con pequeños cambios en los programas 
creados por los alumnos, en particular con 
el intercambio de archivos manifest. Así 
se puede aprovechar mejor el recurso 
escaso que es el único robot Create 
disponible y los alumnos pueden 
continuar las prácticas en otro horario y 
lugar. En general se sugiere a los alumnos 
que trabajen en parejas, tanto por la 
disponibilidad del robot como por la 
ayuda que se pueden brindar en el 
aprendizaje, ya que algunas de las tareas 
son difíciles de implementar y de hacer 
funcionar en VPL, especialmente para 
principiantes; esto hace que el trabajo sea 
en ocasiones muy satisfactorio y en otras 
bastante frustrante.  
Aunque nuestros alumnos tienen 
experiencia en programar en diversos 
lenguajes de .NET, incluyendo C#, la 
curva de aprendizaje del manejo de la 
concurrencia y la orientación a servicios 
en C# mediante CCR (Concurrency and 
Coordination  Runtime)  y  DSS 
(Decentralized Software Services) es 
demasiado pronunciada para un taler de 
las características que nos proponemos. 
Por elo en el taler se utiliza el lenguaje 
visual de MRDS VPL aunque al final se 
propone a los alumnos el desafío de 
programar servicios en C# y se les 
proporcionan algunos materiales a modo 
de tutorial.  
El hardware disponible para los 
prácticos incluye además del robot Create 
con su batería recargable, una cámara 
web inalámbrica, y un módulo BAM para 
conectar el robot mediante Bluetooth a las 
computadoras en que trabajan los 
alumnos (éstas deben disponer de 
conexión Bluetooth o utilizar el dongle 
USB y software del que dispone el taler). 
También se dispone de una pared virtual 
diseñada específicamente para el robot 
Create. Los algoritmos para detectar 
objetos usando la cámara han sido 
implementados por el equipo usando 
AForge.NET, un framework en C# de 
acceso libre para el desarrolo de 
aplicaciones, entre otras,de procesamiento 
de imágenes (www.aforgenet.com). 
Resultados y Objetivos 
Los resultados logrados por la línea de 
trabajo desarolada se caracterizan en 
tres ejes. El primero es el desarolo del 
taler descripto, que ya ha sido dictado en 
forma piloto a alumnos de la carrera 
satisfactoriamente  y con buena 
aceptación según las encuestas realizadas 
y el interés de otros alumnos que 
escucharon comentarios al respecto. En 
este ámbito el objetivo es continuar el 
dictado y adaptarlo para poder ofrecerlo a 
alumnos del nivel medio. Este es el 
objetivo del proyecto de extensión 
mencionado en la Sección “Contexto”. 
El segundo eje  es contar con el 
sustrato que permita al grupo impulsor 
del proyecto y a otros interesados 
continuar construyendo conocimiento y 
posiblemente abriendo opciones de 
investigación. El grupo está trabajando en 
la adición de sensores y actuadores al 
robot existente y la creación del software 
necesario para controlarlos para aumentar 
las posibilidades de trabajo con el mismo. 
En particular se está investigando el uso 
de un sensor infrarojo cuya orientación 
es controlada por un servo para detectar 
obstáculos durante la navegación y así 
mapear el entorno y de los obstáculos.  
Por último, el interés generado por la 
iniciativa ha motivado la realización de 
proyectos de grado de la carera de 
Ingeniería en Informática en las 
siguientes áreas: robots de telepresencia 
[9],  navegación ante  obstáculos, 
construcción de mapas adaptativos, y 
localización de objetos. 
 
Formación de Recursos Humanos 
El equipo de trabajo está conformado 
por docentes de la carera de Ingeniería 
en Informática y miembros del Instituto 
de  Estudios Interdisciplinares en 
Ingeniería de la Universidad Católica de 
Salta, y una alumna que acaba de 
culminar su proyecto de grado en dicha 
carrera. El equipo está liderado por una 
doctora en informática con experiencia de 
investigación en inteligencia artificial. En 
el año 2014 se aprobó un proyecto de 
grado y se comenzaron otros cuatro en el 
ámbito del proyecto en las temáticas 
mencionadas. En la experiencia piloto 
participaron ocho alumnos de la carera y 
se espera ofrecer el taler una vez por 
cuatrimestre.  
Referencias 
[1] International Robotics Federation, «World 
Robotics - Service Robots 2013. Executive 
Summary,»  Disponible en 
htp:/www.worldrobotics.org/uploads/tx_zeifr
/Executive_Summary_WR_2013_01.pdf, 
2013. 
[2] iRobot, «Our History,» 2014. [En línea]. 
Available: 
htp:/www.irobot.com/us/Company/About/Ou
r_History.aspx. [Último acceso: 11 07 2014]. 
[3] iRobot, «iRobot Create 2 Programmable 
Robot,»  2014. [En línea].  Available: 
www.irobot.com/About-iRobot/STEM/Create-
2.aspx. 
[4] S. Thrun, «The great robot race,» NOVA - 
PBS, p.  Disponible en 
htp:/www.pbs.org/wgbh/nova/transcripts/330
8_darpa.html, 28 Marzo 2006.  
[5] D. Housten, Learning Roomba, MSc Thesis, 
Drexel University, 2008.  
[6] R. Murphy, Introduction to AI robotics, 
Cambridge, Massachusets: The MIT Press, 
2000.  
[7] K. Johns y T. Taylor, Professional Microsoft 
Robotics Developer Studio, Wiley, 2008. 
[8] K. Workman y S. Elzer , «Creating An Upper-
Level Undergraduate Robotics Elective in 
Computer Science,» de Proceedings of the 
23rd Annual Conference of the Pennsylvania 
Computer and Information Science Educators 
(PACISE), Kutztown, PA, 2008.  
[9] S.  Dickert  y  D.  Maldow,  «Robotic 
Telepresence  State  of the Industry,» 
Telepresence Options, nº Summer, 2013.  


Enseñanza introductoria de la programación de robots

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

Enseñanza Introductoria de la Programación de Robots M. Alicia Pérez, M. Lorena Talamé, Norberto Aramayo, Ana E. Gardel  Facultad de Ingeniería e IESING / Universidad Católica de Salta Campo Castañares s/n, 4400 Salta, (0387) 426 8539 aperez@ucasal.net, lorenatalame@gmail.com, saltaramayo@yahoo.com.ar, aeeg62@hotmail.com      Resumen El interés por la robótica entre alumnos de la carera de Ingeniería en Informática y la ausencia de temas directamente relacionados con la misma en el curículum, junto con la disponibilidad cada vez mayor de robots a costos accesibles, ha motivado la formación de un grupo de trabajo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Salta en la temática. El primer objetivo ha sido el diseño de un taler de introducción a la programación de robots. Dicho taler permite a los alumnos incursionar en la disciplina usando tanto un robot real como un simulador, e integrar algunas habilidades ya adquiridas a lo largo de la carera, con la motivación añadida de ver resultados al aplicarlas al control del robot. El trabajo realizado abre también posibilidades para la investigación en robótica, en particular para los alumnos que quieran seguir investigando desde el ámbito de sus proyectos de grado.  Palabras clave: programación de robots, enseñanza de la robótica, iRobot Create  Contexto La línea de trabajo descripta ha sido desarrolada por el grupo de interés en la robótica de la Facultad de Ingeniería y del Instituto de Estudios Interdisciplinares de Ingeniería (IESING) de la Universidad Católica de Salta. Recientemente esta línea de trabajo se ha complementado con la aprobación de un proyecto de extensión financiado por la universidad titulado “Diseño e implementación de un curso Taler de Robótica” (Resolución Rectoral 1473/14).  Introducción En nuestra experiencia docente en la carrera de Ingeniería en Informática de la Universidad Católica de Salta hemos venido observando el interés de muchos alumnos con la robótica, algo atractivo pero prácticamente inaccesible en nuestro contexto. Es por eso que comenzamos a explorar la posibilidad de introducir el tema de manera extracuricular para los alumnos de ingeniería y hasta para alumnos de colegios secundarios como elemento motivador. Dado el perfil de nuestra carera, el énfasis estaría en la programación de robots, en lo posible de robots reales pero también aprovechando la disponibilidad de simuladores de los mismos.  No es casualidad este interés por la robótica. Esta disciplina, que ciertamente no es nueva, se va haciendo cada vez más cercana por la extensión de las aplicaciones robóticas al ámbito doméstico, del entretenimiento, y de otras tareas de la vida diaria. Según la International Robotics Federation [1], solo en 2012 se vendieron unos 3 milones de robots para uso personal y doméstico. La mayoría de elos, 1,96 milones, se utilizan en tareas domésticas (limpieza del suelo, corte del pasto, etc.), con un incremento del 53% sobre 2011 y ventas de US$697 milones. Los restantes son principalmente para entretenimiento (robots que son juguetes o para aficionados), educación e investigación. Las previsiones para el período 2013-2016 indicaban que se venderán unos 22 milones de unidades para uso personal, de los cuales 15 serán para tareas domésticas con un valor estimado de US$5600 milones; unos 3,5 milones de robots para entretenimiento, unos 3 milones para educación e investigación, y unas 6400 unidades para asistencia a personas ancianas y discapacitadas, un mercado éste último que aumentará sustancialmente en los próximos 20 años. Así cada vez está más cerca un futuro en que los robots y dispositivos relacionados formen parte de la vida diaria, gracias a tecnologías como la computación  distribuida, el reconocimiento y síntesis de voz, el procesamiento de imágenes, y la conectividad inalámbrica de banda cada vez más ancha. Este futuro ciertamente motiva a muchos de nuestros alumnos, incluso aun cuando no está exento de preocupaciones éticas. Una empresa, iRobot, iniciada por investigadores del MIT, ha fabricado y vendido desde su comienzo más de 10 milones de robots para uso doméstico, entre elos su conocido modelo de robot aspiradora, Roomba [2]. Gracias a su éxito comercial, iRobot ha podido poner en el mercado un robot con la misma arquitectura que el Roomba para tareas de investigación y educación, el Create (Figura 1). Se trata de una variante del Roomba sin los accesorios de aspirar y cepillar. El precio del mismo de US$250 es un costo por fin al alcance de las posibilidades de muchos interesados en la robótica, específicamente en la programación de robots. Una nueva versión de este robot ha salido al mercado en los últimos meses [3] a un costo de US$200.   Figura 1 Robot Create de iRobot con cámara inalámbrica utilizado en el taler  Es importante destacar que la programación de los robots se está convirtiendo en el principal desafío, más que el hardware. Investigadores de prestigio como Red Whitaker y Sebastian Thrun han afirmado que a pesar de las dificultades para que el hardware funcione adecuadamente, las posibilidades desde el punto de vista del hardware ya casi están; ahora la dificultad y el mayor desafío está en el software que resuelva el problema [4]. Líneas de Trabajo La existencia del Create, por su precio y calidad, nos motivó a formar un equipo y poner en práctica el deseo de ayudar a nuestros alumnos a incursionar en el mundo de la robótica. Tras investigar sobre el estado de la enseñanza de la robótica, habiendo realizado un análisis del contexto, y de las fortalezas y debilidades de nuestro equipo, y tras conseguir una unidad de este robot, avanzamos en la posibilidad de dictar taleres de introducción a la robótica para nuestros alumnos, dejando la posibilidad abierta para conseguir en el futuro un número mayor de robots, en particular del tipo Lego Mindstorms, con mayor versatilidad desde su arquitectura física y variedad de sensores y actuadores. El Create viene listo para usar con una variedad de sensores, lo cual nos ha permitido centrarnos en la programación más que en el hardware. No obstante como plataforma el robot permite muchas posibilidades de extensión desde el hardware y la electrónica.  Parte de nuestra exploración fue la búsqueda de alternativas para desarolar software para robots,  y específicamente para el Create y el Mindstorms. En base a ela decidimos inclinarnos por el Microsoft Robotics Development Studio (MRDS). Los aspectos en que basamos la decisión fueron la disponibilidad de un simulador de robots en diversos contextos; la posibilidad de controlar diversos robots usando la misma interfaz junto con la existencia de librerías para los dos robots mencionados, que nos permitieron comenzar a usar el Create de inmediato; la posibilidad de programar tanto con un lenguaje visual como con un lenguaje más tradicional, C#, conocido por nuestros alumnos; y por último la disponibilidad del entorno en forma gratuita para cualquier usuario. La introducción a la robótica, además de ofrecer a nuestros alumnos un acercamiento a la temática, les permite aplicar conceptos y técnicas de programación que han ido adquiriendo durante la carrera, y ampliar sus conocimientos en otras que tal vez solo hayan visto desde la teoría. En particular, uno de los problemas más complejos de la programación en robótica es gestionar en simultáneo todos los datos provenientes de una diversidad de sensores, y emitir los comandos apropiados a los actuadores.  En  un enfoque  de programación convencional un programa con un solo hilo iría sucesivamente leyendo datos de los sensores, después los procesaría y finalmente decidiría el comportamiento del robot, para volver a comenzar el ciclo. Este enfoque tiene obvias limitaciones para la capacidad de respuesta ante imprevistos. Así el alumno se enfrenta con el problema de gestionar la concurrencia, un desafío que se extiende más alá de la robótica a aplicaciones que precisen orquestar de manera eficiente código que se ejecute, por ejemplo, en diferentes servidores o procesadores al mismo tiempo.  En resumen, hemos investigado desarrolos relacionados y alternativas hardware y software y finalmente desarrolado el taler de introducción a la robótica, y más concretamente a la programación de robots con la intención de ayudar a los alumnos a acercarse al gran potencial, presente y futuro, de la robótica, combinando técnicas ya aprendidas por elos a lo largo de su carrera y exponiéndolos a elementos teóricos y prácticos novedosos en esta interesante y excitante tecnología emergente en nuestro medio. Enfoque del taler El taler que hemos diseñado tiene dos componentes: teórico y práctico, con un énfasis mayor en el segundo. El mismo surge como investigación de cátedra en el área de la inteligencia artificial (IA) y esto marca la orientación de la parte teórica hacia la IA y los robots inteligentes. El material introductorio de las clases teóricas está basado en el de [5] en cuanto a los elementos básicos de un robot, y en [6] acerca de los diversos paradigmas de programación robótica (jerárquico, reactivo, e híbrido) y el proceso de diseño para construir robots inteligentes. Aunque no son obras muy recientes, son adecuadas para el nivel introductorio del taler. Para el trabajo de programación del Create con MRDS la referencia que más hemos utilizado es [7]. El núcleo del taler son los trabajos prácticos que los alumnos deben realizar. En cada sesión se propone una actividad de programación facilitando a los alumnos un tutorial que indica los pasos a seguir; previo a elo se desarrola un tema teórico vinculado con el práctico. Así los alumnos pueden aplicar el conocimiento de manera concreta En la elección de temas para los prácticos hemos adaptado parte de los propuestos en [8]. Los temas cubiertos en el taler, además de una introducción al Create y al entorno  de  programación, son teleoperación, deambular y cubrir un recinto, localizar objetos usando una cámara y reaccionar ante elos (en un ejemplo del paradigma reactivo), y seguir una línea usando sensores infrarojos.  La mayor parte de los prácticos están diseñados para utilizar tanto el simulador como el robot real. MRDS permite esto con pequeños cambios en los programas creados por los alumnos, en particular con el intercambio de archivos manifest. Así se puede aprovechar mejor el recurso escaso que es el único robot Create disponible y los alumnos pueden continuar las prácticas en otro horario y lugar. En general se sugiere a los alumnos que trabajen en parejas, tanto por la disponibilidad del robot como por la ayuda que se pueden brindar en el aprendizaje, ya que algunas de las tareas son difíciles de implementar y de hacer funcionar en VPL, especialmente para principiantes; esto hace que el trabajo sea en ocasiones muy satisfactorio y en otras bastante frustrante.  Aunque nuestros alumnos tienen experiencia en programar en diversos lenguajes de .NET, incluyendo C#, la curva de aprendizaje del manejo de la concurrencia y la orientación a servicios en C# mediante CCR (Concurrency and Coordination  Runtime)  y  DSS (Decentralized Software Services) es demasiado pronunciada para un taler de las características que nos proponemos. Por elo en el taler se utiliza el lenguaje visual de MRDS VPL aunque al final se propone a los alumnos el desafío de programar servicios en C# y se les proporcionan algunos materiales a modo de tutorial.  El hardware disponible para los prácticos incluye además del robot Create con su batería recargable, una cámara web inalámbrica, y un módulo BAM para conectar el robot mediante Bluetooth a las computadoras en que trabajan los alumnos (éstas deben disponer de conexión Bluetooth o utilizar el dongle USB y software del que dispone el taler). También se dispone de una pared virtual diseñada específicamente para el robot Create. Los algoritmos para detectar objetos usando la cámara han sido implementados por el equipo usando AForge.NET, un framework en C# de acceso libre para el desarrolo de aplicaciones, entre otras,de procesamiento de imágenes (www.aforgenet.com). Resultados y Objetivos Los resultados logrados por la línea de trabajo desarolada se caracterizan en tres ejes. El primero es el desarolo del taler descripto, que ya ha sido dictado en forma piloto a alumnos de la carrera satisfactoriamente  y con buena aceptación según las encuestas realizadas y el interés de otros alumnos que escucharon comentarios al respecto. En este ámbito el objetivo es continuar el dictado y adaptarlo para poder ofrecerlo a alumnos del nivel medio. Este es el objetivo del proyecto de extensión mencionado en la Sección “Contexto”. El segundo eje  es contar con el sustrato que permita al grupo impulsor del proyecto y a otros interesados continuar construyendo conocimiento y posiblemente abriendo opciones de investigación. El grupo está trabajando en la adición de sensores y actuadores al robot existente y la creación del software necesario para controlarlos para aumentar las posibilidades de trabajo con el mismo. En particular se está investigando el uso de un sensor infrarojo cuya orientación es controlada por un servo para detectar obstáculos durante la navegación y así mapear el entorno y de los obstáculos.  Por último, el interés generado por la iniciativa ha motivado la realización de proyectos de grado de la carera de Ingeniería en Informática en las siguientes áreas: robots de telepresencia [9],  navegación ante  obstáculos, construcción de mapas adaptativos, y localización de objetos.  Formación de Recursos Humanos El equipo de trabajo está conformado por docentes de la carera de Ingeniería en Informática y miembros del Instituto de  Estudios Interdisciplinares en Ingeniería de la Universidad Católica de Salta, y una alumna que acaba de culminar su proyecto de grado en dicha carrera. El equipo está liderado por una doctora en informática con experiencia de investigación en inteligencia artificial. En el año 2014 se aprobó un proyecto de grado y se comenzaron otros cuatro en el ámbito del proyecto en las temáticas mencionadas. En la experiencia piloto participaron ocho alumnos de la carera y se espera ofrecer el taler una vez por cuatrimestre.  Referencias [1] International Robotics Federation, «World Robotics - Service Robots 2013. Executive Summary,»  Disponible en htp:/www.worldrobotics.org/uploads/tx_zeifr/Executive_Summary_WR_2013_01.pdf, 2013. [2] iRobot, «Our History,» 2014. [En línea]. Available: htp:/www.irobot.com/us/Company/About/Our_History.aspx. [Último acceso: 11 07 2014]. [3] iRobot, «iRobot Create 2 Programmable Robot,»  2014. [En línea].  Available: www.irobot.com/About-iRobot/STEM/Create-2.aspx. [4] S. Thrun, «The great robot race,» NOVA - PBS, p.  Disponible en htp:/www.pbs.org/wgbh/nova/transcripts/3308_darpa.html, 28 Marzo 2006.  [5] D. Housten, Learning Roomba, MSc Thesis, Drexel University, 2008.  [6] R. Murphy, Introduction to AI robotics, Cambridge, Massachusets: The MIT Press, 2000.  [7] K. Johns y T. Taylor, Professional Microsoft Robotics Developer Studio, Wiley, 2008. [8] K. Workman y S. Elzer , «Creating An Upper-Level Undergraduate Robotics Elective in Computer Science,» de Proceedings of the 23rd Annual Conference of the Pennsylvania Computer and Information Science Educators (PACISE), Kutztown, PA, 2008.  [9] S.  Dickert  y  D.  Maldow,  «Robotic Telepresence  State  of the Industry,» Telepresence Options, nº Summer, 2013.  

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Enseñanza introductoria de la programación de robots

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