Introducción a la Robótica
L. Enrique Sucar
INAOE
Correo: esucar
AT inaoep.mx
Página: ccc.inaoep.mx/~esucar
Información
General
Notas del Curso:
Clase 1: Introducción [PDF]
Clase 2: Locomoción [PDF]
Clase 3: Percepción [PDF]
Clase 4: Control [PDF]
Clase 5: Arquitecturas [PDF]
Clase 6: Enfoque probabilista [PDF]
Clase 7: Mapas [PDF]
Clase 8: Planeación [PDF]
Clase 9: MDPs [PDF]
Clase 10: Localización [PDF]
Clase 11: Construcción de Mapas [PDF]
Clase 12: Interacción Humano-Robot [PDF]
Clase 13: Robótica Cooperativa [PDF]
Actividades:
1.
Preparación (enero 23):
- Bajar e instalar Player/Stage
- Conocer plataformas robóticas en el laboratorio
2.
Práctica 1: Robot deambulante (feb 8):
- Hacer un programa en player/stage
para que un robot "deambule" en un espacio en 2D, evitando
obstáculos, y de preferencia que "cubra" todo el espacio.
- Definir la
configuración/tipo de robot y los sensores (de preferencia
probar diferentes configuraciones)
- Hacer pruebas en diversos
ambientes simulados
- Entregar un reporte con lo
siguiente:
- Configuración mecánica (tipo)
- Configuración sensorial, fusión de sensores
- Algoritmo para deambular
- Pruebas realizadas, análisis
- LLevar programa a clase para
hacer un demo si es requerido
3.
Práctica 2: Robot de carreras (feb 20):
- Hacer un programa en player/stage
para que un robot navegue en una "pista de carreras" (pasillo de al
menos un metro de ancho) en un ambiente simulado.
- Diseñar el robot incluyendo
su forma, locomoción y sensores
- Desarrollar los algoritmos de
control (al menos 2 diferentes) para que el robot siga la pista a la
mayor velocidad.
- Hacer pruebas en en las pistas
simulada comparando las
diferentes estrategias de control:
- Entregar un reporte con lo
siguiente:
- Diseño del robot
- Algoritmos de control implementados
- Pruebas realizadas y su análisis
- LLevar programa a clase para
hacer un demo si es requerido
4.
Examen Parcial (marzo 5):
- El examen incluye los temas hasta la clase 5:
introducción, locomoción, percepción, control y
arquitecturas
- Tiene 2 partes: preguntas de conceptos importantes de cada tema y
problemas relacionados a las prácticas realizadas
- Tendrá una duración aprox. de 2 horas y es a libro
cerrado
5.
Práctica 3: Mapas y Planeación (marzo 12):
- Hacer un programa en player/stage
para que un robot planee una ruta y la ejecute en un ambiente simulado.
- Generar un mapa de celdas de
ocupación del ambiente considerando la dilatación de los
obtsáculos
- En base al mapa encontrar una ruta
"óptima" de una celda incial a la meta basado en
programación dinámica
- Hacer que el robot ejecute la ruta
encotrada
- Hacer pruebas en diferentes
ambientes con diversos puntos iniciales y metas
- Entregar un reporte con lo
siguiente:
- Como se hizo el mapa
- Algoritmo de planeación implementado
- Pruebas realizadas y su análisis
- LLevar programa a clase para
hacer un demo si es requerido
6.
Proyecto Final: Propuesta (marzo 26):
- Hacer un documento (máximo 5 páginas) y
presentación (máximo 10 láminas) que especifique
detalladamente el proyecto final, incluyendo:
- El equipo (2 a 3)
- La categoría dentro del concurso de robótica
- El alcance del proyecto
- Las técnicas a utilizar (en particular vistas en el
curso)
- La plataforma robótica
- Un planteamiento inicial de como se haría el proyecto y
los resultados esperados
- Enviar la presentación por correo electrónico
(antes de las 10 am) y entregar el documento en clase
7.
Proyecto Final: Avance (abril 16):
- Hacer una
presentación (máximo 15 láminas) que presente los
avances del proyecto a la fecha, debe incluir al menos:
- Una revisión de los objetivos y metodología
planteados en la propuesta
- Los resultados hasta el momento
- Lo que falta por hacer para concluir el proyecto
- Hacer una demostración, ya sea en simulación o con
el robot real (o ambos) de los avances en el proyecto
8.
Proyecto Final: Reporte y Presentación Final (abril 30 -
laboratorio):
- Hacer un reporte del
proyecto en formato de artículo (estilo
de LNCS de Springer) de máximo 12 páginas que tenga
al menos lo siguiente:
- Resumen
- Introducción (antecedentes, motivación,
objetivos, resultados, ...)
- Trabajo relacionado (principales trabajos previos en los que se
apoya el proyecto)
- Metodología (describir a detalle cómo se
realizó el proyecto)
- Experimentos y Resultados (incluyendo un análisis,
limitaciones, ...)
- Conclusiones y Trabajo Futuro
- Anexos (adicionales a las 12 pags.): documentación
básica del sofware desarrollado y listado de los programas
- Realizar una presentación,
en equipo, de los aspectos más relevantes del proyecto,
incluyendo el objetivo, la metodología, los experimentos,
resultados y análisis, conclusiones y trabajo futuro (20 a 30
minutos)
- Hacer una demostración
operando sobre el robot en el laboratorio
Lecturas:
Introducción:
Capítulo 1 de [Dudek] y de [Siegwart]
Locomoción: Capítulo 2 de [Dudek], Capítulos 2 y 3
de [Siegwart]
Percepción:
Capítulo 3/4 de [Dudek], Capítulo 4 [Siegwart]
Control: Capítulo 2 de [R. Bibbero, Micrprocessors in
Instruments and Control]
Arquitecturas: Capítulo 6 de [Dudek]
Enfoque probabilista: Capítulos 1 y 2 de [Thrun]
Representación del espacio: Capítulo 5 [Dudek]
Planeación y Navegación: Capítulo 6 [Siegwart]
MDPs: Capítulo MDPs y RL [Sucar y Morales] Versión preliminar
Localización: Capítulo 7 de [Dudek] y Capítulos 7
y 8 de [Thrun]
Construcción de Mapas: Capítulos 9 y 10 de [Thrun]
Interacción Humano-Robot: Capítulos 1-3 de [C. Breazeal,
Designing Sociable Robots, MIT Press, 2002]
Robótica Cooperativa [Cao et al., Cooperative
Mobile Robotics, Autonomous Robots, 1997]
Laboratorio:
Introducción a
Player/Stage [PDF por A.
Ramírez]
Guía de instalación
de Player/Stage [TXT por H. Avilés]
Ligas de
Interés:
Markovito
Concurso
Latinoamericano de Robótica 2008
Player/Stage
ActivMedia
(robots Pioneer y PeopleBot)
Lego Mindstorms (robots Lego)
LynxMotion (robot
hexápodo)
Concurso Mexicano de Robótica
Concurso
RoboCup@Home Wiki
Semantic Robot Challenge
Springer-Verlag LNCS/LNAI - instrucciones
para autores