Curso 2010. Asignatura de Robótica. UC3M. Robots modulares

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Los participantes en el taller de robots modulares (click para ampliar)

Ficha

  • Asignatura de Robótica. Ingeniería Informática. Universidad Carlos III. Campus de Colmenarejo
  • Actividad: Caso de estudio 2: Construcción de robots modulares. Experimentos de coordinación y locomoción.
  • Duración: 6 horas, dividas en 2 sesiones de 2 y 4 horas
  • Fechas: 7 y 21 de Abril de 2010
  • Lugar: Laboratorio 1.1.B08
  • Estudiantes: 14, divididos en 4 grupos
  • Profesor: Juan González Gómez (Obijuan)
  • Plataforma robótica: Módulos MY1 y Tarjeta Skycube
  • Objetivos:
    • Introducir a los estudiantes en el mundo de los robots modulares
    • Batir el record de España de contrucción de la serpiente/gusano más larga ;-)
    • Ser Pioneros en España en la impartición de la robótica modular en un curso de grado

Resumen

Actividad organizada dentro de la asignatura de Robótica en Ingeniería Informática de la Universidad Carlos III de Madrid. Para completar la parte teórica, y hacerla más amena, se propone a los estudiantes construir diferentes configuraciones de robots modulares con topología de 1D y realizar experimentos de locomoción y coordinación con ellos.

En la parte de experimentos sólo dió tiempo ha construir robots con movimiento de 1D. Sin embargo, el objetivo de batir el record de España se cumplió: Hicimos un gusano de 12 módulos que se movía de forma autónoma. Hasta el momento es el más largo de España ;-)

Sesión 1: Montaje de los módulos y de la electrónica

Kit entregado a cada grupo (click para ampliar)
Los estudiantes montando los módulos MY1 (click para ampliar)

Descripción

A cada grupo se le dió el material necesario para montar tres Módulos MY1, un cable de descarga, la Tarjeta Skycube y el portapilas.

Tareas a realizar

Sesión 2: Experimentos de locomoción en 1D

Descripción

En esta segunda parte se realizan una serie de experimentos guiados para enseñar el concepto de oscilación y cómo lograr la locomoción en una dimensión de los robots modulares de tipo gusano. Para lograrlo los estudiantes tienen que modificar los parámetros amplitud, frecuencia y diferencia de fase de cada oscilador.

Software para descargar

experimentos-modulares.zip Fuentes en C de los programas para la Skycube

Se proporciona el software para la Tarjeta Skycube que implementa la oscilación de los módulos. Lo primero es bajárselo y compilarlo para comprobar que todo funciona bien.

Experimento 1: La gran ola

Experimento 1: La gran ola, formada por 12 módulos (click para ampliar)

Enlace directo al vídeo en Youtube
Vídeo de la ola en acción

Descripción

En este experimento se hacen oscilar todos los módulos con la misma amplitud y frecuencia, pero cambiando la fase, de manera que aparece una ola que se propaga

Instrucciones

  • Montar la tarjeta Skycube sobre el portapilas. Seguid las instrucciones SOLO hasta el paso 3: Instrucciones
  • Conectar los módulos a la Skycube en las posiciones 2, 4 y 6
  • Editar el programa experimento1-ola.c y cambiar las fases de los servos 2, 4 y 6 con los siguientes valores:
    • Grupo 1: 0, -30, -60
    • Grupo 2: -90, -120, -150
    • Grupo 3: -180, -210, -240
    • Grupo 4: -270, -300, -330
  • Compilad el programa y descargarlo en la Skycube

Experimento 2: oscilación de Unimod

Experimento 2: Oscilación de los UNIMODS (click para ampliar)

Enlace directo al vídeo en Youtube
Vídeo los Unimods agitando las banderas :-)

Descripción

En este experimento cada grupo monta un Unimod, que es un módulo capaz de oscilar de manera autónoma. Con este experimento los estudiantes pueden comprobar el efecto de los parámetros amplitud y frecuencia.

Instrucciones

  • Montar Unimod: Instrucciones
  • Conectar el servo a la posición 2
  • Compilar y descargar el programa experimento2-unimod.c
  • Al apretar el pulsador de pruebas (test) cambiarán los parámetros de la oscilación: frecuencia y amplitud

Experimento 3: Coordinación básica. Bimod

Experimento 3: Locomoción de Bimod (click para ampliar)

Enlace directo al vídeo en Youtube
Carrera entre dos robots Bimod

Descripción

Montaje del robot Bimod a partir de la unión de dos Unimod. Se comprueba el efecto de la fase en la locomoción del robot. Cada Bimod está formado por dos Unidmod, cada uno de un grupo.

Instrucciones

  • Montar un robot modular de dos módulos uniendo dos Unimods con tornillos
  • Robot 1: Unimods de los grupos 1 y 2
  • Robot 2: Unimods de los grupos 3 y 4
  • Utilizaremos el mismo software que el del experimento 2
  • Dependiendo de cómo se enciendan los dos unimod, el robot se desplazará mejor o peor
  • Practicad hasta conseguir que el robot se mueva (prueba y error)
  • ¡Carreras!: ¿Cual de los dos robots llegará antes a la meta?

Experimento 4: Configuración mínima Minicube-I

Experimento 4: Locomoción de Minicube-I (click para ampliar)

Enlace directo al vídeo en Youtube
Vídeo de la carrera de robots tipo Minicube-I

Descripción

Montaje del robot modular mínimo (Minicube-I) con dos módulos y una Tarjeta Skycube. Estudio del efecto de la frecuencia, amplitud y diferencia de fase en la locomoción.

Instrucciones

  • Desmontar el robot anterior
  • Cada grupo debe montar el robot Minicube-I: Instrucciones
  • Los módulos se pueden conectar a las posiciones 2, 4, 6 u 8
  • Editar el programa experimento4-minicube-I.c y modificar la variable v con los números de los servos conectados. El programa por defecto supone que se han conectado los servos 4 y 6
  • Compilar y descargar
  • Al pulsar el botón de pruebas, se cambian los parámetros de los osciladores y el robot se moverá de diferentes maneras.
  • Probad diferentes valores de los parámetros: Av (amplitud), df (diferencia de fase) e inc (frecuencia).
  • ¡¡Carreras!!. ¿Qué robot llegará antes a la meta?

Experimento 5: Robot Cube3

Experimento 5: Locomoción de Cube3 (click para ampliar)

Enlace directo al vídeo en Youtube
Vídeo de la carrera de los robots Cube3-I

Descripción

Locomoción del robot Cube3, formado por tres Módulos MY1 y una Tarjeta Skycube.

Instrucciones

  • Montar el robot Cube3, de tres módulos: Instrucciones
  • Editar el programa 'experimento5-cube3.c y modificar la variable v con las conexiones de los servos
  • Compilar el programa y descargarlo en el robot
  • Observar cómo se mueve
  • Editar el programa y modificar las constantes A, DF e INC
  • ¡¡Carreras!!

Experimento 6: Robot Cube6

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Enlace directo al vídeo en Youtube
Vídeo de la carrera de los Cube6-I

Descripción

Locomoción del robot Cube6-I, formado por la unión de dos Cube3 de dos grupos

Instrucciones

  • Construir un robot de 6 módulos uniendo dos Cube3 mediante tornillos
  • Robot 1: Grupos 1 y 2
  • Robot 2: Grupos 3 y 4
  • Editar el programa experimento6-cube6.c y modificar la variable v con las conexiones de los servos. No modifiquéis los valores de A, DF e INC todavía
  • Compilar el programa y descargarlo en cada uno de los Cube3.
  • Arrancar los dos Cube3 a la vez!
  • ¡¡Carreras!!

Experimento 7: Robot Cube12!

Experimento 6: Locomoción de Cube 12 (click para ampliar)

Enlace directo al vídeo en Youtube
Vídeo del movimiento del gusano de 12 módulos

Descripción

En este último experimento, se unen los dos robots Cube6 para formar uno de 12 y hacer que se mueva!

Instrucciones

  • Unir los dos robots Cube6 mediante tornillos
  • Descargar la versión original del programa experimento6-cube6.c (con los valores de A, DF e INC) que están por defecto
  • ¿Se moverá el robot? :-)

Grupos y Robots

Los grupos Challenger y Chumacho, con su robot gusano de 6 módulos: Iman Ouazzani, Julián Marchante, Iván Yusty, Ulises Rubio, Rubén Ares, Javier Morales y Jesús Martínez (click para ampliar)
Los grupos Bender-Sifredi y Lapili, con su robot gusano de 6 módulos: Ricardo Vilches, Fernando Tomé, Martín Carlos, Hugo Cárdenas, Daniel Ortega, David Rubio, Airon de Benito y Carlos Ferrer (click para ampliar)

Fotos

Álbum de fotos
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Autor

Licencia

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Enlaces

Agradecimientos

  • A D. Miguel Ángel Salich por darme carta blanca en la organizacion y planificación de la asignatura de Robótica. Gracias a ello, he podido organizar esta actividad. ¡Muchísimas gracias! :-)

Noticias

  • 10/Abril/2010: Terminada la primera versión de esta página
  • 21/Abril/2010: Añadidos los experimentos de la sesión 2
  • 07/Abril/2010: Comenzada esta página