Introducción al robot Butia Proyecto Butia Facultad de Ingeniería - UDELAR

Contenido • Descripción del proyecto • El robot Butia.

Objetivos del proyecto • Crear una plataforma simple y económica que permita a alumnos de liceos públicos interiorizarse con la programación del comportamiento de robot. • Reducir la asimetría entre liceos públicos y privados. • A través de la robótica, transmitir a los profesores, estudiantes, y a sus familias, conocimientos básicos sobre las nuevas tecnologías y sus aplicaciones

Instituciones involucradas • Facultad de Ingeniería – Grupo MINA del Instituto de Computación. – Departamento de Diseño Mecánico del Instituto de Mecánica y Producción Industrial. – Unidad de Enseñanza. – Unidad de Extensión.

• ANEP – CODICEN. • Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII).

Quienes somos • • • • • • •

Andrés Aguirre Federico Andrade Pablo Gindel Santiago Margni Guillermo Reisch Gonzalo Tejera Jorge Visca

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Jorge Espasandin Silvia Loureiro Ximena Otegui Pablo Pais

Lenguaje de programación • Definición del software o ambiente de desarrollo mediante el cual los alumnos programarán el comportamiento de los robots. • Mecanismo para aprender a programar interactuando con el mundo físico y de forma didáctica • Ejemplos – – – – –

Lua Python Tortugarte Scratch EToys

Licencias • El sistema propuesto desde todos sus puntos de vista se desarrollará bajo licencia MIT. • Esto permite que cualquiera pueda adquirir los elementos necesarios para desarrollar su propio sistema robótico.

Plan Ceibal • El diseño mecánico permitirá integrar las computadoras del plan ceibal al sistema robótico, trasformándolas en un robot móvil con capacidades sensoriales (audio y video) y de procesamiento avanzado. • Con este proyecto cada niño podrá todo niño a partir de este proyecto podrá transformar su equipo XO en un robot móvil programable de bajo costo adaptado a las características de nuestro país. • Se utilizan las herramientas de desarrollo de software incluidas en Sugar.

Población Objetivo • La propuesta pretende incorporar sistemas robóticos de bajo costo en todos los liceos públicos con bachillerato tecnológico del país. • Se espera evaluar la posibilidad de incorporar una versión reducida de la plataforma robótica en los laboratorios de física en los liceos y laboratorios de UTU.

Características del robot • Placa de entrada salida programable para interactuar con actuadores y sensores. • Motores para movilidad del sistema. • Sensores de contacto, sensores infrarrojos, sensores de luz y sensor de temperatura.

Motores • Paso a paso • Servo • Corriente continua • Digitales (Ej. Dinamixel)

Sensores • Temperatura: -40º a 150º.

• Contacto capacitivo.

• Luz ambiente.

• Vibración.

Sensores • Inclinación.

• Escala de grises.

• Botón.

• Inducción magnética.

Sensores • Distancia: 4cm a 30cm

• Otros: – Fuego

– Humedad

Placas de control • • • • • • •

USB4ALL Handy Viper Arduino Lego Brick N.10 XiOR Parallax

Shield • Necesitabamos exponer los pines de manera de formar conectores. • Ofrece cierta circuitería extra para diferentes propósitos: – Comunicación con motores AX-12 – Conectores para sensores/actuadores – Control potencia para motores.

Diseño mécanico • Características de las piezas – Barras – Bloques – Reducciones

• Material – Aluminio – Acrílico – Chapa – Plástico

Software ●

Componentes: ●

Firmware (C++)

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Biblioteca Serial (C)

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Servidor (Lua) (Bobot- Server)

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Api (Python, Java, Lua)

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Clientes

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Comunicación

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Arquitectura

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Plug & Play

Plug & Play ●

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Permite descubrir de manera automática que sensores/actuadores están conectados. Intuitivo. Similar a periféricos USB. Sistema de codificación para un gran conjunto de dispositivos.

Comunicación y componentes Cliente Python/Java/Totugarte (XO/PC/Disp. Móvil) socket

Servidor Lua (XO/SBC) serial/USB

Firmware Placa (Placa de E/S E/S)

Bobot-server Protocol • Ejemplo Telnet on the fly • Ejemplo Python on the fly

Tortugarte • Aplicación de la XO. • Lenguaje de programación intuitivo orientado a bloques. • Se comunica con la API Butiá. • Facilita el uso del robot Butia a nivel escolar.

Tortugarte (2)

Ejemplo en Python import butiaAPI butiabot = butiaAPI.robot()

#pido una instancia del robot

butiabot.listarModulos()

#listo módulos de usuario

error = False while not error: sen1 = butiabot.getBoton() #leo el valor del sensor if sen1 == -1: error = True else: print sen1 butiabot.cerrar()

#cierro la comunicación

Manuales del sistema • Se generará la documentación que permita a los docentes de secundaria comprender el producto para poder utilizarlo con los alumnos • Los manuales para alumnos además de información específica del sistema incluirán ejemplos de prototipos simples para iniciarse al sistema.

Difusión • Se realizarán durante todo el proyecto actividades abiertas a todo público de difusión del proyecto en los liceos y en la facultad. • Se dispondrá de una página web para el proyecto actualizada con todas las novedades y materiales generados. • Durante el evento sumo.uy serán presentados el proyecto y las actividades específicas realizadas en los liceos. • Grupo de noticias news://news.fing.edu.uy/fing.extencion.proyectos.butia

Módulo de taller • Curso para estudiantes de Facultad de Ingeniería. • Cada estudiante será referente para un liceo. • Desarrollaran extensiones a la plataforma.

Extensiones MT Butia • • • • • • • • •

Tortugarte colaborativo Integración Butiá y Roomba Brazo robótico Utilización de la cámara web de la XO Butiá sobre plataforma linux embebido Lenguaje de programación C Utilización de USB4all Utilización de tecnología de desecho Exportar los servicios en la web

Futuro • Darle continuidad al proyecto por muchos años más. • Continuar extendiendo las funcionalidades y aplicaciones del robot. • Extenderlo a UTU y primaria.

Preguntas

Contactos: – [email protected] – [email protected]