Colegio Nacional Nicolás Esguerra

Edificamos futuro

Kevin Javier Riveros Jiménez

Luis Fernando rodríguez Motta

Código: 35,36Curso: 902

INTRODUCCION A LA ROBOTICA• En más de una ocasión he leído en algún foro o me han preguntado cómo iniciarse

en la robótica con LEGO MINDSTORMS. Para ciertas personas resulta algo atractivo pero que a la vez genera cierto respeto y temor, ¿seré capaz de hacer algo? O acaso ¿será algo que me superará y resultará frustrante?

• En los últimos años el montar y programar robots está pasando de ser una actividad únicamente desarrollada por profesionales con una formación formal a entrar en el ámbito del tiempo libre y convertirse en el hobby de muchas personas que buscan en las nuevas tecnologías algo diferente a lo que ofrece un videojuego.

• Este artículo está dirigido a aquellas personas que sin una formación previa sobre robótica y programación desea montar y programar sus propios robots con LEGO MINDSTORMS.

• Para empezar a montar y programar robots el primer paso es tener una idea general de lo que es un robot, y de cuáles son las tareas que nos vamos a encontrar en su desarrollo. Ese va a ser el objetivo fundamental de este artículo al que seguirán otros que puedan útiles para profundizar en el montaje y programación de robots

DIBUJO

características• Sensor de contacto: básicamente es un pulsador como el que utilizamos para hacer

sonar el timbre de casa. Tiene dos posiciones: pulsado y suelto. Puede ser utilizado en un robot móvil para detectar cuando choca contra una pared.

• Sensor de luz: Mide el nivel de luminosidad que recibe convirtiendo la lectura en valores comprendidos entre 1 y 100. Ejemplos básicos de su uso pueden ser hacer que un robot se dirija a una zona iluminada, detectar el encendido de la luz en un espacio y hacer sonar una alarma, o para el clásico robot que sigue una línea sobre el suelo.

• Sensor de ultrasonidos: Es capaz de medir la distancia a un objeto que se encuentre a una distancia inferior a 250 cm. Así como con el sensor de contacto hay que chocar para detectar un objeto con el detector de ultrasonidos ya no es necesario. Su uso lo podríamos asimilar al sistema por medio del cual un murciélago detecta los obstáculos en la oscuridad.

• Sensor de sonido: Mide el nivel de ruido en su entorno y asigna un valor a la lectura entre 1 y 100. Puede dársele diferentes usos, entre ellos se encuentra el controlar un robot con palmadas de las manos, tal y como se hace con ciertos sistemas de iluminación doméstica

funcionamiento• 3.-El cerebro• Para responder a los estímulos externos hay que tener la capacidad de tomar decisiones y para eso está el “cerebro” o

controladora que en el caso del nuevo sistema de LEGO MINDSTORMS se llama NXT. • El NXT dispone de tres salidas (en las que podremos conectar hasta tres motores) y de cuatro entradas (permiten conectar

hasta cuatro sensores). Además de ello dispone de otros modos de comunicarse con el entorno: un pequeño altavoz que puede reproducir sonidos con una limitada potencia, pero muy útiles en algunos programas; una pantalla con una resolución de 64x100 pixeles por medio de la cual es posible presentar mensajes de texto o gráficos; y un puerto de comunicaciones bluetooth que le permite conectarse con otros robots (enviar y recibir mensajes), teléfonos móviles o incluso conectarse con un receptor GPS.

• El NXT puede conectarse con el ordenador por medio de un cable USB o de modo inalámbrico vía una conexión bluetooth.• 4.-El esqueleto• Todo lo anterior necesita un esqueleto adaptado al uso que se le quiera dar que lo sustente. En función del objetivo deseado

habrá que montar una estructura en forma de vehículo con ruedas, en forma de bípedo o cuadrúpedo, en forma de organizador de ladrillos LEGO en base a su color…

• Sobre todo en el caso de los robots móviles es importante que esta estructura sea resistente, un robot móvil que puede chocar con una pared hay que montarlo de tal manera que no se desmonte durante su uso.

• Tanto el set comercial de LEGO MINDSTORMS como el educativo ofrecen un conjunto de piezas suficiente para empezar a montar robots y con el tiempo puede completarse principalmente con la línea LEGO TECHNIC.

• 5.-Sus comportamientos• Pero ¿qué es un cerebro sin inteligencia? Nada, así que por medio de la programación hay que definir cómo se ha de comportar

el robot ante los diversos estímulos externos. • Para ello LEGO MINDSTORMS ofrece un software de programación gráfico conocido como NXT-G. Una serie de bloques

ordenados de acuerdo con lo que se desea que haga el robot generan un programa que se transfiere al NXT para que éste, de modo totalmente autónomo sin necesitar el ordenador para nada, lo ejecute.

aplicaciones• Resumen• — Los Lego Mindstorms son una clasede juguetes de robótica fabricado por la empresaL !"

#ue se utili$a para un aprendi$aje tanto enni%os como en adultos con el fin de contribuir a lacreati&idad'(omo los Lego Mindstorms son usados para unsistema integrado electromec)nico, en el informe presentado nos enfocaremos en la aplicación de loslego Mindstorms a la agricultura * #ue puedeaportar a ello para ser una +erramienta til del ser +umano'-bstract— Lego Mindstorms are a t*pe of roboticto*s manufactured b* t+e L !" compan* t+at isused for learning in bot+ c+ildren and adults inorder to contribute to creati&it*'Lego Mindstorms are used for a integratedelectromec+anical s*stem, in t+e report .e focus ont+e application of Lego Mindstorms to agricultureand t+e* can ma/e to it to be a useful tool of t+e+uman be'

•  Índice de Términos— Agro-robótica, Robótica, Mecatrónica, Agricultura, NTX, Sensor • ' "45(( n los ltimos a%os, la robótica, un )reamultidisciplinaria, se +a

desarrollado enuni&ersidades de todo el mundo, promo&i ndosecada &e$ m)s su desarrollo mediante concursos derobótica de muc+os tipos' - pesar de #ue elestablecimiento de un laboratorio de robótica est)fuera del presupuesto de muc+as uni&ersidades por los costos de robots manipuladores * mó&ilescomerciales, es posible +acer pr)cticas de robóticacon pa#uetes comerciales de bajo costo *construcciones propias'

•

La plataforma L !" de Mindstorms es unaaplicación mu* utili$ada en la industria de larobótica m)s #ue todo para sistemas de control #ueno necesitan un esfuer$o mu* grande ni tampocore#uerimientos mu* e8tremos, sino como para prototipos de robots, controles de

&elocidad, controlde sistemas * aplicaciones #ue com nmente se pueden encontrar en el )rea de la ingenier9a': 1 ;La robótica ser) mu* importante para cubrir lasnecesidades de producción de alimentos para estemundo #ue cada d9a incrementa su población' n

laagricultura se podr)n emplear desde la preparacióndel terreno para la siembra +asta la cosec+a'-dem)s de #ue la robótica puede llegar a ser una+erramienta fundamental para +acer un usoeficiente de los recursos empleados, tambi nsupone un a+orro en los

costos de producción * ladisminución de la contaminación ambiental dandocomo resultado una producción sostenible' : 1 ; l fenómeno de la globali$ación, caracteri$ado por el incremento de la competencia internacionalderi&ada de la &isión del mundo como un

granmercado, trae consigo la necesidad de contar connue&as alternati&as tecnológicas para impulsar lacompetiti&idad en la producción de alimentos' '

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4> " M> :2;L !" M 4> " M> es una solución completade aprendi$aje, desde ni%os a partir de ? a%os, tanto para estudiantes de

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controlar dispositi&os reales tantode entrada como de salida' -@L (-( 4 L"> L !" M 4> " M> L- -! (5L 5 -

>uare$ (' !loria Aelena, rujillo B' Cuan 4a&id, !arc9a (' "scar 4a&id, -rciniegas L' Aenr*, Dundamentos demecatrónica' 5ni&ersidad de bagu 1

Historia de la robótica• 1980: LEGO crea el Departamento de Productos Educativos.

1986: Se comercializan los primeros productos controlados por ordenador de LEGO.1988: El Grupo LEGO y el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) empiezan a colaborar en el desarrollo de un “ladrillo inteligente” que de vida a las creaciones LEGO vía programación por ordenador.1989: Dr. Seymour Papert, del Massachusetts Institute of Technology’s Development Laboratory of Computer Learning se convierte en “LEGO Profesor de Investigación Educativa.Enero a Febrero 1998: LEGO MINDSTORMS y Robotics Invention System son presentados en público en Ferias del Juguete en Nürnberg, London y New York.Julio 1998: RoboTour™ ’98, promovido por el Museo de la Ciencia e Industria de Chicago, empieza una odisea a través de 30 ciudades de América durante dos meses con el objetivo aprender y ver todo sobre robóticaSeptiembre 1998: Robotics Invention System es lanzado simultáneamente en Estados Unidos y Reino Unido. También están disponibles dos expansiones: RoboSports y Extreme Creatures.1 de diciembre de 1998: Robotics Invention System 1.0 se agota antes del boom navideño. No fue comercializado en España aunque se podía adquirir por Internet.Febrero de 1999: Robotics Discovery Set™, un producto derivado del Robotics Invention System que permite a los usuarios programar directamente el pequeño ladrillo sin necesitar el ordenador, y el Droid Developer Kit™, kit de construcción de robots preprogramados y con control remoto, son presentados en la Feria Internacional del Juguete en Nueva York.Septiembre de 1999: Se comercializan en Estados Unidos Robotics Discovery Set, Ultimate Accessory Set, Droid Developer Kit y Robotics Invention System 1.5. Mientras se comercializan en Europa y Asia Droid Developer Kit y Robotics Invention System 1.5, y Robotics Discovery Set y Robotics Invention System 1.5 en el Reino Unido. La versión 1.5 del RIS sí fue traducida al castellano y comercializada en España.Septiembre de 1999: Arranca RoboTour ‘99™ Europa.Febrero de 2000: Robotics Invention System 2.0, Dark Side Developer Kit™ (kit de construcción de robots preprogramados y con control remoto), Vision Command System™ (un kit de expansión para el RIS con una cámara para PC) y el kit de expansión Exploration Mars™ (propuestas temáticas sobre Marte, instrucciones de construcción y juegos para el RIS) son presentados en la Feria Internacional del Juguete de Nueva York.Septiembre de 2000: Se comercializan Robotics Invention System 2.0, Dark Side Developer Kit y Vision Command System en Estados Unidos. Esta versión del RIS no fue traducida al castellano y no fue comercializada en España.Febrero 2001: SpyBotics, una serie de robots programables y controlables remotamente que simulan un juego de espionaje, son presentados en la Feria Internacional del Juguete en New York.Septiembre 2001: SpyBotics es lanzado en Estados Unidos. No fue traducido al castellano.Enero 2006: La siguiente generación de robótica LEGO MINDSTORMS es presentada en la Muestra Internacional de Electrónica de Consumo.