Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Nanotecnología en Instrumentación y Robótica Código 610G04039
Titulación
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 1º cuatrimestre
Cuarto Optativa 4.5
Idioma
Castellano
Gallego
Inglés
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Computación e Tecnoloxías da Información
Enxeñaría Industrial
Coordinador/a
Rodríguez Gómez, Benigno Antonio
Correo electrónico
benigno.rodriguez@udc.es
Profesorado
Alvarellos González, Alberto José
Perez Castelo, Francisco Javier
Rabuñal Dopico, Juan Ramon
Rodríguez Gómez, Benigno Antonio
Correo electrónico
alberto.alvarellos@udc.es
francisco.javier.perez.castelo@udc.es
juan.rabunal@udc.es
benigno.rodriguez@udc.es
Web
Descripción general Nesta materia búscase, dunha banda, proporcionar ao alumnado unha visión xeral dos conceptos esenciais na instrumentación e a robótica clásicas, xa que estas forman parte das aparamentas das que se fai uso tanto na industria como no laboratorio. E doutra banda, téntase facer unha primeira aproximación ao que a Nanociencia e a Nanotecnoloxía están a aportar ao desenvolvemento de aquelas disciplinas, facendo incidencia nas aplicacións que están a emerxer con éxito.

Competencias del título
Código Competencias del título
A2 CE2 - Aplicar los conceptos, principios, teorías y hechos fundamentales relacionados con la Nanociencia y Nanotecnología a la resolución de problemas de naturaleza cuantitativa o cualitativa.
A6 CE6 - Manipular instrumentación y material propios de laboratorios para ensayos físicos, químicos y biológicos en el estudio y análisis de fenómenos en la nanoescala.
A7 CE7 - Interpretar los datos obtenidos mediante medidas experimentales y simulaciones, incluyendo el uso de herramientas informáticas, identificar su significado y relacionarlos con las teorías químicas, físicas o biológicas apropiadas.
A10 CE10 - Comprender la legislación en el ámbito del conocimiento y la aplicación de la Nanociencia y Nanotecnología. Aplicar principios éticos en este marco.
B3 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B4 CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
B5 CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
B7 CG2 - Resolver problemas de forma efectiva.
B8 CG3 - Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo.
B9 CG4 - Trabajar de forma autónoma con iniciativa.
C3 CT3 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida
C7 CT7 - Desarrollar la capacidad de trabajar en equipos interdisciplinares o transdisciplinares, para ofrecer propuestas que contribuyan a un desarrollo sostenible ambiental, económico, político y social.
C8 CT8 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Conocer los principios de instrumentación, robótica y actuación tradicional. A2
B4
B5
B8
C3
C7
Conocer los sistema de interconexión entre captación y actuación. A6
B7
B9
C3
Conocer los sistemas de instrumentación y robótica implementados con nanotecnología. A2
B3
B4
B5
B8
B9
C3
C8
Conocer los sistemas de obtención y almacenamiento de energía (energy harvesting) para Nanoinstrumentación/robótica. B3
B4
B5
B8
C3
C8
Conocer aplicaciones de Nanoinstrumentación/robótica. A7
A10
B4
B7
B8
C3
C8
Reconocer y aplicar los principios éticos y legales dentro del campo de estudio. A10
B8
C3

Contenidos
Tema Subtema
Principios de instrumentación, robótica y actuación tradicional Principios básicos de electricidad/electrónica: Unidades de medida eléctrica
Tipologías de sensores tradicionales: ph, redox, Oxígeno, turbidez, Materia Orgánica, presión, ultrasonidos e doppler, etc.
Tipos de robots
Estructura y accionamientos
Control y programación
Especificacions comerciales
Robótica de enjambres
Sistemas de interconexión entre captación y actuación
Sistemas de adquisición de datos. Principios de funcionamento A/D y D/A
Sistemas de registro de datos y control. Dataloggers, PLC, microcontroladores
Topologías de conexión de red de dispositivos: paralelo, serie, estrella, bus….
Nanotecnología en instrumentación. Equipamientos de instrumentación para trabajar en la escala nanométrica.
Nanosensórica.
Nanotecnología en robótica. Herramientas de micro e nanomanipulación
Robótica molecular
Estructuras de ADN para robótica
Obtención y almacenamiento de energía para alimentación de sistemas. Fuentes ambientales
Fuentes externas
Aplicaciones Sensorizado nanotecnológico de robots
Robótica biohíbrida
Aspectos éticos y legales Roboética
Robots y responsabilidad civil
Resolución del Parlamento Europeo

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Prácticas de laboratorio A6 A7 B3 B7 B9 C3 C7 10 10 20
Portafolio del alumno A2 A7 B3 B5 B7 B8 B9 C3 C7 C8 7 35 42
Prueba mixta A2 A7 A10 B4 B5 B7 2 9 11
Sesión magistral A2 A10 B4 B5 B8 C8 18 27 45
 
Atención personalizada 7 0 7
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Prácticas de laboratorio Se llevarán a cabo tanto de la parte de Instrumentación como de Robótica tradicionales. Se podrán realizar tanto con materiales reales como virtuales.
En Instrumentación, se incluirá la visita a instalaciones reales instrumentadas, para comprobar el funcionamiento "in situ" de multiples aparatos.
En Robótica se podrán usar robots de prestaciones limitadas en alcance y carga, pero de funcionalidad similar a los de un entorno de trabajo real.
Portafolio del alumno Recogerá el conjunto de trabajos realizados a lo largo del curso, encargados por los docente, así como cualquier otro material que la alumna o el alumno considere de interés en su formación a lo largo del curso. En la medida de lo posible se realizará en soporte digital.
Prueba mixta Será la prueba que se realizará en la fecha de examen fijada por la Junta de Facultad, para el correspondiente curso académico. Los contenidos propios de la prueba, así como en su caso el material auxiliar con el que puede contar el alumnado para su realización será indicado por los docentes de manera previa a la misma.
Sesión magistral Se corresponde con las sesiones de docencia expositiva, será una clase dirigida por el docente en la que introducirá los conocimientos propios de la materia; pero también en la medida de lo posible buscará la participación del alumnado de forma que la intervención dialogada, y apoyada con los medios de los que se disponga en el aula favorezca el proceso de enseñanza-aprendizaje.

Atención personalizada
Metodologías
Portafolio del alumno
Descripción
El docente orientará de manera individual o en pequeño grupo, la forma en que el alumnado irá construyendo su portafolios en base a los trabajos encargados durante el curso. Y le indicará también si debe contar con otro tipo de materiales auxiliares que no sean de elaboración propia. Incluso, cada alumna o alumno podrá siguiendo su propio criterio añadir materiales de interés para su formación, en esta disciplina.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio A6 A7 B3 B7 B9 C3 C7 El alumnado contará con las instrucciones precisas, facilitadas por el docente para la ejecución de las prácticas de laboratorio. Deberá asistir las mismas, y en su caso elaborar los informes o documentos que le hayan ido encargados 20
Portafolio del alumno A2 A7 B3 B5 B7 B8 B9 C3 C7 C8 Durante lo curso se llevarán a cabo diferentes actividades de aprendizaje, a partir de las cuales el alumnado ira generando un conjunto de elementos evaluables, siguiendo las indicaciones dadas por el profesorado de la materia. 40
Prueba mixta A2 A7 A10 B4 B5 B7 Esta prueba se llevará a cabo en la fecha establecida por la Junta de Facultad, las instrucciones para su realización serán facilitadas por los docentes de manera previa.

Los docentes podrán realizar, de manera potestativa, pruebas parciales de la misma naturaleza, que resulten liberatorias de la prueba final
40
 
Observaciones evaluación

Fuentes de información
Básica Liu, Yunhui., and Dong Sun. (2012). Biologically Inspired Robotics. 1st edition.. Boca Raton, Fla: CRC Press.
Murata, Satoshi et al. (2013). Molecular Robotics: A New Paradigm for Artifacts. . Heidelberg: Verlag Omsha Tokio
Mestre, Rafael, Tania Patiño, and Samuel Sánchez. (2021). Biohybrid Robotics: From the Nanoscale to the Macroscale. Hoboken, USA: John Wiley & Sons, Inc
José M. de la Rosa (2021). De la micro a la nanoelectrónica. Madrid : Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Barrientos, A. (2012). Fundamentos de robótica (2a. ed.).. España: McGraw-Hill
Nature portfolio (2023). Latest Research and Reviews in nanosensors. Nature portfolio
Jacob Millman, Arvin Grabel (1998). Microelectronics: Digital and Analog Circuits and Systems. McGraw Hill Higher Education
Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, FECYT (2009). Nanociencia y Nanotecnología. Entre la ciencia ficción del presente y la tecnología del futuro. Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, FECYT
Vinod Kumar Khanna (2021). Nanosensors: physical, chemical, and biological. CRC Press. ISBN: 9781439827130
Veruggio, Gianmarco, Jorge Solis, and Machiel Van der Loos. (2011). Roboethics: Ethics Applied to Robotics . New York: IEEE
Nummelin, Sami et al. (2020). Robotic DNA Nanostructures.. American Chemical Society
Organización Internacional de Normalización (2012). Robots and robotic devices — Vocabulary (Norma ISO nº 8373:2012)”. . Suiza:ISO

Otras referencias bibliográficas podrán facilitarse durante la realización del curso, especialmente para llevar a cabo determinadas actividades académicas.

Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Máquinas Moleculares/610G04036
Sensorización/610G04031

Asignaturas que continúan el temario

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