Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Nanotecnoloxía en Instrumentación e Robótica Código 610G04039
Titulación
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Cuarto Optativa 4.5
Idioma
Castelán
Galego
Inglés
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Computación e Tecnoloxías da Información
Enxeñaría Industrial
Coordinación
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
Descrición xeral 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 do título
Código Competencias do 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 aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Coñecer os principios de instrumentación, robótica e actuación tradicional. A2
B4
B5
B8
C3
C7
Coñecer os sistemas de interconexión entre captación e actuación. A6
B7
B9
C3
Coñecer os sistemas de instrumentación e robótica implementados con nanotecnoloxía. A2
B3
B4
B5
B8
B9
C3
C8
Coñecer os sistemas de obtención e almacenamento de enerxía (energy harvesting) para Nanoinstrumentación/robótica B3
B4
B5
B8
C3
C8
Coñecer aplicacións de Nanoinstrumentación/robótica. A7
A10
B4
B7
B8
C3
C8
Recoñecer e aplicar os principios éticos e legais dentro do campo de estudo. A10
B8
C3

Contidos
Temas Subtemas
Principios de instrumentación, robótica e actuación tradicional Principios básicos de electricidade/electrónica: Unidades de medida eléctrica
Tipoloxías de sensores tradicionais: ph, redox, Osíxeno, turbidez, Materia Orgánica, presión, ultrasonidos e doppler, etc.
Tipos de robots
Estrutura e accionamentos
Control e programación
Especificacións comerciais
Robótica de enxames
Sistemas de interconexión entre captación e actuación
Sistemas de adquisición de datos. Principios de funcionamento A/D y D/A
Sistemas de rexistro de datos e control. Dataloggers, PLC, microcontroladores
Topoloxías de conexión de rede de dispositivos: paralelo, serie, estrela, bus….
Nanotecnoloxía en instrumentación. Equipamentos de instrumentación para traballar na escala nanométrica.
Nanosensórica.
Nanotecnoloxía en robótica. Ferramentas de micro e nanomanipulación
Robótica molecular
Estruturas de ADN para robótica
Obtención e almacenamento de enerxía para alimentación de sistemas. Fontes ambientais
Fontes externas
Aplicacións Sensorizado nanotecnolóxico de robots
Robótica biohíbrida
Aspectos éticos e legáis Roboética
Robots e responsabilidade civil
Resolución do Parlamento Europeo

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Prácticas de laboratorio A6 A7 B3 B7 B9 C3 C7 10 10 20
Portafolios do alumno A2 A7 B3 B5 B7 B8 B9 C3 C7 C8 7 35 42
Proba mixta A2 A7 A10 B4 B5 B7 2 9 11
Sesión maxistral A2 A10 B4 B5 B8 C8 18 27 45
 
Atención personalizada 7 0 7
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Prácticas de laboratorio Levaranse a cabo tanto da parte de Instrumentación como de Robótica tradicionais. Poderanse realizar tanto con materiais reais como virtuais.
En Instrumentación, incluirase a visita a instalacións reais instrumentadas, para comprobar o funcionamento "in situ" de multiples aparellos.
En Robótica poderanse usar robots de prestacións limitadas en alcance e carga, pero de funcionalidade similar aos dun entorno de traballo real.
Portafolios do alumno Recollerá o conxunto de traballos realizados ao longo do curso, encargados polos docente, así como calquera outro material que a alumna ou o alumno considere de interese na súa formación ao longo do curso. Na medida do posible atoparase en soporte dixital.
Proba mixta Será a proba que se realizará na data de exame fixada pola Xunta de Facultade, para o correspondente curso académico. Os contidos propios da proba, así como no seu caso o material auxiliar co que pode contar o alumnado para a súa realización será indicado polos docentes de xeito previo á mesma.
Sesión maxistral Correspóndese coas sesións de docencia expositiva, será unha clase dirixida polo docente na que introducirá os coñecementos propios da materia; pero tamén na medida do posible buscará a participación do alumnado de xeito que a intervención dialogada, e apoiada nos medios dos que se dispoña na aula favoreza o proceso de ensino-aprendizaxe.

Atención personalizada
Metodoloxías
Portafolios do alumno
Descrición
O docente orientará de xeito individual ou en pequeno grupo, a forma en que o alumnado irá construíndo o seu portafolios en base aos traballos encargados durante o curso. E indicaralle tamén se debe contar con outro tipo de materiais auxiliares que non sexan de elaboración propio. Ase mesmo, cada alumna ou alumno poderá seguindo o seu propio criterio engadir materiais de interese para a súa formación, nesta disciplina.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A6 A7 B3 B7 B9 C3 C7 O alumnado contará coas instruccións precisas, facilitadas polo docente para a execución das prácticas de laboratorio. Deberá asistir ás mesmas, e no seu caso elaborar os informes ou documentos que lle foran encargados. 20
Portafolios do alumno A2 A7 B3 B5 B7 B8 B9 C3 C7 C8 Durante o curso levaranse a cabo diferentes actividades de aprendizaxe, a partir das cales o alumnado ira xerando un conxunto de elementos avaliables, seguindo as indicacións dadas polo profesorado da materia. 40
Proba mixta A2 A7 A10 B4 B5 B7 Esta proba levarase a cabo na data establecida pola Xunta de Facultade, as instruccións para súa realización serán facilitadas polos docentes de xeito previo.

Os docentes poderán realizar, de xeito potestativo, probas parciais da mesma natureza, que resulten liberatorias da proba final.
40
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía 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

Outras referencias bibliográficas poden ser facilitadas durante a realización do curso, especialmente para levar a cabo determinadas actividades académicas.

Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Máquinas Moleculares/610G04036
Sensorización/610G04031

Materias que continúan o temario

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías