Datos Identificativos 2020/21
Asignatura (*) Desarrollo de Aplicaciones en Robótica: ROS Avanzado Código 770538014
Titulación
Máster Universitario en Informática Industrial e Robótica
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Máster Oficial 2º cuatrimestre
Primero Optativa 3
Idioma
Castellano
Gallego
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Computación e Tecnoloxías da Información
Coordinador/a
Becerra Permuy, Jose Antonio
Correo electrónico
jose.antonio.becerra.permuy@udc.es
Profesorado
Becerra Permuy, Jose Antonio
Mallo Casdelo, Alma María
Correo electrónico
jose.antonio.becerra.permuy@udc.es
alma.mallo@udc.es
Web
Descripción general O obxectivo desta materia é que o alumno sexa capaz de abordar aplicacións de robótica reais con ROS e Python, incluíndo probas con simuladores físicos 3D e a implantación en robots reais.
Plan de contingencia 1. Modificacións nos contidos
Non se realizarán cambios.

2. Metodoloxías
*Metodoloxías docentes que se manteñen
Mantéñense todas as metodoloxías.

*Metodoloxías docentes que se modifican
Todas as metodoloxías terán que ser adaptadas. Así, a sesión maxistral, as prácticas de laboratorio e a proba mixta realizaranse mediante Teams e / ou Moodle. A presentación dos traballos tutelados realizarase tamén mediante Teams. Os dispositivos físicos empregados en todas as metodoloxías serán substituídos por simuladores.

3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado
Fóra das titorías en despacho, mantéñense os mesmos mecanismos de atención personalizada, a saber: videoconferencia e mensaxería por Teams, Moodle e correo electrónico, por esta orde de preferencia.
Adicionalmente, se o profesorado observa que hai dúbidas comúns a un grupo de alumnos, poderanse programar titorías de grupo reducido mediante videoconferencia por Teams.

4. Modificacións na avaliación
Non hai cambios na avaliación, máis aló de que será realizada telemáticamente mediante Moodle ou Teams.

*Observacións de avaliación:

5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía
Toda a bibliografía recomendada foi adquirida pola biblioteca do centro en PDF ademais de en papel, polo que podería ser proporcionada aos alumnos. No caso de que iso non fose posible por unha cuestión de dereitos de autor, o profesorado proporcionaría unha substitutoria de libre acceso.

Competencias del título
Código Competencias del título
A4 CE04 - Capacidad para uso y desarrollo de código y librerías que permitan captar el entorno y actuar sobre él en sistemas robóticos y/o industriales
A5 CE05 - Capacidad para uso y desarrollo de código y librerías que permitan realizar visión por computador o realidad aumentada sobre sistemas robóticos y/o industriales
A6 CE06 - Capacidad para diseñar, simular y/o implementar soluciones tecnológicas que impliquen el uso de robots y/o sistemas de informática industrial en un entorno, contemplando aspectos éticos y legales
A9 CE09 - Capacidad para el uso, simulación y diseño de sistemas mecánicos empleados en entornos robóticos y/o industriales
B1 CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
B5 CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
B6 CG1 - Buscar y seleccionar alternativas considerando las mejores soluciones posibles
B10 CG5 - Capacidad para proponer nuevas soluciones en proyectos, productos o servicios
B12 CG7 - Analizar de forma crítica la propia experiencia de prácticas
B14 CG9 - Aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías avanzadas a la práctica profesional o investigadora
B18 CG13 - Plantear y resolver problemas, interpretar un conjunto de datos y analizar los resultados obtenidos; en el ámbito de la informática industrial y la robótica
C4 CT04 - Desarrollar el pensamiento crítico
C5 CT05 - Adquirir la capacidad para elaborar un trabajo multidisciplinar

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Saber desarrollar aplicaciones de robótica complejas utilizando un IDE completo, incluyendo la depuración de los nodos. AM4
AM6
BM14
Saber utilizar un simulador 3D en ROS. AM4
AM5
AM6
AM9
BM12
BM14
Conocimiento de algunas librerías habituales en ROS para la utilización de sensores y actuadores habituales, incluyendo cámaras. AM4
AM5
AM6
AM9
BM14
Conocimiento de librerías que permiten implementar técnicas SLAM en ROS. AM4
AM5
AM6
AM9
BM1
BM5
BM6
BM10
BM12
BM14
BM18
CM4
CM5
Experiencia en el desarrollo de aplicaciones ROS sobre robots reales. AM4
AM5
AM6
AM9
BM1
BM5
BM6
BM10
BM12
BM14
BM18
CM4
CM5

Contenidos
Tema Subtema
Integración de ROS en un IDE de Python. ROS en Visual Studio Code.
Depuración con Winpdb.
Simulación 3D en ROS. Gazebo.
Ejemplos de utilización de sensores y actuadores reales con ROS. 2D range finders.
3D sensors.
Pose estimation.
Cameras.
ROS Control.
Utilización de cámaras y librerías de procesado de imágenes en ROS. ROS Pipeline.
Imagen RGB.
Imagen estéreo.
Imagen de profundidad.
SLAM en ROS. OpenSLAM GMapping.
Hector SLAM.
OpenVSLAM.
Implementación de ejemplos completos utilizando simulación y robots reales. Implementación de ejemplos completos utilizando simulación y robots reales.

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A6 B1 B10 C4 7 10.5 17.5
Prácticas de laboratorio A4 A5 A6 A9 B6 B12 B14 B18 10 15 25
Trabajos tutelados A4 A5 A6 A9 B5 B6 B12 B14 B18 C5 0 28.5 28.5
Prueba mixta A6 B1 B10 C4 2 0 2
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Actividad presencial en el aula que sirve para establecer los conceptos fundamentales de la materia. Consiste en la exposición oral haciendo uso profuso de medios audiovisuales y buscando la participación de los alumnos mediante el planteamiento de casos prácticos y la realización de preguntas, con el fin de facilitar el aprendizaje y fomentar el espíritu crítico.
Prácticas de laboratorio Mediante esta actividad los alumnos implementarán en el laboratorio pequeños programas / sistemas que ejemplificarán los conceptos vistos en las sesiones magistrales, de forma que puedan probar en el mundo real algunos de los métodos y técnicas, y valorar de primera mano los problemas (y sus implicaciones) que surgen en la implementación.
Trabajos tutelados Realización de uno o varios trabajos a lo largo del cuatrimestre, planteados de forma incremental, realizados de forma autónoma y tutorizados por los profesores, que implicarán llevar a la práctica gran parte de los conceptos vistos en las sesiones magistrales. El trabajo será realizado en grupo y los alumnos entregarán, en soporte informático, una memoria y tendrán que realizar también una presentación ante el profesor y sus compañeros de clase.
Prueba mixta Prueba de evaluación que se realizará en las correspondientes oportunidades de las convocatorias oficiales. Consistirá en una prueba escrita con preguntas muy breves y / o de tipo test, con la finalidad de comprobar el afianzamiento de los conceptos teóricos más importantes vistos en la asignatura.

Atención personalizada
Metodologías
Trabajos tutelados
Descripción
Trabajos tutelados: será necesario mostrar los avances que se vayan realizando para ofrecer la orientación adecuada, resolver dudas y asegurar la calidad del trabajo. Estas tutorías se realizarán en grupo y de forma presencial en el despacho del profesor.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prueba mixta A6 B1 B10 C4 Prueba final de la materia que consistirá en la realización de un examen individual. Esta prueba tendrá preguntas de tipo teóricas y prácticas relacionadas con los conceptos estudiados en las clases magistrales, en las prácticas de laboratorio o con los contenidos de los trabajos / proyectos tutelados.

Nomenclatura empleada en la sección de observaciones para esta actividad:
PM: nota obtenida en esta prueba.
25
Prácticas de laboratorio A4 A5 A6 A9 B6 B12 B14 B18 Consistirá en la recopilación de todas las prácticas de laboratorio realizadas durante el curso. Estas deberán realizarse en el tiempo asignado a las clases prácticas, y se entregarán al final de las mismas. Durante su realización, el alumno puede plantear dudas al profesor o consultar los materiales que estime oportuno. Por tanto, esta actividad evaluará el trabajo diario del alumno en las clases prácticas.

Nomenclatura empleada en la sección de observaciones para esta actividad:
PL: nota obtenida en los ejercicios realizados en las clases prácticas de laboratorio.
35
Trabajos tutelados A4 A5 A6 A9 B5 B6 B12 B14 B18 C5 Desarrollo de un proyecto aplicado en grupos reducidos. Será necesario entregar los materiales (documento y presentación) en tiempo y forma siguiendo las indicaciones del enunciado. Además, requerirá la exposición oral por parte de todos los integrantes del grupo de trabajo, empleando para eso la presentación entregada. La no realización de la presentación supondrá una nota de cero en esta actividad.

Nomenclatura empleada en la sección de observaciones para esta actividad:
TT: nota obtenida en el trabajo tutelado.
40
 
Observaciones evaluación
Para poder aprobar la materia el estudiante deberá cumplir los siguientes requisitos (puntuación entre 0 y 10 en todas las actividades):
  1. Que la nota en las prácticas de laboratorio sea mayor o igual que 5.
  2. Que la nota en el trabajo tutelado sea mayor o igual que 5.
  3. Que la nota en la prueba mixta sea mayor o igual que 5.
Si no se cumplen todos los requisitos anteriores la cualificación será de suspenso y la nota numérica máxima que se podrá obtener, en la oportunidad correspondiente, será de 4,5 puntos. Si se cumplen los requisitos exigidos, la nota final se calculará de la siguiente forma:

NOTA FINAL = 0,35×PL + 0,40*TT + 0,25*PM

Si bien la asistencia a las clases no es obligatoria, el primer requisito convierte en muy difícil aprobar la asignatura si el número de ausencias a las clases en el laboratorio es elevado.

En el caso de los alumnos matriculados a tiempo parcial, dependiendo de las circunstancias y si los profesores lo consideran necesario, la parte de la puntuación de las diferentes prácticas de laboratorio podrá pasarse al trabajo tutelado, a cambio de la obligación de la existencia de una tutoría cada semana para garantizar el correcto aprovechamiento de la asignatura.

Notas sobre las actividades:

- Todas las actividades tendrán una única oportunidad para su entrega durante el curso académico, salvo la prueba mixta que tendrá dos oportunidades oficiales de examen. Por lo tanto, las notas obtenidas durante el curso en las prácticas y en el trabajo tutelado se guardan para la oportunidad de julio, NO SIENDO POSIBLE REPETIRLAS.

- De acuerdo al artículo 14, apartados 1 y 3 de la normativa*, la copia o intento de copia (o cualquier comportamiento impropio) durante una prueba implicará la cualificación de suspenso con un 0 en las dos oportunidades de la convocatoria anual.

- De acuerdo al artículo 14, apartado 4 de la misma normativa, el plagio de cualquier trabajo implicará la cualificación de suspenso con un 0 en dicho trabajo.

* Normativa de evaluación, revisión y reclamación de las calificaciones de los estudios de grado y máster universitario, cuya última versión es del 29 de junio de 2017.

Fuentes de información
Básica Newman, W. (2017). (2017). A Systematic Approach to Learning Robot Programming with ROS.. CRC Press.
Joseph, L., & Cacace, J. (2018). Mastering ROS for Robotics Programming: Design, build, and simulate complex robots using the Robot Operating System. Second Edition.. Packt Publishing Ltd.
Fairchild, C., & Harman, T. L. (2017). ROS Robotics By Example: Learning to control wheeled, limbed, and flying robots using ROS Kinetic Kame. Second Edition.. Packt Publishing Ltd.

Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Python para Ingenieros Introductorio/770538011
Desarrollo de Aplicaciones en Robótica: Introducción a ROS/770538013

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Python para Ingenieros Avanzado/770538012

Asignaturas que continúan el temario

Otros comentarios

Para ayudar a conseguir un entorno sostenible y cumplir con el objetivo de la acción número 5 ("Docencia e investigación saludable y sostenible ambiental y social") del "Plan de Acción Green Campus Ferrol" la entrega de los trabajos documentales que se realicen en esta materia:

1. Se solicitará en formato virtual y/o soporte informático.

2. Se realizará a través de Moodle, en formato digital sin necesidad de imprimirlos.

3. De realizarse en papel:

- No se emplearán plásticos.

- Se realizarán impresiones a doble cara.

- Se empleará papel reciclado.

- Se evitará la impresión de borradores.



(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías