Tarea 10 🪙

Diseñar conceptualmente un robot móvil autónomo capaz de recolectar café en la desafiante geografía de la región Andina, basándose en los principios de locomoción, percepción y cinemática discutidos en la clase.

Instrucciones

Considerando las características del terreno montañoso y a menudo irregular de la región Andina, así como la necesidad de un robot autónomo capaz de identificar y recolectar selectivamente granos de café maduros, diseñe un robot colector de café. Su diseño debe detallar los siguientes aspectos, justificando cada elección basándose en la información proporcionada en las clases:

1. Método de Locomoción

Seleccione un método de locomoción: Justifique su elección (¿ruedas, piernas, orugas, híbrido?) considerando la eficiencia en terrenos planos versus irregulares, la capacidad de superar obstáculos, la estabilidad, y la complejidad mecánica.
Número y disposición de los elementos de locomoción: Si elige piernas, especifique el número de patas y una configuración general (inspirándose quizás en la Figura 2.5). Si elige ruedas u orugas, describa su disposición en el chasis (consultando la Tabla 2.1 para posibles configuraciones de ruedas). Si opta por un sistema híbrido, explique la combinación y su razonamiento.

2. Estructura Mecánica

Descripción general de la estructura del robot: ¿Cómo estará organizado el chasis principal? ¿Cómo se integrarán los elementos de locomoción al cuerpo del robot?
Articulaciones y Grados de Libertad (GDL): Si utiliza un sistema de locomoción con patas, indique el número de GDL por pata que considera necesario para la navegación en el terreno andino. Justifique esta elección en términos de maniobrabilidad y adaptabilidad. Para sistemas con ruedas u orugas, describa cualquier sistema de suspensión que considere necesario para mantener el contacto con el suelo irregular.

3. Actuadores

Tipos de actuadores a utilizar: Especifique qué tipo de actuadores (motores eléctricos, hidráulicos, etc.) propone para impulsar el sistema de locomoción y el efector final. Justifique su elección considerando factores como la eficiencia energética, la capacidad de torque y la respuesta.

4. Efector Final (Sistema de Recolección)

Descripción del efector final: Detalle el mecanismo que utilizará el robot para recolectar los granos de café maduros. Puede inspirarse en la habilidad de manipulación mencionada para robots con patas o diseñar un sistema específico para esta tarea (considere la necesidad de selectividad para recoger solo los granos maduros sin dañar la planta).
Actuación del efector final: Indique qué tipo de actuador o actuadores se utilizarán para operar el efector final.

5. Sensores

Identificación de los sensores necesarios: Enumere los diferentes tipos de sensores que el robot necesitará para llevar a cabo su tarea de forma autónoma en el entorno de una plantación de café en los Andes. Considere aspectos como la navegación, la detección de obstáculos, la identificación de los granos de café maduros y la interacción con las plantas.
Uso de cada sensor: Para cada sensor identificado, explique detalladamente:
- Qué mide el sensor: (ej. distancia, color, fuerza, orientación, etc.)
- Cómo se utiliza la información proporcionada por el sensor: (ej. para evitar obstáculos, para localizar plantas, para identificar granos maduros, para controlar la fuerza de agarre del efector final, para mantener la estabilidad del robot en pendientes, etc.). Sea específico sobre la función que cumple cada sensor en la autonomía del robot.

Ejemplo de cómo estructurar la explicación del uso de un sensor

Sensor: Cámara a color
- Qué mide: Intensidad de luz en diferentes longitudes de onda (espectro visible), permitiendo identificar colores.
- Cómo se utiliza la información: La cámara capturará imágenes del entorno. Mediante algoritmos de procesamiento de imágenes, se analizarán los colores para identificar los granos de café que presenten la coloración característica de la madurez (por ejemplo, rojo intenso). Esta información se utilizará para dirigir el robot hacia las plantas con granos maduros y para guiar el efector final hacia los granos específicos que deben ser recolectados. La cámara también podría utilizarse para la navegación visual, identificando caminos o surcos entre las plantas, y para la detección de obstáculos imprevistos.

Criterios de Evaluación

La evaluación de esta tarea se basará en:

Justificación de las elecciones de diseño: ¿Están las decisiones tomadas claramente justificadas basándose en la información de las clases y en el contexto de la tarea (recolección de café en los Andes)?
Coherencia del diseño: ¿Son los diferentes componentes del robot (locomoción, estructura, actuadores, efector final, sensores) compatibles entre sí y adecuados para la tarea?
Comprensión de los principios: ¿Demuestra el diseño una comprensión de los principios de locomoción, percepción y cinemática discutidos en la clase?
Detalle en la descripción del uso de los sensores: ¿Se explica de manera clara y detallada cómo cada sensor contribuye a la autonomía del robot en la tarea de recolección de café?