Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Diseño de una plataforma educativa modular para fomentar el interés académico hacia la robótica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025-01-14) Ruiz Figueroa, Sebastian; Balbuena Galván, JoséEn las carreras universitarias, es común encontrar a alumnos que no se sientan a gusto con la carrera que estudian. Muchos de ellos sienten que no les motiva aprender conceptos teóricos y sienten haber perdido su tiempo. Mediante una encuesta rápida realizada a 35 alumnos de la carrera de mecatrónica en la PUCP, se corroboró que en efecto, aproximadamente el 50% de los alumnos no se siente motivado durante las clases. Así mismo, más del 50% de los alumnos dijo que de no perder el tiempo ya invertido, cambiarían de carrera. Si hubo algo en lo que la basta mayoría estuvo de acuerdo, fue en que más experiencias prácticas permitirían generar un mayor interés en carreras relacionadas con la robótica. El problema con las experiencias prácticas relacionadas con la robótica es la falta de conocimientos de estudiantes que recién empiezan la carrera. Muchos no tienen conocimiento en circuitos eléctricos, programación o mecánica alguna. Existen los llamados robots modulares, los cuales permiten participar de estas experiencias prácticas por medio de la simplificación del armado de un robot sin conocimiento previo en robótica. Sin embargo, muchos de estos robots o bien son muy costosos, como es el caso del Turtle bot, o no están especializados en el aprendizaje robótico, como es el caso de los Cubelets. De esta manera, nació la idea de REM bot, una plataforma robótica móvil de bajo costo, diseñada para brindar experiencias prácticas a alumnos de ingeniería interesados en aprender más sobre robótica. Este robot cuenta con 4 tipos de módulo, comenzando por el módulo principal al cual se le pueden acoplar diferentes tipos de configuración móvil (omnidireccional, diferencial, etc.). Otros tipos de módulo incluyen al módulo de control (encargado de conectar todos los diferentes módulos y detectar automáticamente el cambio), módulo de sensores (módulo que permite navegación autónoma por medio de un arreglo de sensores), y finalmente el módulo de actuadores (con un mecanismo de empuje de biela manivela). Al ser software de código abierto, el docente a cargo de la experiencia práctica puede decidir qué tanta libertad le da a sus estudiantes para configurar al robot. Por ejemplo, manteniéndolo simple con la configuración más básica, conectando el módulo principal y el de control, o algo más complejo involucrando un algoritmo de control y la conexión de los 4 tipos de módulo. De esta manera se pueden brindar experiencias prácticas a alumnos con diferentes niveles de conocimiento y así fomentar el interés en la robótica. Este trabajo incluye toda la etapa del diseño del robot, planos mecánicos, diseño de una interfaz gráfica para interactuar con el mismo, y algunas pruebas hechas en un prototipo parcialmente funcional del REM bot.Item Diseño e implementación de un robot móvil con un sistema de sensores inteligentes para la detección de fallas en tuberías primarias de Lima Norte(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-31) Segovia Razo, Alexander Francisco; Cuellar Córdova, Francisco FabiánEl sistema de distribución de agua potable en la ciudad de Lima posee aproximadamente 40 años de antigüedad, causa por la cual en los últimos años se han presentado aniegos en diversos puntos de la capital peruana. La corrosión y falta de mantenimiento han provocado pérdidas económicas al Estado que ascienden hasta 10 millones de soles por tubería dañada. Además, las conexiones clandestinas se presentan como un problema latente en la comunidad limeña al ocasionar pérdidas económicas de hasta 2 millones 400 mil soles anualmente. El presente trabajo, motivado por la problemática descrita, tiene como objetivo principal el desarrollo de un sistema de inspección de tuberías. Este sistema debe integrar un conjunto de sensores que permitan extraer información relevante para una posterior reconstrucción tridimensional de la tubería inspeccionada y un procesamiento digital de imágenes de la superficie interna de la tubería. En el desarrollo de la presente tesis se muestra el detalle del diseño electrónico y mecánico del sistema mencionado. Finalmente, se concluye que el diseño descrito es económicamente viable ya que otros robots comerciales ofrecen características inferiores por costos iguales o más elevados que los estimados para este sistema.Item Robot arácnido inteligente para detección de minas antipersonales metálicas en terreno irregular(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-07) Saromo Mori, Daniel Alcides; Villota Cerna, Elizabeth RoxanaDebido a su bajo costo y a su simplicidad, enterrar minas antipersonales en el campo de batalla ha sido, lastimosamente, una estrategia bélica muy común en el siglo pasado. Sin embargo, la contaminación de tierras con minas antipersonales es una problemática aún vigente en la actualidad, ya que más de sesenta países siguen contaminados con estos explosivos. El desminado humanitario busca erradicar todas las minas restantes en el mundo. Lamentablemente, el método más utilizado actualmente para ejecutar labores de desminado es hacerlo de forma manual, debido al elevado costo que representan los sistemas autónomos actuales. Aunque existen propuestas de robots móviles que asisten estas labores, la mayoría de ellas carece de versatilidad de desplazamiento sobre terreno irregular, ya que utilizan ruedas para permitir el movimiento de estos sistemas. En esta tesis, se propone el diseño de un robot arácnido para el traslado de un sensor que permite la detección de minas antipersonales en terreno irregular. En el ámbito mecánico, el robot tiene cuatro patas y presenta simetría sagital. Los elementos electrónicos están alojados dentro del tórax, que se encuentra en el centro del robot. El detector de minas se sujeta desde el tórax apuntando hacia abajo. Se hizo el análisis dinámico del mecanismo las patas, con su respectiva simulación cinemática y cinética. Además, se realizaron dos simulaciones de esfuerzos en la estructura del robot mediante el método de elementos finitos. Con respecto al diseño electrónico, se desarrollaron cálculos para los circuitos de las fuentes de voltaje internas del robot. Se verificó la estabilidad de dichas fuentes frente a ruidos eléctricos, ejecutando una simulación de los circuitos reguladores de voltaje agregando ruido sinusoidal. Se realizó también la selección de los demás componentes electrónicos del robot. El ámbito de control es el aspecto más desarrollado de la presente tesis. Se plantea un algoritmo innovador, que fusiona perspectivas de aprendizaje de máquina e inteligencia artificial bioinspirada, para permitir que el robot aprenda a caminar. De esta manera, se espera que el robot mejore su desempeño con el tiempo, a medida que vaya obteniendo más experiencia y haya recolectado más datos de su entorno. El algoritmo propuesto permite entrenar un agente inteligente para maximizar una métrica de recompensa, pero sin aplicar técnicas de aprendizaje por refuerzo, que son usualmente utilizadas en este tipo de problemas.