Students should have a solid background in computer programming and algorithms, and basic knowledge in calculus, linear algebra, and statistics. Such a background and knowledge should have been obtained through completion of the corresponding first year courses. Assignments will require the use of the C++ or Python programming languages. Experience with any modern procedural language (e.g. C++) should be sufficient.

This course will introduce students to the fundamental constraints, technologies, and algorithms of autonomous robotics. The focus will be on computational aspects of autonomous wheeled mobile robots. The most important themes will be mobility, perception, and navigation. Assignments will require the implementation of behaviours for the Adept Mobilerobots Pioneer 3DX and 3AT robots, and for the Pepper SoftBank Robotics Robot.

Competencias propias de la asignatura
Código	Descripción
CM02	Capacidad para conocer los fundamentos teóricos de los lenguajes de programación y las técnicas de procesamiento léxico, sintáctico y semántico asociadas, y saber aplicarlas para la creación, diseño y procesamiento de lenguajes.
CM04	Capacidad para conocer los fundamentos, paradigmas y técnicas propias de los sistemas inteligentes y analizar, diseñar y construir sistemas, servicios y aplicaciones informáticas que utilicen dichas técnicas en cualquier ámbito de aplicación.
CM07	Capacidad para conocer y desarrollar técnicas de aprendizaje computacional y diseñar e implementar aplicaciones y sistemas que las utilicen, incluyendo las dedicadas a extracción automática de información y conocimiento a partir de grandes volúmenes de datos.
INS04	Capacidad de resolución de problemas aplicando técnicas de ingeniería.
PER01	Capacidad de trabajo en equipo.
PER02	Capacidad de trabajo en equipo interdisciplinar.
PER03	Capacidad de trabajo en un contexto internacional.
SIS03	Aprendizaje autónomo.
SIS08	Capacidad de iniciativa y espíritu emprendedor.
UCLM01	Dominio de una segunda lengua extranjera en el nivel B1 del Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas.

Resultados de aprendizaje propios de la asignatura
Descripción
Diseñar y programar comportamientos básicos y avanzados que permitan a un robot desenvolverse de forma autónoma en un entorno determinado.
Mejorar las destrezas comunicativas del alumno en lengua inglesa.
Resultados adicionales
Descripción

• Tema 1: Introduction
  • Tema 1.1: Introduction to autonomous robotics
• Tema 2: Mobility
  • Tema 2.1: Methods of locomotion
  • Tema 2.2: Locomotion concepts
  • Tema 2.3: Mobile robots kinematics
  • Tema 2.4: Simple control systems
• Tema 3: Perception
  • Tema 3.1: Sensor and ranging technologies
  • Tema 3.2: Robot vision
  • Tema 3.3: Modelling uncertainty
• Tema 4: Localization
  • Tema 4.1: Belief representation and odometry error model
  • Tema 4.2: Probabilistic map based localization and Markov localization
  • Tema 4.3: Monte-Carlo localization methods
  • Tema 4.4: Kalman filter localization methods
• Tema 5: Advanced Topics
  • Tema 5.1: Obstacle avoidance
  • Tema 5.2: Path planning
  • Tema 5.3: Simultaneous localization and mapping (SLAM)

Actividad formativa	Metodología	Competencias relacionadas (para títulos anteriores a RD 822/2021)	ECTS	Horas	Ev	Ob	Descripción
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL]	Aprendizaje basado en problemas (ABP)	CM04 INS04 SIS03	0.72	18	S	S
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL]	Trabajo en grupo	CM02 CM04 CM07 INS04 PER01	1.2	30	S	S
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA]	Aprendizaje basado en problemas (ABP)	CM04 INS04 SIS03	1.2	30	S	S
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA]	Trabajo en grupo	CM04 INS04 PER01 PER02 PER03 UCLM01	1.8	45	S	S
Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL]	Pruebas de evaluación	CM04 SIS03 SIS08	0.48	12	S	S
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA]	Resolución de ejercicios y problemas	CM04 INS04 SIS03 SIS08	0.6	15	S	S
Total:			6	150
Créditos totales de trabajo presencial: 2.4			Horas totales de trabajo presencial: 60
Créditos totales de trabajo autónomo: 3.6			Horas totales de trabajo autónomo: 90

Ev: Actividad formativa evaluable
Ob: Actividad formativa de superación obligatoria (Será imprescindible su superación tanto en evaluación continua como no continua)

Sistema de evaluación	Evaluacion continua	Evaluación no continua *	Descripción
Presentación oral de temas	10.00%	10.00%	Evaluation activities: PRES This task will consist in the oral presentation (at the end of the course) of all the work carried out in the subject.
Resolución de problemas o casos	50.00%	50.00%	Evaluation Activities: ESC A group project will be proposed to be developed from the mitdterm to the end of the semester.The project will consist on the solution of a practical problem that afterwards will be implemented in the real robots. The final grade and they will be evaluated according to the correctness of the adopted solution, the implementation carried out, the validation of the proposal and the documentation of the project.
Realización de prácticas en laboratorio	40.00%	40.00%	Evaluation Activities: LAB 40%, INF 10% Five practical assignment will be proposed throughout the entire course, to be developed in the laboratory. Each assignment will consist in the implementation of different behaviors and tested on the real Pioneer 3DX robots and 3AT. Each assignment will account on a 10% of the final grade and they will be evaluated according to: - The implementation actually performs what is supposed to do (LAB 4%). - The quality of the adopted solution (LAB 4%). - The quality of the document presented with the solution (INF 2%).
Total:	100.00%	100.00%

No asignables a temas
Horas	Suma horas
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Aprendizaje basado en problemas (ABP)]	30
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo]	45
Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación]	12
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA][Resolución de ejercicios y problemas]	15

Tema 1 (de 5): Introduction
Actividades formativas	Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Aprendizaje basado en problemas (ABP)]	3
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Trabajo en grupo]	3

Tema 2 (de 5): Mobility
Actividades formativas	Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Aprendizaje basado en problemas (ABP)]	6
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Trabajo en grupo]	6

Tema 3 (de 5): Perception
Actividades formativas	Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Aprendizaje basado en problemas (ABP)]	6
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Trabajo en grupo]	6

Tema 4 (de 5): Localization
Actividades formativas	Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Aprendizaje basado en problemas (ABP)]	6
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Trabajo en grupo]	6

Tema 5 (de 5): Advanced Topics
Actividades formativas	Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Aprendizaje basado en problemas (ABP)]	3
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Trabajo en grupo]	3
Grupo 17:
Inicio del tema: 28-01-2020	Fin del tema: 15-05-2020

Actividad global
Actividades formativas	Suma horas

Comentarios generales sobre la planificación:

This subject is given in three weekly 1,5h sessions. This course schedule is APPROXIMATED. It could vary throughout the academic course due to teaching needs, bank holidays, etc. A weekly schedule will be properly detailed and updated on the online platform (Campus Virtual). Note that all the lectures, practice sessions, exams and related activities performed in the bilingual groups will be entirely taught in English. Some activities could extraordinarily be scheduled during the evening if needed.

Autor/es	Título	Libro/Revista	Población	Editorial	ISBN	Año	Descripción	Enlace Web	Catálogo biblioteca
Bekey, George A.	Autonomous robots : from biological inspiration to implement			The Mit Press	0-262-02578-7	2005	An introduction to the science and practice of autonomous robots that reviews over 300 current systems and examines the underlying technology.
Fahimi, Farbod	Autonomous robots : modeling, path planning, and control			Springer	978-0-387-09537-0	2009	Autonomous Robots: Modeling , Path Planning, and Control is suitable for mechanical and electrical engineers who want to familiarize themselves with methods of modeling/analysis/control that have been proven efficient through research. This book presents the theoretical tools for analyzing the dynamics of and controlling Autonomous Robots in a form comprehensible for students and engineers.
Frank L. Lewis, Shuzhi Sam Ge	Autonomous Mobile Robots: Sensing, Control, Decision Making and Applications			CRC Press	978-0367390891	2019	It has long been the goal of engineers to develop tools that enhance our ability to do work, increase our quality of life, or perform tasks that are either beyond our ability, too hazardous, or too tedious to be left to human efforts. Autonomous mobile robots are the culmination of decades of research and development, and their potential is seemingly unlimited.
Nikolaus Correll	Introduction to Autonomous Robots			Magellan Scientific	978-0692700877	2020	This book introduces concepts in mobile, autonomous robotics to 3rd-4th year students in Computer Science or a related discipline. The book covers principles of robot motion, forward and inverse kinematics of robotic arms and simple wheeled platforms, perception, error propagation, localization and simultaneous localization and mapping. The cover picture shows a wind-up toy that is smart enough to not fall off a table just using intelligent mechanism design and illustrate the importance of the mechanism in designing intelligent, autonomous systems. This book is open source, open to contributions, and released under a creative common license.	https://github.com/correll/Introduction-to-Autonomous-Robots
Niku, Saeed B. (Saeed Benjamin)	Introduction to robotics : analysis, control, applications			Wiley	978-0-470-60446-5	2010	Niku offers comprehensive, yet concise coverage of robotics that will appeal to engineers. Robotic applications are drawn from a wide variety of fields. Emphasis is placed on design along with analysis and modeling. Kinematics and dynamics are covered extensively in an accessible style. Vision systems are discussed in detail, which is a cutting-edge area in robotics. Engineers will also find a running design project that reinforces the concepts by having them apply what they've learned.
Thrun, Sebastian	Probabilistic robotics			The MIT Press	0-262-20162-3	2005	Probabilistic robotics is a new and growing area in robotics, concerned with perception and control in the face of uncertainty. Building on the field of mathematical statistics, probabilistic robotics endows robots with a new level of robustness in real-world situations. This book introduces the reader to a wealth of techniques and algorithms in the field. All algorithms are based on a single overarching mathematical foundation. Each chapter provides example implementations in pseudo code, detailed mathematical derivations, discussions from a practitioner's perspective, and extensive lists of exercises and class projects.