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  GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA: ROBÓTICA AUTÓNOMA    
1. Datos generales
Asignatura: ROBÓTICA AUTÓNOMA Código: 42361
Tipología: OPTATIVA Créditos ECTS: 6
Grado: 346 - GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA (AB) Curso académico: 2017-18
Centro: (604) E.S. DE INGENIERIA INFORMATICA ALBACETE Grupo(s): 17
Curso: 4 Duración: Segundo cuatrimestre
Lengua principal de impartición: Inglés Segunda lengua:
Uso docente de otras lenguas: English Friendly: No
Página Web:
Nombre del profesor: ISMAEL GARCIA VAREA - Grupo(s) impartido(s): 17
 
Despacho Departamento Teléfono Correo electrónico Horario de tutoría
ESII/1.D.1 SISTEMAS INFORMÁTICOS 2548 ismael.garcia@uclm.es Consultar
https://www.esiiab.uclm.es/pers.php?codpers=ivarea
2. Requisitos previos

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.

3. Justificación en el plan de estudios, relación con otras asignaturas y con la profesión

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 controllers for the Adept Mobilerobots Pioneer 3DX and 3AT robots.

4. Competencias de la titulación que la asignatura contribuye a alcanzar
Competencias propias de la asignatura
CM2 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.
CM4 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.
CM7 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.
INS4 Capacidad de resolución de problemas aplicando técnicas de ingeniería.
PER1 Capacidad de trabajo en equipo.
PER2 Capacidad de trabajo en equipo interdisciplinar.
PER3 Capacidad de trabajo en un contexto internacional.
SIS3 Aprendizaje autónomo.
SIS8 Capacidad de iniciativa y espíritu emprendedor.
UCLM1 Dominio de una segunda lengua extranjera en el nivel B1 del Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas.
5. Objetivos o resultados de aprendizaje esperados
Resultados propios de la asignatura
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
Designing basic and advanced behaviors that enable a robot autonomously unfold in a controlled environment (CM4, CM7, INS4, SIS8)
Documenting the programs implemented and defended by oral and written presentations (UCLM1, PER1, PER2, PER3)
Develop and program (whithin a group) basic and advanced behaviours that will allow to a robot to move autonomously in a specific environment (CM4, PER1, PER2)
Knowing the features and functionality of Pioneer 3DX robots and be able to implement autonomous behavior in them (CM2, CM4, INS4, SIS3)
6. Temario / Contenidos
 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)
7. Actividades o bloques de actividad y metodología

Actividad formativa Metodología Competencias relacionadas ECTS Horas Ev Ob Rec Descripción
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] Aprendizaje basado en problemas (ABP) CM4, INS4, SIS3 0.72 18.00 No
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] Trabajo en grupo CM2, CM4, CM7, INS4, PER1 1.20 30.00 No
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] Aprendizaje basado en problemas (ABP) CM4, INS4, SIS3 1.20 30.00
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA] Trabajo en grupo CM4, INS4, PER1, PER2, PER3, UCLM1 1.80 45.00
Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL] Pruebas de evaluación CM4, SIS3, SIS8 0.48 12.00 No
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA] Resolución de ejercicios y problemas CM4, INS4, SIS3, SIS8 0.60 15.00
Total: 6.00 150.00  
Créditos totales de trabajo presencial: 2.40 Horas totales de trabajo presencial: 60.00
Créditos totales de trabajo autónomo: 3.60 Horas totales de trabajo autónomo: 90.00
Ev: Actividad formativa evaluable
Ob: Actividad formativa de superación obligatoria
Rec: Actividad formativa recuperable
8. Criterios de evaluación y valoraciones

  Valoraciones  
Sistema de evaluación Estud. pres. Estud. semipres. Descripción
Resolución de problemas o casos 40.00% 0.00% Evaluation Activities: ESC
Four problem assignment will be proposed throughout the entire course, to be developed in groups. Each assignment consist on the solution of a practical problem that afterwards will be implemented in the real robots.

Each assignment will account on a 10% of the final grade and they will be evaluated according to the correctness of the adopted solution.
Realización de prácticas en laboratorio 50.00% 0.00% Evaluation Activities: LAB 40%, INF 10%
Four 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 12,5% of the final grade and they will be evaluated according to:
- The implementation actually performs what is supposed to do (LAB 5%).
- The quality of the adopted solution (LAB 5%).
- The quality of the document presented with the solution (INF 2.5%).
Presentación oral de temas 10.00% 0.00% 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.
Total: 100.00% 0.00%  

Criterios de evaluación de la convocatoria ordinaria:
Assessment criteria in the regular exam session:

A total of 4 group assigments will be proposed corresponding to a total of the 90% of the final mark.
Each group assignments will be evaluated according the following criteria:
- Quality of the proposed solution (10%)
- Quality of the implementation adopted (5%)
- Demonstration of the program functionality within the robot (5%)
- Quality of the deliverable with proposed solution to the problem (2.5)%

A final presentation of the work carried out during the course, which will be evaluated according to the quality of the presentation and defense, and will correspond to the 10% of the final mark.
Particularidades de la convocatoria extraordinaria:
Assessment criteria in the extra exam session:

The same criteria will be applied in that case.
Particularidades de la convocatoria especial de finalización:
Assessment criteria in the special exam session for completion of studies:

A written exam covering all the theoretical and practical aspects of the subject, with a 100% mark.
9. Secuencia de trabajo, calendario, hitos importantes e inversión temporal
No asignables a temas
Actividades formativas Horas
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] [Aprendizaje basado en problemas (ABP)] (30 h tot.) 30
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA] [Trabajo en grupo] (45 h tot.) 45
Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL] [Pruebas de evaluación] (12 h tot.) 12
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA] [Resolución de ejercicios y problemas] (15 h tot.) 15
Tema 1 (de 5): Introduction
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] [Aprendizaje basado en problemas (ABP)] (18 h tot.) 2
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] [Trabajo en grupo] (30 h tot.) 2
Periodo temporal: Semana 1
Tema 2 (de 5): Mobility
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] [Aprendizaje basado en problemas (ABP)] (18 h tot.) 4
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] [Trabajo en grupo] (30 h tot.) 4
Periodo temporal: Semanas 2 y 3
Tema 3 (de 5): Perception
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] [Aprendizaje basado en problemas (ABP)] (18 h tot.) 6
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] [Trabajo en grupo] (30 h tot.) 6
Periodo temporal: Semanas 5, 6 y 7
Tema 4 (de 5): Localization
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] [Aprendizaje basado en problemas (ABP)] (18 h tot.) 6
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] [Trabajo en grupo] (30 h tot.) 6
Periodo temporal: Semanas 9, 10 y 11
Tema 5 (de 5): Advanced Topics
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] [Aprendizaje basado en problemas (ABP)] (18 h tot.) 6
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] [Trabajo en grupo] (30 h tot.) 6
Periodo temporal: Semanas 13 y 14
Comentario: El día 21/04/2014 es festivo (semana santa).
El día 01/05/2014 es festivo pero no afectará a las clases por no coincidir con los días de clase.
Actividad global
Actividades formativas Suma horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] [Aprendizaje basado en problemas (ABP)] 24
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] [Trabajo en grupo] 24
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
Total horas: 150
Comentarios generales sobre la planificación: Weeks of continous assessment (exercices and lab practices):
- Week 4: first practical case
- Week 8: second practical case
- Week 12: third practical case
- Week 15: fourth practical case and final presentation

This course schedule is APPROXIMATE. 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.
10. Bibliografía, recursos
Autor/es Título Editorial Población 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 Ficha de la biblioteca
Craig, John J. Introduction to robotics : mechanics and control Addison-Wesley 0-201-09528-9 1989 Ficha de la biblioteca
Fahimi, Farbod Autonomous robots : modeling, path planning, and control Springer 978-0-387-09537-0 2009 Ficha de la biblioteca
Holland, John Designing mobile autonomous robots Elsevier 0-7506-7683-3 2004 Ficha de la biblioteca
Nehmzow, Ulrich Mobile robotics : a practical introduction Springer 1-85233-726-5 2003 Ficha de la biblioteca
Niku, Saeed B. (Saeed Benjamin) Introduction to robotics : analysis, control, applications Wiley 978-0-470-60446-5 2010 Ficha de la biblioteca
Thrun, Sebastian Probabilistic robotics The MIT Press 0-262-20162-3 2005 Ficha de la biblioteca
 

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