• Módulo 24

      Detección de Bordes y Navegación Robótica Segura

      Programación / Robótica / Ingeniería

      Identidad del Módulo

      Título
      Detección de bordes y navegación robótica segura
      Áreas Temáticas
      Tecnología de la Información Ciencias Naturales Ingeniería Robótica
      Formato
      Aprendizaje experiencial; Trabajo en grupos pequeños (3-5 estudiantes); Observación del comportamiento del robot; Modificación de parámetros de seguridad.
      Requisitos de Preparación
      Configurar FOSSBot o CoppeliaSim; Cargar la etapa "sens6_edge_detection"; Asegurarse de que los sensores de suelo estén calibrados.
      Duración Estimada
      45 minutos
      Rango de Edad
      14-15 años (Niveles superiores de secundaria inferior)
      Palabras Clave
      Detección de Bordes, Sensores de Suelo, Sistemas de Seguridad, Operadores Lógicos (Y), Estructuras Si-Sino, Evasión de Riesgos.
      Resumen

      La seguridad es un componente crítico en el diseño de sistemas autónomos. Este escenario explora cómo un robot puede utilizar sensores de suelo para detectar bordes (como el límite de una mesa) y ajustar automáticamente su comportamiento para evitar caídas. Los estudiantes trabajan experiencialmente para predecir, observar y programar comportamientos de evasión de riesgos. Al emplear operadores lógicos (Y) y estructuras de selección (Si-Sino Si), los alumnos desarrollan algoritmos que permiten al FOSSBot reconocer vacíos peligrosos y ejecutar maniobras de seguridad como retroceder y girar.

      Introducción

      ¿Cómo sabe un robot cuándo está a punto de caerse? Esta lección profundiza en la mecánica de la detección de bordes utilizando sensores de suelo. Los estudiantes participan en una serie de actividades diseñadas para ayudarlos a "pensar como un robot", definiendo qué constituye un borde y cómo reaccionar ante él.

      Comenzando con discusiones y predicciones, los estudiantes progresan hacia la ejecución y modificación de código complejo. Analizan diferentes escenarios de peligro (detectar un borde a la izquierda, derecha o ambos lados) y programan contramedidas apropiadas. Esto no solo desarrolla habilidades de programación, sino que también destaca la relación entre los sensores y los sistemas de seguridad del mundo real.

      Conocimientos Previos

      • • Familiaridad con estructuras de selección básicas (si – sino)
      • • Familiaridad con el uso de sensores
      • • Experiencia con comandos básicos de movimiento del robot
      • • Habilidad para trabajar eficazmente en grupos pequeños (3–5 personas)

      Resultados de Aprendizaje

      Al final de este módulo, los estudiantes serán capaces de:

      Comprensión Conceptual

      • ✓ Entender cómo los robots toman decisiones de seguridad basadas en datos ambientales
      • ✓ Describir cómo reacciona el robot ante diferentes escenarios de peligro
      • ✓ Explicar por qué las acciones de retroceder y girar aumentan la seguridad

      Programación e Implementación

      • ✓ Usar sensores de suelo FOSSBot para leer valores de superficie
      • ✓ Combinar múltiples condiciones usando estructuras si – sino si
      • ✓ Combinar condiciones usando el operador lógico Y

      Ingeniería y Resolución de Problemas

      • ✓ Programar comportamiento de evasión de riesgos para prevenir daños al equipo
      • ✓ Modificar parámetros (distancia de retroceso, ángulo de giro) para optimizar la seguridad
      • ✓ Relacionar sensores con sistemas de seguridad del mundo real en ingeniería

      📐 Conceptos Clave de Lógica y Seguridad

      Lógica de Suelo Seguro (Y Lógico):

      SI (Izquierda != 0 Y Derecha != 0)
      ENTONCES [Mover Adelante]

      El robot se mueve hacia adelante solo si ambos sensores detectan el suelo (el valor del suelo no es 0).

      Detección de Peligro (Si-Sino Si):

      SINO SI (Izquierda != 0 Y Derecha == 0) ENTONCES [Atrás + Girar Izquierda]
      SINO SI (Izquierda == 0 Y Derecha != 0) ENTONCES [Atrás + Girar Derecha]

      Si el suelo desaparece bajo un sensor (el valor se convierte en 0), el robot realiza una maniobra de seguridad.

      Los estudiantes observan que retroceder antes de girar es crucial para evitar que las ruedas se deslicen fuera del borde durante la rotación.