Ejercicios: Diseño y construcción de robots

La imagen muestra un robot educativo con ruedas, con sus partes numeradas. Identifique cada parte y explique qué función cumple dentro del robot (estructura, movimiento, control o percepción).

Nombre las partes básicas de un robot móvil sencillo e indique a qué elemento de un sistema de control (sensor, controlador o actuador) corresponde cada una.

El diagrama de flujo de la figura es el programa de un robot evita obstáculos. Describa con sus palabras el comportamiento completo del robot y razone qué haría si el sensor de distancia quedara tapado con cinta aislante.

Nombre tres tareas del mundo real que hoy realizan robots (limpieza del hogar, soldadura en fábricas, reparto en almacenes) y razone qué sensores necesita cada uno para su tarea.

Explique la diferencia entre un robot y una máquina automática sencilla como una lavadora: ¿qué capacidades hacen que un sistema «merezca» llamarse robot?

¿Qué es el chasis de un robot y qué cualidades debe reunir (ligero, rígido, con espacio para la electrónica)? Relacione esto con materiales que conoce del taller.

Explique qué es un servomotor y en qué se diferencia de un motor de corriente continua normal. Ponga un uso adecuado de cada uno dentro de un robot.

Muchos robots de dos ruedas motrices llevan una tercera rueda loca, sin motor. Explique para qué sirve y qué problema de apoyo y equilibrio resuelve.

Su robot debe seguir una línea negra pintada sobre el piso blanco del aula. Razone qué sensor necesita, dónde lo colocaría y qué debería hacer el programa cada vez que el sensor sale de la línea.

Un robot tiene dos ruedas motrices, una a cada lado. Explique qué debe hacer cada rueda (girar hacia adelante, hacia atrás o parar) para que el robot avance recto, retroceda y gire sobre sí mismo a la derecha.

Ordene estos pasos para construir y programar un robot, y justifique el orden: cargar el programa en la placa, montar el chasis, probar y ajustar, conectar sensores y motores a la placa, definir qué debe hacer el robot.

Su robot debe girar 90 grados con precisión usando sus dos ruedas. Explique por qué la orden «girar durante un segundo» no es fiable (batería, suelo, rozamiento) y qué información adicional mejoraría el giro.

Diseñe el reparto de pesos de un robot móvil: dónde colocaría la batería (la pieza más pesada) y por qué su posición influye en la estabilidad y en la tracción de las ruedas motrices.

Un robot siguelíneas derrapa y sale disparado en las curvas cerradas. Proponga dos mejoras, una mecánica y una de programa, y explique cómo actúa cada una.

Explique qué es calibrar un sensor y escriba un mini procedimiento para calibrar el sensor de luz de un robot en su aula (qué dos lecturas de referencia tomar y cómo usarlas).

Un robot que evita obstáculos debe evitar también caerse por un escalón o unas gradas. ¿Qué sensor le añadiría, dónde lo colocaría y con qué regla de programa?

Un robot avanza recto solo unos metros y luego se desvía poco a poco hacia la izquierda. Analice al menos tres causas posibles (mecánicas, eléctricas o de programa) y explique qué prueba haría para descartar cada una.

Diseñe un robot que reparta volantes por los pasillos del colegio: describa el chasis, los sensores, los actuadores y el algoritmo general de movimiento, y justifique cada elección pensando en el entorno real (gente, cruces, obstáculos).

Diseñe un robot que recoja pelotas de tenis por la cancha del colegio: chasis, sensores, actuadores y algoritmo general de búsqueda y recogida. Señale las tres decisiones de diseño más críticas y justifíquelas.

Un robot con un único sensor de distancia delantero se queda «atrapado» en las esquinas, oscilando entre dos paredes. Analice por qué ocurre ese comportamiento y proponga una mejora del algoritmo (guardar los últimos giros, introducir giros de distinto ángulo).

Diseñe el «modo seguro» de un robot escolar: qué debe hacer el programa al detectar batería baja, obstáculo persistente o pérdida de comunicación. Escriba las reglas y razone por qué la seguridad va antes que la misión.