Planear una misión autónoma

Autónomo frente a control remoto

Hay dos maneras en que un robot puede hacer un trabajo. Cuando va por control remoto, una persona lo maneja en tiempo real y decide cada movimiento. Cuando es autónomo, el robot ejecuta su propio programa y usa sus sensores para decidir por sí mismo, sin que nadie lo maneje.

Requisitos, restricciones y criterios

Antes de construir, se planea. Un requisito es lo que el robot TIENE que hacer: "llevar el bloque a la zona azul". Una restricción es un límite dentro del cual hay que trabajar: "en menos de 30 segundos", "usando un solo sensor", "que no sea más grande que una caja de zapatos". Los criterios son la forma en que vas a juzgar el éxito: "se detiene dentro de la zona" y "nunca golpea la pared".

Concesiones y el proceso de diseño de ingeniería

Casi nunca se puede tener todo a la vez. Una concesión es ceder algo de una cosa para conseguir más de otra. Un robot que va rápido puede perderse la lectura del sensor y chocar; frenarlo cambia velocidad por confiabilidad. Rara vez hay una sola respuesta "correcta": eliges la concesión que mejor le queda a tus requisitos y restricciones.

Diagramas de flujo: dibujar el programa antes de programarlo

Un diagrama de flujo es un dibujo de los pasos de tu programa. Las acciones van en rectángulos ("avanzar", "detenerse"). Las decisiones van en rombos y hacen una pregunta de sí o no ("¿Hay una pared adelante?"), con una flecha de salida para el "sí" y otra para el "no". Las flechas conectan los cuadros para que puedas seguir el camino que va a tomar el robot.

Detenerse con seguridad y robótica responsable

Un robot autónomo decide por su cuenta, así que necesita una manera de detenerse con seguridad: un comportamiento programado que lo pare cuando el trabajo está hecho o cuando algo (o alguien) se le atraviesa. Sin un alto seguro, un robot autónomo puede seguir metiéndose contra una pared o contra una persona.

Robots autónomos en el mundo real

Los robots autónomos ya hacen trabajos de verdad, casi siempre aburridos, sucios o peligrosos, y casi siempre con gente supervisando. Ver ejemplos reales te ayuda a planear tu propia misión: cada uno percibe el mundo, decide con un programa, actúa, y tiene una manera de detenerse con seguridad.

Escribe un plan de misión

Meta: Convertir un trabajo autónomo pequeño en un plan: requisitos, restricciones, criterios de éxito y una concesión que tuviste que sopesar.

1. Elige una misión autónoma pequeña, como "llegar a la zona y detenerse" o "buscar hasta encontrar el objetivo". Escríbela arriba de la Ficha de planeación de la misión.
2. Llena la ficha: requisitos (lo que TIENE que hacer), restricciones (límites como el tiempo, el tamaño o un solo sensor) y criterios (cómo vas a juzgar el éxito). Después nombra una concesión que tuviste que sopesar, como velocidad frente a confiabilidad.

Escribe qué pasó:

Dibuja el diagrama de flujo de la misión

Meta: Convertir el plan de la misión en un diagrama de flujo con cuadros de acción, al menos un rombo de decisión, un ciclo que revise un sensor y un alto seguro.

1. En la página del diagrama, empieza en un cuadro de "Inicio" y termina en un cuadro de "Alto seguro". Pon las acciones en rectángulos y cada decisión de sí o no en un rombo, con una flecha de "sí" y otra de "no".
2. Tu diagrama autónomo tiene que revisar un sensor una y otra vez (un ciclo) y tiene que terminar en un alto seguro: el robot se detiene cuando el trabajo está hecho o cuando algo se le atraviesa.

Escribe qué pasó:

Misión autónoma de práctica guiada

Meta: Ejecutar una misión autónoma corta (llegar a una zona, reaccionar ante un obstáculo y detenerse con seguridad) como ensayo del proyecto final de la próxima semana.

1. Arma el programa directo de tu diagrama de flujo: una secuencia para avanzar, un ciclo que no deje de revisar un sensor, una condición que reaccione ante un obstáculo y un alto seguro cuando el robot llegue a la zona o se tope con el obstáculo.
2. Ejecútalo, obsérvalo contra tus criterios de éxito y anota una cosa que mejorarías; ese paso de mejorar es una iteración, justo lo que vas a hacer mucho más la próxima semana.

Escribe qué pasó:

Antes de ejecutarla, predice: ¿tu misión de práctica va a cumplir todos sus criterios de éxito al primer intento, y cuál criterio es el que más probablemente falle?

La misión de práctica frente a sus criterios

Ejecuta la misión de práctica guiada desde el mismo punto de partida cada vez. En cada corrida, anota qué pasó y compáralo con los criterios de éxito de tu ficha.

Registra: Si se cumplió cada criterio de éxito, y qué cambiar para el proyecto final

¿Qué te costó más trabajo escribir para tu misión: los requisitos, las restricciones o los criterios? ¿Por qué?

Describe una concesión de tu plan. ¿Qué cediste, y qué obtuviste a cambio?

Robótica responsable: nombra un trabajo en el que un robot autónomo de verdad ayuda, y una situación en la que una persona debería seguir mandando. Explica tu razonamiento.