aplicación de los lego mindstorms en la agricultura

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2120112012, 2120101036, 2120101003, 2120101027 Resumen — Los Lego Mindstorms son una clase de juguetes de robótica fabricado por la empresa L !" #ue se utili$a para un aprendi$aje tanto en ni%os como en adultos con el fin de contribuir a la creati&idad' (omo los Lego Mindstorms son usados para un sistema integrado electromec)nico, en el informe presentado nos enfocaremos en la aplicación de los lego Mindstorms a la agricultura * #ue puede aportar a ello para ser una +erramienta til del ser +umano' -bstract— Lego Mindstorms are a t*pe of robotic to*s manufactured b* t+e L !" compan* t+at is used for learning in bot+ c+ildren and adults in order to contribute to creati&it*' Lego Mindstorms are used fora integrated electromec+anical s*stem, in t+e report .e focus on t+e application of Lego Mindstorms to agriculture and t+e* can ma/e to it to be a useful tool of t+e +uman be ' Índice de Términos— Agro-robótica, Robótica, Mecatrónica, Agricultura, NTX, Sensor ' "45(( n los ltimos a%os, la robótica, un )rea multidisciplinaria, se +a desarrollado en uni&ersidades de todo el mundo, promo&i ndose cada &e$ m)s su desarrollo mediante concursos de robótica de muc+os tipos' - pesar de #ue el establecimiento de un laboratorio de robótica est) fuera del presupuesto de muc+as uni&ersidades por loscostos de robots manipuladores * mó&iles comerciales, es posible +acer pr)cticas de robótica con pa#uetes comerciales de bajocosto * construcciones propias' La plataforma L !" de Mindstorms es una aplicación mu* utili$ada en laindustria de la robótica m)s #ue todo para sistemas de no necesitan un esfuer$o mu* grande ni re#uerimientos mu* e8tremos, sino como para prototipos de robots, controles de &el de sistemas * aplicaciones #ue com nment pueden encontrar en el )rea de la inge : 1 ; La robótica ser) mu* importante p necesidades de producción de alimentos mundo #ue cada d9a incrementa su pobla agricultura se podr)n emplear desde la delterreno para la siembra +asta la cosec+a' -dem)s de #ue la robótica puede llegar +erramienta fundamental para+acer un uso eficiente de losrecursos empleados, tambi n supone un a+orro en los costos de prod disminución de la contaminación ambien como resultado una producción sostenib l fenómeno de la globali$ación, caract el incremento de la competencia internacional deri&ada de la &isión del mundo mercado, trae consigo la necesidad de nue&as alternati&as tecnológicas para competiti&idad en la producción de ali ' < 4 "= (- L !" M 4> " M> :2; L !" M 4> " M> es una solución com de aprendi$aje, desde ni%os a partir d para estudiantes de uni&ersidad, d creati&idad, *a #ue b)sicamente es un ciencia, la tecnolog9a e ingenier9a * adem)s de fomentar un sentido completamente lógico, *a #ue permite al estudiante d factores al poder controlar dispositi& de entrada como de salida' -@L (-( 4 L"> L !" M 4> " M> L- -! (5L 5 - >uare$ (' !loria Aelena, rujillo B' Cuan 4a&id, !arc9a (' "scar 4a&id, -rcinieg mecatrónica' 5ni&ersidad de bagu 1

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Fundamentos de mecatrónica

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 Resumen — Los Lego Mindstorms son una clase de juguetes de robótica fabricado por la empresa L!" #ue se utili$a para un aprendi$aje tanto en ni%os como en adultos con el fin de contribuir a la creati&idad' (omo los Lego Mindstorms son usados para un sistema integrado electromec)nico, en el informe  presentado nos enfocaremos en la aplicación de los lego Mindstorms a la agricultura * #ue puede aportar a ello para ser una +erramienta til del ser  +umano'
-bstract— Lego Mindstorms are a t*pe of robotic to*s manufactured b* t+e L!" compan* t+at is used for learning in bot+ c+ildren and adults in order to contribute to creati&it*' Lego Mindstorms are used for a integrated electromec+anical s*stem, in t+e report .e focus on t+e application of Lego Mindstorms to agriculture and t+e* can ma/e to it to be a useful tool of t+e +uman be '  Índice de Términos— Agro-robótica, Robótica,
 Mecatrónica, Agricultura, NTX, Sensor
' "45((
  
La plataforma L!" de Mindstorms es una aplicación mu* utili$ada en la industria de la robótica m)s #ue todo para sistemas de control #ue no necesitan un esfuer$o mu* grande ni tampoco re#uerimientos mu* e8tremos, sino como para  prototipos de robots, controles de &elocidad, control de sistemas * aplicaciones #ue comnmente se  pueden encontrar en el )rea de la ingenier9a' : 1 ;
La robótica ser) mu* importante para cubrir las necesidades de producción de alimentos para este mundo #ue cada d9a incrementa su población' n la agricultura se podr)n emplear desde la preparación del terreno para la siembra +asta la cosec+a' -dem)s de #ue la robótica puede llegar a ser una +erramienta fundamental para +acer un uso eficiente de los recursos empleados, tambin supone un a+orro en los costos de producción * la disminución de la contaminación ambiental dando como resultado una producción sostenible' : 1 ;
l fenómeno de la globali$ación, caracteri$ado por  el incremento de la competencia internacional deri&ada de la &isión del mundo como un gran mercado, trae consigo la necesidad de contar con nue&as alternati&as tecnológicas para impulsar la competiti&idad en la producción de alimentos'  
' < 4 "=(- L!" M4>"M>  :2;
L!" M4>"M> es una solución completa de aprendi$aje, desde ni%os a partir de ? a%os, tanto  para estudiantes de uni&ersidad, donde potencia la creati&idad, *a #ue b)sicamente es un juego con la ciencia, la tecnolog9a e ingenier9a * programación, adem)s de fomentar un sentido completamente lógico, *a #ue permite al estudiante descubrir estos factores al poder controlar dispositi&os reales tanto de entrada como de salida'
-@L(-( 4 L"> L!" M4>"M> L- -!(5L5-
>uare$ (' !loria Aelena, rujillo B' Cuan 4a&id, !arc9a (' "scar 4a&id, -rciniegas L' Aenr*, Dundamentos de mecatrónica'
5ni&ersidad de bagu
2120112012, 2120101036, 2120101003, 2120101027
5n /it b)sico de robótica de mindstorms est) compuesto por los siguientes componentesE
Dig'1' (omponentes del Lego F
DuenteE ...'legomindstorms'es
DuenteE ...'robots#uare'com
Ladrillo FE l cerebro controlado por ordenador  del robot Mindstorms'
Dig'3' Ladrillo Lego F
DuenteE ...'juguetronica'com
>er&omotores FE -segura los mo&imientos del robot con precisión controlada'
Dig'G' >er&omotor Lego Mindstorms
DuenteE ...'education'lego'com
>ensor de sonido FE @ermite al robot reaccionar  al sonido'
Dig'H' >ensor sonido Lego Mindstorms
DuenteE ...'roboti/as'net
>ensor de contactoE @ermite al robot sentir * reaccionar al entorno mediante el tacto'
Dig'6' >ensor sonido Lego Mindstorms
2
DuenteE ...'legomindstorms'net
>ensor de distanciaE @ermite al robot medir  distancias * reaccionar al mo&imiento'
Dig'7' >ensor de distancia Lego Mindstorms
DuenteE ...'juguetronica'com
>ensor de lu$E @uede detectar lu$ * diferenciar colores a ni&el de escala de grises'
Dig'?' >ensor de lu$ Lego Mindstorms
DuenteE ...'+itec+nic'com
La metodolog9a de desarrollo de los L!" M4>"M se basan en la construcción, la  programación * los lenguajes alternati&os de  programación'
La construcción del robot es basada en la coalición de blo#ues de pl)stico, e8clusi&os de Lego, junto con pie$as plegables * algunas pie$as #ue permiten la rotación de ruedas o pie$as' l modelo se debe centrar en el blo#ue programable, *a #ue este  blo#ue pro&ee la energ9a necesaria para el mo&imiento del robot creado' -dem)s, se pueden
fijar los sensores #ue se adjuntan en el /it, para #ue sean tiles en el desarrollo del robot'
n cuanto la programación del Lego Mindstorms se reali$a mediante el soft.are #ue se adjunta en el empa#ue original, el cual trae el firm.are del robot * un programa #ue emula un )rbol de decisiones,  para los cuales, el usuario debe programar las acciones a seguir por el robot' l soft.are se encuentra di&idido por cada tipo de robot #ue se  puede construir, * #ue &iene recomendado en el empa#ue'
@or otra parte tenemos los lenguajes alternati&os de  programación donde el blo#ue del Lego Mindstorms como un producto de +ard.are * soft.are integrado, puede ser programado con &arias interfaces, pero todos logrando el mismo fin' sto se puede reali$ar mediante la torre de comunicación * utili$ando las +erramientas correctas para poder acceder al firm.are b)sico de Lego'
' L!" M4>"M> L- -!(5L5-
(uando se +abla de robots * automati$ación lo  primero #ue pensamos es en los robots +umanoides #ue tienen como objeti&o reempla$ar las labores del ser +umano' La realidad es #ue la robótica est) facilitando la &ida de muc+as personas, siendo una +erramienta til * lle&ando los a&ances tecnológicos creados por el +ombre' :3;
(omen$aremos +ablando de la agricultura donde no es para nada f)cil automati$ar las tareas' Los culti&os pueden estar o no preparados para ser  cosec+ados, con una diferencia de distancia m9nima, * es por este moti&o #ue la robótica no penetro de la misma manera en esta )rea' :3;
4ebido a la creciente demanda de producción * a la escase$ de mano de obra en este )mbito se +a  buscado la manera de incluir la tecnolog9a en estos  procesos' - continuación mostraremos algunas aplicaciones #ue podemos encontrar de los mindstorms en la agricultura'
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ROBOTS QUE MONITOREAN INDICADORES AGRÍCOLAS :G;
n "cean9a, el in&estigador australiano >ala+ >u//arie+ arrancó la fase de e8ploración de su  pro*ecto, el cual busca #ue las labores del campo tambin sean desempe%adas por robots, la cual +ace dos a%os despertó la desconfian$a * el recelo de los due%os de las fincas en -ustralia' La idea principal era detectar indicadores agr9colas importantes como el rendimiento, la salud de los )rboles * la intensidad de la floración * los frutos'
Ao*, 2 a%os despus, esta tecnolog9a +a mostrado una amplia gama de beneficios entre los #ue se cuentan resol&er el problema de la escase$ de mano de obra en -ustralia a tra&s de la recolección automati$ada' Los agricultores empe$aron a descubrir las &entajas *, segn los in&estigadores de la 5ni&ersidad de >idne*, est)n entusiasmados'
BRAZO ROBÓTICO PARA RECOGER LAS COSECHAS :H;
ste sistema, a diferencia de los otros desarrollos mecani$ados #ue e8isten +o*, selecciona la fruta de acuerdo a la madure$ * calidad' l pro*ecto se lle&a a cabo con 10 uni&ersidades * centros de in&estigación en uropa'
La creciente escase$ de mano de obra en el agro +a empe$ado a encontrar soluciones en la tecnolog9a' 5na iniciati&a desarrollada por 10 centros uni&ersitarios de pa9ses pertenecientes a la 5nión uropea, 5, junto con in&estigadores c+ilenos, se encuentra en su etapa final' >er) un sistema automati$ado de cosec+a, de tipo robótico'
Los alcances del pro*ecto son &ariados, *a #ue en  pleno rendimiento, no solo permitir9a la cosec+a de la fruta, sino el an)lisis del producto * detectar  ni&eles de madure$, para cosec+arlo * seleccionarlo segn distintos grados de calidad' I@ero todo esto de manera automati$adaJ, segn le indicó al portal de noticias KLa 4iscusión, el in&estigador Loren$o León, coordinador de la in&estigación #ue se desarrolla en nia uilamapu, un reconocido centro
regional de in&estigación cient9fica, ubicado en (+ill)n, (+ile'
EN LA UNIÓN EUROPEA SE IMPONEN LAS FLOTAS DE ROBOTS :6;
5na flota de m)#uinas autónomas podr) ser  utili$ada * +acer m)s ecológica la producción agr9cola * ganadera, al optimi$ar el uso de insumos agro#u9micos, proteger al medio ambiente * a los trabajadores rurales'   ngenieros del instituto Duture Darm @roject, de la
5nión uropea, 5, est)n desarrollando e#uipos de robots autónomos #ue +ar)n m)s eficientes las labores de siembra, riego * conser&ación de  pasturas al tiempo #ue proteger) a los trabajadores del campo de contraer enfermedades, into8icarse o incluso morir por causa de la manipulación de los insumos agr9colas'
(ada uno de los robots de las flotas tendr) una función espec9fica' 5no de estos cumplir) labores de e8ploración, dotado con ra*os l)ser * sensores, * se dedicar) a mediciones para despus transmitir  esta información al resto de los &e+9culos del grupo' stos ltimos sabr)n dónde aplicar los fertili$antes, as9 como la cantidad de producto #u9mico #ue deben rociar'
EN ARGENTINA DISEÑAN ROBOT PARA CULTIVOS INTENSIVOS :7;
  >e trata de una plataforma con inteligencia
artificial #ue puede despla$arse, +acer monitoreo 34, fertili$ar e incluso podar' l in&ento ser)  presentado en el marco de la &itrina agropecuaria - 8pone 2013, #ue se reali$a en la @atagonia'   - tra&s del desarrollo de +erramientas de
monitoreo remoto * en tiempo real, #ue se asemejan a lo #ue reali$a la ->- con las misiones del (uriosit* a Marte, el e8perto argentino en robótica icardo !arro creó un sistema autónomo #ue tiene como propósito optimi$ar la producción en culti&os intensi&os Nin&ernaderosO'
G
2120112012, 2120101036, 2120101003, 2120101027
  l robot tambin cuenta con una enorme adaptabilidad para desempe%ar su trabajo a la escala de las plantasE mapeo de im)genes en 34, aspersión de fertili$antes, poda * otras labores se lle&an a cabo de manera remota, pero integrada con e#uipos electrónicos'
Dig'P' -plicación de Lego Mindstorms a un in&ernadero
DuenteE ...'aularobotica'blogspot'com
B' ("(L5>">
Las condiciones para mejorar la calidad de &ida del ser +umano est) dado de la mano de la tecnolog9a * sus a&ances, una de sus +erramientas est) en la utili$ación de robots, como en este caso, los L!" M4>"M>, *a #ue como se e&idenció en el informe presentado, en la agricultura tiene &arias aplicaciones para optimi$ar procesos * ser un instrumento #ue &a de la mano del +ombre'   La utili$ación de tecnolog9a robótica en la automati$ación de la agroindustria con la finalidad de aumentar su eficiencia * por tanto la  producti&idad para muc+os parecer9a un sue%o, pero gracias a la colaboración #ue e8iste en gran parte del mundo al desarrollar esta tecnolog9a esto se est) +aciendo una realidad'
D(-> 
:1; Culian t al' -larcon' N2013, DebreroO >cribd'com' :"nline;' AQ@L< R+ttpESSes'scribd'comSdocS13P1?7P37SnformeT1T ntroduccionTaTlaT@lataformaTL!"TMindstormsTpdfR +ttpESSes'scribd'comSdocS13P1?7P37SnformeT1T ntroduccionTaTlaT@lataformaTL!"TMindstormsTpdf 
:2; "T="(-' "T="(- obotica educati&a U  persona%' :"nline;' AQ@L< R+ttpESSroT  botica'comSesStiendaSL!"TducationSL!"T MindstormsTducationTFSR +ttpESSroT  botica'comSesStiendaSL!"TducationSL!"T MindstormsTducationTFS
:3; >ebastian ausc+' N201G, Ma*oO "="<-' :"nline;' AQ@L< R+ttpESS...'roboti//a'comS162P3SlaT roboticaTenTelTcampoTdeTlaTagriculturaT*TlaTmineriaSR +ttpESS...'roboti//a'comS162P3SlaTroboticaTenTelT campoTdeTlaTagriculturaT*TlaTmineriaS
:G; ("te8to !anadero' N201G, neroO (onte8to!anadero'com' :"nline;' AQ@L< R+ttpESS...'conte8toganadero'comSganaderiaT sostenibleSlaTagroTroboticaTunTconceptoT#ueT&aTcaminoT laTconsolidacionR +ttpESS...'conte8toganadero'comSganaderiaT sostenibleSlaTagroTroboticaTunTconceptoT#ueT&aTcaminoT laTconsolidacion
:6; ("te8to !anadero' N2013, >eptiembreO (ontesto !anadero' :"nline;' AQ@L< R+ttpESS...'conte8toganadero'comSinternacionalSconT robotsTseTreduciraT?0TelTusoTdeTinsumosT#uimicosTenT agroT*TganaderiaR +ttpESS...'conte8toganadero'comSinternacionalSconT robotsTseTreduciraT?0TelTusoTdeTinsumosT#uimicosTenT agroT*Tganaderia
:7; ("te8to !anadero' N2013, "ctubreO (onte8to !anadero' :"nline;' AQ@L< R+ttpESS...'conte8toganadero'comSinternacionalSenT argentinaTcreanTrobotTtodoTterrenoTparaTculti&osT intensi&osR +ttpESS...'conte8toganadero'comSinternacionalSenT argentinaTcreanTrobotTtodoTterrenoTparaTculti&osT intensi&os
:?; 4a&id Mindell, (+ristop+er =eland, Vesle* (+an, 4.aine (lar/e, ic+ard @ar/, Mic+ael rupiano N1H de diciembre de 2000O' L!" Mindstorms T +e >tructure of  an ngineering NOe&olution
:P; V'T<' (+en, Linear Networs and S!stems N=oo/ st*leO"=elmont, (-E Vads.ort+, 1PP3, pp' 123W13H'
:10; A' @oor, An #ntroduction to Signal $etection and  %stimation' e. Qor/E >pringerTBerlag, 1P?H, c+' G'
:11; C' 5' 4uncombe, Infrared na&igation—@art E -n assessment of feasibilit* N@eriodical st*leO,J  #%%% Trans"  %lectron $e&ices, &ol' 4T11, pp' 3GW3P, Can' 1PHP'
:12; >' (+en, =' Mulgre., and @' M' !rant, I- clustering tec+ni#ue for digital communications c+annel e#uali$ation using radial basis function net.or/s,J  #%%% Trans" Neural Networs, &ol' G, pp' H70WH7?, Cul* 1PP3'
:13;' V' Luc/*, I-utomatic e#uali$ation for digital communication,J 'ell S!st" Tec(" )", &ol' GG, no' G, pp' HG7WH??, -pr' 1P6H'
2120112012, 2120101036, 2120101003, 2120101027
Gor!" Hee#" Su"re$ Cru$ acida el P de nero de 1PPH, estudiante acti&a del programa de ngenier9a Mec)nica en bagu, olima, (olombia' lla cursa sptimo semestre de ingenier9a mec)nica en la uni&ersidad de bagu, egresada del colegio la  presentación en el a%o 2010 de la ciudad de bagu'
%u"# D"&!' Tru(!o V"r)"s' acido el 11 de  o&iembre de 1PP3, estudiante acti&o del programa de ngenier9a Mec)nica en bagu, olima, (olombia' l cursa no&eno semestre de ingenier9a mec)nica en la uni&ersidad de bagu, egresado del colegio'
Os*"r D"&!' G"r*+" acido el 2G -bril de 1PP3, estudiante acti&o del programa de ngenier9a Mec)nica en bagu, olima, (olombia' l cursa octa&o semestre de ingenier9a mec)nica en la uni&ersidad de bagu, egresado del colegio'
He#r, Fer#"#'o Ar*!#!e)"s acido el 2 de Cunio de 1P, estudiante acti&o del programa de ngenier9a Mec)nica en bagu, olima, (olombia' l cursa semestre de ingenier9a mec)nica en la uni&ersidad de bagu, egresado del colegio'
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