PROYECTO DE GRADO APLICACIÓN DE CONTROL DE UN BÍPEDO...

PROYECTO DE GRADO

”APLICACIÓN DE CONTROL DE UN BÍPEDO HUMANOIDE PARA ANIMACIÓN EN STOP

MOTION”

POR

CARLOS ANDRÉS LÓPEZ LÓPEZ

Código: 1110072

DEYSI MARÍN VELÁSQUEZ

Código: 1115819

Trabajo de grado dirigido por:

ANDRÉS FELIPE HURTADO BANGUERO

Ingeniero Electrónico

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA

INGENIERÍA MULTIMEDIA

CALI

2015

II

Nota de aceptación

__________________________

__________________________

__________________________

__________________________

__________________________

__________________________

__________________________

Firma del jurado

__________________________

Firma del jurado

Santiago de Cali, septiembre de 2015

III

AGRADECIMIENTOS

Por Deysi Marin:

Agradezco a Dios por las oportunidades que me ha puesto en el camino, por todas las

ayudas recibidas y por permitirnos culminar satisfactoriamente esta fase.

Agradezco a mi esposo por su apoyo incondicional, por su fe y su confianza, por impulsarme

a cumplir este sueño, por la paciencia y los sacrificios de tiempo, por estar pendiente de mi

progreso y ayudarme de alguna forma cuando no comprendía muy bien los temas o cuando

me sentía frustrada por las situaciones que se viven en el ámbito universitario. Gracias amor

por siempre estar allí.

A mi familia, especialmente a mis papás, a mi hermana y mi tía Alba por brindarme todo el

ánimo posible, por comprenderme en los momentos en que falté a actividades familiares,

por aceptar mis momentos de antipatía producidos por el exceso de trabajo, por hacer

parte de este proceso.

A mi compañero Carlos Andrés López, por la paciencia y la constancia, porque a pesar de

las dificultades y los contratiempos que pudimos enfrentar, dio siempre lo mejor de sí.

A mi amigo Ricardo, gracias por las asesorías estéticas, por las ideas compartidas, por

ayudarme a realizar las paredes de la escena y la mesa secundaria, por compartirme parte

de su conocimiento artístico, que a su vez, despertó la parte artística que tenía algo

dormida, por ayudarme revisando y dando su opinión acerca de los textos que le envié en

varias ocasiones. Gracias también a su familia por estar siempre pendiente del proceso.

A Alexander Castañeda por prestarnos el robot, herramienta principal para la elaboración

de este trabajo, por el interés que mostró en el proyecto y por estar pendiente del progreso

que teníamos.

A doña Margarita Caicedo, por ayudarnos con la confección de los vestidos de las muñecas

de la escena, por enviarnos siempre sus buenos deseos y estar pendiente de la evolución

del proyecto.

A mi amigas Karim y Lina, por el apoyo emocional, por estar siempre pendiente de mí, por

revisar lo que les enviaba y brindarme su opinión.

A los docentes de la carrera, por los conocimientos compartidos, por preguntarnos por el

proceso y brindarnos opiniones que mejoraban nuestra labor. En especial quiero agradecer

a Dario Bolivar porque de él surgió la idea de este trabajo de grado y porque sus enseñanzas

fueron de completa aplicación, por recalcarnos siempre la documentación previa, por

brindarnos críticas constructivas y por estar pendiente del progreso; al profesor Andrés

Felipe Hurtado por su compromiso como director de tesis, por recibirnos y guiarnos semana

IV

tras semana en este proceso, al profesor Jairo Alejandro Gómez por impulsarnos en sus

materias a investigar, por las correcciones seguidas por consejos en los trabajos

presentados, por el interés que siempre mostró en este proceso y porque algunas de las

aptitudes que nos sirvieron para este trabajo fueron adquiridas en sus materias.

A mis amigos en general por el interés que han mostrado en este proceso y por el ánimo

que siempre nos han brindado.

Por Carlos Andrés López López:

Primero que todo agradezco a Dios, por las oportunidades y bendiciones que me regala a

diario y por brindarme la gracia de culminar esta bella etapa.

A mis padres, por su paciencia, comprensión y amor incondicional; motor principal de mi

vida.

A mi familia por el apoyo, cariño y constancia durante el periodo universitario.

A mis amigos por las orientaciones, consejos, atención y ayuda durante la realización de

nuestro trabajo de grado.

A Alexander Castañeda por prestarnos el robot, pieza esencial para el desarrollo de nuestro

trabajo de grado.

Al profesor Darío Bolivar, por compartirnos la idea y punto de partida del presente trabajo

de grado.

Al profesor Andrés Felipe Hurtado, director de tesis y quien nos proporcionó una invaluable

ayuda académica y humana para desarrollar este trabajo de grado.

Al grupo de docentes de la facultad de Ingeniería, por sus conocimientos y experiencias

compartidas durante toda la carrera.

V

Tabla de contenido

AGRADECIMIENTOS ............................................................................................................... III

TABLAS .................................................................................................................................. VII

FIGURAS ............................................................................................................................... VIII

GRÁFICAS ................................................................................................................................ X

INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 1

1. ANTECEDENTES............................................................................................................... 3

2. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 8

2.1. MULTIMEDIA: ....................................................................................................... 8

2.2. ANATOMÍA (Movimientos bípedos): .................................................................. 11

2.3. ELECTRÓNICA: .................................................................................................... 14

2.4. HCI: ..................................................................................................................... 21

2.5. SOFTWARE: ........................................................................................................ 24

3. HARDWARE ................................................................................................................... 26

3.1. ROBOT BÍPEDO ................................................................................................... 26

3.2. ELECCIÓN DE LA ESCENA .................................................................................... 31

3.3. REVESTIMIENTO DEL BÍPEDO (SKIN) .................................................................. 32

3.4. ILUMINACIÓN ..................................................................................................... 34

3.5. SET DE GRABACIÓN ............................................................................................ 37

3.6. CÁMARA FOTOGRÁFICA ..................................................................................... 43

4. SOFTWARE .................................................................................................................... 49

4.1. INTERFAZ DE LA APLICACIÓN ............................................................................. 49

4.2. LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN ......................................................................... 53

4.3. CONEXIÓN BLUETOOTH ..................................................................................... 57

5. PRUEBAS Y RESULTADOS .............................................................................................. 59

5.1. DISTANCIA RECORRIDA VS ÁNGULO: ................................................................. 59

5.2. EXACTITUD DEL ÁNGULO: .................................................................................. 60

5.3. VELOCIDAD: ........................................................................................................ 67

5.4. DISTANCIA CON PESO VS DISTANCIA SIN PESO: ................................................ 69

6. TRABAJOS FUTUROS ..................................................................................................... 71

6.1. ADICIONAR MOTORES: ....................................................................................... 71

VI

6.2. MANIPULACIÓN DE LA CÁMARA FOTOGRÁFICA: .............................................. 71

6.3. DESCARGAR AUTOMÁTICAMENTE IMÁGENES DESDE LA CÁMARA: ................. 71

6.4. ADICIONAR FOTOS DE MODELOS DE ROBOTS DIFERENTES: ............................. 71

6.5. SECUENCIAS DE MOVIENTO CON MODELOS 3D:............................................... 71

CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 72

ANEXOS ................................................................................................................................. 74

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................................. 76

VII

TABLAS

Tabla 3-1: Elementos requeridos del set de expansión de Lego MindStorms ..................... 29

Tabla 3-2: Especificaciones técnicas de las bombillas utilizadas en la iluminación de la

escena. .................................................................................................................................. 36

Tabla 3-3: Medidas de las paredes del set de grabación. *Las marionetas adicionales, no

cumplen con la proporción que se encuentra en la escena porque se contó con la

disponibilidad del mercado, lo que dificulta la consecución de estos con medidas

específicas. ............................................................................................................................ 38

Tabla 3-4 Materiales utilizados para la escenografía. .......................................................... 43

Tabla 3-5: Especificaciones técnicas cámara fotográfica Lumix Panasonic DMC-LZ40. ....... 47

Tabla 4-1: Resultados de la prueba Card Sorting. ................................................................ 50

Tabla 4-2: Paletas de colores evaluadas para uso en la interfaz. ......................................... 52

Tabla 4-3: Lenguajes bajo los cuales se pude programar el bloque Lego. ........................... 54

Tabla 5-1: Distancia recorrida por el bípedo para diferentes ángulos. ................................ 59

Tabla 5-2: Ángulo ideal vs ángulo medido para un giro de 360° con avances de 15°, con su

respectivo error absoluto y relativo. .................................................................................... 63







VIII

FIGURAS

Figura 1-1: Interfaz de Robolab (Aurova, 2088). .................................................................... 5

Figura 1-2: Interfaz del TIA Portal (Siemens, 1996-2015). ..................................................... 5

Figura 1-3: Interfaz hobsoft (HoBSoft, s.f.). ............................................................................ 6

Figura 1-4: Power Glove (Jobson, s.f.). ................................................................................... 6

Figura 2-1: Recogiendo una bola. Movimiento en Stop Motion (Priebe, 2011). ................... 8

Figura 2-2: Temperatura de color en °K. .............................................................................. 10

Figura 2-3 Reproducción del color según el porcentaje de ICR. [En línea]. Available:

http://ledspots.org/color-rendering-index/ ......................................................................... 11

Figura 2-4: Planos y ejes de movimiento del ser humano. (García N. , 2005) ..................... 13

Figura 2-5: Sistemas caminantes ZMP en AIST Tsukuba, AIST Waterfront, and Honda.

(Bekey, 2008) ........................................................................................................................ 14

Figura 2-6: Parámetros D-H para un eslabón giratorio (Barrientos, 2007). ......................... 15

Figura 2-7:Topología en bus (Julio Barbancho Concejero, 2014). ........................................ 17

Figura 2-8:Topología en estrella (Julio Barbancho Concejero, 2014). ................................. 18

Figura 2-9: Topología física en anillo (Julio Barbancho Concejero, 2014)............................ 18

Figura 2-10: Topología física en árbol (Julio Barbancho Concejero, 2014). ......................... 19

Figura 2-11:Topología en malla completa (Julio Barbancho Concejero, 2014). .................. 19

Figura 2-12:Tipos de redes (Gómez, 2011). ......................................................................... 21

Figura 2-8: Ejemplo de card sorting (Hassan Montero & Ortega Santamaría., 2009) ......... 23

Figura 3-1: Opciones de bípedos encontradas en línea. ...................................................... 27

Figura 3-2: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core Set Hardware. El set también incluye

una batería recargable para el bloque EV3 (no mostrada en la figura). (Laurens, 2013) .... 28

Figura 3-3: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core set lista de partes. (Laurens, 2013) . 28

Figura 3-4: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Expansion Set (Laurens, 2013) ................. 29

Figura 3-5: Proceso de construcción del robot bípedo ........................................................ 30

Figura 3-6: Robot bípedo terminado .................................................................................... 31

Figura 3-7: Película Robocop 1987 (Verhoeven, 1987). ....................................................... 31

Figura 3-8 Esquema básico de iluminación con tres fuentes de luz. Iluminación Básica. Rita

Noriega. Escuela Internacional de Medios Audiovisuales, Falco Films. (Noriega, 2013) .... 34

Figura 3-9 Posiciones de la luz de contra. Iluminación Básica. Rita Noriega. Escuela

Internacional de Medios Audiovisuales, Falco Films. (Noriega, 2013) ................................. 35

Figura 3-10: Iluminación artesanal creada para la escena. .................................................. 37

Figura 3-11 Elementos de la escena: (a) Pared lateral derecha. (b) Pared lateral izquierda.

(c) Puerta principal. (d) Puerta fondo. (e) Accesorios y personajes. (f) Vestuario de los

personajes. ........................................................................................................................... 42

Figura 4-1: Listado de elementos gráficos. ........................................................................... 50

Figura 4-2: Conclusiones de la prueba Card Sorting. ........................................................... 51

IX

Figura 4-3: Colores utilizados en la interfaz. ........................................................................ 52

Figura 4-4: Diseño final de la interfaz. .................................................................................. 53

Figura 4-5: Mapa de la API leJOS. ......................................................................................... 56

Figura 4-6: Mapa de la API leJOS. ......................................................................................... 57

Figura 4-7: Diagrama de conexión. ....................................................................................... 58

Figura 5-1: Prueba de ángulo medido con transportador para un paso completo realizado

con ángulos de 15°. .............................................................................................................. 62


con ángulos de 45°. .............................................................................................................. 64


con ángulos de 90°. .............................................................................................................. 65


con ángulos de 30°. .............................................................................................................. 66

Figura 5-5: Secuencia de avance con giros de 15°. .............................................................. 68



Figura 5-8: a) Distancia recorrida con peso. b) Distancia recorrida sin peso. ...................... 69

X

GRÁFICAS

Gráfica 5-1: Distancia recorrida por el bípedo para 5 ángulos diferentes, resultados

obtenido en 5 muestras por cada ángulo............................................................................. 59

Gráfica 5-2: Comparación del Error Relativo para los grados de 15°,45°, 60° y 90°. ........... 67

INTRODUCCIÓN

En este trabajo se encontrará todo el proceso que se llevó a cabo para la realización de una

aplicación que permita el control de un bípedo humanoide armado con partes de 2 kits Lego

Mindstorm EV3, para uso en procesos de animación bajo la técnica del Stop Motion.

La técnica de animación conocida como Stop Motion, consiste en crear una historia visual

partiendo de la generación de movimientos parciales de sus personajes y del entorno, paso

por paso de la manera más fluida posible, para que de esta forma al realizar la unión de

tomas se experimente una sensación de movimiento de algo inanimado. Generalmente los

personajes utilizados en este tipo de técnica poseen un esqueleto o armadura que facilita

la precisión del movimiento, de esta premisa, surge la idea de utilizar un robot bípedo en

sustitución de tal armadura.

Un robot bípedo para nuestro caso, humanoide, es un robot con aspecto y funciones

basadas en el cuerpo humano, en este trabajo se presenta la función de marcha con 1 grado

de libertad para el movimiento del equivalente a las rodillas. Los grados de libertad son un

término usado comúnmente en robótica y hacen referencia a las partes que componen el

robot que simulan articulaciones y por ende tienen cierta capacidad de giro.

En cuanto a control, se refiere a la medición de una variable o variables adquiridas y la

aplicación de una variable manipulada para limitar el valor de giro del motor encargado de

generar el cambio en el movimiento de las extremidades inferiores del robot.

Dado la importancia que implica un movimiento exacto y coherente para proporcionar

realismo a cada escena creada bajo la técnica del Stop Motion, se evalúa qué tanto afecta

el factor humano en la implementación de este tipo de animaciones, ya que, aunque la

persona sea una experta en cada avance, no se tiene una medida exacta entre cambios de

posiciones surgiendo así el motivo principal de esta investigación; buscar una forma para

generar este movimiento, en la cual no haya cabida a errores generados por el factor

humano.

Aprovechando los avances en la robótica, los componentes electrónicos y el material

científico, se pueden trabajar maneras más eficaces que combinen estas tecnologías con

procesos manuales como el Stop Motion, con el fin de ayudar a explotar mucho más esta

técnica o los procesos que se generan en ella.

En páginas posteriores se describen los procesos que se llevaron a cabo para la elección del

bípedo, la elección de la escena a representar, el diseño y montaje del set de grabación, con

todo lo que incluye, maquillaje corporal del bípedo (revestimiento del robot), iluminación,

utilería, personajes, cámara, la elección del lenguaje de programación y la implementación

2

de la aplicación, con las diferentes librerías importantes para el funcionamiento y la

comunicación entre el programa y el controlador del robot.

Adicionalmente las pruebas que se realizaron al sistema con los respectivos resultados

obtenidos y su análisis; se listan también algunos trabajos que pueden implementarse

partiendo con esta aplicación como base.

3

1. ANTECEDENTES

Introducción:

En este capítulo encontrará explicaciones generales y comentarios sobre la técnica de Stop

Motion, la evolución e inconvenientes que han enfrentado aquellos que han trabajado en

producciones realizadas bajo esta técnica, también se mencionan aspectos necesarios en

estas creaciones como los sets, los personajes y su movilidad, el maquillaje, y finalmente se

habla un poco de las aplicaciones que se encuentran en el mercado que aunque no son

directamente usadas para las producciones de Stop Motion, tienen una cercanía con el

propósito de esta investigación.

Para el proceso de desarrollo de la técnica del Stop-Motion son necesarias ciertas

habilidades, que pueden ser consultadas en (Purves B. , 2010). El autor Barry Purves recalca

la importancia del movimiento continuo, a través de pequeños cambios entre cuadros (cada

cuadro subsecuente con el anterior) y menciona también que la paciencia es de gran

importancia cuando un animador se enfrenta a este proceso, dado a lo tedioso, lento,

exigente y laborioso que resulta, motivos que en ocasiones hacen que muchas personas

encuentre maneras más fáciles de hacer películas bajo otras técnicas, dejando al Stop-

Motion por las dificultades que trae consigo.

Uno de los procesos críticos para la animación en Stop Motion es la creación de los modelos,

los sets y la utilería, tal como lo menciona Susannah Shaw (ver (Shaw, 2008)), en donde

presenta las bases para una gran animación, ya que como asegura “se necesita saber cómo

controlar todo el mundo: cómo hacer el personaje, cómo hacer que el personaje viva y que

esté feliz o triste. Necesita crear las cuatro paredes a su alrededor y la vida dentro de ellas.

No es como jugar a las muñecas, es como jugar a ser Dios. Uno tiene que adentrarse en el

personaje, hacerlo vivir y hacerlo actuar”. Es por eso que la elección de la escena a

representar es uno de los temas principales, pues no basta solo con poseer buenas tomas

fotográficas o un buen proceso de generación de movimiento, la adecuación que se haya

hecho de la escena es esencial para que todas las piezas del conjunto encajen

correctamente, esta debe ser acorde a los modelos que van a interactuar en ella.

Producciones como Robocop, Star Wars (The Empire Strikes Back 1980) y The Terminator

utilizan robots animados bajo la técnica de Stop Motion en sus escenas, el robot ED-209,

los caminadores AT-AT y el robot de The Terminator (Purves B. , 2015) respectivamente, en

donde estos personajes cuentan con una escenografía que es fiel copia de aquella en la que

4

interactúan los seres humanos y los materiales utilizados en su anatomía y skin deben ser

acorde a la misma.

Aún bajo el conocimiento de que el bípedo (modelo) que se utilizará en esta investigación

no va a ser construido, se considera la importancia de estar al tanto sobre qué materiales

se usan comúnmente para la creación de los títeres, los tipos de uniones y las herramientas

necesarias, adicionalmente, se debe saber qué tipo de maquillaje anatómico funcionaría en

esta “armadura” (Brierton, 2002).

En cuanto al bípedo que se desea conseguir, se debe tener claro ¿cuál es la función que va

a realizar (qué tipo de movimientos), de los que se consiguen en el mercado cuáles se

acomodan más a las necesidades de funcionalidad, presupuesto y programación?, por esto

Miguel Ángel Ramírez (ver (Ramírez, 2014)), brinda una serie de consejos iniciales sobre

aquello a tener en cuenta en la consecución y programación de un robot humanoide.

Ahora bien, en las películas que se realizan bajo la técnica de Stop Motion se utilizan

comúnmente modelos mecanizados; homólogamente en cine en la filmación de escenas

que manejan esta técnica, los modelos manejan una combinación entre los mecánicos y

animatrónicos (entendiéndose por estos últimos como la combinación de animación y

electrónica, son construcciones de robots animados (Nirosha, 2012)), pero no utiliza

software para generar movimiento alguno, los modelos animatrónicos hacen uso es de

interfaces que habilitan sus movimientos, en sí, el software que se utiliza es para la parte

de post producción. Aun así, en la industria se encuentran aplicaciones que hacen

manipulación de modelos robotizados para desarrollar tareas específicas, como ejemplo

podemos listar las siguientes:

1.1. Aurova (Grupo de Automática, Robótica y Visión Artificial , de la Universidad

de Alicante):

Robolab (actualmente RobUAlab) es un sistema que permite a estudiantes de

asignaturas de Robótica practicar comandos de posicionamiento en un robot industrial

simulado, aprendiendo aspectos básicos de robótica, cinemática y diseño de

trayectorias. Además, los comandos se pueden enviar a un robot real, situado en el

laboratorio de Universidad de Alicante, para ver los resultados de forma on-line, a

través de Internet. (Aurova, 2088)

5

Figura 1-1: Interfaz de Robolab (Aurova, 2088).

.

1.2. Siemens:

Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal), Siemens ofrece un sistema de

ingeniería que hace posible la implementación de soluciones de automatización de

cualquier parte del mundo en todas las industrias. Desde la planificación hasta la puesta

en marcha, operación y mantenimiento de todo el camino a una actualización de los

sistemas de automatización existentes, el TIA Portal ahorra tiempo de ingeniería, costos

y esfuerzos. (Siemens, 1996-2015)

Figura 1-2: Interfaz del TIA Portal (Siemens, 1996-2015).

1.3. Hobsoft:

Los sistemas de producción HoBSoft automatizan los procesos intensivos de trabajo,

que hacen parte de la producción de largometrajes animados, series de televisión o

6

producciones de acción en vivo que incorporan altos niveles de CGI (Imágenes

Generadas por Computadora). (HoBSoft, s.f.)

Figura 1-3: Interfaz hobsoft (HoBSoft, s.f.).

1.4. Guante de Poder de Nintendo hackeado (Nintendo Power Glove Hacked):

Dillon Markey, un animador de stop-motion de Robot Chicken, emplea una versión

hackeada del Guante de poder de Nintendo para asistir a su proceso de animación.

Usando un tablero de control personalizado y una conexion bluetooth, él controla las

acciones del software de animación Dragonframe. (Chan, 2015)

Figura 1-4: Power Glove (Jobson, s.f.).

De esta forma se deduce, que algunas interfaces que poseen los softwares de

automatización, contienen mucha información relevante para la ejecución de las

actividades para la cual se diseñó; sin embargo, estos softwares, están más

7

especializados en optimizar procesos industriales - áreas de la robótica y electrónica - y

en el campo de la animación – la post-producción y superficialmente la producción-.

Conclusiones:

Las producciones realizadas bajo la técnica del Stop Motion toman mucho tiempo de

realización y la implementación de automatización en algunos de sus procesos ayudarían a

minimizarlo.

La revisión de antecedentes del tema que se desea trabajar, facilita la planeación del mismo

ya que permiten conocer detalles que se deben tener en cuenta de manera general y

enfocarse en las áreas que requieran mayor investigación.

8

2. MARCO TEÓRICO

Introducción:

En este capítulo se encontrará con las bases teóricas mínimas que permiten un mejor

entendimiento del proyecto. El capítulo está separado por áreas de interés que

internamente muestran qué temas de cada área son requeridos en esta investigación.

Las áreas fueron elegidas pensando en los diferentes puntos que intervienen en el proyecto,

para de esta forma poder contextualizar al lector.

2.1. MULTIMEDIA:

2.1.1. Animación: La animación Stop Motion es una forma de hacer cine que

consiste en aparentar el movimiento de objetos estáticos por medio de una

serie de imágenes fijas sucesivas. La primera película con Stop Motion fue

grabada en 1889 con el título The Humpty Dumpty Circus. Esta película

consistió en dos cineastas que usaban un kit de juguetes de madera de un niño

de circo para hacer una película muda (The Big Cartoon Database, 2007).

Ahora, unos 120 años después, la animación Stop Motion es muy popular entre

los cineastas, y se ha vuelto muy conocida a través de la televisión y películas

como Wallace and Grommit de los estudios Aardman, The Nightmare Before

Christmas de Tim Burton (dirigida por Henry Selick) y Harvie Krumpet , Coraline

y Mary and Max de Adam Elliot.

Figura 2-1: Recogiendo una bola. Movimiento en Stop Motion (Priebe, 2011).

9

El Stop Motion, se basa en los siguientes principios:

1. Se utiliza una técnica para producir una serie de imágenes fijas donde cada

captura añade los cambios en la escena antes de convertir esta serie de

imágenes en una película.

2. Juega con la persistencia de la visión. Es decir, que crea una ilusión óptica

donde el espectador experimenta una leve demora en la visión, y los ojos

naturalmente rellean las diferencias entre las imágenes fijas e interpretan estas

como imágenes en movimiento.

3. Se requiere una excelente observación de la realidad para analizar las

secuencias de movimientos en particular para convertirlas en cientos de

pequeños pasos por minuto. En pocas palabras, se requiere una comprensión

fina de sincronización (Thomas, 2011).

2.1.2. Iluminación para video: por iluminar se entiende poner luces de tal forma

que se establezca un clima propicio para lo que se quiere transmitir

dramáticamente. Iluminar es un arte que implica conocimientos y recursos

técnicos (Espinosa, 2005).

Toda radiación luminosa se define al ojo humano por el tono (matiz o pureza

de color), la saturación (gradación de un mismo tono) y brillo (viveza de la

saturación).

2.1.2.1. Temperatura de Color: En fotografía, cine y TV se maneja el

parámetro Temperatura de Color, una escala del espectro visible

expresada en grados Kelvin (°K).

Hace referencia al color de la luz, la luz tiene una composición espectral y

según sea esta, se dice que tiene una temperatura de color, por lo qué

unas luces serán más cálidas y otras más frías. Cuanto más cálida es una

luz, más baja es su temperatura de color y viceversa. La temperatura de

color de la luz del sol varía a lo largo del día, en el amanecer y el atardecer

la luz es más cálida y al medio día la luz es más fría. En una zona exterior

a la sombra la temperatura de color sube aún más (Noriega, 2013)

Va desde el rojo oscuro de una puesta de sol o de la luz de una vela, al

blanquiazul del cielo, al medio día y en dirección norte. La temperatura

de color es independiente de la intensidad. Solo combina los tres

parámetros referidos: tono, saturación y brillo (figura 1-2).

10

Aproximadamente, en el centro de la escala se sitúa la luz blanca

equilibrada: unos 6000°K, pero las más utilizadas en filmación son

básicamente dos 3200°K y 5600°K.

El ojo humano se adapta rápidamente a las posibles variaciones de

cualquiera de esos parámetros, pero los soportes fotoquímicos y el video

requieren ciertas compensaciones (Casas, 1985), es decir a estos se les

debe indicar si se está trabajando con una luz cálida o con una luz fría

porque si no se tendrán dominantes de color cálido, frío o verdoso.

Figura 2-2: Temperatura de color en °K.

2.1.2.2. Flujo luminoso: indica la cantidad de luz emitida por una fuente de

luz en un segundo en todas las direcciones, su unidad de medida es el

lumen (Salomone, 2004).

2.1.2.3. Índice de reproducción cromática (CRI / IRC): Se refiere al aspecto

cromático que presentan los cuerpos iluminados por ésta en comparación

con el que presentan bajo una luz de referencia, que puede ser el cuerpo

negro o una luz día homologada.

El índice de reproducción cromática puede ser general (Rf) como

promedio del desplazamiento para un conjunto de 8 colores de muestra

o específico (Re) para un solo color.

11

Para que el alumbrado sea de buena calidad ha de existir una relación

entre la temperatura de color de las fuentes de luz utilizadas y el nivel de

iluminación de la instalación (Díez, 2007).

La fuente de luz natural es el sol y por ende ayuda a reproducir y apreciar

los colores que se observan de la naturaleza, los objetos y las personas sin

distorsiones de tonalidad.

En la iluminación artificial sólo las lámparas incandescentes son las que

permiten reproducir los colores al 100%. Otras tecnologías de lámparas

como las fluorescentes, descarga de alta presión o lámparas LED

presentan índices de reproducción cromática que pueden ir desde el 20%

hasta casi el 95% y 100%.

Lámparas por encima de un índice de reproducción cromática de 80% se

consideran buenas para reproducir colores, y si se añade un

dimensionado adecuado de la iluminación en relación al objetivo se

puede asegurar que el ojo humano “puede” ser engañado (García M. N.,

2014).

Figura 2-3 Reproducción del color según el porcentaje de ICR. (En línea). Available:

http://ledspots.org/color-rendering-index/

2.2. ANATOMÍA (Movimientos bípedos):

La anatomía humana es la ciencia que estudia la forma y estructura del cuerpo

humano. Aunque la anatomía estudia principalmente la forma, siempre se deben

considerar en conjunto forma y función (Ballesteros, 2007).

El movimiento humano hace referencia al desplazamiento de una parte o de todo el

cuerpo. Este movimiento puede ser de tipo adaptativo, es decir, que desde que se nace

se ha de adaptar al mundo que le rodea y esta adaptación se compone de diversas

acciones motrices; o de tipo exploratorio dado que las personas necesitan moverse y es

12

a través del movimiento y de la exploración del mundo que un niño conoce, aprende y

se conecta con su entorno (Sugrañes, 2007).

Desde el punto de vista de la historia de la evolución humana, la transición de la postura

corporal cuadrúpeda a la posición bípeda, trajo consigo una serie de modificaciones

corporales, producto de las nuevas demandas mecánicas y de la interacción con el

entorno, la orientación espacial de la cabeza, la columna vertebral y las extremidades

(Lesmes, 2007).

2.2.1. Bipedismo: hace referencia al movimiento en dos piernas. Es común ver

animales parados o caminando en dos patas, pero solo algunos animales

practican el bipedismo de manera intencional en su movimiento (eFossils,

2012).

Caminar se caracteriza por ser la traducción del centro de gravedad a lo largo

de una vía que requiere el menor gasto de energía. Esta locomoción es

generada por un lado a través del arrastre global del sistema nervioso y por el

otro, la combinación del sistema músculo-esquelético y su entorno (Vaughan,

2001).

2.2.1.1. Marcha humana: La marcha humana puede ser estudiada con

diferentes técnicas, algunos estudian la dinámica del movimiento sin

ocuparse de las fuerzas que lo originan, otros en cambio estudian las

fuerzas que se producen durante la marcha como es el caso de la

cinemática (estudio del movimiento).

El proceso de marcha del ser humano se realiza en tres planos (figura 2),

en este, el cuerpo se comporta como un sistema físico (las únicas fuerzas

que actúan son las de la gravedad y la acción muscular) y a pesar de que

cada persona tiene diferentes características en su forma de caminar

(dado a que es un proceso aprendido), existen elementos comunes que

se evidencian en los cuatro tiempos de la marcha normal:

13

Figura 2-4: Planos y ejes de movimiento del ser humano. (García N. , 2005)

Primer doble apoyo: Se caracteriza porque los dos pies contactan con

el suelo: uno está iniciando el contacto con el talón, mientras la punta

del otro está próximo al despegue.

Primer apoyo unilateral: el peso del cuerpo recae en una sola

extremidad. El pie que anteriormente sólo se apoyaba por el dedo

gordo ha iniciado su periodo de oscilación, por lo tanto el peso del

cuerpo recae en una sola extremidad.

Segundo doble apoyo: Es simétrico al primer doble apoyo, pero aquí

el pie que antes despegaba es el que ahora contacta con el talón

finalizando su período de oscilación y el otro pie se encuentra

apoyado por el dedo gordo preparándose para el despegue.

Segundo apoyo unilateral: Es simétrico al primer apoyo unilateral pero

con los pies cambiados, el que antes estaba en período de oscilación

ahora se encuentra en período de apoyo y viceversa.

Durante los períodos de doble apoyo se realiza la transmisión del peso de

una pierna a otra (modificado de (Voegeli, 2001)).

14

2.3. ELECTRÓNICA:

2.3.1. Robot Humanoide: Un robot humanoide, es un robot con el aspecto

general de un ser humano. Para actuar como un humano, un robot necesita un

nutrido conjunto de habilidades que le permitan actuar de acuerdo con la

información sensorial (Bermejo, 2003).

La mayoría de los sistemas bípedos para caminar son humanoides en forma y

utilizan el algoritmo de punto de momento de cero (The Zero Moment Point

ZMP). En este algoritmo, el punto de inflexión del sistema se maneja hacia

adelante o hacia atrás para caminar. Los robots como el AIST Tsukuba y el AIST

Waterfront han usado poleas como un campo experimental seguro para el

desarrollo y perfeccionamiento de los sistemas caminantes ZMP. El sistema

honda tiene muchas generaciones de éxito (Bekey, 2008).

Figura 2-5: Sistemas caminantes ZMP en AIST Tsukuba, AIST Waterfront, and Honda. (Bekey, 2008)

2.3.2. Parámetros Denavit-Hartenbert: Dado que un robot se puede considerar

como una cadena cinemática formada por objetos rígidos o eslabones unidos

entre sí mediante articulaciones, se puede establecer un sistema de referencia

fijo situado en la base del robot y describir la localización de cada uno de los

eslabones con respecto a dicho sistema de referencia (Barrientos, 2007).

Cualquier robot puede describirse en forma cinemática proporcionando los

valores de cuatro cantidades para cada vínculo (eslabón-articulación). Dos

describen el vínculo en sí, y los otros dos describen la conexión del vínculo con

un vínculo adyacente (Craig, 2006).

Denavit y Hartenberg propusieron un método sistemático para describir y

representar la geometría espacial de los elementos de una cadena cinemática

15

(conjunto de elementos que producen movimiento) con respecto a un sistema

de referencia fijo. Este método utiliza una matriz de transformación

homogénea para describir la relación espacial entre dos elementos rígidos

adyacentes, reduciendo el problema cinemático directo a encontrar una matriz

de transformación homogénea 4 x 4 que relacione la localización espacial del

robot con respecto al sistema de coordenadas de su base.

Figura 2-6: Parámetros D-H para un eslabón giratorio (Barrientos, 2007).

Un robot de n grados de libertad está formado por n eslabones unidos por n

articulaciones, de forma que cada par articulación-eslabón constituye un grado

de libertad (Barrientos, 2007).

2.3.3. Control: Controlar significa medir el valor de la variable controlada del

sistema y aplicar la variable manipulada al sistema para corregir o limitar la

desviación del valor medido respecto al valor deseado (Ogata, 2003).

Variable controlada: es la cantidad o condición que se mide y se controla.

Variable manipulada: es la cantidad o condición que el controlador

modifica para afectar el valor de la variable controlada (Ogata, 2003).

El control se puede realizar de manera análoga o digital, presentando la última

ciertas ventajas en cuanto a la flexibilidad que se puede tener al utilizar la

tecnología digital:

El sistema queda plenamente caracterizado mediante una ecuación de

diferencias en pro de cumplir algunas especificaciones requeridas, por

ejemplo trabajar en periodos de tiempo predeterminados.

Los componentes digitales tienen menor susceptibilidad al

envejecimiento y a las variaciones de las condiciones ambientales, son

menos sensibles al ruido y a las perturbaciones.

16

El control digital proporcionan mayor sensibilidad a las variaciones en

los parámetros.

Los procesadores tienen menor tamaño y peso.

Los cambios de hardware no son (o son muy poco) requeridos.

El control digital hace uso de microcontroladores los cuales son circuitos

integrados que contienen un procesador digital programable, estos se utilizan

para la realización de tareas específicas y son empotrados en diferentes

sistemas con el fin de concebir y fabricar nuevos productos que no podrían

existir sin electrónica, mejoran (o incrementar en algunos casos) las

prestaciones de productos ya existentes y facilitan la utilización de equipos

complejos para hacer su integración más sencilla con el ser humano.

Por otro lado los microcontroladores disponen de un número de terminales

dedicados a tareas de entrada y salida para lo cual cuentan con diferentes tipos

de circuitos de interfaz como los son puertos de comunicación (serie, Ethernet,

bluetooth, wi-fi, etc.) y también con circuitos internos que facilitan tareas

generales como por ejemplo la temporización o la conversión entre señales,

como son, adquirir los datos procedentes del exterior y realizar su adecuación

para el procesamiento interno y viceversa (conversores análogos-digitales)

(Perez, 2008).

2.3.4. Redes: Hace referencia a un conjunto de entidades (objetos, personas, etc.)

conectadas entre sí. Por lo tanto, una red permite que circulen elementos, en

este caso información, entre estas entidades (Ivoskus, 2010).

2.3.4.1. Red informática o red de ordenadores: Una red informática es

un sistema de interconexión entre ordenadores que permite compartir

recursos, de forma que los programas, los datos, los dispositivos y los

servicios estén disponibles para cualquier ordenador de la red que los

solicite, sin importar la localización física del recurso o del usuario.

Los dos elementos principales de una red son los nodos y el medio de

transmisión:

Nodos o host: son los dispositivos que envían y reciben información

en la red.

Medio de transmisión: son los cables o las ondas electromagnéticas

que comunican los distintos nodos por donde se transmite la

información.

2.3.4.1.1. Las redes se pueden clasificar en redes privadas y en redes

públicas:

17

Redes privadas: pertenecen a una organización y son gestionadas y

controladas por los administradores de la organización. Solamente

tienen acceso a esta red aquellas personas que trabajan en la

organización, o aquellas a las que se le da permiso explícito para ello.

Redes públicas: las puede utilizar cualquier persona, aunque

generalmente a cambio de un precio [se alquila su uso]. Las redes

públicas suelen pertenecer a las empresas de telefonía de los distintos

países. En estas redes el usuario que alquila la red no tiene control

sobre la misma (Camino, 2011).

2.3.4.1.2. Una red informática está compuesta por equipos que están

conectados entre sí mediante líneas de comunicación (cables de red,

etc.) y elementos de hardware (adaptadores de red y otros equipos

que garantizan que los datos viajen correctamente). La

configuración física, es decir la configuración espacial de la red, se

denomina topología física (Miranda, 2014).

Los diferentes tipos de topología son:

Topología de bus:

Esta es la topología más sencilla. En las redes que tienen esta

topología todos los nodos están conectados directamente a un canal

de comunicaciones común llamado bus.

Figura 2-7:Topología en bus (Julio Barbancho Concejero, 2014).

Topología de estrella:

En esta topología existe un nodo central, enlazado directamente con

todos los demás, que controla el tráfico de datos por la red,

reenviando los datos a su destino. Cada nodo tiene un enlace punto a

punto con el nodo central. Cuando un nodo quiere mandar datos a

otro, los envía a través del nodo central que es quien los reenvía a su

destino.

18

Figura 2-8:Topología en estrella (Julio Barbancho Concejero, 2014).

Topología en anillo:

En esta topología cada nodo está conectado con sus dos nodos

adyacentes por enlaces punto a punto, formando un anillo cerrado o

círculo por el cual viaja la información.

Figura 2-9: Topología física en anillo (Julio Barbancho Concejero, 2014).

Topología de árbol:

En esta topología, también llamada topología jerárquica, puede verse

como un conjunto de redes en estrella interconectadas a un bus

mediante e concentrador primario, esto hace posible que presenten

características de las topologías en estrella y en bus.

19

Figura 2-10: Topología física en árbol (Julio Barbancho Concejero, 2014).

Topología de malla:

En esta topología cada nodo se conecta a todo los demás, de forma

que los datos pueden viajar del nodo origen al destino siguiendo

distintas rutas (Julio Barbancho Concejero, 2014) .

Figura 2-11:Topología en malla completa (Julio Barbancho Concejero, 2014).

2.3.4.1.3. Las redes pueden clasificarse en relación al tamaño de la red

(Área de Distribución).

En cuanto al área que cubre la red de datos, podemos encontrar los

siguientes tipos:

PAN (Personal Area Network, Red de Área Personal):

Es la red de intercambio de periféricos que se pueden encontrar tanto

a unos pocos centímetros, como a metros de distancia del emisor. La

20

red PAN puede ser construida con cables (USB o FireWire) o

inalámbrica (Bluetooth, Infrarrojo, Z-wave, etc.). Debido a ello, es

normal encontrar PAN (Basada en cable) y WPAN (Basada en una red

PAN sin cable). El estándar más conocido es el bluetooth, que se

utiliza para el intercambio de archivos <<Persona a Persona>> o

<<Terminal a Terminal>>.

LAN (Local Area Network, Red de Área Local):

Es la red que suele situarse en el mismo edificio o en entornos de unos

200 m, llegando al kilómetro con repetidores, o a 450 m en versiones

inalámbricas. La más conocida es la WiFI.

CAN (Campus Area Network, Red de Área Campus):

Es la red cuya extensión es la de un campus universitario, una base

militar, un polígono industrial o un grupo de grandes edificios en un

área geográfica limitada. Muchos la consideran como un subtipo de

las redes MAN.

MAN (Metropolitan Area Network, Red de Área Metropolitana):

Es la red que se sitúa en un barrio, urbanización, cuidad o municipio

pequeño (a pocos kilómetros, normalmente oscila entre 1 y 7 km y

excepcionalmente puede llegar a decenas de kilómetros con

repetidores). Las tecnologías de este grupo se conocen como de

banda ancha.

WAN (Wide Area Network, Red de Área Mundial o Red de Área

Amplia):

Es la red global (varios países, un continente o incluso mundial). Estas

redes suelen estar diseñadas para la interconexión de redes (Gómez,

2011).

21

Figura 2-12:Tipos de redes (Gómez, 2011).

2.4. HCI:

2.4.1. Human-Computer Interaction: Es la disciplina que estudia el diseño,

evaluación e implementación de sistemas informáticos interactivos para uso

humano y el estudio de los principales fenómenos que los rodean (ACM Special

Interest Group on Computer-Human Interaction, 2009).

HCI es un área interdisciplinaria bastante amplia. Surge especialmente como

una inquietud entre varias disciplinas, cada una con enfoques diferentes:

ciencias de la computación (diseño de aplicación e ingeniería de interfaces

humanas), psicología (la aplicación de las teorías de los procesos cognitivos y

el análisis empírico del comportamiento de los usuarios), sociología y

antropología (interacciones entre tecnología, trabajo y organización) y diseño

industrial (productos interactivos) (ACM Special Interest Group on Computer-

Human Interaction, 2009). El objetivo del HCI es crear software usable, seguro

y funcional.

Dentro del contexto de HCI se ubica la usabilidad, la experiencia de usuario y

tipos de usuario. La usabilidad tiene como objetivo crear sistemas:

Eficientes.

Efectivos.

Seguros.

Útiles.

22

Fáciles de aprender.

Fáciles de recordar.

2.4.2. Test de usabilidad: Es un test que busca satisfacer estas cinco

características:

El objetivo es mejorar la usabilidad del producto.

Los participantes son usuarios reales.

Los participantes realizan tareas reales.

Se observa y graba lo que hacen y dicen.

Se analizan los datos, diagnostican problemas y recomiendan cambios

para solucionarlos.

2.4.2.1. La experiencia de usuario: Del inglés User Experience (UX), se

preocupa de aspectos más amplios y subjetivos: satisfacción, diversión,

entretenimiento, motivación, estética, creatividad o emociones (Lacalle,

2009).

2.4.3. Card Sorting: Una de las técnicas más populares y eficaces para extraer la

estructura semántica del conocimiento que los usuarios tienen sobre un

dominio concreto, es la llamada card sorting o “Agrupación de tarjetas”. Esta

técnica consiste en solicitar a un grupo de participantes –deben tener un perfil

acorde con la audiencia a la que se dirige– que agrupen los conceptos

representados en cada tarjeta por su similitud semántica. El objetivo es, por

tanto, identificar qué conceptos, de los representados en cada tarjeta, tienen

relación semántica entre sí, e incluso cuál es el grado de esa relación.

En el análisis cualitativo, el número de participantes debe encontrarse en torno

de 5. De esta forma podremos acompañar a cada participante en su tarea, e

interrogarle acerca de por qué toma la decisión de agrupar unos conceptos u

otros y con qué problemas de comprensión se encuentra durante la prueba.

(Santamaría, 2005)

Con el análisis cuantitativo, por el contrario, lo que buscamos es una imagen

global de las relaciones semánticas entre conceptos. En este tipo de análisis,

para que los resultados sean representativos, debemos contar con un número

mayor de participantes, que Tullis y Wood estiman entre 20 y 30 (Tullis & Wood,

2004).

Otra de las decisiones que debemos tomar en la planificación de la prueba es

el tipo de card sorting que llevaremos a cabo, en función de su propósito.

23

Rosenfeld y Morville diferencian entre card sorting abierto y cerrado.

(Rosenfeld & Morville, 2002)

En el abierto el usuario puede agrupar los conceptos libremente en el número

de conjuntos que crea necesario, mientras que en el cerrado los grupos o

conjuntos están predefinidos y etiquetados, y el participante únicamente

deberá ubicar cada concepto en el grupo que crea pertinente.

El card sorting cerrado es recomendable para evaluar si una categorización

resulta predecible para el usuario, mientras que el abierto tiene el objetivo de

descubrir qué tipo de categorización o agrupación de los conceptos resultará

más natural y acorde con el modelo mental compartido de la audiencia.

Las pruebas de card sorting pueden ser realizadas de forma manual o virtual.

En el primer caso, los conceptos son representados en tarjetas reales (papel o

cartón), y los participantes proceden a agruparlas sobre una mesa. En el

segundo caso se emplean aplicaciones software específicas, mediante las que

los participantes realizan la prueba (ejemplos de aplicaciones populares son

optimalsort.com y websort.net). (Hassan Montero & Ortega Santamaría.,

2009)

Figura 2-13: Ejemplo de card sorting (Hassan Montero & Ortega Santamaría., 2009)

24

2.5. SOFTWARE:

2.5.1. Lenguaje de programación: Lenguaje artificial que se utiliza para expresar

programas de ordenador. (Rodríguez Sala, 2003)

Un lenguaje de programación puede definirse como una notación para escribir

instrucciones u órdenes útiles para el ordenador y necesarias para la

realización de un determinado proceso. Se denomina “lenguaje fuente” a las

órdenes que escribe el programador, las cuales son traducidas al lenguaje

máquina de la computadora. Cada lenguaje de programación tiene su propia

gramática o “lenguaje”. (Roque, 2007)

2.5.2. Java: Es un lenguaje de programación que fue concebido por James Gosling,

Patrick Naughton, Chirs Warth, Ed Grank y Mike Sheridan en Sun

Microsystems, Inc. en 1991. Java está relacionado con C++, que es un

descendiente directo de C. Del lenguaje C deriva su sintaxis y muchas de sus

características orientadas a objetos fueron consecuencia de la influencia de

C++ (Shildt, 2009).

El impulso inicial de Java no fue internet sino la necesidad de un lenguaje de

programación de fuera independiente de la plataforma, un lenguaje que

pudiera ser utilizado para crear software que pudiera correr en dispositivos

electrodomésticos, como hornos de microondas y controles remotos. Por ello

crearon un código “neutro”, al cual nombraron bytecode. Este se ejecutaba

sobre una “máquina hipotética o virtual” denominada Java Virtual Machine

(JVC). Era la máquina virtual de java quien interpretaba el código neutro

convirtiéndolo a código particular de la CPU utilizada (Valbuena, 2008).

El inconveniente de C y C++ (y la mayoría de los lenguajes) es que están

diseñados para ser compilados para un dispositivo específico. Aunque es

posible compilar un programa de C++ para casi todo tipo de CPU, hacerlo

requiere un compilador de C++ completo para el CPU especificado y estos son

costosos y consumen demasiado tiempo al crearse (Shildt, 2009).

Con la aparición de la World Wide Web, Java fue lanzado a la vanguardia del

diseño de lenguajes de programación, porque la Web también demandaba

programas que fuesen portables (Shildt, 2009).

2.5.3. IDE (Entorno de desarrollo): Es un conjunto de herramientas de

programación integrados diseñados para trabajar en conjunto para aumentar

drásticamente la eficiencia del programador. Un IDE básica combinará creación

y la edición de archivos-fuente, gestión de proyectos, lanzamiento de

25

aplicaciones, y los servicios de depuración. Las IDEs con todas las

características pueden incluso ayudar al diseño de la interfaz gráfica de usuario

(GUI) y la generación de código automático.

ECLIPSE: Muchos desarrolladores de Java profesionales utilizan un IDE

muy potente llamado Eclipse. Desarrollado por IBM, Eclipse está disponible

como una aplicación de código abierto de eclipse.org [www.eclipse.org].

(Miller & Kasparian, 2006)

2.5.4. API (Interfaz de programación de aplicaciones) : Consiste en una

colección de paquetes y cada uno contiene un conjunto de clases (Características y

métodos de los Objetos) e interfaces (Conjunto de métodos no implementados, para

ser sobrescritos en un fututo) listas para ser usadas en diferentes programas (The

Java Tutorials, s.f.). En otras palabras es un conjunto de constantes, funciones y

protocolos que permiten programar aplicaciones. La idea es facilitar la tarea de

desarrollar software ya que proporciona todas las piezas y el programador sólo tiene

que unirlas para lograr el fin que desea (Mora, 2002).

Conclusiones:

Tener presente las áreas que intervienen directa o indirectamente en la creación de un

proyecto, permite realizar un análisis desde diferentes perspectivas e involucrar aspectos

que inicialmente no se tenían en cuenta.

A pesar de que los temas en este capítulo no se explican profundamente, permiten que el

lector se ubique en el contexto que el proyecto propone.

26

3. HARDWARE

Introducción:

En este capítulo se especificara el hardware requerido en este proyecto en todos los

aspectos, el bípedo, el escenario, la iluminación, el porqué de la elección de los elementos,

las especificaciones y descripción de materiales o los componentes utilizados.

3.1. ROBOT BÍPEDO

3.1.1. Limitaciones: En la búsqueda del bípedo que se deseaba utilizar para la

realización de este proyecto, se pensó en diferentes opciones y modelos que se

encontraban en la web, esto porque la realización del bípedo desde cero implicaba

conocimientos sólidos en electrónica y robótica, en donde se debía estudiar

aspectos como los grados de libertad, la implementación de articulaciones y la

estabilidad vertical que necesitaba el sistema (aunque esta última se podía omitir y

se podía trabajar con un bípedo que contara con una estructura de soporte),

adicionalmente, independiente del tiempo que se podría llevar esa parte de la

investigación, el valor de los materiales era bastante elevado.

En línea se encontraron estructuras predeterminadas para bípedos, algunas eran

solamente el esqueleto lo que conllevaba a implementar los motores y el

controlador, otras eran bípedos con la función de marcha pero no permitían la

modificación del código interno y otras cuantas a pesar de permitir la modificación

o creación de código independiente para la manipulación del bípedo resultaban

altamente costosas, desde unos USD$1.000 hasta superar incluso los USD$8.000.

En el rango de los USD$500 ó USD$600 se encontraban algunas opciones, pero con

movilidad muy limitada.

A continuación se muestran algunas de las opciones que se encontraron en el

mercado sobre bípedos programables.

Rapiro. By Switch Science.

BRAT Walking Robot. Lynxmotion.com.

RQ-HUNO. By RoboBuilder.

27

NAO. Aldebaran Robotics. 2008.

RoboPhilo. By RoboBrothers

Lego Mindstorm EV3. Lego.

Figura 3-1: Opciones de bípedos encontradas en línea.

Con el bípedo seleccionado se definen aspectos como el lenguaje de programación,

la adecuación de la interfaz, la escena y los materiales usados para crear el aspecto

del robot.

Luego de evaluar las opciones de modelos que se tenía, se optó por el Lego

Mindstorm EV3, principalmente por la facilidad que se tenía de consecución, porque

permitía mayor libertad en cuanto a la variación del modelo en caso de ser requerido

y por los diversos lenguajes de programación con los que se puede trabajar. Con este

robot y la forma que se construyó (figura 2-6), se contará con 1 grado de libertad, ya

que se deseaba que el robot no estuviese atado a ninguna suspensión externa y el

peso del brick (bloque donde está el microcontrolador) y de los motores limitaban

ese aspecto.

3.1.2. LEGO MINDSTORMS EV3: En este proyecto se utiliza el LEGO

MINDSTORMS Education EV3 Core Set (LEGO #45544); el set contiene:

1 bloque programable EV3

2 motores grandes

1 motor mediano

2 sensores de contacto

1 sensor de color

1 sensor ultrasónico

1 sensor giroscópico

El set contiene también 7 cables conectores y 1 cable USB para programarlo. El

set incluye una batería recargable para el bloque EV3.

28

Figura 3-2: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core Set Hardware. El set también incluye una batería recargable para el bloque EV3 (no mostrada en la figura). (Laurens, 2013)

El set contiene alrededor de 540 elementos de construcción, incluyendo vigas, ejes,

engranajes y conectores.

Figura 3-3: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core set lista de partes. (Laurens, 2013)

29

Adicional a esto fue necesario 1 cargador (#8887), y un LEGO MINDSTORMS

Education EV3 Expansion Set (#45560), que contiene más de 850 elementos de

construcción como vigas, ejes y engranajes. Esta no contiene ningún elemento

electrónico.

Figura 3-4: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Expansion Set (Laurens, 2013)

La expansión fue necesaria debido a que se requirieron las siguientes piezas

adicionales:

Cantidad Nombre Módulos Color Código

3 Bujes ½ amarillo 4239601

2 Vigas 7 gris 4495930 Tabla 3-1: Elementos requeridos del set de expansión de Lego MindStorms

El diseño del robot que se construyó está basado en el proyecto de Joe Nagata

llamado Walker ND1 (Nagata, 2013). Pero debido a que este utiliza el LEGO

MINDSTORMS NXT, realizamos algunas modificaciones y adaptaciones para que

funcionara en el LEGO MINDSTORMS EV3.

30

Figura 3-5: Proceso de construcción del robot bípedo

El bloque EV3 cuenta con las siguientes especificaciones:

Brick HW V 0.60 (Hardware del bloque EV3)

Brick FW V 1.03E (Firmware del bloque EV3)

Id 0016534450eb (Identificador)

Brick OS Linux 2.6.33-rc (Sistema Operativo del bloque)

Para poder conectarse al computador, el bloque EV3 requiere de un controlador,

llamado NXT Fantom Drivers, que se puede descargar desde la página oficial de

LEGO, aunque sea para la versión NXT, también funciona para el EV3; pero en el

momento de la instalación, se debe contar con el LegoMindstormsNXTdriver64.msi

y este debe ser ubicado en:

NXTFantomDrivers\Windows\1.2\1.2.0\Products\LEGO_NXT_Driver_64_Support\

NXT_D00 ya que no lo trae consigo la versión comprimida del NXT Fantom Drivers.

Los robots LEGO MINDSTORMS EV3 deben programarse desde una computadora,

National Instruments y LEGO, han creado un entorno de programación gráfico para

que sea más fácil para todo el mundo empezar a programar. Este software está

disponible en dos versiones: La edición Hogar y la edición Educación para profesores

y estudiantes. Además los aficionados están desarrollando formas de programar el

EV3 en lenguajes de programación alternativos como C/C++ y Java. (Laurens, 2013)

Para Java, existe una API (interfaz de programación de aplicaciones) llamada LeJOS,

que será utilizada para controlar el bloque EV3 y en la implementación de la interfaz.

31

Figura 3-6: Robot bípedo terminado

3.2. ELECCIÓN DE LA ESCENA

Para la elección de la escena inicialmente se pensó un bípedo general, es decir,

simplemente la existencia de dos piernas sin pensar mucho en la forma en que estos

se moverían, pero luego de realizar la investigación sobre los bípedos existentes en

el mercado y los grados de libertad que se podrían trabajar con estos se pensó en

elegir la escena basada en la forma del bípedo construido y tener de esta forma un

punto de referencia para realizar el resto de implementación (skin del personaje, set

de filmación, iluminación).

Por el parecido encontrado entre la forma del bípedo construido y la del robot DE-

209 utilizado en la película Robocop (1987) y luego de ver las posibles escenas que

se podían utilizar, se optó por la elección de la escena que se muestra a

continuación:

Figura 3-7: Película Robocop 1987 (Verhoeven, 1987).

32

3.3. REVESTIMIENTO DEL BÍPEDO (SKIN)

Buscando adecuar el bípedo a una forma más cercana del personaje de la escena

elegida se evaluaron las opciones nombradas a continuación para cubrir el

esqueleto:

3.3.1. Porcelanicron o porcelana fría: es un material elástico, suave y fácil de

manejar, que permite crear un sin número de modelos y figuras. Puede

pintarse y combinarse con otros materiales como madera, vidrio, plástico,

papel y goma eva. No requiere de cocción y se seca al contacto con el aire. Su

textura es similar a la d la plastilina y se puede teñir con colorante vegetal, óleo,

acrílico o témpera (Fiodorow, 2014).

3.3.2. Látex líquido: Es la combinación de goma extraída de árboles de caucho, con

preservativos y solvente entre otras cosas. Es usada para realizar moldes

flexibles y reproducciones de elementos usando moldes de otros materiales.

Cuando el látex se endurece se convierte en una piel flexible fuerte.

Los moldes de látex pueden hacerse cubriendo un objeto con el látex líquido,

al endurecer se produce una piel tan flexible que puede ser retirada en una

sola pieza sin dejar ninguna línea de unión (James, 1989).

3.3.3. Espuma expansiva (poliuretano): Es una sustancia que combina dos

componentes líquidos a través de una reacción química. Los líquidos

reaccionan cuando se les mezcla, expandiéndose ante el contacto para crear

espuma. Esto hace que el material pueda ser estirado, aplastado o rayado y

siga siendo resistente (Spray Foam Coalition, 2012).

La espuma expansiva puede ser aplicada a un molde y en su fase de curado, se

empezará a expandir, ocupando todo las hendiduras, su tamaño puede ser

modificado simplemente vertiendo más material y aun así el peso del objeto

no es un inconveniente.

El trabajo con poliuretano requiere de gran experiencia y precaución al ser

manipulado, ya que este material resulta tóxico si se inhala y es irritante al

tacto cuando se está preparando (Lizandra, 2005).

3.3.4. Papel: Es un medio económico, listo y fácil de usar, el reto es solucionar cómo

convertir una hoja plana de papel en algo que tiene profundidad alto y ancho.

Pues generalmente no se puede moldear, esculpir o tallar el papel, de tal

manera que se debe doblar, cortar, enroscar, poner en capas y pegar para

realizar un proyecto (Ives, 2009).

33

Para esto se requiere dibujar una plantilla del modelo deseado con los detalles

necesarios.

Para el elegir el medio con el cual se revestiría el robot, se tuvo en cuenta el peso

del material, la facilidad de uso, que no fuera invasivo y que permitiera la respiración

del esqueleto, esto último por razones de seguridad del microcontrolador. En ese

orden de ideas, a pesar de que todos los materiales son livianos el porcelanicron

aumentaba el peso del esqueleto, por lo que fue descartado; el látex y la espuma se

descartaron por dos motivos, el cubrimiento que generarían puede generar

calentamiento en los dispositivos y la generación del molde no se podría realizar

fielmente, pues no pueden ser vertidos directamente sobre el objeto.

De esta forma la opción que más se acomodó a la necesidad del proyecto fue el

papel, que aunque requiere bastante trabajo y tiempo para su adecuación, logra un

buen resultado final para el producto.

Para el revestimiento se hizo uso de un papercraft disponible bajo licencia de

Creative Commons (con las especificaciones Atribución – No comercial – Compartir

igual) realizado por Julius Perdana, lo que nos permitió utilizar el diseño y generar

modificaciones al producto final.

34

Figura 3-8: Papercraft modificado con los requerimientos del bípedo.

3.4. ILUMINACIÓN

La iluminación de la escena se realizó con el esquema básico de iluminación con

tres fuentes de luz, el cual cuenta con una luz principal, una luz de contra y una luz

de relleno, esta última no es una fuente de luz como tal, sino con un panel que

permite reflexión de la luz. Los dispositivos utilizados para la iluminación fueron

realizados de manera experimental siguiendo lineamientos teóricos, esto debido a

que la consecución de un kit de iluminación profesional resulta costoso para los

propósitos del ejercicio a realizar (desde unos $300.000 el kit más básico).

Figura 3-9 Esquema básico de iluminación con tres fuentes de luz. Iluminación Básica. Rita Noriega. Escuela

Internacional de Medios Audiovisuales, Falco Films. (Noriega, 2013)

3.4.1. Esquema de iluminación:

35

3.4.1.1. Luz principal: es la que crea la intención fundamental de la

iluminación de una escena, distribuye la luz y las sombras. Es la luz

predominante. Se ubica aproximadamente a 45° de la cámara y por un

poco por encima de la línea de los ojos del personaje por dos motivos, el

primero es porque la sombra que proyecta el personaje sobre el fondo se

verá menos si la luz está más alta y la segunda es porque la sombra que

proyecta la nariz del personaje sobre la cara es más favorecedora si se

proyecta un poco más abajo llegando casi a la comisura de la boca

generando el triángulo de Rembrandt, que estipula la definición correcta

entre luces y sombras.

3.4.1.2. Luz de relleno: con ella se controla la oscuridad de las sombras que

produce la luz principal, esta luz no debería crear sombras nuevas, por lo

que generalmente se coloca en el eje de la cámara. Contribuye a fijar el

tono de la escena, porque con ella se controla la relación de contraste.

Cuanta más luz de relleno existe, hay menos contraste y viceversa.

3.4.1.3. Luz de contra: esta luz proviene del lado contrario del punto de vista

y contribuye a despegar al personaje del fondo, aporta volumen a la

imagen. Puede venir desde el mismo eje de la luz principal o del lado

contrario al eje. Este tipo de luz ayuda a hacer más visibles las partículas

en suspensión como por ejemplo el humo, la niebla, el polvo y la lluvia.

Figura 3-10 Posiciones de la luz de contra. Iluminación Básica. Rita Noriega. Escuela Internacional de

Medios Audiovisuales, Falco Films. (Noriega, 2013)

3.4.2. Tipos de luz:

3.4.2.1. Luz dura: se hace referencia a la geometría que genera, en este caso,

este tipo de luz genera sombras duras, es decir, que la gradación que hay

entre la luz y la sombra es muy corta (gradiente de sombreado corto). Esta

luz se dirigen fácilmente, posee un ángulo de luz pequeño, se puede

controlar fácilmente a que zonas del decorado se quiere que llegue.

36

3.4.2.2. Luz suave: en este tipo de luz la gradación entre la luz y la sombra es

más larga (gradiente de sombreado largo), esta luz es más difícil de dirigir

y menos controlable, tiene a llenar el decorado de luz, con lo que hace

más difícil mantener algunas zonas en penumbra. Generalmente la luz de

relleno es una luz suave (Noriega, 2013).

3.4.2.3. Especificaciones técnicas de las bombillas: La iluminación construida

cuenta con dos fuentes de luz fría y dura, pero se les puede realizar una

adecuación con un filtro difusor para convertirla en luz blanda en caso de

ser requerido.

Tipo de bombilla Fluorescente compacta Fluorescente compacta

Tipo de Luz Luz día Luz Blanca

Eficiencia luminosa 55 lm/w 35 lm/w

Consumo de energía 25w 8w

Voltaje 120-127 V~ 120-127 V~

Temperatura de color

6500K 6400K

CRI/IRC 80 80

Frecuencia de operación

50/60 Hz 50/60 Hz

Tiempo de vida 6000 hrs 8000 hrs

Base de casquillo E27 E14 Tabla 3-2: Especificaciones técnicas de las bombillas utilizadas en la iluminación de la escena.

37

Figura 3-11: Iluminación artesanal creada para la escena.

3.5. SET DE GRABACIÓN

El set se realizó, como ya se mencionó anteriormente, con base a la escena elegida,

los elementos que la conforman se realizaron manualmente tratando de que

recrearan lo más fiel posible la escena original. El contorno del escenario fue

realizado por paneles para poder quitarlos y ponerlos y de esta forma facilitar la

toma de fotografías, por lo que todas las paredes son independientes entre ellas y

el piso.

3.5.1. Medidas: Para la realización del set se tuvo en cuenta el tamaño del robot

ensamblado (ancho y alto), se consideró también, una proporción visual del

robot en la escena original y de esta forma se generó una escala base,

trabajando las medidas de la siguiente manera:

Objeto Alto Ancho Bípedo 20cm. 28cm

Puerta principal 48.5cm 50cm

Puerta de fondo 48.5cm 37cm

Ventanales laterales 48.5cm 100cm (cada panel)

Pared con panel de televisores.

48.5cm 140cm

Mesa principal 10cm 17cm x 53cm

38

Mesa auxiliar de maqueta 10cm 15cm x 15cm

Sillas 14.5cm (9cm espaldar,

0.5cm base y 5cm patas) 6cm x 5cm

Marionetas* 22.5cm 6cm

Piso 151cm 155cm Tabla 3-3: Medidas de las paredes del set de grabación. *Las marionetas adicionales, no cumplen con la proporción que se encuentra en la escena porque se contó con la disponibilidad del mercado, lo que dificulta la consecución de estos con medidas específicas.

Los detalles internos de las paredes y de las sillas se realizaron por proporción visual de

espacios, además, existen detalles que por facilidad para utilización de la técnica de stop

motion se dejaron estáticos (el panel de televisores por ejemplo).

Respecto a los personajes diferentes del robot, por reducción de costos se tomó la decisión

de utilizar personajes (marionetas) con movilidad limitada, es decir, no poseen movilidad

en todas las articulaciones (rodillas, codos, muñecas) pero se buscó que se lograra tener

una buena interacción con ellos en la escena. Algunos fueron modificados con calor para

doblar sus rodillas, ya que en toda la escena permanecen sentados.

El vestuario de estos se cambió en su mayoría para darle un poco más contexto, se

mandaron a confeccionar diferentes atuendos para cambiar los trajes originales

principalmente de los personajes femeninos (vestidos, bufandas, falda, chaquetas), las

batas de laboratorio para los científicos y unas chaquetas para diferenciar algunos de los

personajes masculinos.

(a)

39

(b)

(c) (d)

42

(e)

(f)

Figura 3-12 Elementos de la escena: (a) Pared lateral derecha. (b) Pared lateral izquierda. (c) Puerta principal. (d) Puerta fondo. (e) Accesorios y personajes. (f) Vestuario de los personajes.

43

3.5.2. Materiales: Los materiales utilizados son de fácil consecución en el mercado

y se eligieron analizando lo que contiene cada una de las secciones de la

escena, además de su fácil de manejo y las modificaciones que permitieran

hacerse respecto a colores o texturas. Los materiales utilizados se nombran

especifican en la siguiente tabla:

Iluminación: Cartón corrugado. Enchufe.

Papel aluminio. Arandela.

Foammy. Tornillo con tuerca.

Cinta aislante negra. Plafón.

Cable No.12. Tubos pvc de ½”.

Plafón pequeño para bombillo. Uniones de ½”

Interruptor. T’s de ½”

Colbón. Bombillas de 25W.

Cinta de aluminio. Papel encerado.

Alicate. Pinza.

Cortafrío. Segueta.

Taladro. Destornillador

Set de Grabación: Cartón corrugado. Cartón paja.

Acetato. Foammy.

Balso (diferentes formas y tamaños). Vinilo (gris, negro, blanco y colores primarios)

Colbón. Silicona Líquida

Palos para chuzos. Papel contact.

Regla. Cuchilla de precisión.

Bisturí. Papel Bond de 115gr.

Pinceles Cinta de Enmascarar.

Tijeras. Metro.

Lima. Plastilina.

Paleta mezcladora. Laca brillante.

Lápiz. Marcador.

Borrador Pegamento Boxer.

Propalcote de 150gr. Palitos de polipropileno.

Compás. Impresora láser. Tabla 3-4 Materiales utilizados para la escenografía.

3.6. CÁMARA FOTOGRÁFICA

Para las tomas de la escena se utilizó una cámara digital Panasonic Lumix DMC-LZ40

con las siguientes especificaciones técnicas para la parte fotográfica:

44

Métricas Dimensiones (ancho x alto x profundidad)

126,4 x 86,6 x 94,2 mm

Dimensiones (ancho x alto x profundidad)

(4,98 x 3,41 x 3,71 pulgadas)

Peso aprox. 498 g sin batería ni tarjeta de memoria SD (1,10 libras)

Peso aprox. 524 g con batería y tarjeta de memoria SD (1,16 libras)

Óptica Pixeles Pixeles efectivos de la cámara

20,0 megapixeles

Sensor Tamaño del sensor/Pixeles totales/Filtro

Sensor CCD de 1/2,3 pulgadas/Número total de pixeles: 20,5 megapixeles/Filtro de colores primarios

Lente Apertura F3,0 - 6,5 /2 pasos (F3,0/8,6 (W), F6,5/18,9 (T))

Zoom óptico 42x

Distancia focal f=4,0 - 168 mm (equivalente a 22 - 924 mm en 35 mm)

Distancia focal (24 - equivalente a 1007mm en 35 mm en grabaciones de video 16:9)

Zoom óptico extra (EZ)

66,3x (4:3/8 M), 105,0x (4:3/menos de 3 M)

Zoom inteligente 84x

Lente 12 elementos en 9 grupos

Lente (3 lentes asféricas/6 superficies asféricas/2 lentes ED)

45

Zoom de 2 velocidades

-

Estabilizador óptico de imagen/Corrección de cinco ejes

O.I.S. (Activado/Desactivado)/No

Zoom digital Máx. 4x

Compatibilidad de la lente de conversión

-

Enfoque Área de enfoque Normal: Gran angular de 30 cm a infinito/Teleobjetivo de 160 cm a infinito

Área de enfoque Macro AF/Auto inteligente/Película: Gran angular de 1 cm a infinito/Teleobjetivo de 160 cm a infinito

Luz de asistencia de AF

Sí (Activado/Desactivado)

Enfoque Normal/Macro AF/Zoom macro

Enfoque AF rápido (siempre activo), AF continuo (solo para películas)

Enfoque Seguimiento de AF

Medición de AF Detección de rostros/Seguimiento de AF/1 área/9 áreas/Precisión

Obturador Velocidad de obturación

Aprox. 15 a 1/1.500 seg.

Velocidad de obturación

Modo noche estrellada: 15, 30, 60 seg.

Archivo Formato de archivo

Imagen fija: JPEG (DCF/Exif2.3)

46

Modos de grabación

Disco de modo/Botón de modo

Auto inteligente, P, M, Toma panorámica, Escena, Control creativo, Retrato, Paisaje

Modo Control creativo

Expresivo, Retro, Viejos tiempo, Clave alta, Clave baja, Sepia, Monocromático dinámico, Arte impresionante, Dinámico alto,

Modo Control creativo

Proceso cruzado, Efecto de juguete, Efecto de miniatura, Enfoque suave, Filtro de estrella, Un punto de color (15 filtros)

Modo de escena de imagen fija

Piel suave, Deportes, Retrato nocturno, Paisaje nocturno,


Comida, Bebé1*, Bebé2*, Mascota*, Atardecer, Alta sensibilidad, A través de un vidrio, HDR, Noche estrellada


* Solo para cumpleaños.

Modo de toma continua

Imagen en resolución completa: 1,1 cuadros/seg.


Velocidad de ráfaga: Aprox. 3 cuadros/seg.


(grabado en 3 M para 4:3, 2,5 M para 3:2, 2 M para 16:9, 2,5 M para 1:1)

Parámetros de exposición

Exposición AE de programa, Manual

Compensación de la exposición

1/3 paso EV, +/-3 EV

Horquillado automático (AE)

1/3 a 2 pasos EV, Máx. ±2 EV, 3 cuadros

47

Medición de la luz Múltiple inteligente/central/puntual

Sensibilidad ISO Auto/i.ISO/100/200/400/800/1600

Sensibilidad ISO Modo de alta sensibilidad (ISO1600 - 6400)

Calidad de foto

Grabación de imágenes fijas

[4:3] 5152 x 3864 (20 M)/3264 x 2448 (8 M EZ)/2048 x 1536 (3 M EZ)/640 x 480 (0,3 M EZ)


[3:2] 5152 x 3432 (17,5 M)/3264 x 2176 (7 M EZ)/2048 x 1360 (2,5 M EZ)


[16:9] 5152 x 2896 (14,5 M)/1920 x 1080 (2 M EZ)


[1:1] 3856 x 3856 (15 M)/1536 x 1536 (2,5 M EZ)

Calidad de imagen Fina/Estándar

Balance de blancos Automático/Luz de día/Nublado/Sombra/Incandescente/Ajuste de blancos

Balance de blancos Ajuste de balance de blancos (excepto Auto)

Tabla 3-5: Especificaciones técnicas cámara fotográfica Lumix Panasonic DMC-LZ40.

Conclusiones:

La utilización de herramientas como el kit Lego MindStorm que permiten modificar su forma

estructural, brindan una gran ventaja para este tipo de proyectos, pero siempre debe

tenerse en cuenta la limitación que posee de piezas.

Los materiales elegidos para la implementación de un set y del maquillaje corporal de los

personajes, facilitan la interacción con estos; es recomendable (si lo permite el

presupuesto) elegir materiales durables y resistentes, para así evitar reprocesos en el

momento de la grabación.

48

La iluminación es crucial para toda escena. Mientras sea posible contar con un lugar

mayormente obscuro, permite brindar una mejor iluminación sin importar cambios de

horario o de clima.

La filmación de la escena se realiza de una manera más cómoda si se cuenta con

instrumentos que faciliten el proceso, como es el caso de los trípodes tipo pulpo que

sostengan la cámara en diferentes posiciones y de elementos que ayuden a sostener a los

personajes.

49

4. SOFTWARE

Introducción:

En este capítulo se explican las actividades que se realizaron previas a la implementación

del software, la elección del lenguaje de programación, las librerías utilizadas y la

configuración que se realizó para la conexión entre la aplicación y el robot.

4.1. INTERFAZ DE LA APLICACIÓN

4.1.1. Prueba de Usabilidad: Para realizar el diseño de la interfaz, se realizó una

prueba llamada card sorting, donde se le mostraba a los usuarios potenciales,

los elementos gráficos o metáforas, y debían de clasificarlos según su función

(Ayuda, Rotar y Selección de grados).

La prueba se les realizó a 32 personas, divididas de la siguiente manera:

13 personas con conocimientos en animación.

10 profesionales con conocimiento en animación.

9 personas con conocimiento básico - casi nulo de la animación.

Los componentes gráficos, se organizaron en un orden del 1-12 como se

muestra en la figura:

50

Figura 4-1: Listado de elementos gráficos.

Terminada la prueba estos fueron los resultados:

Función

Metáforas Ayuda Rotar Selección de Grados

1 20

2 11

3 8

4 2 1

5 9 2

6 9 3

7 9 2

8 8 1

9 13

10 7

11 17

12 1

Tabla 4-1: Resultados de la prueba Card Sorting.

51

Donde se concluye que los elementos gráficos con mayor número de votos

se implementarán en el diseño de la interfaz, relacionado en la siguiente

figura:

Figura 4-2: Conclusiones de la prueba Card Sorting.

Inicialmente se trabajaron los íconos tal cual se registraron en la prueba, pero

posteriormente, evaluando la interfaz con un profesional de diseño, se

realizaron modificaciones para llevarlos a una expresión un poco más

minimalista, así, se tomaron las ideas de las metáforas y se incluyeron de una

manera más organizada y sencilla como se puede ver en la figura 4-4.

4.1.2. Colores:

Para la elección de los colores de la interfaz, se buscaron en internet

aplicaciones de tecnología o de robótica y kits de robótica para utilizar los

colores como referencia y se encontró, que el azul y el gris son los colores más

repetitivos.

Posteriormente se realizaron diferentes paletas de color con ayuda de una

herramienta en línea llamada Adobe Color CC (Adobe Systems Incorporated.,

2015). Se utilizaron diferentes tonos de los colores mencionados y se

52

verificaron sus colores complementarios o colores equidistantes, hasta generar

una combinación que fuera agradable para los autores de este trabajo.

Las paletas obtenidas, se sometieron a votación con un grupo de personas

objetivo y así optar por la que mayor aceptación tuviese entre ellos,

obteniendo como resultado lo siguiente:

Paleta Votos

5

3

2

1

2

Tabla 4-2: Paletas de colores evaluadas para uso en la interfaz.

De esta forma se eligieron los colores mostrados en la siguiente figura con su

respectivo código hexadecimal.

Figura 4-3: Colores utilizados en la interfaz.

53

Figura 4-4: Diseño final de la interfaz.

4.2. LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN

La siguiente tabla muestra algunos de los lenguajes de programación más usados

para la programación del bloque del kit Lego MindStorm en sus versiones NTX y EV3.

Posterior a esta se brinda una explicación del por qué fue elegido Java por los

autores para el desarrollo de la aplicación.

Nombre Tipo de Lenguaje Descripción

Lego::NXT Perl

Conjunto de módulos de Perl que proporciona un

control de bajo nivel en tiempo real de un bloque de

Lego NXT a través de Bluetooth.

leJOS Java

Un sistema basado en Java, para programadores

avanzados que puede manejar la mayoría de los

sensores y dispositivos como el GPS, reconocimiento

de voz y tecnología de mapeo. Puede ser

interconectado con el IDE de Eclipse o ejecutarse

desde la línea de comandos.

54

NXT_Python Python

NXT_Python es un paquete para controlar un robot

LEGO NXT usando el lenguaje Python. Puede

comunicarse vía USB o Bluetooth.

NXT-Python Python

Basado en NXT_Python, incluye características

avanzadas adicionales, soporte para

aproximadamente 30 sensores y varios respaldos de

conexión del bloque. Funciona en Windows, Linux y

Mac.

Lestat C++

Es una biblioteca de C ++ para controlar un “Bloque”

Lego NXT, motores y sensores. Permite controlar NXT

directamente desde cualquier programa en C ++ en

Linux.

RWTH –

Mindstorms

NXT Toolbox

MATLAB Interfaz para controlar el NXT desde MATLAB a través

de Bluetooth o USB (código abierto).

NXTComm

Processing (Java

simplificado /

programado

estilo C)

Es un lenguaje de programación de código abierto para

las personas que quieren programar imágenes,

animaciones e interacciones. Es usado por

estudiantes, artistas, diseñadores, investigadores y

aficionados por el aprendizaje, creación de prototipos

y producción.

Tabla 4-3: Lenguajes bajo los cuales se pude programar el bloque Lego.

Para la elección del lenguaje de programación del bloque se tuvo en cuenta

diferentes aspectos como el licenciamiento, la experiencia previa de uso del

lenguaje, el soporte en línea y las limitaciones que tenga este (en cuanto al acceso

de los recursos) entre otros.

Respecto al licenciamiento se buscó que el lenguaje fuera libre lo que implicó

descartar a Matlab ya que este requiere de una licencia.

55

Por otra parte, los lenguajes basados en C / C++, instalan un sistema operativo en

reemplazo del firmware del bloque EV3, cosa que Java no hace, específicamente la

API LeJOS, pues Java como tal instala una máquina virtual que le permite al bloque

ser programable sin reemplazar su firmware original o sin requerir un compilador

específico (esto también teniendo en cuenta que el módulo con el que se trabaja no

es de los autores, sino que es un préstamo del SENA, por lo que convierte ese en una

gran restricción). Adicionalmente, LeJOS cuenta con tres versiones, una para cada

generación de LEGO Mindstorms (LeJOS EV3 - EV3 / LeJOS NXJ – NXT / LeJOS RCX –

RCX) y brinda mayor libertad y acceso a los recursos del Kit, permite el uso de

entornos de desarrollo, incluyendo Eclipse y NetBeans, y se pueden aprovechar las

librerías de clase que soportan funciones de alto nivel como la navegación basada

en comportamiento y soporta funcionalidades como recursividad, arreglos y

matrices multidimensionales, sincronización, manejo de hilos y excepciones y

posibilita también el uso de tipos de datos como punto flotante, String y entero.

Finalmente, dado a que los autores han tenido mayor acercamiento al lenguaje de

programación Java, se optó por elegir este para el desarrollo de la aplicación;

utilizando JavaFX, que es un conjunto de paquetes gráficos y multimedia que

permite a los desarrolladores diseñar, crear, probar, depurar y desplegar

aplicaciones que operan constantemente a través de diversas plataformas. (Pawlan,

2013)

Y JavaFX Scene Builder, una herramienta de diseño visual para aplicaciones JavaFX

que permite a los usuarios diseñar rápidamente interfaces de usuario de

aplicaciones JavaFX, sin necesidad de programación. (Oracle, s.f.)

56

4.2.1. Diagrama de la API leJOS EV3:

Figura 4-5: Mapa de la API leJOS.

57

Figura 4-6: Mapa de la API leJOS.

4.3. CONEXIÓN BLUETOOTH

Para realizar la conexión bluetooth, se deben tener presentes varios aspectos como:

Tanto el PC como el Lego EV3 deben permitir la configuración para conexión

por medio de bluetooth.

Se debe encender el bluetooth del PC y del Lego EV3.

Se deben aparear los dispositivos, desde el PC, accediendo en agregar

dispositivos bluetooth y digitando la clave en el Lego EV3.

Desde el PC, se debe unir a una red de área personal, conectándose a través

de un punto de acceso con el Lego EV3.

Hecho esto, en el Lego EV3 se debe ejecutar el programa para que quede a la espera

de recibir datos. – La configuración del Lego EV3 consta de un server socket, el cual

espera peticiones que entren a la red. Esto, realiza algunas operaciones basadas en

la petición y es posible que retorne un resultado al solicitante –.

Y desde el PC se debe ejecutar el programa que le enviará las peticiones al Lego EV3;

a través de un socket, que es el punto final para la comunicación entre dos

máquinas, el cual envía las peticiones, como ordenes de mover el motor del Lego

EV3.

58

Figura 4-7: Diagrama de conexión.

Conclusiones:

La implementación de una interfaz de usuario debe evaluarse en diferentes periodos con

algunas personas (de manera aleatoria) para realizar las mejoras que se consideren

necesarias.

Aunque existan limitaciones respecto al lenguaje de programación que el robot permite

utilizar, es recomendable elegir aquel que por las tecnologías que maneja posea más

alternativas de desarrollo.

59

5. PRUEBAS Y RESULTADOS

Introducción:

En este capítulo se explican pruebas realizadas al robot y se documentan los datos

obtenidos con su respectivo análisis.

5.1. DISTANCIA RECORRIDA VS ÁNGULO:

En esta prueba se tomó la medida de la distancia recorrida por el bípedo al cabo de

5 pasos. Desde la aplicación se enviaron 5 ángulos diferentes, los 3 ángulos

predeterminados (15, 45 y 90) y 2 ángulos personalizados (360 y 1080). Esta prueba

se realizó 5 veces por ángulo.

Ángulo # Veces por paso

Toma 1 Toma 2 Toma 3 Toma 4 Toma 5

15 24 28,3 27,5 28,4 28,7 29,3

45 8 27,7 27,7 27,7 27 26,9

90 4 28,3 28,5 28,1 28,1 27,8

360 1 28,5 28,7 28,7 28,9 28,7

1800 N-A 29,6 29,5 29,9 29,8 28,8

Promedio N-A 28,48 28,38 28,56 28,5 28,3

Deviación Estándar

N-A 0,69426 0,80746517 0,83546 1,03682 0,95131

Tabla 5-1: Distancia recorrida por el bípedo para diferentes ángulos.

Gráfica 5-1: Distancia recorrida por el bípedo para 5 ángulos diferentes, resultados obtenido en 5 muestras por cada ángulo.

26,5

27

27,5

28

28,5

29

29,5

30

30,5

0 500 1000 1500 2000

Dis

tan

cia

(cm

)

Ángulo °

Distancia vs Ángulo

Toma 1

Toma 2

Toma 3

Toma 4

Toma 5

60

La gráfica permite ver que el robot avanza mayores distancias con ángulos pequeños

(15°) o con ángulos muy grandes (1800°), esto porque con ángulos pequeños existe

mayor control de la fricción de la superficie y para ángulos muy grandes el robot

vence la inercia. Por otro lado si lo que se desea es obtener distancias un poco más

constantes los ángulos entre 45° y 360° son una mejor opción.

5.2. EXACTITUD DEL ÁNGULO:

En esta prueba se observa el giro que realiza el piñón grande de una de las patas del

robot frente al ángulo que se envía desde la aplicación. Posteriormente se compara

el ángulo que registra el piñon (por medio de una seña que se puso) contra el ángulo

que se mide con ayuda de una herramienta que posee el programa Adobe

Illustrator, la cual permite verificar el ángulo en el que se encuentra una posición

marcada por un segmento de línea.

Para esta prueba los ángulos entre 90 y 180 no fueron tenidos en cuenta porque

partes de la pata del robot no dejaban ver la seña que se dispuso para la medición,

por otro lado el ángulo de 360° se mostraba en la misma ubicación que el de 0° por

lo que fue omitido.

5.2.1. Ángulo 15°

62

Figura 5-1: Prueba de ángulo medido con transportador para un paso completo realizado con ángulos de 15°.

63

Datos Obtenidos

Ángulo Ideal Ángulo Medido Error Absoluto Error Relativo

0 0 0 0

15 15,62 0,62 4,13%

30 31,51 1,51 10,07%

45 46,6 1,6 10,67%

60 60,65 0,65 4,33%

75 75,16 0,16 1,07%

90 89,33 0,67 4,47%

195 194,68 0,32 2,13%

210 209,27 0,73 4,87%

225 223,64 1,36 9,07%

240 238,78 1,22 8,13%

255 253,78 1,22 8,13%

270 270 0 0,00%

285 285,77 0,77 5,13%

300 300,72 0,72 4,80%

315 315,21 0,21 1,40%

330 330,28 0,28 1,87%

345 345,04 0,04 0,27% Tabla 5-2: Ángulo ideal vs ángulo medido para un giro de 360° con avances de 15°, con su respectivo error absoluto y relativo.

5.2.2. Ángulo 45°

64


Datos Obtenidos


0 0 0 0,00%

45 44,87 0,13 0,29%

90 89,79 0,21 0,47%

225 223,94 1,06 2,36%

270 270 0 0,00%


65

5.2.3. Ángulo 90°


Datos Obtenidos


0 0 0 0,00%

90 89,43 0,57 0,63%

270 270 0 0,00% Tabla 5-4: Ángulo ideal vs ángulo medido para un giro de 360° con avances de 90°, con su respectivo error absoluto y relativo.

66

5.2.4. Ángulo personalizado (60°)


Datos Obtenidos


0 0 0 N-A

60 59,18 0,82 1,37%

240 238,12 1,88 3,13%


67

Gráfica 5-2: Comparación del Error Relativo para los grados de 15°,45°, 60° y 90°.

En la gráfica se puede apreciar el mayor error de giro que presenta cada ángulo, de esta

forma se puede asumir que le sistema posee las siguientes características:

Para el ángulo de 15°, el máximo error encontrado equivale a 10.67%, que se traduce

en ±1.6°.


en ±1.06°.


en ±0.38°.

Para un ángulo personalizado de 60°, el máximo error encontrado equivale a 3.13%,

que se traduce en ±1.88°.

5.3. VELOCIDAD:

En esta prueba se tomaron fotos sobre las secuencias de movimiento para cada

ángulo hasta completar un paso y verificar de manera visual la sensación de

velocidad producida al cambiar el tamaño de giro que se ordena desde la aplicación.

Se aclara que este ejercicio es apreciable desde un navegador o un visor de

imágenes; de la manera que acá se presenta resulta un poco difícil apreciarlo.

10,67%

2,36%

3,13%

0,63%

0,00%

2,00%

4,00%

6,00%

8,00%

10,00%

12,00%

15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 45 45 45 45 45 45 60 60 60 90 90 90

Error Relativo

68

5.3.1. Ángulo 15°

Figura 5-5: Secuencia de avance con giros de 15°.

5.3.2. Ángulo 45°


5.3.3. Ángulo 90°


69

Al recorrer estas secuencias se alcanza a percibir el cambio de velocidad que se

buscaba, con la secuencia de 15° el movimiento del bípedo es detallado y brinda

una sensación de avance similar a una caminata normal, en la secuencia de 45° se

acelera un poco el paso, por lo que genera una sensación de caminata rápida,

finalmente para el ángulo de 90° el paso es rápido, dado a que no tiene mayor

detalle permite una sensación de avance mayor cada vez por lo que puede ser

usado en escenas de trote o de persecución.

5.4. DISTANCIA CON PESO VS DISTANCIA SIN PESO:

En esta prueba se realizaron 5 pasos enviando órdenes de giro de 90° desde la

aplicación. Para la distancia sin peso el robot se sostuvo con la ayuda de una piola

librándolo del peso del brain.

a) Distancia recorrida: 26cm.

b) Distancia recorrida: 37cm.

Figura 5-8: a) Distancia recorrida con peso. b) Distancia recorrida sin peso.

Se puede observar que el peso que introduce el brain, genera un cambio considerable en la

distancia recorrida por el robot, tomando como referencia los resultados obtenidos en las

70

pruebas de distancia que se muestran en el punto 5.1, el mayor valor registrado en las

pruebas es de 29.9cm, permitiendo ver una pérdida de 8cm de recorrido.

Conclusiones:

El robot funciona mecánicamente de forma esperada, el porcentaje de error que presenta

en giro oscila entre 0.4° y 1.8°, valor que se considera admisible, pues permite proyectar

posiciones según el ángulo elegido por el usuario.

Se puede realizar la planeación de distancias a recorrer y el ángulo que se debe utilizar,

basados en los promedios de distancia obtenidos.

Controlando el peso del robot y con el uso de herramientas adicionales, se pueden obtener

mayores recorridos al promedio general (28.4), teniendo en cuenta el tope máximo medido

(37cm).

71

6. TRABAJOS FUTUROS

6.1. ADICIONAR MOTORES:

El prototipo presentado en este proyecto implementa un solo motor que mueve las

dos extremidades inferiores del bípedo, por lo que tener esta opción permitiría

generar y manipular objetos más complejos estructuralmente o en su defecto si se

desea conservar el bípedo, permitiría crear más grados de libertad de movimiento.

6.2. MANIPULACIÓN DE LA CÁMARA FOTOGRÁFICA:

La idea de este, sería realizar la toma de fotos enviando la orden desde la aplicación,

de esta manera la acción sería automatizada en el proceso.

6.3. DESCARGAR AUTOMÁTICAMENTE IMÁGENES DESDE LA CÁMARA:

Incluir en la aplicación una función para que en el momento en que se haga la toma,

la imagen pueda ser almacenada inmediatamente en el equipo.

6.4. ADICIONAR FOTOS DE MODELOS DE ROBOTS DIFERENTES:

Esto hace referencia a si se desea o se necesita cambiar el modelo del robot que se

utiliza, que la aplicación permita cargar las imágenes que se verán en la secuencia

de movimiento.

6.5. SECUENCIAS DE MOVIMIENTO CON MODELOS 3D:

En este punto se pretende que las secuencias de movimiento se muestren utilizando

modelos 3D y que estos permitan una vista 360° horizontal del robot en uso.

72

CONCLUSIONES

La escena realizada es muestra de la integración entre el prototipo bípedo realizado y la

adecuación artística, la mezcla lograda prueba que se pueden incluir aspectos

tecnológicos en técnicas artesanales, sin perder el objetivo principal de la técnica y así

facilitar parte de su proceso.

La aplicación, cuenta con una interfaz amigable que permite dar las instrucciones para

el movimiento del robot, generando la secuencia esperada de la escena.

En la grabación de la escena se evidenció la complejidad que implica realizar el proceso

de animación con elementos que requieran el factor humano para la generación de

movimiento, los personajes que interactuaban con el robot fueron animados

manualmente y aunque se contaba con soportes para los que se encontraban de pies,

lograr la estabilidad de posición entre fotos fue un inconveniente constante, problema

que no se tuvo con el robot, pues dentro la planificación, se buscó que la estructura

realizada pudiese ser movida con fuerza del motor sin requerir de ajustes externos. Se

debe tener presente que esto no es un impedimento, es solo que realizarlo de esta

forma facilita más el proceso de grabación. Por otra parte el tiempo de animación de los

personajes fue mucho más elevado, en comparación, las tomas del robot en

movimiento se realizaron en 15 o 20 minutos, mientras que cada toma de los personajes

tomó como mínimo un tiempo de 1 hora.

El esquema de iluminación fue utilizado siguiendo las recomendaciones descritas en el

capítulo de hardware, fue apta para el escenario, se realizaron algunas modificaciones

de ubicación de los focos de iluminación buscando que la escena conservara mayor

fidelidad a la escena original.

La construcción del set fue pensaba desde el inicio de manera modular, para que al

trabajar las diferentes tomas se facilitara la colocación de la cámara y la animación de

los personajes, pero, aunque las paredes y las puertas eran módulos separables, el piso

fue un bloque completo y este hizo que se presentaran 2 inconvenientes por una parte

que la grabación para ciertos ángulos presentara dificultades en cuanto a la ubicación

de la cámara, pero haciendo uso de elementos externos como cajas, cuñas de cartón, el

trípode en diferentes posiciones e incluso almohadas se superó la situación y se pudo

realizar el proceso. Por otra parte para no afectar el esquema de iluminación y asegurar

que esta fuera constante en todo el proceso de grabación, hubo tomas que se realizaron

en posiciones muy incómodas, incrementando el tiempo de grabación.

73

Inicialmente se realizó una interfaz gráfica partiendo estrictamente de los resultados

obtenidos en la prueba de usabilidad, pero al enfrentarla con un profesional de diseño,

surgieron críticas constructivas que llevaron a implementar mejoras. Esto no solo

implicó un cambio en la ubicación de los íconos, el tamaño e incluso los colores, también

generó un reproceso en la programación, pues se tuvo la necesidad de utilizar una

librería de gráficos diferente a la que se venía trabajando y esto llevó a implementar

código adicional y adaptar las funciones que se tenían anteriormente.

El proyecto, dada su estructura y soporte, queda abierto a modificaciones y adiciones

para aquellas personas que estén interesadas en incursionar en este tipo de temáticas.

74

ANEXOS

Función para la elección de 45 grados:

@FXML

private void handleSeleccion4() {

if (puerta4) {

cuarenta.getStyleClass().add("press");

noventa.getStyleClass().remove("press");

quince.getStyleClass().remove("press");

personalizar.getStyleClass().remove("press");

texto.setStyle("visibility:invisible");

angulo.setStyle("visibility:invisible");

texto.setText("");

puertaP = true;

personali = true;

puerta = true;

puerta4 = false;

puerta8 = true;

}

Función para el giro:

@FXML

private void handleconexionP() {

System.out.println("Positivo");

try {

if (!personali) {

textin = texto.getText();

if (textin.equals("") || textin.equals(null)) {

} else {

int cam = Integer.parseInt(textin);

explorer = cam;

if (cam > 360) {

explorer = restaC(cam);

System.out.println("restaC: " +

explorer);

} else {

explorer = rangos(cam);

System.out.println("rangos: " +

explorer);

}

int ang = cam * multiplo;

Grados = Integer.toString(ang);

System.out.println(textin + " : " + cam +

" : " + Grados

+ " : " + explorer);

}

75

}

if (Grados == "" || Grados == null) {

// System.out.println("whats Up men!");

alert = new Alert(AlertType.WARNING);

iconi = (Stage)

alert.getDialogPane().getScene().getWindow();

iconi.getIcons().add(

new Image(Main.class

.getResourceAsStream("../res/icon.png")));

alert.setTitle("Oh no!");

alert.setHeaderText("Un momento...");

alert.setContentText(Mensaje);

alert.showAndWait();

} else {

orden = conexion(Grados, true);

if (orden) {

Almacen = Almacen + explorer;

if (Almacen > 360) {

Almacen = restaC(Almacen);

System.out.println("restaC:-- " +

explorer);

}

System.out.println("Vamos en: " +

Almacen);

visualizador.setImage(new Image(Main.class

.getResourceAsStream("../res/Recortadas/" + Almacen

+ ".jpg")));

}

}

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

76

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ACM Special Interest Group on Computer-Human Interaction. (2009, Julio 29). Curricula

for Human-Computer Interaction. (The Association for Cumputing Machinery)

Retrieved Abril 01, 2014, from http://old.sigchi.org/cdg/cdg2.html#2_1

Adobe Systems Incorporated. (2015, Abril 7). Adobe Color CC. (Adobe Systems

Incorporated.) Retrieved Septiembre 15, 2015, from

https://color.adobe.com/es/create/color-wheel/

Aurova. (2088). Laboratorio Virtual del Grupo Aurova. (Universidad de Alicante) Retrieved

Mayo 12, 2015, from http://www.aurova.ua.es/robolab/

Ballesteros, J. C. (2007). Anatomía Humana General. Sevilla: Universidad de Sevilla

Secretariado de Publicaciones.

Barrientos, A. (2007). Fundamentos de robótica (2 Ed. ed.). España: McGraw-Hill.

Bekey, G. (2008). Robotics: State of the Art and Future Challenges. Londres: College Press.

Bermejo, S. (2003). Desarrollo de robots basado en el comportamiento. Barcelona: UPC

Ediciones (Universidad Politécnica d Catalunya).

Brierton, T. (2002). The Importance of Anatomy. In Strop-Motion Armature Machining: A

Contruction Manual (p. 11). North Carolina: McFarland & Company.

Camino, R. J. (2011). In OP.Aux con Ticmc1209_1 (p. 45). Paraninfo.

Casas, S. M. (1985). Técnicas Complementarias. In Video y enseñanza (p. 175). Barcelona:

Universitat Barcelona.

Chan, N. (2015, Enero 15). Jamie & Adam tested. Retrieved Mayo 18, 2015, from

http://www.tested.com/tech/488780-hacking-nintendo-power-glove-stop-motion-

animation/

Craig, J. (2006). Robótica (3 ed.). Naucalpan de Juárez, México: Pearson Educación.

Díez, F. M. (2007). Ambiente Visual. In Formación superior en prevención de riesgos

laborales (p. 452). Valladolid: Lex Nova.

eFossils. (2012, Enero 23). Step by Step: The Evolution of Bipedalism. Retrieved Mayo 04,

2014, from http://www.efossils.org

Espinosa, S. (2005). Iluminación. In La producción de video en el aula: curs teórico-práctico

de cómo organizar el taller de video (p. 56). Buenos Aires: Colihue SRL.

Fiodorow, L. (2014). Modelar en porcelana fría. Buenos Aires: LEA S.A.

77

García, M. N. (2014). Índice de reproducción cromática. In Conceptos Básicos de

Iluminación Profesional (p. 15). Lima: Mario Nureña García.

García, N. (2005). La tonificación muscular (3 Ed. ed.). Badalona, España: Ed. Paidotribo.

Gómez, J. A. (2011). In Redes locales (pp. 23-24). Editex.

Hassan Montero , Y., & Ortega Santamaría., S. (2009). In Informe APEI sobre usabilidad.

HoBSoft. (n.d.). HoBSoft. (HoBSoft) Retrieved Mayo 12, 2015, from http://hobsoft.net/

Ives, R. (2009). Paper Sculpurte: 3D Art from Paper or Card. In Paper Engineering and Pop-

ups For Dummies (p. 134). Indiana: Wiley Publishing, Inc.

Ivoskus, D. (2010). In Cumbre mundial de comunicación política / World Summint of

Political Communication: cambios socioculturales del siglo XXI (p. 266). Libros de

Zorzal.

James, T. (1989). Rubber Molds. In The Prop Builder's Molding & Casting Handbook (p. 51).

Cincinnati-Ohio: Publications Inc.

Jobson, C. (n.d.). colossal. Retrieved Mayo 18, 2015, from

http://www.thisiscolossal.com/2015/01/power-glove-stop-motion/

Julio Barbancho Concejero, J. B. (2014). In Redes Locales (pp. 49-52). Ediciones Paraninfo.

Lacalle, A. (2009, Febrero). HCI, usabilidad y su relación con el diseño de interacción.

Retrieved Abril 01, 2014, from http://albertolacalle.com/hci.htm

Laurens. (2013, Noviembre). robotsquare. Retrieved Febrero 09, 2015, from

http://robotsquare.com/2013/11/25/difference-between-ev3-home-edition-and-

education-ev3/

Lesmes, J. D. (2007). In Evaluación clínico-funcional del movimiento corporal humano (p.

233). Bogotá: Médica Panamericana.

Lizandra, J. L. (2005). 4. Espumas Rígidas: El poliestireno. In Maquetas, modelos y moldes:

materiales y técnicas para forma a las ideas (Vol. 4, p. 112). Castelló de la Plana:

Universitat Jaume.

Miller, R., & Kasparian, R. (2006). In Java for Artists: The Art, Philosophy, and Science of

Object-oriented Programming (p. 30). Virginia: Pulp Free Press.

Miranda, C. V. (2014). In Sistemas informáticos y redes locales. Ciclos formativos (pp. 114-

115). Ediciones Paraninfo, S.A.

Mora, S. L. (2002). Índice de acrónimos. In Programación de aplicaciones web: historia,

principios básicos y clientes web. (p. XXII). Alicante: Imprenta Gamma.

78

Nagata, J. (2013, Junio 14). Youtube. Retrieved Febrero 11, 2015, from

http://youtu.be/vaiJz7NFDOY

Nirosha, S. (2012). Introducción. In Animatronics (p. 1). Germany: Publishing GmbH.

Noriega, R. (2013, 07 31). EIMA -Escuela internacional de medio audiovisuales. (Falco

Films) Retrieved 04 23, 2015, from www.eima.es:

https://www.youtube.com/user/EimaTv

Ogata, K. (2003). Ingeniería de Control Moderna (4 ed.). Madrid: Pearson Education S.A.

Oracle. (n.d.). Oracle. Retrieved Septiembre 15, 2015, from

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/javafxscenebuilder-

info-2157684.html

Pawlan, M. (2013, Abril). Oracle. Retrieved Septiembre 15, 2015, from

http://docs.oracle.com/javafx/2/overview/jfxpub-overview.htm

Perez, E. M. (2008). Procesadores digitales secuenciales síncronos. In Sistemas

Electrónicos Digitales (9 ed., pp. 647 - 651). Barcelona: Marcombo ediciones

técnicas.

Priebe, K. (2011). The Advance Art of Stop Motion Animation. Boston, Ma: Course

Tecnology, a part of Cengage Learning.

Purves, B. (2010). What is Stop Motion. In Basics Animation 04 (pp. 19, 44). Londres:

Fairchild Books.

Purves, B. (2015). Special Effects. In Stop-motion Animation: Frame by Frame Film-making

with Puppets and Models (2 ed., p. 41). Londres: Bloomsbury Pulishing Plc.

Ramírez, M. (2014, 04 1). El ABC de la Programación de un Robot Humanoide. Software

Gurú #34, I(34), 27-28. Retrieved 04 1, 2014

Rodríguez Sala, J. J. (2003). Lenguajes de Programación. In Introducción a la programación.

Teoría y práctica (p. 4). España: Club Universitario.

Roque, E. G. (2007). Conceptos Básicos de Hardware y Software. In Principios básicos de

Informática (p. 62). España: Dykinson.

Rosenfeld, L., & Morville, P. (2002). In Information Architecture for the World Wide Web.

2nd edition.

Salomone, J. E. (2004). Conceptos básicos Luminotecnia. Córdoba: Universidad

Tecnológica Nacional.

Santamaría, O. (2005). Desarrollo conceptual y la técnica de card sorting. In No solo

usabilidad n° 4.

79

Shaw, S. (2008). Introduction: Playing God. In Stop Motion: Craft Skill for Model Animation

(2 ed., p. 1). Burlington: Focal Press.

Shildt, H. (2009). El Lenguaje Java. In Java, manual de referencia. (7 ed., pp. 3-8). Mexico:

McGraw Hill.

Siemens. (1996-2015). Siemens. (Siemens AG) Retrieved Mayo 12, 2015, from

http://www.industry.siemens.com/topics/global/es/tia-portal/pages/default.aspx

Spray Foam Coalition. (2012). ¿Qué es la espuma en spray? In Guía sobre mejores

prácticas para la instalación de espuma de poliuretano en spray (p. 1).

Whashington: American Chemistry Council.

Sugrañes, E. (2007). La educación psicomotriz (3-8 años). Graó.

The Java Tutorials. (n.d.). (Oracle) Retrieved Febrero 16, 2015, from

http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/concepts/class.html

Thomas, A. (2011). Stop Motion Animation. DIY Media: Creating, Sharing, and Learning

with New Technologies. Broadway:: Peter Lang Publishing.

Tullis, T., & Wood, L. (2004). In How Many Users Are Enough for a Card-Sorting Study?

Minneapolis.

Valbuena, S. J. (2008). Fundamentos de programación. In Introducción a la programación

en Java (p. 22). Armenia: Elizcon.

Vaughan, C. (2001, Julio 13). Theories of bipedal walking: an odyssey in "the Presidential

Lecture at the XVIIIth Congres of the International Society of Biomechanics".

Journal of Biomechanics, 36, 513 - 523.

Verhoeven, P. (Director). (1987). Robocop [Motion Picture]. Retrieved from

www.netflix.com

Voegeli, A. V. (2001). Lecciones básicas de biomecánica del aparato locomotor. Springer

Science & Business Media.

PROYECTO DE GRADO APLICACIÓN DE CONTROL DE UN BÍPEDO...

Documents

Transcript of PROYECTO DE GRADO APLICACIÓN DE CONTROL DE UN BÍPEDO...