Aplicación cliente servidor para el control del robot LEGO MINDSTORMS EV3

Este Proyecto Fin de Carrera se enmarca dentro del proyecto de investigación EDUCERE (Ecosistema de Detección Ubicua, atenCión y Estimulación tempRana para niños con trastornos del dEsarrollo), el cual busca desarrollar juguetes que ayuden en el diagnóstico precoz de trastornos del desarrollo en niños. Es un proyecto multidisciplinar en el que participan la Universidad de Alcalá de Henares (UAH), la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Colegio Cardenal Cisneros de Alcalá de Henares y miembros del grupo de “Sistemas Telemáticos para la Sociedad de la Información y el Conocimiento” de la UPM (T>SIC). En este proyecto se pretende evaluar las posibilidades de la gama MINDSTROMS de LEGO a nivel hardware (limitaciones, posibilidades…), así como las diferentes alternativas de desarrollo (estabilidad, productividad, complejidad…), para finalmente desarrollar un robot que los niños puedan conducir sobre diferentes tableros y con diferentes retos. Al ser una idea completamente nueva el proceso ha sido iterativo, volviendo atrás para hacer mejoras/cambios constantes sobre los planteamientos iniciales con el fin de hacer el diseño lo más funcional y adaptable posible. Finalmente se realizó el montaje de un robot lo más compacto posible, para poder desarrollar tableros pequeños imprimibles en un plotter convencional, que se desplaza sobre una oruga y que dispone de: Un sensor de color que detecta el color sobre el que se encuentra. Un sensor de ultrasonidos para evitar colisiones con objetos. Un sensor de tacto para detectar objetos atrapados. Un mecanismo para atrapar objetos. Un botón que hace las veces de interfaz simple con el niño. El robot se controla remotamente desde un dispositivo móvil, desde el cual se configuran las reglas y se utiliza como control remoto. Almacena información de los movimientos realizados, objetos atrapados y choques. Además de forma genérica se incluye la hora y el color sobre el que se ha producido el evento. No hay un juego ni tablero predefinido, se puede desarrollar cualquier tipo de juego que utilice: Colores en el suelo. Objetos a atrapar y soltar. Choques con objetos. Por ejemplo: no pasar sobre el color azul, obligatorio pasar sobre el color marrón, atrapar objetos sobre el color verde y no dejarlos. Finalmente, se desarrolló una aplicación para dispositivos Android por medio de App Inventor 2, el cual es un entorno online desarrollado por el Instituto Técnico de Massachusetts (M.I.T.). Dicho entorno está basado en el lenguaje de programación Scratch. ABSTRACT. This Diploma Thesis is framed within the research project EDUCERE (Ecosistema de Detección Ubicua, atenCión y Estimulación tempRan), which seeks to develop toys that help in the early diagnosis of diorders that may develop in children. It is a multidisciplinary project with the participation of Universidad de Alcalá de Henares (UAH), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), Colegio Cardenal Cisneros from Alcalá de Henares and members of the group “Sistemas Telemáticos para la Sociedad de la Información y el Conocimiento” from UPM (T>SIC). The purpose of this project is to evaluate the possibilities of the LEGO MINDSTROMS as a hardware level (limitations, possibilities…), as well as different development alternatives (stability, productivity, complexity, …), to finally develop a robot which children can operate over different boards and with different challenges. Being this a complete new idea, it has been an iterative process, returning to the initial ideas to make constant improvements/changes with the aim of achieving a design as functional and adaptable as possible. Finally, the assembly of a robot was conducted to be able to develop small boards (printable at a conventional plotter) that mover over a caterpillar wheel and consist of: • Color sensor to detect the color of the surface beneath. • Ultrasound sensor to prevent collisions. • Touch sensor to detect trapped objects. • A mechanism to trap objects. • A button that server as an interface with the child. The robot is controlled remotely from a mobile device. From this device, rules can be configured and it is used as a remote. Stores information from the movements performed, objects trapped, hits. Furthermore, stores time and color where events happened. There is no game nor board predefined, any type of game can be design as long as it uses: 1. Color on the ground 2. Objects to trap and release 3. Hits with objects E.g. forbidden pass over blue color, compulsory to pass over Brown, trap Green objects and not release them. Finally, and App for Android was developed using App Inventor 2; and online environment developed by MIT, based on Scratch code