Ingeniería Robótica

La asignatura contribuye a desarrollar un pensamiento lógico-matemático al ingeniero y aporta las herramientas básicas para comprender el cálculo y su aplicación, a través de los conceptos de límites, razones de cambio, funciones y derivadas, que permiten modelar situaciones de contextos propios de ciencias e ingeniería.

Proporciona una comprensión integral de los sistemas naturales y sus interacciones, identificando las relaciones entre variables físicas, químicas y biológicas que determinan el comportamiento de sistemas naturales relevantes para la ingeniería, utilizando metodologías propias de las ciencias básicas.

El ingeniero con competencias en el desarrollo electrónico de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de aplicar leyes básicas y conceptos básicos de circuitos eléctricos para su posterior análisis, identificar los componentes (elementos) que se utilizan en el desarrollo de artefactos, describir su funcionamiento desde lo eléctrico; identificar, seleccionar y utilizar la instrumentación adecuada según la prueba o medición deseada, utilizar herramientas computacionales con el fin de obtener resultados numéricos e interpretar los resultados tanto experimentales como numéricos.

La competencia principal declarada por el programa es concebir, diseñar, implementar e intervenir equipos y sistemas robóticos, con el propósito de dar cumplimiento a requerimientos del cliente mediante soluciones contextualizadas. Esta asignatura presenta las fases de diseño de un producto de tal manera que el estudiante tenga el concepto de diseño desde el primer semestre. Aprendizaje que se realizará mediante la ejecución de un proyecto de ingeniería.  

La ingeniería, según referentes como la UNESCO, impulsa el desarrollo social, económico y humano mediante la creación de artefactos que sostienen las actividades humanas. Su papel es clave en la innovación y la sostenibilidad a largo plazo. Entender sus fundamentos es esencial para los futuros profesionales, ya que trasciende las especialidades y transforma la realidad.

En esta asignatura, los estudiantes usan lógica proposicional y gramática estructuralista para analizar su entorno biopsicosocial y cultural. Desarrollarán modelos al identificar variables y sus relaciones, adquiriendo así habilidades para proponer intervenciones innovadoras basadas en su contexto histórico y social.

El cálculo integral es crucial en ingeniería para determinar áreas y volúmenes, y resolver problemas de suma y acumulación. Combinado con las ecuaciones diferenciales, ayuda a modelar y predecir sistemas físicos transitorios, siendo fundamental para que los ingenieros diseñen soluciones en su campo.

En un mundo en constante evolución tecnológica, la formación en física es clave para futuros ingenieros. La física mecánica no solo fundamenta nuevos campos de investigación, sino que también facilita la comprensión y resolución de desafíos del entorno. El curso promueve una actitud crítica para modelar y diseñar soluciones a problemas complejos.

Esta asignatura es esencial en la formación de ingenieros. Brinda una base sólida en conceptos mediante experimentación y análisis. Los estudiantes explorarán la cinemática bidimensional y las propiedades de materiales, aplicándolos a situaciones prácticas. También integrarán conceptos de mecánica y trabajo interdisciplinario en sus propuestas de solución.

El desarrollo de dispositivos programables hace que el estudiante de Ingeniería Electrónica deba desarrollar destrezas que le permitan realizar algoritmos que deben ser llevados a un lenguaje de desarrollo de software para que sus artefactos realicen la tarea deseada. En este orden de ideas, este curso le permite al estudiante adquirir los fundamentos necesarios para el posterior desarrollo de software; se centra en adquirir destrezas en el análisis de un problema para determinar el algoritmo necesario para su solución. Permite el análisis de una situación problémica desde el enfoque del modelo BPSC y utilizando los fundamentos de las ciencias básicas y matemáticas propone una solución teniendo en cuenta la incertidumbre que se puede presentar.

El ingeniero de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de modelar sistemas con el fin de determinar la respuesta de un sistema, bien sea por un mecanismo analítico, experimental o numérico (simulación); esta respuesta le permitirá analizar el comportamiento del sistema en el tiempo o la frecuencia. El modelamiento es esencial para áreas como control y procesamiento de señales. En este curso se inicia el modelamiento de los sistemas más básicos: estáticos en el tiempo con ecuaciones lineales de primer grado. Se aprovecha para introducir las herramientas matemáticas necesarias, álgebra lineal, así como herramientas de ayuda para el modelamiento y obtención de resultados.

En la asignatura Estructuración del Pensamiento 2, los estudiantes desarrollarán un modelo descriptivo y explicativo desde el enfoque Biopsicosocial y Cultural, analizando dos cosmologías de pueblos originarios. Aplicarán lógica modal para proponer soluciones a problemas de ingeniería mediante experimentos mentales contrafácticos.

La bioestadística ofrece herramientas clave para interpretar datos y modelar fenómenos inciertos en ingeniería y tecnología. Los estudiantes aprenderán a estimar probabilidades y analizar datos en contextos financieros, tecnológicos y biológicos. Dominarán distribuciones de probabilidad, pruebas de hipótesis y modelado de sistemas estocásticos para tomar decisiones informadas.

El conocimiento de las propiedades de la materia es crucial no solo para las ciencias básicas, sino también para el campo de la ingeniería. La comprensión de las interacciones entre partículas cargadas eléctricamente es fundamental para analizar y determinar las propiedades de los materiales, así como su comportamiento frente a otras partículas y su respuesta a las radiaciones electromagnéticas.

Esta asignatura proporciona herramientas matemáticas esenciales para resolver problemas de Ingeniería, con énfasis en su uso correcto y oportuno. El Álgebra Lineal es fundamental para organizar, analizar y representar información, además de modelar problemas en diversas disciplinas, como ecuaciones diferenciales y programación lineal.

El desarrollo de sistemas embebidos, tanto en dispositivos FPGA como Microcontroladores hace que el estudiante de Ingeniería Electrónica deba desarrollar destrezas que le permitan realizar la programación de estos elementos. En el caso de la FPGA mediante lenguajes de descripción de hardware y los microcontroladores desde ensamblador hasta lenguajes de alto nivel. Al finalizar el curso el estudiante deberá tener la capacidad de diseñar máquinas de estado finito orientadas a ser la base de controladores electrónicos.

El ingeniero de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de modelar sistemas con el fin de determinar la respuesta de un sistema, bien sea por un mecanismo analítico, experimental o numérico (simulación); esta respuesta le permitirá analizar el comportamiento del sistema en el tiempo o la frecuencia. Para poder realizar una simulación correcta debe conocer y saber aplicar un conjunto de herramientas matemáticas y de SW que le ayuden al modelamiento y en especial al análisis de los resultados.

Es fundamental analizar la relación entre los seres vivos y su entorno, ya que los modelos económicos actuales han llevado a un desarrollo insostenible. En ingeniería, se enfrentan retos para transformar procesos productivos mediante análisis sistémicos y evitar visiones reduccionistas. Aprender Ecología permite a los ingenieros realizar análisis integrales que consideren el impacto ambiental.

Esta asignatura introduce a los estudiantes en el aprendizaje de un nuevo idioma, enfocándose en habilidades de escucha, habla, lectura y escritura. Se enfatiza la comunicación efectiva y el entendimiento cultural, preparando a los alumnos para interactuar en contextos diversos y globales. La práctica constante y la participación son clave para el éxito en el curso.

El ingeniero de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de modelar sistemas multivariado con el fin de determinar la respuesta del mismo, bien sea por un mecanismo analítico, experimental o numérico (simulación); esta respuesta le permitirá analizar el comportamiento del sistema en el tiempo o la frecuencia. El modelamiento es esencial para áreas como control y procesamiento de señales. En este curso se inicia el modelamiento de los sistemas n variables principalmente en 3 variables. Se aprovecha para introducir las herramientas matemáticas necesarias bien sea de tipo geométrico o matemático, así como herramientas de ayuda para el modelamiento y obtención de resultados.

Los sistemas embebidos hoy día y en el futuro son el corazón de las arquitecturas IoT en el mundo. El ingeniero electrónico de la Universidad El Bosque deberá estar en la capacidad de conocer las capacidades del HW embebido: sus periféricos, la memoria disponible y su manejo, la arquitectura de sus procesadores y su impacto en las capacidades de programación disponible y por supuesto de la vectorización de las interrupciones que permitirán incluir la respuesta por eventos a las situaciones que requieren atención en tiempo real sin necesidad de contar con sistemas operativos RTOS. Para las líneas de énfasis ofrecidas en el programa es indispensable que el ingeniero pueda construir artefactos tecnológicos a la medida de los requerimientos y los recursos económicos que respondan a las necesidades de su entorno local y regional, medir su impacto desde un punto de vista sistémico sobre la cultura, sociedad y ambiente ecológico que lo rodea.

El ingeniero de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de entender y analizar circuitos eléctricos en corriente continua y corriente alterna, ya que estos son de gran importancia para el desempeño del ingeniero en sectores como las telecomunicaciones, los equipos biomédicos y la microelectrónica, los cuales impactan fundamentalmente en la salud y calidad de vida de los seres vivos. Este curso le permite al estudiante de ingeniería electrónica comprender el funcionamiento y las características de un circuito eléctrico, desarrollando habilidades y competencias para la aplicación y análisis de leyes, postulados y ecuaciones; herramientas que le permitirán describir matemáticamente el comportamiento de los circuitos y estimar su comportamiento ante diferentes estímulos.

La competencia general declarada por el programa es concebir, diseñar, implementar e intervenir equipos y sistemas electrónicos siguiendo metodologías de desarrollo de sistemas, con el propósito de dar cumplimiento a requerimientos del cliente. Así mismo se declara que a partir del modelo biopsicosocial y cultural tendrá capacidades en lo personal e interpersonal para realizar y aportar a proyectos de ingeniería que satisfagan necesidades particulares mediante el diseño, respetando el ser, la sociedad y el ambiente; reconociendo sus responsabilidades éticas, entendiendo el impacto de sus soluciones en el medio, comunicando efectivamente ideas, comprometido con un aprendizaje continuo y actualización de los problemas contemporáneos locales, nacionales y globales. Esta asignatura integra los resultados de aprendizaje disciplinares y transversales desarrollados a la fecha y permite, mediante una enseñanza basada en proyectos, medir el avance de éstos en los estudiantes.

El curso busca que los estudiantes diseñen herramientas que promuevan la sostenibilidad de la vida. Utilizando un enfoque sistémico y biopsicosocial, analizan las interrelaciones entre elementos como tecnología, economía y ecología. El objetivo es mantener el equilibrio entre los recursos y su restitución, integrando antropología, sociología y psicología ambiental.

Esta asignatura introduce a los estudiantes en el aprendizaje de un nuevo idioma, enfocándose en habilidades de escucha, habla, lectura y escritura. Se enfatiza la comunicación efectiva y el entendimiento cultural, preparando a los alumnos para interactuar en contextos diversos y globales. La práctica constante y la participación son clave para el éxito en el curso.

El ingeniero en Robótica de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de identificar sistemas eléctricos, mecánicos, electromecánicos, así como de aplicar leyes básicas y los fundamentos de robótica industrial y móvil con el fin de modelar sus características funcionales desde una perspectiva física y matemática, del mismo modo, podrá utilizar herramientas computacionales con el fin de obtener resultados numéricos con los cuales poder analizar los comportamientos o resultados que dichos modelos representan.

El ingeniero de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de modelar y analizar circuitos electrónicos para el procesamiento y adecuación de señales analógicas, circuitos de gran importancia para el desempeño del ingeniero en sectores como las telecomunicaciones, los equipos biomédicos y circuitos microelectrónicos; los cuales impactan fundamentalmente en la salud y calidad de vida de los seres vivos. Para esto, en este curso se desarrollan habilidades para el análisis del comportamiento de elementos semiconductores y de circuitos electrónicos. En particular, se estudia el funcionamiento de diodos y transistores bipolares y MOSFET y se brindan herramientas para análisis de circuitos electrónicos en DC y en pequeña señal, y para el diseño e implementación de amplificadores con transistores usando herramientas CAD analógicas.

El ingeniero de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de diseñar circuitos eléctricos, teniendo en cuenta los requerimientos, restricciones, especificaciones y criterios de diseño, las tecnologías disponibles en el mercado y la normatividad técnica y ambiental aplicable o requerida. Para esto es necesario conocer bloques circuitales básicos en el diseño de sistemas electrónicos como amplificadores operacionales, filtros y osciladores y desarrollar conceptos para el análisis de circuitos en el dominio de la frecuencia. En particular, en este curso se estudian los amplificadores operacionales como bloque circuital de diseño y se presenta la forma en que estos dispositivos pueden ser configurados para implementar operadores matemáticos analógicos. Además, se analizan circuitos en el dominio de la frecuencia y se caracterizan a partir de la función de transferencia. Finalmente, se desarrollan habilidades para el diseño de filtros pasivos, filtros activos y osciladores con el fin de generar una respuesta en frecuencia determinada utilizando herramientas computacionales.

Esta asignatura introduce a los estudiantes en el aprendizaje de un nuevo idioma, enfocándose en habilidades de escucha, habla, lectura y escritura. Se enfatiza la comunicación efectiva y el entendimiento cultural, preparando a los alumnos para interactuar en contextos diversos y globales. La práctica constante y la participación son clave para el éxito en el curso.

Economía y finanzas son esenciales tanto en la vida profesional del ingeniero como en la personal. Este curso permite a los estudiantes adquirir conocimientos sobre su aplicación en organizaciones, comprender el valor del dinero en el tiempo y desarrollar habilidades para interpretar estados financieros, fortaleciendo así la toma de decisiones informadas.

La tecnología que se usa y en la que se confía en la vida cotidiana, que ha mejorado la calidad de vida de la humanidad, incluyendo computadoras, radios, dispositivos de video, teléfonos móviles, dispositivos inteligentes conectados (IoT), y más, es posible al tratamiento de señales, una rama de la ingeniería electrónica que modela y analiza representaciones de datos de fenómenos físicos, así como datos generados en múltiples disciplinas que incluso no tienen nada que ver con la ingeniería. Por lo tanto, el tratamiento de señales está en el corazón de nuestro mundo moderno. Se encuentra en la intersección de la biotecnología, el entretenimiento y las interacciones sociales. Mejora nuestra capacidad para comunicarnos y compartir información.

El ingeniero en Robótica de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de diseñar el control para la automatización de máquinas y sistemas robóticos. Es necesario poder integrar el sistema mecánico con el sistema de control electrónico; partiendo del análisis mecánico. La mecatrónica permite el desarrollo de productos electromecánicos y la integración de la programación. 

La competencia general declarada por el programa es concebir, diseñar e implementar sistemas de automatización y control para robots orientados a aplicaciones en la salud, agro y lúdica, en un marco de desarrollo sostenible. . Así mismo se declara que a partir del modelo biopsicosocial y cultural tendrá capacidades en lo personal e interpersonal para realizar y aportar a proyectos de ingeniería que satisfagan necesidades particulares mediante el diseño, respetando el ser, la sociedad y el ambiente; reconociendo sus responsabilidades éticas, entendiendo el impacto de sus soluciones en el medio, comunicando efectivamente ideas, comprometido con un aprendizaje continuo y actualización de los problemas contemporáneos locales, nacionales y globales. Esta asignatura integra los resultados de aprendizaje disciplinares y transversales desarrollados a la fecha y permite, mediante una enseñanza basada en proyectos, medir el avance de éstos en los estudiantes.

Esta asignatura introduce a los estudiantes en el aprendizaje de un nuevo idioma, enfocándose en habilidades de escucha, habla, lectura y escritura. Se enfatiza la comunicación efectiva y el entendimiento cultural, preparando a los alumnos para interactuar en contextos diversos y globales. La práctica constante y la participación son clave para el éxito en el curso.

Es fundamental formular proyectos para analizar su viabilidad, rentabilidad y sostenibilidad, considerando aspectos técnicos, económicos, sociales y ambientales. Esto implica utilizar técnicas que identifiquen elementos clave para el éxito o fracaso del proyecto, estructurando así un caso de negocio que permita ser el insumo para la adjudicación y ejecución del proyecto en la organización.

La evolución tecnológica avanza hacia la incorporación de sistemas inteligentes y conectados. Los sistemas embebidos que cumplen características de procesamiento y respuesta en tiempo real son la base de muchas de estas innovaciones y permiten el desarrollo de aplicaciones de alta complejidad, eficiencia energética y rendimiento óptimo, en múltiples aplicaciones. La automatización y sistemas de control para robots y de forma general los sistemas de control industrial requieren las competencias en el diseño, configuración y mantenimiento de controladores en Tiempo Real (normalmente sistemas embebidos ); habilidades altamente demandadas en la industria. El desarrollo de sistemas embebidos en tiempo real requiere enfoques de diseño y programación específicos para garantizar que las tareas se realicen dentro de límites de tiempo estrictos.

El ingeniero en Robótica de la Universidad El Bosque requiere herramientas básicas para el análisis y diseño de sistemas de control lineales, por lo tanto, los estudiantes en este curso revisarán los modelos genéricos de sistemas mecánicos, electromecánicos a partir de las ecuaciones diferenciales y su relación con las funciones de transferencia. El análisis en este curso incluye estabilidad en lazo abierto y lazo cerrado de sistemas robóticos, respuesta temporal y respuesta en frecuencia y una introducción a los fundamentos de control discreto. Se analizarán las diferentes metodologías existentes para definir la estabilidad de los sistemas y su alternativa de control de tal manera que se evidencie desde un enfoque práctico.

En un proceso industrial convencional los sistemas de control basan su respuesta en los estímulos o señales de entrada que reciben del proceso. Es así como para capturar estas señales se requiere de un proceso riguroso de medición que permita relacionar la variable física y el sistema electrónico de control con valores de exactitud y precisión definidas. Por otra parte, los sensores son dispositivos encargados de capturar la información en un proceso. Esta asignatura se basa en el análisis de datos para la medición, determinación de fuentes de error, Identificación y caracterización de sensores según su aplicación y variables medidas. Adicionalmente el controlador debe generar una respuesta eléctrica que debe ser convertida a una señal física, normalmente mecánica; por lo cual el conocer los actuadores eléctricos, neumáticos e hidráulicos es fundamental para un ingeniero en robótica.

El curso de conceptualización de proyectos de ingeniería permite a los estudiantes aplicar sus conocimientos para formular y desarrollar un proyecto que mejore una situación en un entorno específico, siguiendo la iniciativa CDIO. Los estudiantes aprenden a tomar decisiones, resolver problemas y desarrollan habilidades profesionales como trabajo en equipo, comunicación y gestión del tiempo.

El ingeniero en Robótica de la Universidad El Bosque, requiere aplicar metodologías de diseño y cálculos para la fabricación de prototipos mecánicos, debe seleccionar tipos de materiales para su construcción, debe seleccionar e integrar actuadores y sensores en el diseño de la máquina, seleccionar mecanismos de locomoción de acuerdo con la aplicación o uso de la máquina diseñada. Además, estar en capacidad de realizar análisis estructural del sistema mecánico e integración de los elementos mecánicos utilizando técnicas de diseño y simulación asistida por computador. 

La gestión de proyectos es esencial en la formación de ingenieros, enseñando planificación para cumplir objetivos estratégicos. El curso ofrece herramientas para roles de liderazgo y colaboración interdisciplinaria, desarrollando habilidades comunicativas para el monitoreo y presentación de proyectos, integrando conceptos financieros, legales y logísticos.

El ingeniero de la Universidad El Bosque debe estar en capacidad de dimensionar dispositivos semiconductores de potencia y de implementar conversores monofásicos AC/DC, DC/DC y DC/AC, los cuales son fundamentales en la industria para el aprovechamiento de las diferentes formas de energía eléctrica, y como fuentes de alimentación de circuitos electrónicos. Estos dispositivos también son el núcleo del potencial aprovechamiento de energías renovables y tendrán un impacto en los próximos años en la transición hacia el transporte eléctrico y la generación distribuida de energía eléctrica. Para esto, este curso genera competencias para el análisis y la implementación de conversores incluyendo la programación en sistema embebido de la lógica digital de conmutación. Además, se desarrollan habilidades para el análisis y dimensionamiento de los elementos semiconductores de potencia a partir de parámetros eléctricos máximos. Finalmente, se utilizan herramientas computacionales para la simulación y análisis de los parámetros de desempeño de los conversores.

La competencia general declarada por el programa es concebir, diseñar, implementar e intervenir equipos y sistemas electrónicos siguiendo metodologías de desarrollo de sistemas, con el propósito de dar cumplimiento a requerimientos del cliente. Así mismo se declara que a partir del modelo biopsicosocial y cultural tendrá capacidades en lo personal e interpersonal para realizar y aportar a proyectos de ingeniería que satisfagan necesidades particulares mediante el diseño, respetando el ser, la sociedad y el ambiente; reconociendo sus responsabilidades éticas, entendiendo el impacto de sus soluciones en el medio, comunicando efectivamente ideas, comprometido con un aprendizaje continuo y actualización de los problemas contemporáneos locales, nacionales y globales. Esta asignatura integra los resultados de aprendizaje desarrollados a la fecha y permite, mediante una enseñanza basada en proyectos, medir el avance de éstos en los estudiantes. A diferencia de Taller de diseño 1 y taller de diseño 2, los estudiantes inician a partir de un problema real de la sociedad identificado en sus salidas y visitas técnicas.

El ingeniero en Robótica de la Universidad El Bosque, requiere aplicar metodologías para la planificación de rutas, aplicar los principios de automatización e interconexión de sensores y actuadores al diseño de prototipos, seleccionar e integrar técnicas de control distribuido para el diseño de sistemas robóticos para aplicaciones del agro y la industria, así como diseñar e integrar elementos al sistema diseñado basado en normas y estándares nacionales e internacionales de la robótica para el agro y la industria.

El curso de Política, Sociedad y Ciudadanía busca analizar problemáticas sociales y políticas para entender la formación ciudadana desde un enfoque sistémico, multiperspectivo y multicausal. Los estudiantes identificarán actores, relaciones de poder y daños a derechos, utilizando un enfoque biopsicosocial. Se estudiarán casos en ingeniería para comprender conflictos sociales y sus soluciones.

Esta electiva permite al estudiante elegir su orientación hacia el aprendizaje de metodologías para modelos de innovación o de emprendimiento, según sea el interés personal.

Estos cursos dan al estudiante la oportunidad de aprender diferentes tipos de conocimientos que coinciden con sus intereses y que pueden no estar relacionados con el aspecto técnico.

Los sistemas de comunicación, como Internet, han impulsado el desarrollo de la sociedad y siguen creciendo, especialmente con las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC). Comprender estos sistemas implica analizar señales eléctricas, bits de información y paquetes en redes de datos. Es crucial estudiar las señales eléctricas, su propagación, modulación, y los límites de frecuencia y velocidad. La teoría de la información cuantifica los datos y asegura su integridad en codificación, transmisión y recepción. Los protocolos de comunicación garantizan la confiabilidad y eficiencia de la información a través de múltiples enlaces.

El Trabajo de Grado es la actividad académica que tiene como objetivo consolidar la formación del estudiante mediante la aplicación dirigida e integral de conocimientos y habilidades desarrolladas a través del Plan de Estudios, contribuyendo al fortalecimiento de las competencias establecidas por la Facultad de Ingeniería de la Universidad El Bosque.

Estos cursos dan al estudiante la oportunidad de aprender diferentes tipos de conocimientos que coinciden con sus intereses y que pueden no estar relacionados con el aspecto técnico.

Los sistemas de comunicaciones son esenciales para la sociedad, y el desafío actual es transmitir información más rápido. Es crucial entender desde sistemas básicos hasta los de nueva generación, tanto analógicos como digitales. El ingeniero electrónico de la Universidad El Bosque debe conocer los sistemas de comunicación y los medios de transmisión. Al finalizar la asignatura, el estudiante podrá diseñar sistemas electrónicos considerando requerimientos, restricciones, especificaciones, tecnologías y normativas. También podrá resolver problemas complejos aplicando principios de ingeniería, ciencia y matemáticas, determinar la tecnología y topología según las necesidades del mercado.