La metodología docente que se seguirá estará basada en clases de teoría y problemas y ejercicios prácticos, junto con la realización de una práctica de animación por computador basada en los conocimientos logrados, apoyándose en el cálculo numérico elemental por computador. La realización de la práctica será una parte fundamental de la asignatura. Se hará por grupos de dos alumnos.
Consistirá en realizar una animación físicamente realista del movimiento de un robot autónomo (o de un sistema físico a escoger, de complejidad similar). Dadas las características físicas del sistema, el entorno en el que se desarrolla y el movimiento que se quiere conseguir, se determinarán conjuntamente las actuaciones adecuadas de cada una de las articulaciones del robot, y la evolución detallada de todo el sistema, integrando las leyes físicas del movimiento.
Para desarrollar la práctica el alumno deberá completar las siguientes fases:
1) Modelado matemático del robot: determinación de los parámetros de las tablas de Denavit-Hartenberg, tensores de inercia de los diferentes elementos, esfuerzos máximos de cada articulación.
2) Especificación del conjunto de variables relevantes y de las condiciones de ligadura correspondientes al movimiento que se quiere generar.
3) Generación automática y explícita de las matrices de transformación y de la matriz jacobiana relevante. Resolución numérica del problema cinemático inverso y obtención de esfuerzos teóricos de cada una de las articulaciones.
4) Obtención de esfuerzos reales bajo las condiciones del modelo del robot, reintroducción a las ecuaciones del movimiento y generación del movimiento real.
5) Exportación del movimiento a un sistema de renderización y generación de la animación. Entrega de la práctica junto con un informe del trabajo desarrollado.
El desarrollo de la práctica se hará en horas de laboratorio tuteladas, y el alumno dispondrá de juegos de pruebas y tests de autoconsistencia que le permitirán conocer el grado de logro de los objetivos marcados en las diferentes fases. En la realización de la práctica hará falta resolver sólo la parte física del problema.
La generación de la animación gráfica se le facilitará al alumno, a quien se le proporcionará la descripción cumplida del sistema físico en el primer frame de la animación, y su trabajo se limitará al cálculo de los incrementos de los valores de traslación y rotación de los diferentes elementos en los frames consecutivos, haciendo uso del cálculo numérico para resolver las ecuaciones de la dinámica, que se leerán por el sistema de renderización para la generación de las imágenes de la animación.