Ganancias:
- Capacidad para configurar pasos básicos de procesamiento de imágenes con OpenCV y adaptarlos a la línea de control de calidad con la ayuda de IA.
- Capacidad para dar decisiones sobre el sistema de visión, como iluminación, calibración y umbrales, a la IA en el contexto adecuado.
- Capacidad para evaluar el riesgo de clasificación errónea de los resultados de la visión artificial y la necesidad de verificación.
Examen del módulo
1. En el caso de un código de conducción de motor generado por IA en mecatrónica, ¿cuál de los siguientes pasos nunca debe omitirse antes del arranque?
- A) Verificación y revisión del código en un entorno limitado/seguro ✔
- B) Eliminar las líneas de comentarios del código.
- C) Traducir nombres de variables al turco
- D) Subir el código directamente a la línea de producción.
Descripción: El código integrado generado por IA puede impulsar un actuador físico en la dirección incorrecta o con una corriente excesiva, lo que provoca daños al hardware y al medio ambiente. Validar el código primero en una simulación o en un entorno de prueba seguro con límites de corriente/velocidad es un paso que el ingeniero no puede dejar de lado.
2. Le pediste a AI la solución de cinemática inversa para un brazo robótico de seis ejes. ¿Qué debe hacer primero antes de utilizar la copia impresa de forma segura?
- A) Envío de la solución directamente al robot.
- B) Verificar que los ángulos de las juntas se mantengan dentro de los límites y espacio de trabajo ✔
- C) Cambiar el color del robot.
- D) Basándose únicamente en la primera solución e ignorando las demás
Explicación: La cinemática inversa a menudo produce más de una solución y algunas pueden exceder los límites conjuntos o caer en puntos de singularidad. Es imperativo verificar numéricamente que la solución se mantenga dentro de los límites de la junta y del espacio de trabajo accesible.
3. Escribiste código para hacer que la IA tome lecturas del sensor en un microcontrolador y el código usa un retraso (1000) en el bucle principal. ¿Por qué podría ser esto un problema?
- A) delay() corrompe permanentemente la memoria
- B) delay() bloquea e impide la respuesta en tiempo real ✔
- C) delay() solo funciona en procesadores de 8 bits
- D) el retardo() calienta físicamente el sensor
Explicación: `delay()` está bloqueando; El procesador no puede realizar ningún otro trabajo durante ese tiempo, todas las tareas excepto las interrupciones se detienen. En los sistemas mecatrónicos en tiempo real, esto provoca pérdida de lecturas del sensor y retrasos en la respuesta; Se prefiere la estructura no bloqueante (a base de milis).
4. Combinas IMU (giroscopio) y datos del codificador en un robot móvil. ¿Cuál es el objetivo principal de utilizar un filtro complementario o de Kalman?
- A) Reducir el número de sensores.
- B) Combinar los puntos fuertes de diferentes sensores y reducir la deriva y el ruido ✔
- C) Para reducir la velocidad de datos
- D) Para simplificar el cableado
Descripción: Cada sensor tiene su propio carácter de error: el giroscopio es preciso a corto plazo pero se desvía con el tiempo, el codificador/acelerómetro hace ruido. La fusión de sensores combina la región de frecuencia donde cada sensor es fuerte, produciendo una estimación más precisa y estable a partir de un solo sensor.
5. A medida que aumentamos el término integral (I) en un controlador PID, comenzaron la oscilación y el sobreimpulso en el sistema. ¿Cuál es la causa más probable de este comportamiento?
- A) El término de la derivada es cero.
- B) Suavizado agresivo debido a ganancia integral excesiva y liquidación ✔
- C) El sensor está cerrado
- D) El valor establecido es negativo
Explicación: Una ganancia integral excesivamente grande intenta corregir el error acumulado de manera demasiado agresiva y puede provocar oscilación, sobreimpulso e inestabilidad junto con la liquidación integral. Generalmente el término I se incrementa moderadamente para eliminar errores permanentes; Si hay oscilación, se reduce I o se añade limitación de cuerda.
6. Produjiste un boceto de lógica de escalera para un PLC con IA. ¿Cuál es el enfoque correcto al diseñar un botón de parada de emergencia (parada de emergencia)?
- A) Usar contacto normalmente abierto (NO) y confiar en el software
- B) Normalmente cerrado (NC), asegurando la conmutación al lado seguro con contacto de seguridad ✔
- C) Aplicación de parada de emergencia únicamente con software de pantalla
- D) Poner la parada de emergencia al final del ciclo principal
Descripción: Los circuitos de parada de emergencia están diseñados con contacto normalmente cerrado (NC) y lógica a prueba de fallas para mayor seguridad; Cuando se rompe el cable o se corta la alimentación, el sistema debe pasar al lado seguro (parada). Los resultados de la IA deben revisarse teniendo en cuenta este principio de seguridad.
7. Al simular la dinámica de un motor de CC con un diseño basado en modelos, la IA parece dar resultados que están exactamente en línea con el sistema real. ¿Cuál es la actitud de ingeniería correcta?
- A) Aceptar el modelo como una copia perfecta de la realidad y no realizar mediciones
- B) Verificar los supuestos del modelo y el rango de validez con mediciones reales ✔
- C) Acortar el tiempo de simulación
- D) Colorea el cuadro y repórtalo.
Descripción: El modelo de simulación es una aproximación a la realidad debido a la fricción descuidada, la saturación, el retraso y las incertidumbres de los parámetros. Los resultados del modelo no pueden considerarse absolutamente precisos hasta que se comparen con las mediciones reales del sistema y se determine el rango válido (validación).
8. En el mantenimiento predictivo, se detecta anomalía a partir de los datos de vibración de un rodamiento. ¿Cuál es el resultado típico de establecer un umbral demasiado bajo (demasiado sensible)?
- A) No producir ninguna alarma
- B) Generar frecuentes falsos positivos sin un mal funcionamiento real ✔
- C) Calibre automáticamente el sensor
- D) Reducir físicamente la vibración
Explicación: Un umbral muy bajo/sensible produce una alarma incluso sin una falla real; Estos falsos positivos generan tiempos de inactividad y costos de mantenimiento innecesarios y, con el tiempo, hacen que el operador pierda confianza en las alarmas. El umbral se establece para equilibrar fallas omitidas y falsas alarmas.
9. Detectas rayones en la superficie de la pieza con visión artificial en una línea de producción. ¿Qué factor controlable afecta más la confiabilidad de los resultados?
- A) Marca de la cámara
- B) Condiciones de iluminación controladas y consistentes ✔
- C) Años de experiencia del operador.
- D) Color de pintura de la línea.
Descripción: En visión artificial, la iluminación es el factor más crítico y controlable de toda la cadena. Una iluminación inconsistente o inadecuada engañará incluso al mejor algoritmo; La iluminación controlada y repetible reduce en gran medida la clasificación errónea al gestionar sombras y reflejos.
10. Tenías el código de escritura de IA para un sistema que requiere seguridad funcional. ¿Cuál de las siguientes es la declaración de responsabilidad más precisa con respecto al uso de la IA?
- A) La IA asume la responsabilidad de las decisiones críticas para la seguridad, el ingeniero no tiene que aprobarlas
- B) Dado que la IA es el modelo más actualizado, el resultado se puede llevar al campo de forma segura sin realizar pruebas.
- C) La responsabilidad de la seguridad, las pruebas y el cumplimiento de las normas recae en el ingeniero y la organización ✔
- D) La responsabilidad recae únicamente en el proveedor de IA que escribió el código.
Descripción: La IA es un asistente de ingeniería; produce borradores, recomendaciones y análisis, pero el ingeniero y la organización son en última instancia responsables de la seguridad, las pruebas y el cumplimiento del sistema físico con los estándares (por ejemplo, ISO 13849, IEC 61508). La salida de IA no se puede colocar en un sistema crítico para la seguridad sin verificación.