Search

En l'última dècada la tecnologia relacionada amb els sistemes de realitat augmentada ha experimentat una evolució dràstica i innovadora, suggerint múltiples propostes en àmbits industrials, mèdics, educatius... Però, realment aquestes propostes han provocat avenços en la societat, i especialment, en l'educació? Aquest treball de fi de màster se centra a explorar l'aplicació de la RA en l'educació secundària. A través d'un estudi pràctic realitzat en dos grups de 4t d'ESO, s'avaluarà l'ús de la RA i la seva efectivitat. Seguidament, realitzant un estudi comparatiu de les diverses eines de RA, s'utilitzarà Merge Cube com una eina didàctica per explicar els components d'un ordinador. Per finalitzar, es recolliran dades a través d'enquestes, un projecte i un examen pràctic per comparar l'efectivitat de l'ensenyament amb RA i sense.

El present treball, realitzat dins de l’equip Arm2u, té com a objectiu principal desenvolupar una pròtesi de mà funcional i assequible que permeti a l'usuari realitzar tasques quotidianes de manera autònoma, sense necessitat d'ajuda externa. Per assolir aquest objectiu, s'han utilitzat les proves del Cybathlon Series 2024 com a referència, ja que aquestes repliquen un ampli ventall de situacions reals. El procés ha implicat un estudi exhaustiu de diferents pròtesis existents, una anàlisi comparativa de les solucions disponibles mitjançant el mètode Analytic hierarchy process (AHP) i la identificació dels requisits que hauria de complir el nou prototip. Posteriorment, s'ha dut a terme el predisseny i la fabricació d'un prototip mitjançant impressió 3D, seguit de la seva avaluació. Els resultats han demostrat que la pròtesi desenvolupada compleix amb els requisits establerts en termes de funcionalitat, durabilitat, estètica, cost i pes. Tanmateix, s'han identificat àrees de millora, especialment en la durabilitat dels materials, la personalització de l'usuari, l'aspecte estètic i l'optimització del cost de fabricació. Aquestes millores futures podrien augmentar significativament la qualitat i l'acceptació de la pròtesi per part dels usuaris. En conclusió, aquest treball ha aconseguit desenvolupar una pròtesi de mà capaç de superar les proves del Cybathlon Series 2024, proporcionant una solució viable i molt assequible per a les necessitats dels usuaris. No obstant això, hi ha un ampli marge de millora que pot ser abordat en futurs treballs per a perfeccionar el disseny i la funcionalitat de la pròtesi.

Aquest treball de fi de màster explora el potencial de les eines d'intel·ligència artificial (IA) com a contingut educatiu, centrant-se en ChatGPT, Adobe Firefly i Fliki. Tot i que el material didàctic generat no s'ha dut a la pràctica a l'aula, l'anàlisi teòrica que s'ha fet en l'estat de l'art i el material generat permet veure els possibles usos beneficials de la IA així com els reptes que pot presentar. Aquestes eines podrien fomentar el pensament crític i creatiu, millorar les habilitats de comunicació audiovisual i enriquir l'experiència d'aprenentatge. Això posa de manifest la necessitat de formació continuada per part dels professors i la promoció d'un ús ètic i responsable de la IA.

The alert situation due to Covid-19 caused traditional university teaching to go from face-to-face to on-line in less than a week. This article presents the experience and the measures adopted in this change of type of teaching in some subjects of the Barcelona School of Industrial Engineering of the UPC that depend on the Department of Mechanical Engineering (DEM). The subjects adopted different forms to face the new situation; those analyzed also made efforts to ensure quality teaching by developing new materials and adapting teaching and assessment systems. In some cases, it was decided to promote activities aimed at developing skills, emphasizing student self-management and, ultimately, promoting their active learning. Another aspect of this work is that it analyzes whether, really, the effort made during confinement has represented a teaching innovation in these subjects or has been just a mirage. For this, the results of two surveys carried out among the professors of the department in which they are asked about the tools they used, and still use, and their interest in sharing the experiences are presented. These results indicate that the resources used have served to improve and innovate in some aspects of DEM teaching., Postprint (published version)

Este trabajo expone el diseño modular y la materialización de maquetas de los mecanismos de barras planos más comunes: cuadrilátero articulado y pistón-biela. Se aplican soluciones de diseño creativas y factibles de materializar a bajo coste, mediante procesos de impresión 3D por modelación de deposición fundida y de mecanizado de madera. Los diseños modulares propuestos permiten obtener las cuatro inversiones cinemáticas de los mecanismos, utilizando la misma bancada. Estos diseños facilitan utilizar módulos de accionamiento manual o con motores paso a paso. Para la modelización de los sólidos y de los ensamblajes, así como para la simulación virtual del funcionamiento de cada mecanismo, se ha utilizado el programa SolidWorks y su módulo Motion. La esquematización de los mecanismos se ha realizado con Adobe Illustrator. El control del funcionamiento de las maquetas motorizadas se realiza con una tarjeta de control BigEasyDriver y una placa Arduino UNO. Las maquetas se utilizan como recurso didáctico de apoyo a la docencia de la asignatura Teoría de Máquinas y Mecanismos impartida en el Grado de Ingeniería en Tecnologías Industriales (GETI) de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB). Los diseños presentados surgen como parte del resultado del trabajo de fin de grado de uno de los autores., Postprint (published version)

For the analysis of human motion, researchers typically turn to biomechanics laboratories equipped with infrared cameras to capture the positions of reflective markers placed on anatomical points of the subject. When motion analysis is conducted outside the laboratory (outdoors or in homes), inertial sensors are commonly employed. The introduction of OpenCap application for iOS devices in October 2022 could represent a significant revolution in motion capture. This application, developed by the same creators of OpenSim, allows for obtaining the joint kinematics of a subject’s movement without the need for markers or infrared cameras. It requires a minimum of two iOS devices (iPhone, iPad, or iPod) placed on tripods, a calibration board, and a third device to run the OpenCap web application. Kinematic features are derived using the OpenPose and HRNet algorithms, as well as inverse kinematics in OpenSim. OpenCap web application enables users to collect synchronized videos and visualize motion data that is processed automatically in the cloud, thus eliminating the need for specialized hardware. This work goes a step further and focuses on the use of OpenCap and OpenSim to analyse kinematic motion performed on exercise machines. Unlike most previous studies that are limited to modelling only the subject without the ability to incorporate other elements, our approach includes the modelling of gym machines and the recording of data in an uncontrolled environment, allowing exploration of the capabilities of these tools in the recreational and sports domain. In this work, we present the results obtained by using the OpenCap and OpenSim applications to analyse motion performed on two exercise machines located outside a biomechanics laboratory. While challenges were identified in modelling the person-machine interaction, this approach shows potential for enhancing measurement procedures and opening new research possibilities in the sports field., The authors extend their thanks to Eric Veciana Pérez and Eric Fernández Cintas, students whose contributions to obtaining the motion capture data have been crucial. Their invaluable collaboration played a pivotal role in the achievement of this research., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Les proves d'Accés a la Universitat són un mecanisme habitual per gestionar l’entrada al món universitari. Aquest treball es centra en la Tecnologia Industrial a les PAU catalanes, una matèria que es pot cursar en la modalitat científico-tecnològica del batxillerat. En el treball, s’analitza el contingut de l’examen i l’evolució de les proves en el període 2010-2022. A més, es posa de manifest l’efecte que tenen les diferents legislacions en el nombre d’estudiants que realitzen l’examen., Postprint (published version)

Aquest projecte té com a objectiu proposar una millora funcional d’una gàbia de lliure accés per a truges de gestació ja que el producte actual no disposa d’un bloqueig de les portes exteriors per fer que quan un animal es troba a dins la gàbia descansant dificulti l’entrada d’un segon que podria provocar problemes de poca o molta importància, com podria ser una lesió o inclús la mort. Per dur a terme aquesta millora, prèviament s’ha elaborat un estudi de les explotacions ramaderes, obtenint tota la informació i coneixements necessaris a tenir en compte. Els aspectes més importants a conèixer han estat les subdivisions i classificació de grups de porcs dins la granja i les necessitats que aquests requereixen, el tipus de naus que hi ha, quins animals engloben i quina és l’organització, la tecnologia que s’utilitza per a tenir un control i fomentar la qualitat de vida dels animals o simplement per facilitar les tasques rutinàries dels treballadors i els materials utilitzats segons les necessitats de cada grup de porcs. Un cop assolida tota aquesta informació, és necessari fer un estudi de la gàbia de lliure accés. A partir d’un prototip real proporcionat per la mateixa empesa que les produeix, s’ha pogut prendre totes les mides per elaborar un model 3D a partir del programari Solidworks, s’ha pogut determinar els materials que aquest incorpora i tractaments superficials de cada element, com també s’ha pogut veure i entendre el comportament del producte. Finalment, s’ha observat el seu comportament dins la granja per poder veure les possibles mancances i punts forts, i on sobretot, s’ha donat importància a l’opinió dels ramaders. A partir d’aquest punt, s’ha pogut dur a terme el disseny de les millores. Un dels objectius principals era la modificació mínima del producte inicial, així doncs, s’han fet els canvis en base aquesta premissa. Tot i això, s’ha afegit elements nous per poder satisfer propostes de millora que hi havia fins a l’actualitat. S’ha desenvolupat un, Este proyecto tiene como objetivo proponer una mejora funcional de una jaula de libre acceso para cerdas de gestación debido a que el producto actual no dispone de un bloqueo de las puertas exteriores para hacer que cuando un animal se encuentra adentro la jaula descansando dificulte la entrada de un segundo que podría provocar problemas de poca o mucha importancia, como podría ser una lesión o incluso la muerte. Para llevar a cabo esta mejora, previamente se ha elaborado un estudio de las explotaciones ganaderas, obteniendo toda la información y conocimientos necesarios a tener en cuenta. Los aspectos más importantes a conocer han sido las subdivisiones y clasificación de grupos de cerdos dentro de la granja y las necesidades que estos requieren, el tipo de naves que hay, qué animales engloban y qué es la organización, la tecnología que se utiliza para tener un control y fomentar la calidad de vida de los animales o simplemente para facilitar las tareas rutinarias de los trabajadores y los materiales utilizados segundos las necesidades de cada grupo de cerdos. Una vez obtenida toda esta información, es necesario hacer un estudio de la jaula de libre acceso. A partir de un prototipo real proporcionado por la propia empujada que las produce, se ha podido tomar todas las medidas para elaborar un modelo 3D a partir del software Solidworks, se ha podido obtener los materiales que este incorpora y tratamientos superficiales de cada elemento, como también se ha podido ver y entender el comportamiento del producto. Finalmente, se ha observado su comportamiento dentro de la granja para poder ver las posibles carencias y puntos fuertes, y dónde sobre todo, se ha dado importancia a la opinión de los ganaderos. A partir de este punto, se ha podido llevar a cabo el diseño de las mejoras. Uno de los objetivos principales era la modificación mínima del producto inicial, así pues, se han hecho los cambios en base esta premisa. Aun así, se ha añadido elementos nuevos para poder sat, This project aims to propose a functional improvement of a free-access cage for gestation sows because the current product does not have a lock on the external doors that when an animal is resting inside the cage prevents the entry of a second that may cause minor or very important problems, such as injury or even death. In order to achieve this improvement, a study of pig farms has been prepared, obtaining all the information and knowledge needed to be taken into account. The most important aspects to know have been the subdivisions and classification of pig groups within the farm and the needs that they require, the type of ships that exist, which animals encompass and which is the organisation, the technology that is used to control and promote the quality of life of animals or simply to facilitate the routine tasks of workers and materials used according to the needs of each group of pigs. Once all this information is obtained, a study of the free access cage is required. Based on a real prototype provided by the self-promoting thrust, it was possible to take all sizes to build a 3D model from the Solidworks software, obtain the materials it incorporates and surface treatments of each element, as well as see and understand the product's behaviour. Finally, their behaviour within the farm has been observed to see possible shortcomings and strengths, and where, above all, importance has been attached to the opinion of the farmers. From this point on, the design of improvements has been carried out. One of the main objectives was the minimum modification of the initial product, so changes have been made on the basis of this premise. However, new elements have been added in order to satisfy the improvement proposals that existed until today. A 3D model has been developed in which the correct functioning has been verified and the manufacturing and assembly plans subsequently obtained. In such a project it is important to see what economic impact all these changes hav

En aquest treball es fa una anàlisi de l'ús del llibre digital com a únic mètode docent i s'exposen certes limitacions detectades a l'hora de fer front a la diversitat i la inclusió de tot l'alumnat dins l'aula. Alhora, es fa una proposta d'una programació didàctica per al tema d'electricitat a 2n d'ESO, que inclou diverses metodologies actives per tal de combinar-les sense prescindir del llibre, ja que els alumnes l'han comprat, i així poder apropar-nos a un Disseny Universal de l'Aprenentatge. Les metodologies plantejades parteixen d'un enfocament que pretén augmentar la motivació de l'alumnat i alhora donar resposta a les adaptacions que determinen els Plans Individualitzats de l'alumnat.

La energía es el denominador común entre diferentes ramas de la física (mecánica, química, electricidad…) y el nexo de unión con otras ramas de conocimiento, tan diversas como la economía o el medio ambiente. Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) son una iniciativa global liderada por las Naciones Unidas que involucra a la sociedad en general y a las universidades en particular. La energía es un tema central para la consecución de los ODS, ya que es un recurso fundamental para el desarrollo humano, pero también una fuente importante de emisiones de gases. En consecuencia, la forma en que se produce, se distribuye y se consume la energía puede tener un impacto significativo en la consecución de los ODS. A nuestro interés sobre este tema, se añade el hecho del compromiso establecido por la Universitat Politècnica de Catalunya con los ODS. Por eso, en esta ponencia, se analiza cómo es tratado el tema de la energía en las asignaturas que forman el plan de estudios del Grado de Ingeniería en Tecnologías Industriales en la Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona. De entre todos los objetivos de desarrollo sostenible, la energía está directamente relacionada con: el ODS7, cuyo objetivo es asegurar el acceso a energía asequible, fiable, sostenible y moderna; el ODS9 que busca promover la construcción de infraestructuras resilientes, sostenibles e inclusivas, es decir, desarrollar tecnologías de energía limpia, mejorar la eficiencia energética de las instalaciones e implementar soluciones de energía renovable; el ODS12 que pretende fomentar patrones de consumo y producción sostenibles, que en el ámbito industrial está directamente relacionado con la implementación de tecnologías de reciclaje y reutilización y la optimización de los recursos energéticos utilizados en los procesos; y el ODS13 que busca combatir el cambio climático y sus efectos negativos, objetivo relacionado con el desarrollo de tecnologías de energía limpia, la reducción de las em, Peer Reviewed, Objectius de Desenvolupament Sostenible::4 - Educació de Qualitat, Postprint (published version)

La aparición de ChatGPT en noviembre de 2022 ha despertado el interés social en el uso de la Inteligencia Artificial. Se trata de una herramienta generativa con capacidad para crear contenido escrito altamente coherente y que se asemeja considerablemente a los textos creados por seres humanos. A pesar de no tratarse de una herramienta específica para el campo de la ingeniería, el uso de ChatGPT en el campo de la enseñanza y aprendizaje de la ingeniería mecánica ha ganado popularidad en los últimos tiempos. En este estudio, evaluamos la idoneidad de ChatGPT como apoyo al aprendizaje de Teoría de Máquinas y Mecanismos. El estudio ha involucrado a estudiantes a los que se ha pedido que interactúen con ChatGPT para obtener definiciones, aclaraciones, cálculos y razonamientos relacionados con la Ingeniería Mecánica. Los resultados obtenidos muestran que la mayoría de los estudiantes están familiarizados con ChatGPT y lo han utilizado para encontrar respuestas a preguntas académicas o técnicas. También opinan que es fácil de usar y que abarca una amplia gama de temas. Sin embargo, señalan que las respuestas proporcionadas por ChatGPT no siempre son claras y a veces son ambiguas. Uno de nuestros resultados muestra que la importancia del pensamiento crítico, las habilidades analíticas y las capacidades de toma de decisiones son claves para saber utilizar los resultados proporcionados por ChatGPT. Si bien ChatGPT puede ser una ayuda valiosa para los estudiantes, mejorando su productividad y proporcionándoles información rápida no puede reemplazar su experiencia y habilidades. Opinamos que se requieren más estudios para profundizar el potencial que ofrece ChatGPT en la educación y la práctica de la ingeniería., Peer Reviewed, Postprint (published version)

The use of language models such as ChatGPT in the field of engineering has gained popularity in recent years due to their ability to assist engineers in their projects and tasks. In this study, we evaluated the effectiveness of ChatGPT in supporting students' learning in the Mechanism and Machine Theory (MMT) subject. The study involved participants who were asked to interact with ChatGPT to obtain concept clarification and factual information related to MMT. Our results show that the majority of participants were familiar with ChatGPT and had used it for academic or technical questions. They also found it easy to use and felt that it covered a wide range of topics. However, they noted that the answers provided by ChatGPT were not always clear or were ambiguous. Our research also emphasizes the significance of critical thinking, analytical skills, and decision-making abilities while utilizing ChatGPT. While ChatGPT can serve as a valuable aid to students, enhancing their productivity and providing them with prompt information, it cannot replace their expertise and specialized skills. More studies are required to delve deeper into the complete potential of ChatGPT in bolstering engineering education and practice., Postprint (published version)

Para el análisis del movimiento humano, usualmente se recurre a los laboratorios de biomecánica que están equipados con cámaras de infrarrojo para capturar la posición de marcadores reflectantes situados en puntos anatómicos del sujeto. Habitualmente, cuando el análisis del movimiento se realiza fuera del laboratorio (al aire libre o en viviendas) se utilizan sensores inerciales. La aparición de la aplicación OpenCap para dispositivos iOS, en octubre de 2022, puede representar una gran revolución en la captura de movimientos. Esta aplicación, de los mismos desarrolladores de OpenSim, permite obtener la cinemática articular del movimiento de un sujeto sin la necesidad de utilizar marcadores ni cámaras de infrarrojo. Requiere un mínimo de dos dispositivos iOS (iPhone, iPad o iPod) colocados en trípodes, un tablero de calibración y un tercer dispositivo para ejecutar la aplicación web de OpenCap. Las características cinemáticas se derivan utilizando los algoritmos OpenPose y HRNet, así como la cinemática inversa en OpenSim. La aplicación web de OpenCap permite a los usuarios recopilar videos sincronizados y visualizar datos de movimiento que se procesan automáticamente en la nube, eliminando así la necesidad de hardware especializado. Este trabajo va un paso más allá y se centra en el uso de OpenCap y OpenSim para analizar el movimiento cinemático realizado en máquinas deportivas. A diferencia de la mayoría de los estudios previos, que se limitan a modelar solo al sujeto sin la capacidad de agregar otros elementos, nuestro enfoque incluye el modelado de las máquinas de gimnasio y la realización de grabaciones en un entorno no controlado, permitiendo así explorar las capacidades de estas herramientas en el ámbito recreativo y deportivo. En el trabajo, se presentan los resultados obtenidos mediante la utilización de las aplicaciones OpenCap y OpenSim en el análisis del movimiento realizado en dos máquinas deportivas situadas fuera de un laboratorio biomecánico. Si bien s, Postprint (published version)

La propuesta de TFM (Trabajo Final de Master) aquí planteado consiste en enfrontar a los alumnos del Ciclo Formativo de Grado Superior en Automatización Industrial y Robótica, a una situación real, con el objetivo de comprender mejor la problemática asociada. Para ello, se desarrollará una actividad basada en la metodología ABP (Aprendizaje Basado en Proyectos), que tiene como objetivo, entre otros, adquirir un aprendizaje significativo y perdurable, al mismo tiempo que potencia la motivación de los alumnos.

Els robots mòbils autònoms (AMR) s’han convertit en essencials en diverses indústries. Els AMR milloren l’eficiència i la productivitat, substituint la mà d’obra humana a la logística i els magatzems. Tot i que els algorismes de control i la planificació de rutes s’estudien àmpliament, l’eficiència i l’ús pràctic dels motors en robots mòbils segueixen sense estudiar-se. L’eficiència del motor afecta directament el consum d’energia i el rendiment, però poca investigació se cen- tra en aquest aspecte. Comprendre l’eficiència del motor i la seva influència en el rendiment AMR és crucial per optimitzar la durada de la bateria i l’autonomia operativa. Aquest treball es duu a terme mitjançant la creació d’un vehicle AMR amb Solidworks, per posteriorment provar- lo en un simulador mecànic (MsC Adams Software). Pel que fa a l’eficiència, es fa un minuciós estudi sobre els diferents tipus de motors que s’utilitzen en aquests contexts i es troba relacions algebràiques entre la eficiència del motor i paràmetres mecànics (velocitat angular de la roda i el parell). Gràcies a aquestes equacions i a la iteració contínua de diversos camins a través del simulador mecànic, som capaços de trobar la variabilitat de la eficiència depenent dels difer- ents camins simulats. Trobem que la eficiència sol estabilitzar-se a mesura que va avançant el recorregut però a l’introduir canvis sobtats en els paràmetres mecànics, el nivell de l’eficiència canvia, fins que es torna a estabilitzar. Tanmateix, depenent del circuit realitzat, pot ser que s’estabilitzi al mateix valor d’abans o amb un valor més alt o baix, Los robots móviles autónomos (AMR) se han convertido en esenciales en diversas industrias. Los AMR mejoran la eficiencia y la productividad, sustituyendo la mano de obra humana a la logística y almacenes. Aunque los algoritmos de control y la planificación de rutas se estudian ampliamente, la eficiencia y el uso práctico de los motores en robots móviles siguen sin estudiarse. La eficiencia del motor afecta directamente al consumo de energía y al rendimiento, pero poca investigación se centra en este aspecto. Comprender la eficiencia del motor y su influencia en el rendimiento AMR es crucial para optimizar la duración de la batería y la autonomía opera- tiva. Este trabajo se lleva a cabo mediante la creación de un vehículo AMR con Solidworks, para posteriormente probarlo en un simulador mecánico (MsC Adams Software). En cuanto a la eficiencia, se realiza un minucioso estudio sobre los diferentes tipos de motores que se utilizan en estos contextos y se encuentran relaciones algebraicas entre la eficiencia del motor y parámetros mecánicos (velocidad angular de la rueda y el par). Gracias a estas ecuaciones ya la continua iteración de varios caminos a través del simulador mecánico, somos capaces de encontrar la variabilidad de la eficiencia dependiendo de los diferentes caminos simulados. Encontramos que la eficiencia suele estabilizarse a medida que va avanzando el recorrido pero al introducir cambios repentinos en los parámetros mecánicos ,el nivel de eficiencia cambia, hasta que se vuelve a estabilizar. Sin embargo, dependiendo del circuito realizado, puede que se estabilice al mismo valor de antes o con un valor más alto o bajo, Autonomous mobile robots (AMR) have become essential in various industries. AMRs improve efficiency and productivity, replacing human labour in logistics and warehouses. Although control algorithms and route planning are widely studied, the efficiency and practical use of motors in mobile robots is still unstudied. Motor efficiency directly affects energy consumption and performance, but little research focuses on this aspect. Understanding engine efficiency and its influence on AMR performance is crucial to optimising battery life and operating range. This work is carried out by creating an AMR vehicle with Solidworks, and then testing it in a mechanical simulator (MsC Adams Software). With regard to efficiency, a brief study is carried out on the different types of motors used in these contexts and algebraic relationships are found between the efficiency of the motor and mechanical parameters (angular velocity of the wheel and torque). Thanks to these equations and the continuous iteration of different paths through the mechanical simulator, we are able to find the variability of the efficiency depending on the different simulated paths. We find that the efficiency tends to stabilise as the route progresses, but when changes are made to the mechanical parameters used, the level of efficiency changes until it stabilises again. However, depending on the circuit, it may stabilise at the same value as before or at a higher or lower value

The purpose of this study is to examine the effects of using a gamification tool as a new teaching strategy. Specifically, Kahoot! is evaluated as a tool for enhancing student learning. We test the tool empirically in a university class setting in an engineering degree, namely as part of the laboratory sessions of the subject Mechanism and Machine Theory during two consecutive academic years. The students were randomly divided into three different groups (control group, gamification group and writing group) and their results were evaluated depending on the learning method applied during the class. In terms of gamification, this project introduces real-time feedback to stimulate the interest of students and help them use the typical tools and methodologies of game-based learning. The analysis of their performance in the laboratory exam shows significant differences between the group that used gamification and the groups that did not. The study concludes that gamebased elements and competitive activities enhanced student performance and recommend their use in educational environments to support the learning process., Peer Reviewed, Postprint (published version)

The purpose of this study is to examine the effects of using a gamification tool as a new teaching strategy. Specifically, Kahoot! is evaluated as a tool for enhancing student learning. We test the tool empirically in a university class setting in an engineering degree, namely as part of the laboratory sessions of the subject Mechanism and Machine Theory during two consecutive academic years. The students were randomly divided into three different groups (control group, gamification group and writing group) and their results were evaluated depending on the learning method applied during the class. In terms of gamification, this project introduces real-time feedback to stimulate the interest of students and help them use the typical tools and methodologies of game-based learning. The analysis of their performance in the laboratory exam shows significant differences between the group that used gamification and the groups that did not. The study concludes that gamebased elements and competitive activities enhanced student performance and recommend their use in educational environments to support the learning process.

En este trabajo se analiza si los recursos didácticos utilizados durante el confinamiento, debido al Covid-19, han representado una innovación docente para los diferentes grupos del DEM de la UPC. Para ello se han utilizado dos encuestas: en la primera, se ha preguntado por las herramientas utilizadas, las dificultades encontradas y el interés en participar en una jornada para compartir experiencias. En la segunda, se ha preguntado por la utilización de las herramientas en cuatro períodos: antes y durante el confinamiento, a la vuelta y en la actualidad. Las conclusiones son que el uso de las distintas herramientas tuvo su punto álgido durante el confinamiento; actualmente, estas herramientas se utilizan más y se aprovechan mejor sus posibilidades puesto que la percepción que se tiene de ellas ha mejorado. Estos resultados indican que los recursos utilizados han servido para mejorar e innovar en algunos aspectos de la docencia del DEM., Peer Reviewed, Postprint (published version)

L'objectiu principal que persegueix qualsevol proposta educativa, és la d'aportar un aprenentatge que els nostres alumnes considerin útil per a la seva vida futura. D'aquesta perspectiva, és d'on neix la proposta de millora d'aquest TFM. El que es pretén amb aquesta proposta de millora, és generar aprenentatge significatiu a partir de la creació i contextualització de material didàctic i activitats, adaptat als interessos personals grupals dels alumnes, per tal d'adquirir coneixements sobre allò que ja saben o volen saber. A més, pel que fa a l'atenció a la diversitat educativa, es plantegen unes estratègies i directrius que s'apliquen en la creació global del material didàctic. A partir de la creació i la impartició d'aquest material didàctic a l'aula, es recull una sèrie d'informació sobre les qualificacions i la motivació dels alumnes en el moment de realitzar cadascuna de les activitats. D'aquesta informació s'extreuen conclusions, en la mostra analitzada, sobre: la relació que existeix entre la motivació i les qualificacions dels alumnes; la importància que té la contextualització en l'assoliment de coneixements per part de l'alumnat i la seva capacitat d'inferència en altres contextos; la pèrdua d'interès que pateixen alguns alumnes a mesura que es va desenvolupant la unitat i quines propostes de treball futur es poden fer per tal d'acotar les problemàtiques que han sorgit en el desenvolupament de la Unitat Didàctica.

Aquest Treball de Final de Grau tracta de la construcció d’un giroscopi per al seu ús en pràctiques acadèmiques de primer curs d’enginyeria. En ell es fa un repàs a la història de la tecnologia dels giroscopis fins al present, i un especial èmfasi al funcionament dels giroscopis mecànics. El giroscopi construït només disposa de dues rotacions lliures a fi de mostrar l’acció de la precessió d’un pes descentrat per conservació del moment cinètic. En el treball es fa un estudi d’ordre de magnitud per aconseguir un concepte preliminar; aquest model es concep directament amb un programa de CAD i queden fora de l’abast del projecte les consideracions referents al disseny industrial i a la resistència i selecció de materials. Un cop aconseguit el prototip s’elabora l’anàlisi mecànica en detall dels diversos elements que acaben sent necessaris per a la materialització del concepte. El resultat de l’anàlisi són les equacions del moviment de les dues rotacions així com l’expressió del parell motor necessari. Pel que fa a l’experimentació s’ha buscat formular les resistències passives del rodament a fi de descriure completament el giroscopi. Tanmateix, només s’aconsegueix caracteritzar correctament la relació entre les dues velocitats de rotació; que és el que essencialment es pretenia. S’assoleix així l’objectiu principal i queden pendents els aspectes de disseny i la correcta caracterització dels parells i les acceleracions del sistema

The alert situation due to Covid-19 caused traditional university teaching to go from face-to-face to on-line in less than a week. This article presents the experience and the measures adopted in this change of type of teaching in some subjects of the Barcelona School of Industrial Engineering of the UPC that depend on the Department of Mechanical Engineering (DEM). The subjects adopted different forms to face the new situation; those analyzed also made efforts to ensure quality teaching by developing new materials and adapting teaching and assessment systems. In some cases, it was decided to promote activities aimed at developing skills, emphasizing student self-management and, ultimately, promoting their active learning. Another aspect of this work is that it analyzes whether, really, the effort made during confinement has represented a teaching innovation in these subjects or has been just a mirage. For this, the results of two surveys carried out among the professors of the department in which they are asked about the tools they used, and still use, and their interest in sharing the experiences are presented. These results indicate that the resources used have served to improve and innovate in some aspects of DEM teaching., Peer Reviewed, Postprint (published version)

This study examines the effects of using a gamification tool as a teaching strategy. Specifically, Kahoot! is evaluated as a tool for enhancing student learning. The activities were part of the laboratory sessions of the subject Mechanism and Machine Theory during two consecutive academic years. We analyze the effect of a gamification learning system on both, students’ grades and motivation, in a course with a large number of students (n1 = 283 students, n2 = 306 students). The students were divided into three different groups (control group, gamification group and writing group) and their results were evaluated depending on the learning method applied during the class. In terms of gamification, this project introduces real-time feedback to stimulate the interest of students and help them use the typical tools and methodologies of game-based learning. The analysis of their performance in the laboratory exam shows significant differences between the group that used gamification and the groups that did not. The results suggest that gamification in engineering lab activities has a positive effect on students’ motivation and learning outcome. The study concludes that game-based elements and competitive activities enhanced student performance, Peer Reviewed, Postprint (published version)

Compliant mechanisms have made an enormous contribution in various fields such as biomedical, mechanical, electronics... Several theoretical and practical methods have been conceived to analyze and design these compliant mechanisms, which gain most of their motion from the deflection of its flexible members rather than from movable joints. Traditional rigid-body mechanisms have a number of components to apply their functions. Consequently, they face problems such as wear, backlash, and increase in part-count, weight, assembly cost and time, as well as regular maintenance. By reducing these problems increased mechanism performance and cost reduction can be achieved. Recently, many familiar examples of compliant mechanisms have been designed and widely used in various fields such as automotive industry, aerospace industry, MEMS, medical devices, robotic arms, adaptive structures, components in transportation, hand-held tools, etc. However, the challenge here is to combine and choose wisely the optimal compliant joint for each requirement. Two procedures will be studied in this work, one following a kinematics-based approach and the other following a more structural optimization based. The objective of the current work is to synthesise an optimal compliant mechanism for a walking motion leg, which should be contained on a 2D plane for easier manufacturing

Aquest treball planteja l'aprofitament d''una nova oportunitat que s'ha obert d'ençà que les tecnologies de les comunicacions i els telèfons intel·ligents han entrat a les aules. En comptes de convertir el telèfon en un enemic, aquest treball exposa una proposta tecnològica que uneixi a professors i alumnes en la tasca avaluativa. El treball és una proposta d'aplicació per a telèfons intel·ligents que permet que es duguin a terme autoavaluacions i coavaluacions en el si de l'educació. Es plantejen les mecàniques més utilitzades, se n'estudien els avantatges pedagòcics i es programa una eina amb l'ajuda d'App Inventor que permet als docents crear diferents modalitats d'avaluació i compartir-les amb els alumnes que, des del seu dispositiu, poden avaluar-se a ells mateixos i als seus companys. També s'estudien dues propostes disponibles en el moment d'elaboració del treball fent-ne una extracció de les mancances i establir-les com a marca de distinció per al disseny de la pròpia. L'aplicació es desplega com un prototip conceptual, sense arribar a completar totes les seves funcionalitats però si servint com a model base per desenvolupar en un futur una proposta professional.

Este trabajo expone las medidas adoptadas en el cambio de docencia presencial a no presencial en las asignaturas de Teoría de Máquinas y Mecanismos y Vibraciones Mecánicas en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona. Se mantuvo el horario habitual de las clases de los diferentes grupos, pero la primera parte de la clase estaba dedicada a que el alumnado visualizara y comprendiera vídeos de teoría o problemas y la segunda parte, en directo, a resolver dudas. El sistema de evaluación se mantuvo. El examen parcial de TMM consistió en un cuestionario secuencial síncrono de 10 preguntas multirespuesta y numéricas, no relacionadas entre ellas, y con variación aleatoria de parámetros. El examen final consistió en la resolución de tres problemas de forma secuencial, dos de corrección automática con variación de parámetros, y uno de corrección manual, con variaciones, que los alumnos debían entregar en el campus digital de la asignatura. El examen parcial de Vibraciones Mecánicas se substituyó por la resolución de dos ejercicios realizados en grupos de tres alumnos y el examen final mantuvo su formato habitual de cuestionario y problema. Una conclusión del trabajo que se presenta es que, a pesar de poner muchas dificultades para evitar la copia por parte del alumnado, la tasa de aprobados en ambas asignaturas fue muy superior a la media de los últimos años desde que se implantaron los nuevos planes de estudio., Peer Reviewed, Postprint (published version)

En este trabajo se estudian las posibilidades de uso de software de gestión de proyectos en la asignatura de Tecnología de ESO. En primer lugar, se ha analizado la bibliografía existente sobre el tema. Hay pocos estudios relativos al uso de este tipo de software en educación, pero se pueden extraer algunas conclusiones comunes: fomenta el aprendizaje cooperativo, facilita la evaluación individual y ayuda a mejorar la calidad de los proyectos. A continuación se expone un análisis comparativo entre las aplicaciones existentes. Se ha seleccionado Wrike como la más adecuada para proyectos sencillos, y Trello como una herramienta más versátil para cursos superiores, ya que tiene mayor complejidad. Finalmente, se desarrollan dos propuestas de actividades utilizando este tipo de Software: - La primera, utilizando Wrike, sobre la construcción de un coche eléctrico (2o ESO). - La segunda, con Trello, sobre un proyecto de programación con Arduino (4o ESO).

En contraposició a la majoria d’instruments musicals, en el cas del piano la connexió entre l’intèrpret i el so produït és indirecta. Es requereix un mecanisme complex, visualment ocult i rarament conegut, el qual permet que el moviment de la tecla causi l’impacte del martell contra les cordes. En aquest treball de fi de grau es fa una anàlisi i modelització del mecanisme d’acció d’un piano de cua, en particular de la tecla 49 d’un Yamaha de la sèrie C3. El programari utilitzat per simular el model és l’Adams de MSC Software. La geometria dels cinc sòlids implicats (tecla, bàscula, polsador, martell i palanca de repetició) es mesura manualment, i a posteriori es dibuixa en tres dimensions com objectes CAD, els quals s’importen a l’Adams per executar les simulacions. Tots els paràmetres i sòlids del model proposat equivalen directament a algun element real del mecanisme, i en conseqüència els correspon un significat físic, convertint així el model en una eina útil de cara al perfeccionament i innovacions del mecanisme real. La tesi de Hirschkorn [1] s’empra com a referència principal, de la qual se n’utilitzen les dades experimentals per a la modelització de la força aplicada a la tecla i la molla de repetició. Els tipus d’enllaços que predominen al mecanisme són articulacions i contactes entre sòlids, i els segons són tractats amb el Model d’Impacte d’Adams. S’especifiquen els paràmetres necessaris dels contactes a partir d’estudis referents al comportament del feltre, material predominant a tots els enllaços. Es fan dues simplificacions principals: tots els components del mecanisme es consideren sòlids rígids, i es negligeix qualsevol fricció als enllaços articulats. Un cop modelitzat el mecanisme, se simulen tres perfils de força diferents corresponents a atacs forte, piano i doble (dos atacs consecutius). Els resultats referents a la rotació de la tecla, la bàscula i el martell, es comparen amb els experimentals i del model de Hirschkorn [1], amb l’objectiu de co

Avui dia hi ha moltes metodologies que volen innovar la manera d'ensenyar dins de les nostres aules. Una d'elles és l'aula inversa (Flipped Classroom), però, com funciona realment? Quins beneficis té? Com ho hem de fer per poder aplicar-ho dins de les nostres aules? Amb aquest TFM volem apropar la metodologia d'Aula Inversa als docents, en especial als de Formació Professional, d'una manera molt més realista perquè perdin la por a aplicar-la dins de les aules. Per això el que fem és una introducció al que és i que no és una Aula Inversa, el que podem esperar realment d'una aula inversa i un procediment pas a pas per invertir una programació que ja tinguem feta. A més, perquè no sigui tant teòric, hem fet una aplicació real sobre la programació del Mòdul Professional 01 d'Interpretació Gràfica al cicle formatiu de Mecanització de Grau Mig.

L'objectiu d'aquest treball és analitzar com la utilització d'un programari de gestió de projectes pot donar resposta als requeriments d'un projecte que integra la FCT i el mòdul de síntesi d'un cicle de grau mitjà de la família Informàtica i Comunicacions, en què alumnat de dos centres educatius treballarà en equips mixtes de manera remota. A partir de l'anàlisi dels requeriments del projecte i de les funcionalitats de dues eines de gestió de projectes, una amb la que el professorat d'un dels dos centres ja havia treballat i de l'eina més utilitzada en el món educatiu, s'ha estudiat quina és la més adequada per aquest projecte i s'ha elaborat un pla de configuració i plans d'utilització per al professorat i per a l'alumnat.

En la síntesis de mecanismos, habitualmente se parte de un mecanismo de barras y pares cinemáticos de clase V en el que se introducen algunas modificaciones. Una de las posibles modificaciones consiste en sustituir una de las barras por dos sólidos unidos mediante un par prismático y un mecanismo leva-palpador. Así se convierte la barra original en una “barra” de longitud variable controlada por los perfiles de la leva y el palpador. Mediante esta estrategia se diseñan mecanismos que permiten optimizar trayectorias convirtiendo mecanismos de barras en mecanismos combinados de barra y levas. En el trabajo que se presenta se analiza un mecanismo construido mediante esta técnica. Se realiza un análisis cinemático analítico para distintas sustituciones de barras y distintos perfiles de la leva. Para todas las opciones estudiadas se calculan los índices de prestaciones clásicos del mecanismo: relación de transmisión y ángulo de presión en la leva., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Al llarg dels últims anys s'han anat generant models d'ensenyament que es recolzen cada vegada més en l'ús de les noves tecnologies, creant nous espais d'aprenentatge i nous entorns col·laboratius, més participatius, dinàmics i personalitzats. En aquest context, el model pedagògic Flipped classroom o classe invertida apareix com una proposta educativa que canvia l'experiència de l'ensenyament i de l'aprenentatge, donant la volta al mètode tradicional d'instrucció, protagonitzat pels models expositius i les classes magistrals. Aquest projecte pretén, en primer lloc, estudiar el funcionament d'aquest model, examinar-ne els avantatges i inconvenients, tant per l'alumnat com pels docents, i sintetitzar les evidències que en valoren la seva eficàcia, a través de les experiències de diferents professors de formació professional o secundària que han invertit les seves classes per fer-les més interactives, motivadores i creatives i intentar aconseguir així un aprenentatge més cooperatiu, transversal i significatiu. En segon lloc, es vol aplicar aquest model pedagògic al Cicle Formatiu de Grau Superior de Videojocs i Entorns virtuals i dissenyar-ne una activitat amb l'objectiu que l'alumnat millori les competències de dibuix., Over the past few years, there have been generating teaching models that are increasingly relying on the use of new technologies, generating new learning spaces and new collaborative, participatory, dynamic and personal environments. In this context, the pedagogical model Flipped classroom or inverted class appears as an educational proposal that changes the experience of teaching and learning, flipping the traditional method of instruction, based on exhibition models and master classes. This project aims, first of all, to study the operation of this model, to examine the advantages and drawbacks, both for students and teachers, and to synthesize the evidence that values its effectiveness, through the experiences of different vocational or secondary teachers who have invested their classes to make them more interactive, motivating and creative, and thus to achieve more cooperative, cross-cutting and meaningful learning. Secondly, this pedagogical model is to be applied to the Videogames and Virtual Environments Higher degree training cycle, to design an activity with the aim of improving drawing skills.

En la present memòria es detalla el disseny de l’utillatge necessari per a l’automatització del procés de confecció d’una peça basada únicament en filferro, amb la conseqüent integració d’aquest utillatge en un únic conjunt o màquina. Actualment, aquesta peça s’obté de forma manual i depèn completament de la destresa de l’operari en qüestió, de manera que l’objectiu del projecte és facilitar-ne l’obtenció i homogeneïtzar-ne la producció per tal que les peces fabricades presentin el mínim de diferències entre sí, minimitzant-ne al mateix temps el nombre de defectes i el temps de fabricació requerit. Pel correcte disseny de la màquina s’han volgut tenir en compte les càrregues que intervenen en el procés per tal d’assegurar que el disseny és el correcte i que el predimensionament és l’adequat. A tal efecte, s’han comprovat analíticament quines són les accions que afecten el conjunt, amb el suport també d’eines de càlcul computacional per a comprovar els resultats obtinguts. El projecte de què tracta aquest document consisteix en un encàrrec real a l’empresa PRODPRO Industrial, SL. Aquesta, a banda d’ocupar-se del disseny del conjunt, s’ha com-promès també a dur a terme la fabricació del conjunt sencer. De totes maneres, convé destacar que aquest procés no ha estat integrat en aquesta memòria, de manera que aquesta es centra únicament en els aspectes relacionats amb el disseny i projecció de la proposta elaborada

Aquest projecte té com a objectiu dissenyar un sistema que permeti la millora en la neteja dels models actualment implementats de maquinària de producció de pa, a l’empresa on s’han realitzat les pràctiques, Tecnotrade Bakery System Lines Group SI. Al llarg d’aquest projecte, s’analitzaran les diferents solucions tant a nivell de mobilitat, de resistència i de viabilitat de econòmica. Alguns components per realitzar la solució han estat dissenyats, i d’altres han estat extrets de proveïdors. En tots els casos, s’ha treballat amb el programari Inventor, el qual permet tant el disseny, com la realització de simulacions per analitzar les tensions i desplaçaments patits pels components. S’ha realitzat un estudi dels costos que comporten portar a terme aquesta millora. A través de simulacions, s’ha comprovat la funcionalitat a l’hora d’implementar la solució en el model actual. Aquesta solució s’ha realitzat buscant el menor cost possible de la millora. S’ha comprovat que la solució no requereix d’elements mòbils complexos, fent així, que es redueixin els costos. També s’ha pogut comprovar com els desplaçaments teòrics han estat de l’ordre de 0,03 mm, mostrant així la viabilitat de la solució. La solució plantejada compta de la implementació d’unes comportes al mòdul de l’alimentador, juntament amb dues tanques tant d’obertura horitzontal, com d’obertura vertical, les quals garanteixen l’estanqueïtat a l’interior de l’alimentador. També compta amb la implementació de frontisses convencionals que permeten l’obertura de les comportes.

Throughout this project, the design of an experimental setup for calculating the thermal diffusivity and thermal conductivity of metallic powder is treated. Additionaly, a theoretical model is developed comparing the existing models in literature for understanding the particles interaction and estimating our powder effective thermal conductivity. A transient thermal simulation using the Finite Element Mehtod is performed to validate the designed prototype. The obtained values for the powder thermal diffusivity converge along time, although there is a stationary error that could be calibrated testing powders with known thermal diffusivity. For the studied case, a relative error of 11,3% is shown, which is considerably less than the ±30% relative error obtained by the literature reviewed. Powder effective thermal conductivity was estimated with an average relative error of 14,6% when lateral heat loss is considered, while a disproportionately high value was obtained when lateral heat loss was not computed. This project has been carried out in the Hewlett-Packard Company, at the 3D Printing Laboratory, and consequently, some data will not be available in this document due to confidential reasons.

The study focuses on energy consumption of two-wheeled nonholonomic mobile robot systems along a 2D trajectory. The consumption will be minimized creating a smooth path that passes by fixed points using interpolation ; the velocity and acceleration profiles will be monitored all along the path using apposite parameters at each waypoint. Three main issues will be carried out : the definition of the trajectory with all its compromises; the calculation of the robot energy consumption, taking into account many external forces; the choice of the right type of optimization process. The chosen solutions will be applied in a Matlab program using functions from “Robotics System Toolbox” and “Optimization Toolbox”

Este trabajo consiste en la elaboración de una herramienta de medición que utiliza unos sensores láser para medir una de las distancias críticas de una impresora de gran formato. En este documento se incluye la explicación del concepto actual de medición, sus inconvenientes y la razón por la cual se ha decidido desarrollar esta nueva herramienta. Se concreta la conceptualización del diseño, los requerimientos que debe cumplir y las tecnologías de fabricación necesarias para poder llegar a obtenerla. También se explicará el desarrollo de cada uno de los componentes que forman parte de la herramienta, haciendo especial mención a aquellos que deben tener buenas tolerancias constructivas para un correcto funcionamiento, especificando en los planos que se adjuntarán en el anexo, las cotas críticas que deberán presentar. Además de la confección de la herramienta de medición, también se incluirá el concepto, el diseño y los planos de un stand de calibración que permita mediante metrologías conocer la distancia real que la herramienta está proporcionando. Se especificarán las tecnologías de fabricación que se usarán para obtenerlas. Otro de los aspectos que va a cubrir este proyecto es la justificación de la elección de los distintos sensores, la electrónica y el sistema de captación de datos que se va a necesitar. Al final del proyecto se incluye el testing efectuado con la nueva herramienta, el tratamiento de datos y un estudio de variabilidad. Para cerrar el proyecto se efectúa un estudio económico que especifica el precio por unidad y el precio del desarrollo. También se explica un breve estudio del impacto ambiental y se concretan las conclusiones sobre la nueva herramienta de medición que ha sido tanto fabricada como testeada.