Los robots móviles o vehículos autoguiados (AGV) son una

1.- Introducción.
1.1.- Posicionamiento Relativo.
1.1.1.- La Odometría.
1.2.- Posicionamiento Absoluto.
2.- Importancia de los Robots Móviles.
2.1.- La Navegación Autónoma.
3.- Robots Móviles en Tareas de Exploración.
3.1.- Perheliómetro.
3.2.- Robot Hexápodo con Servomotores RC.
3.3.- El resistente Robot Opportunity de la NASA.
3.4.- Paro.
3.5.- Robotic building cleaning system.
4.- Otras Líneas de Investigación.
4.1.- Robots Móviles.
4.2.- Sistemas de Percepción.
4.3.- Miniman: Space Robotic Manipulation Demonstrator.
4.4.- Guiado automático de vehículos pesados.
4.5.- ROFOR: Robot Forestal.
4.6.- Control Inteligente en Robótica Móvil (CIRO).
1.- Introducción.
Los robots móviles o vehículos autoguiados (AGV) son una herramienta eficiente para realizar el
transporte en los procesos de fabricación flexible. Los sistemas de posicionamiento y de guiado
que incorporan permiten la navegación autónoma del vehículo dentro del entorno de trabajo.
Los métodos de posicionamiento de robots móviles se clasifican en dos:
1.1.- Posicionamiento Relativo: Estiman la posición y la orientación del robot a partir de una
configuración inicial conocida y de mediciones internas al robot, este es el caso de la odometría y
la navegación inercial.
1.1.1.- La Odometría: Es un método muy utilizado por su bajo coste, elevada frecuencia de cálculo
y buena precisión a corto plazo. Sin embargo, la acumulación de errores de integración con la
distancia recorrida es inevitable y representa un gran inconveniente.
1.2.- Posicionamiento Absoluto: Determinan la posición y la orientación del robot detectando
distintas características de un entorno conocido. Estas características pueden ser artificiales, por
ejemplo reflectores, o naturales si se trata de características propias del entorno como esquinas o
paredes. Estas técnicas son más fiables pero resultan más lentas.
La mayoría de trabajos sobre posicionamiento absoluto integran una fase de predicción, basada en
la odometría posicional del robot, con una fase de corrección que tiene en cuenta las mediciones
del entorno.
2.- Importancia de los Robots Móviles.
2.1.- La Navegación Autónoma de los robots móviles es uno de los campos de investigación mas
activo en los tiempos actuales, con importantes avances que han permitido la integración de dichos
robots en ambientes muy diversos: ambientes industriales, ambientes domésticos, educación,
medicina, agricultura etc.
Actualmente la navegación autónoma está proyectada para que el robot móvil se desenvuelva en
ambientes dinámicos, sorteando diversidad de obstáculos para cumplir con objetivos propuestos,
mediante la integración de la información proveniente de múltiples sensores apoyados en una
plataforma de hardware y software apropiados para tal fin La inteligencia artificial se presenta como
una herramienta fundamental cuando de autonomía se trata, es así como a través de la
implementación de estas técnicas se pueden optimizar procesos de exploración, localización,
planeación y navegación de robots móviles.
Es bien sabido que los entornos dinámicos por donde deambulan los robot móviles en la mayoría
de los casos son difíciles de modelar, de allí que las técnicas de inteligencia artificial se puedan
implementar para sistemas de clasificación de características típicas de los entornos,
reconocimiento de estos, etc. Entre las herramientas de la inteligencia artificial se pueden
mencionar: la lógica difusa, las redes neuronales, los sistemas neuro-difusos, los algoritmos
genéticos y el concepto de CHIP ADN electrónico. Con cada una de estas herramientas, de
manera individual, se puede afrontar la solución de cualquiera de los problemas de la Robótica
Móvil, pero para diferentes casos, algunas presentan un mejor comportamiento que otras, este
comportamiento hace referencia a tiempo de respuesta, capacidad de reacción, tiempo de
procesamiento, etc.
Las diferentes aplicaciones están compuestas de muchos objetivos (múltiple-objetivos) que tienen
que ser completados para poder efectuar la aplicación de interés. Algunos de estos objetivos son:
navegación a un objetivo, modelamiento ambiental, detección de objetos y el mover objetos a
puntos específicos.
Estas posibles aplicaciones son limitadas por que muchas veces los costos de implementación de
un robot móvil para muchas de estas aplicaciones es prohibitivo. Es por eso que es importante
poder construir un robot móvil que pueda lograr estos objetivos con sensores y actuadores de bajo
costo siempre que el robot móvil sea capaz de poder cumplir sus misiones para que pueda
desempeñarse efectivamente en su tarea o aplicación de interés.
3.- Robots Móviles en Tareas de Exploración.
3.1.- Perheliómetro: Desarrollado para el Departamento de Mecánica de la Universidad Técnica
Federico Santa María, contempló el diseño e implementación de un perheliómetro, aparato con la
capacidad de seguir al sol en forma automática, tomando distintas mediciones y entregando de
esta manera, una herramienta indispensable para el proceso de medición automática de la
radiación solar.
http://www.elo.utfsm.cl/~robotica/cr/?se=pro&ss=perheliometro
3.2.- Robot Hexápodo con Servomotores RC:
Locomoción: Robot de patas articuladas sólo en un punto por lo que permite sólo un tipo de
movimiento. Las patas son accionadas en pares, teniendo 2 pares movimientos hacia delante y
atrás y un par, el central, movimiento vertical.
Sensores: No tiene.
Control: El Control de los Servomotores se hace mediante electrónica digital de temporización para
generar pulsos a 50hz con ciclos de trabajo de entre 0,05 y 0,1.
Operación: El Robot permite avanzar, girar a la izquierda o derecha y retroceder según la elección
hecha por el usuario mediante una botonera conectada al Robot.
http://lsr.die.udec.cl/Hex.html
3.3.- El resistente Robot Opportunity de la NASA ha comenzado a explorar las capas de rocas
de los acantilados que rodean el cráter Victoria en Marte, ayudado desde lo alto por el MRO.
Mientras el Robot móvil pasaba su primera semana en el cráter, los nuevos ojos que la NASA ha
puesto en el cielo marciano fotografiaron desde la altura al robot y sus alrededores. La gran
capacidad de ver detalles del la cámara de alta resolución del Mars Reconnaissance Orbiter MRO, ayudará a los operadores del robot en su exploración del Victoria.
3.4.- Paro: Esta simpática foca, llamada Paro sirve como medio terapéutico, además de mascota.
Este robot esta cubierto con sensores táctiles, y extremidades móviles, además de ser conocido
por su seguridad, durabilidad y facilidad de uso. El robot se ha vendido como pan caliente en
Japón, pretendiendo ser exportado a otras latitudes.
3.5.- Robotic building cleaning system: En otros campos como son la limpieza autónoma. Quién
no ha pensado alguna vez en tener un robot que haga la limpieza hogareña?. Este robot
autónomo, es capaz de moverse de piso en piso, realizando tareas de limpieza, con la cualidad de
regresar a su punto de partida una vez terminado el trabajo.
http://www.tecnosquad.com/robot-award-2006/
4.- Otras Líneas de Investigación:
Existe la investigación del RoPeRT que está centrada en robótica, sistemas de percepción y de
tiempo real. El grupo tiene tres principales líneas de investigación:
4.1.- Robots Móviles: Esta línea de investigación está enfocada al diseño y desarrollo de los
sistemas de navegación para vehículos en distintas aplicaciones: sillas de ruedas eléctricas, robots
móviles industriales, robots de servicio, robots y vehículos de rescate. Los sistemas de navegación
desarrollados incluyen la planificación de movimiento, localización del vehículo, la construcción de
mapas, el aprendizaje del entorno y el diseño de estrategias de exploración para equipos de
robots.
4.2.- Sistemas de Percepción: Esta línea de investigación está enfocada a la visión por ordenador
para el modelado 3D y la construcción de mapas desde secuencias de imágenes obtenidas
mediante cámaras estáticas o móviles montadas en vehículo. Otro campo de investigación es la
integración sensorial, en la que la información visual está integrada con otra información sensorial,
como sensores de distancia (láser o ultrasonido). Otra aplicación es el desarrollo de sistemas
automáticos para la medida de la calidad dimensional de componentes industriales.
La investigación está orientada a todo el ciclo de vida del sistema: modelado, análisis, planificación
del tiempo, diseño, generación automática de código utilizando metodologías formales. El interés
principal está en desarrollar sistemas automáticos con restricciones de tiempo con el fin de
asegurar un sistema correcto y seguro. Estas aplicaciones están orientadas al desarrollo de
sistemas en tiempo real para distintas aplicaciones, especialmente en robótica.
http://i3a.unizar.es/grupos.php?ver=RoPERT
4.3.- Miniman: Space Robotic Manipulation Demonstrator.
El diseño y desarrollo de un manipulador robótico en
aplicaciones espaciales tales como operaciones en
minisatélites espaciales. Se ha desarrollado una estación de
teleoperación. Dicha estación incluye generación de imágenes
virtuales, procesamiento de diversas entradas del operador y
detección automática de obstáculos. Navegación autónoma
reactiva de robots móviles basada en sónares.
Cooperación Hispano-Austriaca. Colaboración con la
Universidad de Graz (Austria) para desarrollar nuevas
tecnologías para vehículos autónomos.
La estación de teleoperación de
Miniman.
http://www.esi2.us.es/ISA/GAR/proy.html
4.4.- Guiado automático de vehículos pesados.
Financiado por Neumáticos Michelín S.A. 1997-1999. En este proyecto se están desarrollando
nuevos métodos para la estimación de posición y guiado automático de vehículos en exteriores.
Estos métodos se están implantando en camiones circulando de forma autónoma en pistas de
prueba. Se emplean sistemas diferenciales de posicionamiento global por satélites (DGPS),
sensores de navegación (giróscopos, compases, acelerómetros), y odometría.
Camión guiado por GPS en pista de pruebas.
4.5.- ROFOR: Robot Forestal: Financiado por Servicios Forestales, S.L. e Instituto de Fomento de
Andalucía y CEDETI. 1997-1999. El objetivo del proyecto es el diseño, desarrollo e implantación
del sistema de control de una máquina procesadora forestal. Se combinan funciones automáticas y
teleoperadas desde la cabina de la máquina. Se ha diseñado e implantado un sistema de control
distribuido con elementos en la cabeza procesadora y en la cabina, que se comunican mediante
radio-modem. Se ha desarrollado también una interfase gráfica en la que el operador puede
visualizar el estado y los movimientos de la cabeza procesadora. En el proyecto se incluye también
el diseño e implantación de una estación de diagnóstico, de un sistema de control de producción y
de un sistema de telecomunicaciones vía GSM.
Máquina forestal robotizada.
4.6.- Control Inteligente en Robótica Móvil (CIRO).
Financiado por la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT).
TAP96-1184-C04, Subproyecto 1: TAP96-1184-C04-01.
1996-1999. Diseño y desarrollo de nuevas técnicas de visión por computador para la estimación de
la trayectoria y posición. Control inteligente basado en la percepción del entorno. Navegación
autónoma basada en GPS. Navegación reactiva mediante el uso de láseres y sensores
ultrasónicos. Diseño e implementación de sistemas de control robusto y estable de altas
prestaciones basados en lógica borrosa y redes neuronales. Aplicación de conducción teleoperada
y telerobótica. Experimentación en Romeo 3R y Romeo 4R.
http://www.esi2.us.es/ISA/GAR/GVR/robproj.htm
Fuentes: Internet
Recopilación: Ingeniero Ángel Rivas Toribio