Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial

Mejoramiento de la navegabilidad de un robot móvil considerando el consumo energético de su brazo

Jesús M. García — 2022-09-05

Este artículo describe el desarrollo de una estrategia para mejorar la navegabilidad de un robot móvil Skid Steer cuando se desplaza sobre superficies inclinadas, utilizando su brazo mientras consume la menor cantidad de energía. Para ello se desarrolló un modelo del consumo energético del brazo con 2 grados de libertad, el cual fue validado mediante el software MSC ADAMS. Luego, se diseñó la estrategia que permite al robot posicionar su brazo con movimientos compensatorios o con el efector final en contacto con el suelo para evitar vuelcos y deslizamientos, además de mantener el direccionamiento, mientras se disminuye el consumo de energía que provoca la maniobra. La estrategia se evaluó mediante simulación y experimentos con el robot real, determinando su efectividad de acuerdo a los parámetros definidos en su diseño e implementación.

Un laboratorio remoto de código abierto y bajo coste para el brazo robótico educativo Dobot Magician

Jesús Chacon — 2022-09-15

Este artículo presenta el laboratorio remoto diseñado en la Universidad Complutense de Madrid (UCM) para dar acceso remoto, a través de Internet, al robot educativo Dobot Magician. El software del laboratorio remoto está formado por el servidor web ReNoLabs (programado en Node.js) que gestiona el acceso al laboratorio, despliega sus páginas web, y sirve como pasarela de comunicación entre el software de control (programado en Python) que interactúa directamente con el robot) y la interfaz gráfica web de la experiencia (diseñada en EJsS). EJsS también se utiliza para gestionar de forma centralizada el laboratorio, al haber ampliado su funcionalidad mediante un Plugin. Además, el software anterior, creado con herramientas software gratuitas, se ejecuta sobre una Raspberry Pi y el interfaz web de la experiencia puede integrarse, si así se desea, en un sistema de gestión de aprendizaje general como Moodle. Finalmente, el artículo también presenta un par de ejemplos de uso del laboratorio remoto.

Diseño de una arquitectura para sistemas y aplicaciones en Industria 4.0 basada en computación en la nube y análisis de datos

Carlos E. Belman-López — 2022-09-16

El término Industria 4.0 se ha convertido en prioridad y objeto de estudio para empresas y centros de investigación pero aún se encuentra dentro de sus primeras etapas de implementación. Además, las compañías enfrentan dificultades al desarrollar soluciones para Industria 4.0, sin estar seguras de cómo afrontar sus requerimientos básicos. El diseño de una arquitectura de referencia aborda explícitamente este problema, apoya a los profesionales en la implementación de soluciones siendo la base del desarrollo y proporciona un soporte ante los desafíos que la Industria 4.0 representa. Por lo tanto, la contribución de este documento se centra en diseñar una arquitectura de referencia para sistemas y aplicaciones en Industria 4.0 basada en computación en la nube y análisis de datos, mostrando su viabilidad a través de la implementación en un caso de uso: Agricultura 4.0. Mediante esta arquitectura, ingenieros e investigadores podrán enfrentar los desafíos actuales de la producción inteligente, así como investigar, desarrollar e implementar soluciones (aplicaciones y sistemas) guiadas, estandarizadas y a costos accesibles, que cumplan los requerimientos que gobiernan Industria 4.0.

Estrategia de control selectivo de temperatura y humedad para un invernadero solar chino con un enfoque basado en eventos

Ran Liu — 2022-10-05

Este artículo presenta la aplicación de un esquema de control selectivo de temperatura y humedad para invernaderos solares chinos, que son los más utilizados en las provincias del norte de China. En primer lugar, para controlar la temperatura, se propone un controlador PI con un enfoque basado en eventos. Tras la evaluación de varios valores de la banda de ocurrencia de eventos, se obtiene una solución que permite reducir en un 43,8%el número de aperturas y cierres de las ventanas del invernadero, mientras que el error de temperatura se incrementa sólo en un 1,13 %. En segundo lugar, se ha diseñado un controlador para la humedad relativa y otro para la humedad absoluta. Los resultados muestran que el control de humedad relativa funciona adecuadamente cuando la consigna no es demasiado elevada. Sin embargo, la acción de control se deteriora cuando la consigna es superior al 70 %. En comparación, el control de humedad absoluta permite regular la humedad para referencias de cualquier valor, pero la precisión de control es menor. Finalmente, mediante un estudio en simulación, se demuestra la efectividad de la estrategia de control selectivo de temperatura con un esquema que da prioridad para controlar la humedad cuando ésta alcanza límites no deseados. Esta estrategia de control consigue mantener la humedad relativa por debajo del 80% mientras que controla la temperatura en la consigna establecida, evitando así que la alta humedad dañe al cultivo.

Presentación

José Manuel Andújar — 2023-03-31

Nota de Redacción

Pedro Albertos — 2023-03-31

Introducción a la sección especial: "Jornadas Nacionales de Robótica - Educación - Bioingeniería"

Óscar Reinoso — 2023-03-31

Introducción a la sección especial: "Jornadas Nacionales de Robótica - Educación - Bioingeniería"

Manipulación visual-táctil para la recogida de residuos domésticos en exteriores

Julio Castaño-Amorós — 2022-11-17

Este artículo presenta un sistema de percepcion orientado a la manipulación robótica, capaz de asistir en tareas de navegación, clasificacion y recogida de residuos domésticos en exterior. El sistema está compuesto de sensores táctiles ópticos, cámaras RGBD y un LiDAR. Estos se integran en una plataforma móvil que transporta un robot manipulador con pinza. El sistema consta de tres modulos software, dos visuales y uno táctil. Los módulos visuales implementan arquitecturas CNNs para la localización y reconocimiento de residuos sólidos, además de estimar puntos de agarre. El módulo táctil, también basado en CNNs y procesamiento de imagen, regula la apertura de la pinza para controlar el agarre a partir de informacion de contacto. Nuestra propuesta tiene errores de localizacion entorno al 6 %, una precisión de reconocimiento del 98 %, y garantiza estabilidad de agarre el 91 % de las veces. Los tres modulos trabajan en tiempos inferiores a los 750 ms.

ROMERIN: Organismo robótico escalador basado en patas modulares con ventosas activas

Carlos Prados — 2022-12-13

Este artículo presenta el robot ROMERIN, un organismo robótico modularmente compuesto por patas que utilizan ventosas activas como sistema de adhesión al entorno, y cuyo objetivo es la inspección de infraestructuras mediante la escalada. Se detalla la estructura física del organismo robótico, incluyendo una explicación de los módulos y del cuerpo. También se incluye una descripción de la arquitectura de control basada en el control en par de la posición del cuerpo del organismo, cuyo número de patas y disposición de las mismas es variable de forma que el sistema es versátil para su utilización en diferentes entornos y aplicaciones. La arquitectura de control que se ha diseñado sirve de base para el control de robots escaladores con patas de cualquier número de patas. Se ha comprobado su funcionamiento en el robot físico ROMERIN y en su gemelo digital (“digital twin”), registrando y mostrando dichos resultados. Además, se ha comprobado el funcionamiento de la arquitectura de control para diferentes configuraciones del organismo, demostrando su modularidad y versatilidad para diferentes aplicaciones.

Robot de cables para la limpieza de fachadas

Sergio Santamaria — 2023-02-01

En este artículo se presenta el desarrollo de un robot de cables para la limpieza de fachadas de edificios. El sistema está compuesto por una cesta con rodillo escamoteable, sistema pulverizador de agua y escurridor. La cesta está suspendida mediante dos grúas motorizadas que permiten posicionar la cesta en cualquier ubicación de una fachada. El sistema está programado sobre tres controladores Esp32 que se comunican de forma inalámbrica mediante protocolo ESPNOW. El manejo se realiza mediante un mando a distancia que permite el movimiento y accionamiento de la cesta de forma manual y programar trayectorias mediante comandos Gcode

Aplicación de estrategias psicológicas y sociales para incrementar el vínculo en interacción humano-robot

Sara Carrasco Martínez — 2023-02-01

La robótica social se encuentra ante el reto de diseñar robots que sean útiles para la sociedad, se puedan utilizar con frecuencia, y en los que la gente confie. Este problema se puede abordar desarrollando robots con alto grado de vinculación y compromiso con sus usuarios. Proponemos aplicar diversas estrategias relacionadas con la psicología social y la teoría de juegos en el campo de la robótica social. El objetivo es conseguir una vinculación entre el robot y sus usuarios, produciendo tiempos de interacción más largos para aumentar el uso del robot de manera diaria. La combinación de las diferentes estrategias se centra en desarrollar robots sociales que faciliten y promuevan la interacción con sus usuarios. Como novedad en este trabajo se incorporan estrategias de alto grado de vinculación en el campo de la robótica social. En concreto, para mejorar la utilización y el enganche en nuestro robot social Mini. Además, se muestran los resultados obtenidos en la validación de las estrategias propuestas en experimentos realizados por 21 participantes de avanzada edad. Estos resultados demuestran la utilidad de nuestro sistema para aumentar el tiempo de interacción con el robot durante ejercicios de entretenimiento.

Exploración dinámica de fronteras en entornos desconocidos basada en la entropía

Jaime Godoy-Calvo — 2023-02-01

La exploración en entornos de catástrofes proporciona información valiosa de alta fidelidad al personal de los dispositivos de rescate ante situaciones de desastre, ofreciendo la posibilidad de reducir el tiempo de búsqueda y recuperación de víctimas. Este trabajo presenta un método de exploración que evalúa las fronteras del entorno conocido basado en la entropía mediante una función de expectativa, con el objetivo de maximizar la ganancia de información. De esta forma el método propuesto emplea esta métrica para planificar la exploración en base a la expectativa de ganancia de información futura, asegurando una estrategia que minimiza el tiempo de exploración al mismo tiempo que maximiza la incorporación de nueva información al mapa. Debido al enfoque empleado para resolver el problema se consigue evitar la dependencia del método de ganancia de información con los mapas de tamaño fijo, y se propone un modelo independiente del sensor utilizado en la exploración donde se considera la distribución de obstáculos en la cercanía de las fronteras. Para su evaluación, se presentan resultados en diferentes entornos con simulaciones que demuestran la mayor eficiencia en la planificación de la exploración de las zonas desconocidas hasta completar el conocimiento completo del entorno a explorar. El método propuesto está públicamente disponible en Godoy-Calvo et al. (2022).

Sistema domótico controlado a través de una interfaz cerebro-ordenador

Francisco Velasco-Álvarez — 2023-02-08

Las interfaces cerebro-ordenador (BCI, de brain-computer interface) permiten utilizar la actividad cerebral de un usuario como canal de comunicación para interactuar con determinados dispositivos. Sin embargo, adaptar los dispositivos del entorno para que sean controlados a través de una BCI no es una tarea sencilla. El objetivo del presente trabajo es controlar un sistema domótico a través de una BCI que permita la construcción de comandos de voz, los cuales serán interpretados por un asistente virtual. Doce usuarios han probado el sistema propuesto para el control de las siguientes aplicaciones y dispositivos: WhatsApp, Spotify, Google Nest, una bombilla inteligente, un enchufe inteligente (para encender y apagar una radio) y un mando de infrarrojos (para controlar una televisión y un aire acondicionado). Los resultados obtenidos han demostrado que la BCI propuesta ha resultado efectiva para el control de sistema domótico flexible y que puede ser adaptado a las necesidades de los usuarios.