Integración de Arbotix, Raspberry Pi y motores Dynamixel Ax-12+ para un robot humanoide que busca y patea pelotas

En este artículo se presenta a DeBuPa (Detección Búsqueda Pateo) un humanoide de tamaño pequeño (38 cm de alto) construido con las piezas del kit Bioloid. Del kit se ha excluido la tarjeta CM-510 para sustituirla por la tarjeta controladora Arbotix, que será la que controle los 16 motores Dynamixel Ax-12+ (para mover al robot) y 2 servomotores analógicos (para mover la cámara). Además se ha agregado un mini computador Raspberry Pi, con su cámara, para que el robot pueda detectar y seguir la pelota de forma autónoma. Todos estos componentes deben ser coordinados para que se logre cumplir la tarea de detectar, seguir y patear la pelota. Por ello se hace necesaria la comunicación entre la Arbotix y la Raspberry Pi. La herramienta empleada para ello es el framework ROS (Robot Operating System). En la Raspberry Pi se usa el lenguaje C++ y se ejecuta un solo programa encargado de captar la imagen de la cámara, filtrar y procesar para encontrar la pelota, tomar la decisión de la acción a ejecutar y hacer la petición a la Arbotix para que dé la orden a los motores de ejecutar el movimiento. Para captar la imagen de la cámara se ha utilizado la librería RasPiCam CV. Para filtrar y procesar la imagen se ha usado las librerías de OpenCV. La Arbotix, además de controlar los motores, se encarga de monitorizar que el robot se encuentre balanceado, para ello usa el sensor Gyro de Robotis. Si detecta un desbalance de un cierto tamaño puede saber si se ha caído y levantarse.

Mejoras en el control y sistema de comunicaciones del robot Ballbot-ULL

Este proyecto de fin de carrera forma parte de un proyecto más extenso. Supone la construcción de un robot móvil y autónomo capaz de recibir información del entorno que le rodea y ser capaz de recoger pelotas inmóviles de una pista de tenis.

Diseño e Implementación de un robot de conocimiento para la extracción de información de los Social Media y Web

Las transformaciones tecnológicas y de información que está experimentando la sociedad, especialmente en la última década, está produciendo un crecimiento exponencial de los datos en todos los ámbitos de la sociedad. Los datos que se generan en los diferentes ámbitos se corresponden con elementos primarios de información que por sí solos son irrelevantes como apoyo a las tomas de decisiones. Para que estos datos puedan ser de utilidad en cualquier proceso de decisión, es preciso que se conviertan en información, es decir, en un conjunto de datos procesados con un significado, para ayudar a crear conocimiento. Estos procesos de transformación de datos en información se componen de diferentes fases como la localización de las fuentes de información, captura, análisis y medición.Este cambio tecnológico y a su vez de la sociedad ha provocado un aumento de las fuentes de información, de manera que cualquier persona, empresas u organización, puede generar información que puede ser relevante para el negocio de las empresas o gobiernos. Localizar estas fuentes, identificar información relevante en la fuente y almacenar la información que generan, la cual puede tener diferentes formatos, es el primer paso de todo el proceso anteriormente descrito, el cual tiene que ser ejecutado de manera correcta ya que el resto de fases dependen de las fuentes y datos recolectados. Para la identificación de información relevante en las fuentes se han creado lo que se denomina, robot de búsqueda, los cuales examinan de manera automática una fuente de información, localizando y recolectando datos que puedan ser de interés.En este trabajo se diseña e implementa un robot de conocimiento junto con los sistemas de captura de información online para fuentes hipertextuales y redes sociales.

ROBOT CEMAR: identificación de las capacidades emprendedoras de sus creadores

El XXI Congreso Latinoamericano sobre Espíritu Empresarial, se realizó en la Universidad Icesi los días 6, 7 y 8 de abril de 2011.

Genetic algorithm seeding of idiotypic networks for mobile-robot navigation

Robot-control designers have begun to exploit the properties of the human immune system in order to produce dynamic systems that can adapt to complex, varying, real-world tasks. Jerne’s idiotypic-network theory has proved the most popular artificial-immune-system (AIS) method for incorporation into behaviour-based robotics, since idiotypic selection produces highly adaptive responses. However, previous efforts have mostly focused on evolving the network connections and have often worked with a single, preengineered set of behaviours, limiting variability. This paper describes a method for encoding behaviours as a variable set of attributes, and shows that when the encoding is used with a genetic algorithm (GA), multiple sets of diverse behaviours can develop naturally and rapidly, providing much greater scope for flexible behaviour-selection. The algorithm is tested extensively with a simulated e-puck robot that navigates around a maze by tracking colour. Results show that highly successful behaviour sets can be generated within about 25 minutes, and that much greater diversity can be obtained when multiple autonomous populations are used, rather than a single one.

Navegación de un robot móvil sobre terreno irregular con contacto de su brazo con el suelo

En esta tesis se aborda el problema de la navegabilidad de robots móviles sobre terrenos irregulares, los cuales poseen diferentes inclinaciones y variedad de obstáculos. Este tema constituye actualmente una línea de investigación activa dirigida al desarrollo de nuevos robots y, adicionalmente, enfocada al desarrollo de estrategias de navegación eficientes y con el mínimo riesgo de inutilización. En primer lugar se desarrolló el robot móvil Lázaro para navegar en este tipo de terrenos, el cual posee un brazo articulado con una rueda como efector final. Esta rueda le permite al brazo mantener un punto de contacto adicional con el suelo que puede ayudar al robot a compensar situaciones de inestabilidad y sobrepasar algunos obstáculos que pudieran presentarse en estos entornos. Posteriormente, se desarrollaron tres medidas cuantitativas que permiten evaluar la navegabilidad de cualquier robot móvil cuando transita sobre terreno irregular. Estas tres medidas son: un índice de estabilidad, el cual evalúa la propensión al vuelco; un índice de direccionamiento, el cual evalúa la disponibilidad del robot para direccionarse y seguir una trayectoria dada y, por último, un índice de deslizamiento, el cual evalúa la propensión del robot a deslizarse hacia abajo cuando se desplaza sobre superficies inclinadas. Finalmente, se definieron un conjunto de maniobras que puede ejecutar Lázaro y que están dirigidas a garantizar la navegación cuando el robot se desplaza sobre superficies inclinadas o cuando debe sobrepasar obstáculos tales como escalones, rampas o zanjas. Todas las estrategias diseñadas se fundamentan en el uso del brazo como herramienta adicional que posee el robot para mejorar su navegabilidad.

TORP: The Open Robot Project A Framework for Module-Based Robots

The development of robots has shown itself as a very complex interdisciplinary research field. The predominant procedure for these developments in the last decades is based on the assumption that each robot is a fully personalized project, with the direct embedding of hardware and software technologies in robot parts with no level of abstraction. Although this methodology has brought countless benefits to the robotics research, on the other hand, it has imposed major drawbacks: (i) the difficulty to reuse hardware and software parts in new robots or new versions; (ii) the difficulty to compare performance of different robots parts; and (iii) the difficulty to adapt development needs-in hardware and software levels-to local groups expertise. Large advances might be reached, for example, if physical parts of a robot could be reused in a different robot constructed with other technologies by other researcher or group. This paper proposes a framework for robots, TORP (The Open Robot Project), that aims to put forward a standardization in all dimensions (electrical, mechanical and computational) of a robot shared development model. This architecture is based on the dissociation between the robot and its parts, and between the robot parts and their technologies. In this paper, the first specification for a TORP family and the first humanoid robot constructed following the TORP specification set are presented, as well as the advances proposed for their improvement.

Mimicking the behaviour of idiotypic AIS robot controllers using probabilistic systems

Previous work has shown that robot navigation systems that employ an architecture based upon the idiotypic network theory of the immune system have an advantage over control techniques that rely on reinforcement learning only. This is thought to be a result of intelligent behaviour selection on the part of the idiotypic robot. In this paper an attempt is made to imitate idiotypic dynamics by creating controllers that use reinforcement with a number of different probabilistic schemes to select robot behaviour. The aims are to show that the idiotypic system is not merely performing some kind of periodic random behaviour selection, and to try to gain further insight into the processes that govern the idiotypic mechanism. Trials are carried out using simulated Pioneer robots that undertake navigation exercises. Results show that a scheme that boosts the probability of selecting highly-ranked alternative behaviours to 50% during stall conditions comes closest to achieving the properties of the idiotypic system, but remains unable to match it in terms of all round performance.

Simulador cinemático de un robot manipulador industrial

Este trabajo fin de grado trata sobre la implementación de un simulador cinemático de un robot manipulador industrial, orientado al aprendizaje de los principios de programación y desarrollado mediante la herramienta de software matemático MATLAB, dicho simulador debe tener como características principales ser capaz de emular las características de programación que incorporan los lenguajes a nivel robot y resultar fácilmente accesible a los alumnos de las ingenierías. Asimismo, el simulador tendrá la capacidad de definir los objetos que integran el entorno físico que rodean al robot con el objeto de simular la interacción cinemática del brazo manipulador con dicho entorno. Para ello, primero se realizará un estudio de los lenguajes de nivel robot, en este caso concreto V+, con el objeto de elaborar un catálogo de funciones y estructuras relevantes, concretamente se trataran las estructuras de datos, funciones del robot, etc. A partir de estos, se elaborarán las especificaciones que debe cumplir el simulador cinemático. Por último se realizarán unas prácticas sobre el simulador orientadas al aprendizaje y elaboración de los manuales de usuario del mismo.

Microfabricated elastomer tactile sensors for robotic fingertip systems

Tactile sensing is an important aspect of robotic systems, and enables safe, dexterous robot-environment interaction. The design and implementation of tactile sensors on robots has been a topic of research over the past 30 years, and current challenges include mechanically flexible “sensing skins”, high dynamic range (DR) sensing (i.e.: high force range and fine force resolution), multi-axis sensing, and integration between the sensors and robot. This dissertation focuses on addressing some of these challenges through a novel manufacturing process that incorporates conductive and dielectric elastomers in a reusable, multilength-scale mold, and new sensor designs for multi-axis sensing that improve force range without sacrificing resolution. A single taxel was integrated into a 1 degree of freedom robotic gripper for closed-loop slip detection. Manufacturing involved casting a composite silicone rubber, polydimethylsiloxane (PDMS) filled with conductive particles such as carbon nanotubes, into a mold to produce microscale flexible features on the order of 10s of microns. Molds were produced via microfabrication of silicon wafers, but were limited in sensing area and were costly. An improved technique was developed that produced molds of acrylic using a computer numerical controlled (CNC) milling machine. This maintained the ability to produce microscale features, and increased the sensing area while reducing costs. New sensing skins had features as small as 20 microns over an area as large as a human hand. Sensor architectures capable of sensing both shear and normal force sensing with high dynamic range were produced. Using this architecture, two sensing modalities were developed: a capacitive approach and a contact resistive approach. The capacitive approach demonstrated better dynamic range, while the contact resistive approach used simpler circuitry. Using the contact resistive approach, normal force range and resolution were 8,000 mN and 1,000 mN, respectively, and shear force range and resolution were 450 mN and 100 mN, respectively. Using the capacitive approach, normal force range and resolution were 10,000 mN and 100 mN, respectively, and shear force range and resolution were 1,500 mN and 50 mN, respectively.

Construcción de un prototipo de robot sembrador de maíz Agrobot II

64 p.

Layout, conforto e satisfação dos usuários em escritórios: uma avaliação pós-ocupação no edifício da sede administrativa do INPE-CRN

This research aimed to identify the link between the layout of workspaces in offices and the design strategies for environmental comfort. Strategies surveyed were focused on the thermal, visual and luminic comfort. In this research, visual comfort is related to issues of visual integration within and between the interior and exterior of the building. This is a case study conducted at the administrative headquarters of Centro Regional Nordeste do Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE-CRN), located in Natal/RN. The methodological strategy used was the Post-Occupancy Evaluation, which combined the survey data on the building (layout of workspaces, bioclimatic strategies adopted in the design, use of these strategies) with some techniques aimed at acquiring qualitative information related to users. The workspace layout is primordial to satisfaction and productivity of workers. Issues such as concentration, communication, privacy, personal identity, density and space efficiency, barriers (access, visual and even ventilation and lighting), among others, are associated with the layout. The environmental comfort is one of the essential elements to maintaining life quality in workplace. Moreover, it is an important factor in user`s perception of the space in which he or she are inserted. Both layout and environmental comfort issues should be collected and analyzed in the establishment phase of the programming step. That way, it is possible to get adequate answers to these questions in subsequent project phases. It was found that changes in the program that occurred over time, especially concerning persons (number and characteristics), resulted in changes in layout, generating high density and inflexible environments. It turns difficult to adjust the furniture to the occupants` requirement, including comfort needs. However, the presence of strategies for environmental quality provides comfort to spaces, ensuring that, even in situations not considered optimal, users perceive the environment in a positive way. It was found that the relationship between environmental comfort and layout takes the following forms: in changing the perception of comfort, depending on the layout of the arrangements; adjustments in layout, due to needs for comfort; and the elevation of user satisfaction and environmental quality due to the presence of strategies comfort even in situations of inadequate layout

CLARK - Smart Clinic Assistant Robot for CGA

En esta presentación se exponen la arquitectura general y el estado actual de desarrollo del sistema CLARK. Dicho sistema tiene como objetivo el despliegue de un asistente robótico para ayudar a un médico en la realización de procedimientos CGA (Comprehensive Geriatric Assessment), de forma que ciertas tareas, tales como la realización de cuestionarios o pruebas de movimiento, puedan ser realizadas por el robot de forma paralela al resto del procedimiento CGA, aumentando así su eficiencia.