Resumen Ejecutivo: Hasta la presente fecha es prácticamente imposible que un robot sea 100% autónomo para aplicaciones en ambientes no estructurado, esto se debe a la gran cantidad de variables que se generan en entornos dinámicos, desconocidos y variantes en el tiempo, razón por la cual es eminente la utilización de robots tele-operados.
La tele-operación de robots implica maniobrar un robot a distancia para realizar alguna tarea dada permitiendo de esta manera, que un operador humano pueda “transportar” su capacidad y destreza hacia ambientes de trabajos remotos y/o peligrosos, minimizando de esa manera los riesgos asociados, o más aún, alcanzar lugares inaccesibles por el hombre. Así, se puede extender la inteligencia y experiencia de expertos hacia aplicaciones a distancia. En este contexto, este trabajo propone la tele-operación bilateral de un sistema manipulador aéreo; este sistema se caracteriza por tener un alto grado de redundancia, debido a que combina la capacidad de manipulación de un brazo robótico de base fija con la navegación de un vehículo aéreo no tripulado con ala rotativa. Estos sistemas permiten realizar las misiones más habituales de los sistemas robóticos que requieren tanto la capacidad de navegación aérea y manipulación.El presente proyecto de investigación tiene como objetivo proponer y analizar analíticamente la estabilidad de un esquema de tele-operación bilateral que permita que uno o varios operadores humanos maniobren de forma coordinada un robot manipulador aéreo, considerando en el desarrollo los efectos negativos que ocasionan los retardos de tiempo, a fin de incrementar la transparencia del sitio remoto a través de entornos de realidad virtual y realidad aumentada, en el sitio local. Para el cumplimiento del objetivo se plantea: 1) implementar la electrónica y mecánica necesaria sobre un brazo robótico y en vehículo aéreo no tripulado de tipo ala-rotativa e incorporar sensores internos y externos para el monitoreo y control del sistema manipulador aéreo, además de acondicionar las señales eléctricas de los sensores para su utilización en algoritmos de control avanzados; 2) implementar un simulador 3D en realidad virtual que permita la inmersión del operador humano en una tarea de vuelo, en cual sea posible implementar diferentes algoritmos de control avanzado autónomo y tele-operado; 3) desarrollar una interfaz de realidad aumentada para el control de un robot manipulador aéreo que permita aumentar la trasparencia del sitio remoto a través de diferentes dispositivos hápticos; 4) proponer un esquema de tele-operación bilateral que permitan a uno o varios operadores humanos controlen un manipulador aéreo fuera de línea de vista de manera estable ante la presencia de diferentes retardos de tiempo, ya sean constantes o variables, además analizar la estabilidad de los sistemas de tele-operación bilateral propuestos; y finalmente 5) realizar evaluaciones experimentales del desempeño de los algoritmos de control y esquemas de tele-operación propuestos, utilizando la Nube Computacional de CEDIA para el procesamiento del algoritmo de control a ser implementado en cada robot; además la Red de Internet Avanzada permitirá la interconexión entre Universidades, de las cuales dos Universidades serán el sitio local, y una Universidad el sitio remoto.
Objetivo General: Proponer un esquema de tele-operación bilateral que permita que uno o varios operadores humanos maniobren de forma coordinada un robot manipulador aéreo, considerando en el desarrollo los efectos negativos que ocasionan los retardos de tiempo, a fin de incrementar la transparencia del sitio remoto a través de entornos de realidad virtual y realidad aumentada, en el sitio local.
Objetivos Específicos:
- Implementar la electrónica y mecánica necesaria sobre un brazo robótico y en vehículo aéreo no tripulado de tipo ala-rotativa e incorporar sensores internos y externos para el monitoreo y control del sistema manipulador aéreo, además de acondicionar las señales eléctricas de los sensores para su utilización en algoritmos de control avanzados.
- Implementar un simulador 3D en realidad virtual que incorpore las cargas dinámicas del par plataforma-brazo robótico y que permita la inmersión del operador humano en una tarea de vuelo, en cual sea posible implementar diferentes algoritmos de control avanzado autónomos y tele-operados.
- Desarrollar una interfaz de realidad aumentada para el control de un robot manipulador aéreo que permita aumentar la trasparencia del sitio remoto a través de diferentes dispositivos hápticos.
- Proponer un esquema de tele-operación bilateral que permitan a uno o varios operadores humanos maniobren de forma coordinada un robot manipulador aéreo fuera de línea de vista de manera estable ante la presencia de diferentes retardos de tiempo, ya sean constantes o variables, además analizar de manera formal la estabilidad de los sistemas de tele-operación bilateral propuestos.
- Realizar evaluaciones experimentales en entornos parcialmente estructurados del desempeño de los algoritmos de control y esquemas de tele-operación propuestos utilizando los manipuladores aéreos en aplicaciones de traslación y manipulación de objetos.
Instituciones Participantes:
ESPE, UNACH, ESPOCH, UTA.
Participantes:
Director del proyecto Víctor Hugo Andaluz Ortiz
- Víctor Hugo Andaluz Ortiz
- José Gioberty Bucheli Andrade
- Edgar Fabián Montaluisa Pilatasig
- Paola Maritza Velasco Sánchez
- Giovanny Cuzco
- José Luis Morales Gordon
- Elizabeth Paulina Ayala Baño
Presupuesto adjudicado: $70600
Estado del proyecto: En ejecución.
