Representación del Robot Pablo Montero Paul Vallejos

Interacción con la realidad ¿Cómo es la interacción?

Interacción con la realidad Control reactivo: Cableado directo. Cableado directo. Control deliberativo: Conocimiento del ambiente Conocimiento del ambiente Conocimiento del robot Conocimiento del robot Conocimiento de las interacciones robot-ambiente Conocimiento de las interacciones robot-ambiente

Análogo con las personas Los datos adquiridos por nuestros sentidos se transforman en una representación de la realidad. Nuestro modelo es tridimensional y tiene información de todos los sentidos, es más rico en información que cualquier sentido por si solo. Es en este modelo en el que extrae un modelo abstracto con el que se toman las decisiones.

Análogo con las personas La interacción con la realidad se realiza utilizando el modelo, no la realidad.

Análogo a un controlador aéreo Considerar un controlador aéreo. Las coordenadas de la pantalla no necesitan corresponder a las reales.

Análogo a un controlador aéreo El controlador normalmente no está consciente de esta discrepancia, pero esto no afecta el funcionamiento. La pantalla muestra la información necesaria de una forma cómoda. La representación no es una copia de la realidad, sino una forma de utilizar la información necesaria extraída de ella.

Requisitos de una representación Extraíble de la información sensorial. Construíble gradualmente. Mantenible. Económico con respecto a requisitos de espacio. Permitir eficiente planeamiento de rutas. Permite reconocimiento del lugar.

Formas de representación Representaciones por descomposición espacial. Representaciones geométricas. Representaciones topológicas. ¿Cómo incluir la representación del robot?

Tipos de Robots Terrestres Robots de ruedas Robots de ruedas Robots de patas Robots de patasAcuáticosAéreosEspaciales

Forma La forma del robot tiene un fuerte impacto en su facilidad de navegación, en particular con obstáculos y pasillos angostos Robot cilíndricos: Es más fácil navegar por la simetría del robot (espacio de configuraciones se reduce a 2D) Es más fácil navegar por la simetría del robot (espacio de configuraciones se reduce a 2D) Robots cuadrados: Es más complejo navegar, depende de la orientación del robot (espacio de configuraciones en 3D) Es más complejo navegar, depende de la orientación del robot (espacio de configuraciones en 3D)

Forma - cilíndrico

Forma- cuadrado

Cinemática Diferentes tipos de ruedas (tracción y dirección) tienen diferentes propiedades cinemáticas Un robot móvil normalmente tiene 3 grados de libertad respecto a una referencia: posición en el plano (X,Y) y orientación (  ) Idealmente, independientemente de donde inicie, el robot debe poder moverse a cualquier posición y orientación (X,Y,  )

Espacio de configuraciones Grados de libertad: Se refiere a los posibles movimientos de un robot (X,Y,Z y rotaciones) Se refiere a los posibles movimientos de un robot (X,Y,Z y rotaciones) Para manipuladores, cada articulación provee un grado de libertad (se requieren 6 para ubicar un manipulador en cualquier posición y orientación) Para manipuladores, cada articulación provee un grado de libertad (se requieren 6 para ubicar un manipulador en cualquier posición y orientación) Robots móviles: Movimiento en el plano X-Y y rotación Movimiento en el plano X-Y y rotación

Configuración de un robot La configuración de un robot se refiere a la posición de sus todas articulaciones que definen su estado en el espacio 11 22

Espacio de configuraciones Espacio “n”-dimensional donde se ubica cada grado de libertad del robot. el robot se puede ver como un punto en este espacio el robot se puede ver como un punto en este espacio 11 22

Espacio de configuraciones Ejemplos: Robot Scout: X, Y,  1 Robot Scout: X, Y,  1 Robot Nomad: X,Y,  1,  2 Robot Nomad: X,Y,  1,  2 Para un robot móvil, la configuración del robot está dada por su posición X-Y y su orientación

Espacio de configuraciones: robot móvil 11 Y X

Planeación en el espacio de configuraciones Posibles configuraciones del robot en el espacio de configuraciones – C Localización de los obstáculos en el espacio de configuraciones - O = espacio de obstáculos Espacio libre - F = C – O Robot es un “punto” en este espacio

Ejemplo: espacio de configuraciones, de obstáculos y espacio libre 11 22

Plan: trayectoria en el espacio libre 11 22

Espacio para robots móviles Considerando un robot cilíndrico, el espacio de obstáculos / libre se puede visualizar en 2-D “extendiendo” los obstáculos por el radio del robot

Espacio para robots móviles El robot se puede ver como un punto en este espacio lo que facilita la planficación de para navegación

dilatación

Ejemplo de espacio de configuraciones