Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid Dr. Juan González Gómez Robótica Modular y Locomoción III Jornadas de Robótica de A.R.D.E.

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1 Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid Dr. Juan González Gómez Robótica Modular y Locomoción III Jornadas de Robótica de A.R.D.E. 21-22 Marzo 2009. UNED. Madrid

2 Robótica “Gusanil” III Jornadas de Robótica de A.R.D.E. 21-22 Marzo 2009. Madrid Por el Dr. Obijuan :-) Título sugerido por Jose Jaime Ariza ;-) (1)

3 índice Introducción Robots ápodos modulares Trabajo futuro

4 El Problema de la locomoción ● Diseñar y contruir un robot capaz de desplazarse desde un punto a otro con independencia del terreno Nivel Superior Nivel Inferior Ámbito de estudio Arquitectura

5 Enfoque clásico: ● Estudiar entorno ● Diseñar la morfología del robot ● Realizar los modos de caminar Nuevo enfoque: (Yim, 1995) Robótica modular Auto-configurable ● Robots creados a partir de módulos ● Adaptan su morfología al terreno (CMU Ambler, Krotkov et al, 1995) (Polybot, Yim et al, 2000) El Problema de la locomoción (II)

6 ● Nueva área de investigación: La locomoción de robots modulares Locomoción de robots modulares ● Aspectos importantes: ● Morfología del robot. ¿Qué forma tiene el robot? ● Controlador. ¿Cómo lograr el desplazamiento? Topología 1DTopología 2D Topología 3D Clasificación según morfología:

7 Controladores ● Problema de la coordinación: ● Enfoque Bio-inspirado: CPGs ● Actúan directamentne sobre los músculos ● Sincronización entre ellos Mover las articulaciones adecuadamente para lograr que el robot se desplace CP G ● Enfoque Clásico: Modelado matemático ● Cálculo de la cinemática inversa ● Problema: ecuaciones sólo válidas para una morfología concreta

8 Hipótesis: Osciladores sinusoidales ● Reemplazar los CPGs por un modelo simplificado ● Osciladores sinusoidales: ● Ventajas: ● Se necesitan pocos recursos para su implementación CP G

9 Robots modulares y estructuras ● Construcción de estructuras 3D usando módulos ● Ej. RoomBot, (Arredondo et al.). Laboratorio de Robótica Bioinspirada. EPFL ● Muebles re-configurables que se pueden mover :-)

10 índice Robots ápodos modulares Trabajo futuro

11 Módulos Y1

12 ● Un grado de libertad ● Fácil construcción ● Servo: Futaba 3003 ● Material: Plástico de 3mm ● Dimensiones: 52x52x72mm ● Dos tipos de conexiones Vídeo

13 Herramientas de diseño (I): QCAD

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15 Herramientas de diseño (II): Blender

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17 Montaje de los módulos

18 Tarjeta Skypic (I) ● Es hardware libre ● Herramienta de diseño: Eagle ● Cualquiera la puede fabricar... ● Cualquiera la puede modificar... ● Cualquier empresa la puede comercializar... ● Cualquier universidad la puede adaptar...

19 Puerto BServos Reset Pulsador Pruebas Puerto C Alimentación Puerto A Puerto de Prog. ICD2 RS232 Tarjeta Skypic (II)

20 Esquema de control

21 Experimentos con Robots modulares

22 Minicube-I ● Morfología: Dos módulos con conexión cabeceo-cabeceo ● Control: ● Dos generadores sinusoidales ● Parámetros: Demostración

23 Cube Revolutions (I) ● Morfología: 8 módulos con conexión cabeceo-cabeceo ● Control: ● 8 generadores iguales ● Parámetros: Vídeo

24 Cube Revolutions (II) Vídeo ● Al tener más módulos el robot puede cambiar su forma ● Aparecen nuevas formas de desplazarse

25 Minicube-II ● Morfología: Tres módulos con conexión cabeceo-viraje ● Control: ● Tres generadores sinusoidales ● Parámetros:

26 Minicube-II (II) Demostración

27 Hypercube (I) ● Morfología: 8 módulos con conexión cabeceo-viraje ● Control: ● 8 generadores iguales ● Parámetros:

28 Hypercube (II) Demostración

29 Simulación

30 Simulación (I) Robots ODE (Open Dynamics Engine) Evaluar Observar Buscar Algoritmos genéticos OpenGL PGAPack Motor físico

31 Simulación (II) RT K MRSuite ● Lenguaje: C ● Sólo topologías 1D ● Juan González ● Lenguaje: Python ● Topologías 1D y 2D ● Rafael Treviño Demostración

32 índice Trabajo futuro

33 Módulos GZ-I ● Módulos GZ-I: en desarrollo ● Colaboración con el grupo TAMS de la Universidad de Hamburgo (Alemania) ● Jefe del proyecto: Dr. Houxiang Zhang

34 Módulos GZ-I ● Electrónica integrada en los módulos ● Hechos de aluminio ● Construcción de diferentes topologías de robots modulares Vídeo

35 Módulos REPY-1 ● En construcción ● Módulos “imprimibles” usando una impresora 3D ● Pruebas realizadas con REPRAP.

36 Nuevos interfaces con los robots Wiiboard Wiimote Tarri-wheel Y un poco de robótica friki para terminar :-)

37 Muchas gracias por vuestra atención Que el frikismo os acompañe... :-)

38 Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid Dr. Juan González Gómez Robótica Modular y Locomoción III Jornadas de Robótica de A.R.D.E. 21-22 Marzo 2009. UNED. Madrid