Construcción de robots bípedos

Presentación del tema: "Construcción de robots bípedos"— Transcripción de la presentación:

1 Construcción de robots bípedos
Proyecto de Grado Construcción de robots bípedos

2 Descripción general Alcance del proyecto: Restricciones:
“Construir un robot móvil de dos patas que sea capaz de desplazarse cuasiestáticamente, con la posibilidad de realizar el seguimiento de un objeto o su evasión” Restricciones: Costo Tiempo

3 Objetivo a largo plazo Construcción de un robot de dos patas que camine y evada un objeto identificado. Dos problemas: Locomoción cuasiestática (COG sobre el PS) El segundo objetivo puede hacerse en dos niveles: Cámara de Video => Segmentación Sensores básicos (IR) => Procesamiento de la señal

4 Fase 1 (10/05 - 06/07) Estudio de los robots de la Robocup 2004
Estudio sobre motores y sensores Lectura de papers sobre róbotica bípeda, en particular sobre locomoción dinámica y estática Definición del alcance del Proyecto Construcción del sitio web

5 Fase 1 (10/05 – 06/07) (II) Estudio de computación evolutiva
Estudio de simuladores de sistemas de cuerpos rígidos Construcción de prototipos simples de robots simulados Construcción de un preprocesador de páginas web

6 Artefactos producidos
Documentos en LaTeX sobre: RoboCup 2004 Simuladores Actuadores y sensores* Cinemática inversa y planificación de trayectorias* Sitio web del proyecto: Plan de trabajo* * (disponible en el sitio Web)

7 InterFase (06/07 - 16/07) Terminar Estado del Arte
Propuesta de plan de trabajo Propuestas de requerimientos del diseño Creación del primer set de transparencias

8 Robots interesantes... Toddler (Parallax) Biped Scout (LynxMotion)
GuRoo ISAAC

9 Sensores Velocidad Posición Presión = Fuerza = Aceleración
Tacómetro óptico Posición Potenciómetro Integración de la salida de un tacómetro Presión = Fuerza = Aceleración Resistencia tipo resorte R = R(P) Sensor piezoeléctrico (cristal de cuarzo)

10 Sensores (II) Inclinación Sensores ópticos Temperatura
Inclinómetros (mediocres, fáciles y baratos) Giroscopios (buenos y caros) Sensores ópticos Fotodiodos Fotorresistencias Temperatura Termocuplas Termistores

11 Motores DC Stepper C w = E I Par cte. a velocidad cte.
Alta velocidad a menos que haya reducciones Disponibilidad media (Taladros) Stepper Wave Drive, High Torque, WD-HT Par no constante y bastante débil Interfaz simple con uP (PWM) Alta disponibilidad (FDD)

12 Motores Servo Baja velocidad, alto torque.
Realimentación interna (posición) Caros...

13 Simuladores DynaMechs BioRobotic ODE Se usó en GuRoo, es Open Source
Proyecto inactivo BioRobotic Hay que aprender Config++ (no estándar) Prototipado rápido ODE En las corridas con visualización es relativamente lento (OpenGL) Muy activo

14 ODE Escrita en C++, interfaz en C. http://www.q12.org
Un programa de ODE tiene 3 “módulos” Cuerpos Geometrías de colisión Visualización Falencias de la biblioteca: Poca integración entre los módulos Modelado de la fricción coulombiana ¿¿ Unidades ??

15 Líneas de trabajo a corto plazo: IK
Cinemática inversa + Restricciones de estabilidad estática (COG sobre POS) Dado r, hallar q / Mín ||r-J(q).q|| s.a. f(q)<0, h(q) = 0 Problema de optimización matemática Generación de trayectorias: Dados (r0,q0) y r1 determinar: r(t), q(t) / IK + EstabEstática + Interpolación

16 IK (II) Generación de trayectorias estables
Off-line (se puede invertir más tiempo) On-line (¡tiempo real!, mucho más dinámico) En los prototipos de ODE, se eligieron posiciones “a ojo”, y se usa un cierto perfil de velocidades

17 Elección del perfil de w
La idea es mover el motor a una velocidad w = w(q,t). Esto permite Control de las vibraciones imponiendo derivada nula en t=0 y t=T Movimientos más suaves Los prototipos implementan algunos posibles: On/Off (valor constante) Sinusoidal w = Dq/T * (1 - cos(2p t/T)), Dq=q1-q0 Proporcional w = Dq/T * (1 - cos(2p t/T)), Dq=q1-q(t)

18 Fase 2 – Definición del Diseño 16/07 - 01/10
Refinamiento del plan de trabajo Refinamiento de los requerimientos Diseño electromecánico (hardware) Desarrollo del software de control Validación del diseño (simulaciones, ...) A nivel del robot (usando ODE, ...) A nivel de las EDOs (usando Matlab, ...) (?)

19 Resumen Definir objetivos claros y específicos a través del refinamiento del alcance Inventario de HW/SW disponible

20 ¿Preguntas? ¡Gracias!