Título: Desarrollo de un sistema inteligente de vigilancia y seguridad de infraestructuras basado en robots móviles

Financiado por: AVI (Agència Valenciana de la Innovació)

Duración: 01/2023 - 12/2025

Resumen: El proyecto se centra en la utilización de robots móviles terrestres para la vigilancia de entornos de interior y exterior, el control de accesos y la identificación de personas. Se propone la realización de desarrollos tecnológicos que digitalicen y automaticen las tareas de vigilancia de edificios e infraestructuras mediante robots móviles ayudados por técnicas de inteligencia artificial. El proyecto considera el desarrollo de un sistema completo de vigilancia que integrará: un conjunto de robots móviles inteligentes equipados con sensores, un sistema software de interfaz hombre-máquina que permitirá la interacción eficiente entre operadores y robots y, finalmente, un sistema de comunicaciones inalámbricas que permitirá el intercambio de información en el sistema.

El sistema desarrollado podrá ser explotado por empresas de seguridad para la vigilancia de entornos de interior o exterior o por las fuerzas y cuerpos de seguridad del Estado. Durante el transcurso del proyecto se creará un sistema de demostración que permitirá validar esta aplicación y la dejará preparada para un nivel cercano al mercado. De esta manera, se pretenden reducir las incertidumbres sobre la viabilidad técnica y comercial de esta tecnología. Los demostradores permitirán comprobar el funcionamiento del sistema de vigilancia en condiciones reales de funcionamiento y, además, permitirán presentar el producto a empresas interesadas en su explotación comercial.

Este proyecto de I+D+i con referencia INNVA1/2023/61  ha sido financiado por la Agencia Valenciana de la Innovación
This project with reference INNVA1/2023/61 has been funded by the Valencian Innovation Agency.

Palabras Clave: Robots móviles, percepción visual, fusión multisensorial, vigilancia de infraestructuras

Investigador Principal: Arturo Gil, Luis Payá

Más Información...     

Título: Robots híbridos y reconstrucción multisensorial para aplicaciones en estructuras reticulares (HyReBot)

Financiado por: Ministerio de Ciencia e Innovación

Duración: 09/2021 - 08/2024

Resumen: Las estructuras reticulares compuestas por vigas o barras fuertemente entrelazadas presentan un uso muy extendido en la construcción de todo tipo de elementos de sujeción para diferentes infraestructuras. Resultan especialmente indicadas en puentes metálicos pero también en cubiertas de hangares y naves de elevadas dimensiones. Se encuentran formadas por un conjunto de barras muy interconectadas, unidas entre sí mediante nodos (rígidos o articulados), formando un mallado estructural en tres dimensiones. La realización de tareas sobre este tipo de estructuras reticulares presenta notables problemas de acceso debido tanto a la elevada interconexión de las barras a través de los nodos presentes en las mismas.

Con objeto de automatizar estas tareas de inspección y mantenimiento, recientemente se ha considerado la utilización de vehículos aéreos que permitan desarrollar estos trabajos a lo largo de este tipo de estructuras. Sin embargo, la elevada complejidad de las mismas (con huecos entre nodos y barras a menudo estrechos y con una distribución fuertemente heterogénea) limita el uso de este tipo de vehículos aéreos, puesto que no podrían entrar a las diferentes localizaciones internas poco accesibles. Otra de estas limitaciones en el uso de este tipo de vehículos es su limitada capacidad de manipulación mientras están en el aire.

Es en este ámbito donde se plantea el proyecto de investigación, explorando la posibilidad de utilizar robots con capacidad de desplazarse por barras y nodos, de forma tal que puedan navegar hasta un punto destino a través de las estructuras reticulares tridimensionales con 6 grados de libertad, independientemente de la disposición y forma de los nodos y de la configuración 3D del mallado. Para acometer estas tareas de inspección y/o mantenimiento en el futuro, en este proyecto de investigación se propone el análisis, diseño e implementación de robots híbridos que permitan ser usados para realizar trayectorias en este tipo de estructuras. Estos estarán constituidos por módulos simples y de pocos grados de libertad, bien de estructura serie o paralela, con objeto de que el conjunto pueda desarrollar de forma efectiva y con versatilidad la tarea de navegación a través de estas estructuras reticulares con todos los condicionantes que estas presentan. Además de analizar en profundidad las características resultantes de este robot híbrido, se propone analizar y constatar su capacidad para poder desplazarse a través de este espacio de trabajo, solventando cualquier posible disposición de nodos reticulares que presentan estas estructuras.

Además, para poder llevar a cabo de forma efectiva esta tarea de navegación será imprescindible un reconocimiento suficientemente preciso del entorno por el que se desenvuelven estos robots así como una estimación precisa de la posición y orientación de los mismos dentro de este. Dada la experiencia de los miembros del equipo de investigación en proyectos previos, se propone la reconstrucción de estos entornos formados por estructuras reticulares tridimensionales, a partir de la fusión de información suministrada por sensores tanto de rango como visuales en un entorno de percepción de 360o. Para acometer este objetivo se harán uso de técnicas de aprendizaje profundo que permitan procesar la elevada cantidad de información aportada por estos sensores.


Proyecto de I+D+i PID2020-116418RB-I00, financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033.

Palabras Clave: Robots híbridos, percepción visual, fusión multisensorial, estructuras reticulares

Investigador Principal: L. Payá, O. Reinoso

Más Información...     

Título: Desarrollo de tecnologías móviles inteligentes para tareas de seguridad y vigilancia de entornos de interior y exterior

Financiado por: Agencia Estatal de Investigación. Ministerio de Ciencia e Innovación

Duración: 12/2022 - 11/2024

Resumen: El presente proyecto plantea la utilización de robots móviles y tecnologías de aprendizaje máquina para realizar tareas de vigilancia y seguridad en entornos de interior y exterior. Durante el transcurso del proyecto se espera generar conocimiento científico y realizar desarrollos tecnológicos que digitalicen y automaticen las tareas de vigilancia de edificios, infraestructuras e industria con potencial de transferencia a empresas de seguridad y a fuerzas y cuerpos de seguridad del Estado.

Actualmente, estas tareas se llevan a cabo mediante personal especializado, con ayuda principalmente de cámaras situadas en posiciones fijas y monitores de televisión. En el presente proyecto se propone lograr una vigilancia mucho más eficaz, y segura para este personal, con el apoyo de robots móviles cooperantes que pueden patrullar las zonas a vigilar y utilizar sensores de distinto tipo (cámaras de visión omnidireccional, cámaras infrarrojas, sensores de rango láser y sensores de proximidad) y tecnologías de fusión multisensorial para abordar dos grandes problemas: (a) la navegación de los robots a través del entorno que debe ser vigilado, incluyendo la construcción de un modelo o mapa, la localización y la planificación de trayectorias y (b) la interpretación del entorno de modo que se puedan detectar objetos sospechosos, intrusiones de personal no autorizado y otras situaciones potencialmente peligrosas como focos de incendio y sobrecalentamientos en instalaciones. El proyecto incluye la creación de una interfaz gráfica intuitiva que permita al usuario interactuar con los robots y mapas creados, conocer las alarmas que se han generado e influir en la tarea desarrollada por los robots.

Tanto la cooperación entre los propios robots como la cooperación entre el posible operador remoto y los robots es fundamental para lograr una vigilancia eficaz. Se trata de un aspecto tecnológico puntero y con gran desarrollo en la investigación mundial actual. Otras tecnologías que intervienen en el proyecto, como el reconocimiento de objetos y personas, el aprendizaje profundo y la navegación autónoma de robots, también se encuentran entre las de mayor desarrollo en la actualidad. El grupo de investigación proponente cuenta con una trayectoria consolidada y amplia experiencia en los ámbitos de la robótica móvil, el aprendizaje máquina, procesamiento de imágenes y fusión multisensorial.

Por tanto, la idea propuesta se ubica dentro del ámbito de la transición digital, y busca la mejora y potenciación de la tecnología para aplicarla a tareas de seguridad y vigilancia de edificios, infraestructuras e instalaciones. El proyecto persigue la mejora de la calidad de trabajo de los empleados/as de seguridad y la mejora de la competitividad de las empresas de seguridad. En especial, se plantea el empleo de robots móviles en situaciones en las que resulta inadecuado o insuficiente el empleo de cámaras de seguridad estáticas, o bien para servir de apoyo y ayuda al personal de seguridad existente. Un caso de uso será, por ejemplo, la vigilancia de grandes extensiones de terreno en condiciones adversas (frío, calor extremo). Además, los robots móviles irán equipados con sensores que permitirán la detección de intrusiones o fallos de seguridad en condiciones de baja o nula iluminación. La propuesta además, pretende tener un mínimo impacto ecológico, pues empleará robots móviles eléctricos y altamente eficientes.


Proyecto TED2021-130901B-I00 financiado por:
  

Palabras Clave: Robot móvil, visión por computador, procesamiento de imágenes, fusión multisensorial, navegación de robots, aprendizaje profundo

Investigador Principal: A. Gil, L. Payá

Más Información...     

Título: Reconocimiento y creación de modelos de estructuras reticulares (ModRet)

Financiado por: Universidad Miguel Hernández de Elche

Duración: 2 años

Resumen: El proyecto se centra en la creación de modelos de estructuras reticulares. Este tipo de estructuras se encuentran en numerosas construcciones y requieren un mantenimiento continuado. Este mantenimiento se puede automatizar mediante un robot móvil que sea capaz de desplazarse a través de la estructura. Sin embargo, para poder abordar esta tarea, es necesario que el robot disponga de un modelo de la estructura, que le permita conocer su posición y planificar la trayectoria y secuencia de movimientos adecuadas para alcanzar el punto destino. Para crear este modelo, el robot recogerá información a medida que se desplaza a lo largo de la estructura por primera vez, mediante los sensores de que va equipado (fundamentalmente sistemas de visión omnidireccional). El modelado de este tipo de estructuras presenta varios aspectos diferenciales con respecto a otros entornos, como su simetría y presencia de estructuras visuales repetitivas, la gran variedad de puntos de vista desde la que pueden ser observadas, dependiendo de la trayectoria del robot, y los cambios que puede sufrir su apariencia, debido a las reparaciones desarrolladas por el robot. Considerando estas características, se dotará al modelo de una estructura jerárquica, con una capa de alto nivel con información sobre la topología de la estructura, y una o varias capas de bajo nivel, con datos sobre las barras y nodos, como su forma, ancho, planos que componen las barras y topología de nodos. Para la descripción de las escenas y extracción de información relevante se usarán técnicas de inteligencia artificial y aprendizaje profundo. Con estas herramientas se separará la información que rodea la estructura y sus condiciones (como las condiciones de iluminación) de la información de la celosía que rodea al robot (barras y nodos). Asimismo, se implementarán algoritmos para la creación del modelo del entorno de manera incremental, actualizándolo según el robot avanza y captura nueva información de la estructura.

Investigador Principal: L. Payá

Más Información...     

Título: Navegación de Robots en Entornos Dinámicos Mediante Mapas Compactos con Información Visual de Apariencia Global

Financiado por: CICYT Ministerio de Ciencia e Innovación

Duración: 01/09/2014 al 31/05/2017

Resumen: La realización de tareas por parte de robots móviles que se desenvuelven por un entorno desconocido es una de las líneas de investigación abiertas en la actualidad y que previsiblemente tendrá mayor repercusión a medio plazo. Para ello es necesario poder tener como referencia una información lo más precisa y detallada posible con objeto de que el robot o los robots que se encuentran ejecutando una determinada tarea pueden localizarse dentro del entorno de trabajo. Durante los últimos años se ha trabajado de forma notable y con excelente resultados en esta línea de investigación de creación de mapas de entornos a través de los cuales se pudieran localizar los robots en un proceso conjunto (Simultaneous Localization And Mapping). El grupo de investigación proponente se ha centrado durante los últimos años en esta línea de investigación teniendo como datos de partida para la creación del mapa, la información visual de cada uno de los sistemas de visión con que cuenten los robots. A partir de esta información visual, se han configurado mapas métricos con objeto de que los robots puedan localizarse y desarrollar tareas de navegación de una forma lo más precisa posible. Dentro de esta propuesta de investigación, el grupo proponente ha obtenido notables resultados.
Sin embargo, existen hoy en día incertidumbres y mejoras a satisfacer con objeto de poder utilizar dichos mapas de una forma más eficiente. Uno de los grandes problemas actualmente existentes es el tratamiento de la información visual que se ha modificado en los entornos a medida que los robots desarrollan sus tareas. Los mapas creados deben ser actualizados de forma paulatina teniendo en cuenta la dinámica realmente existente en los entornos de trabajo. Otra de las propuestas abiertas consiste en integrar en dichos mapas información de apariencia global a la vez que se compatibilizan la estructura métrica de los mismos, de manera que la localización del robot sea más efectiva en grandes entornos e incluso poder acometer una localización jerárquica dentro del mapa. Es en este ámbito donde se centra el presente proyecto de investigación, en el que a partir de los resultados alcanzados hasta el momento se plantea acometer nuevas líneas de investigación consistentes en desarrollar mapas visuales dinámicos teniendo en cuenta la información semántica y topológica aportada por los sistemas de visión todo ello en entornos de 6 grados de libertad.

Palabras Clave: Robots Móviles, Mapas Visuales, Navegación Topológica y Compacta, SLAM Visual

Investigador Principal: A. Gil, O. Reinoso

Más Información...     

Título: Convenio de Colaboración para el desarrollo del proyecto "Hacia la formación práctica ubicua y digital en robótica mediante laboratorios remotos”

Financiado por: Centro de Inteligencia Digital de la Provincia de Alicante (CENID)

Duración: 6 meses (abril 2022 - octubre 2022)

Resumen: Este proyecto pretende desarrollar un laboratorio remoto, que consiste en una plataforma ciberfísica que permite al estudiantado de carreras técnicas conectarse a robots de forma remota, para hacer prácticas de laboratorio y experimentos con dichos robots, a través de Internet. Esto permitirá dotar al estudiantado de mayor flexibilidad espacial y temporal, permitiéndoles hacer prácticas de laboratorio de forma ubicua, sin limitarlos a tener que desplazarse a un laboratorio físico para realizar las prácticas únicamente en las horas en las que el acceso a dicho laboratorio está habilitado. El estudiantado se conectará a los robots reales a través de un servidor web y, a través de una interfaz, podrá comandar movimientos o experimentos para realizar con los robots remotos. El movimiento de los robots se mostrará a través de una webcam en tiempo real, y también se devolverá información relativa a los resultados del experimento remoto, información que será captada mediante sensores de posición, velocidad, y fuerza, colocados en el robot real. Los robots remotos que se implementarán para hacer prácticas a distancia serán de tipo paralelo o de cadena cinemática cerrada, ya que éstos disponen de mayor riqueza que los robots tradicionales de cadena cinemática serie, a la hora de ser estudiados en asignaturas de control y robótica.

Las actividades que abarcará este proyecto serán las siguientes cuatro: 1) construcción de dos robots paralelos con los que el estudiantado pueda realizar prácticas y experimentos a través de internet, 2) implementación del servidor web que gestione las reservas y el acceso remoto de los robots por parte del estudiantado, 3) la programación de interfaces gráficas de usuario que permitan al estudiantado comandar órdenes y experimentos a la vez que se observa el movimiento del robot en tiempo real a través de una webcam, y 4) diseño de prácticas y experimentos didácticos a realizar con la ayuda del laboratorio remoto desarrollado. El principal resultado esperado de este proyecto es la materialización del mencionado laboratorio remoto, que permitirá flexibilizar la realización ubicua de prácticas con robots reales a distancia, haciendo uso de las tecnologías digitales al servicio de la enseñanza y el aprendizaje.

Palabras Clave: Robot paralelo, laboratorio remoto, prácticas de laboratorio, identificación, control

Investigador Principal: Adrián Peidró

Más Información...     

Título: Empleo de algoritmos para conciencia situacional en vuelo mediante visión artificial

Financiado por: Abionica Solutions S.L.

Duración: 05/2021 - 11/2021

Investigador Principal: A. Gil

Más Información...     

Título: Contrato para la realización de los trabajos de desarrollo experimental que forman parte del proyecto presentado al Plan Avanza2 de título "SUPVERT Vehículo Autónomo Aéreo para Inspección de estructuras Verticales"

Financiado por: IXION INDUSTRY AND AEROSPACE S.L.

Duración: 2014

Investigador Principal: O. Reinoso

Más Información...