Título: Aseguramiento de robots manipuladores con fallos de balanceo libre en articulaciones actuadas mediante la extinción de sus auto-movimientos incontrolados

Financiado por: CONSELLERIA DE INNOVACIÓN, UNIVERSIDADES, CIENCIA Y SOCIEDAD DIGITAL

Duración: 1/1/22-31/12/23

Resumen: Cuando un robot plenamente actuado sufre un fallo de balanceo libre (o fallo de torque) en alguna de sus articulaciones actuadas, el robot se convierte en subactuado y admite movimientos incontrolados aunque bloqueemos el resto de actuadores sanos. Dichos movimientos incontrolados son peligrosos porque pueden provocar la colisión del robot consigo mismo o con obstáculos del entorno.

En este proyecto se propone desarrollar un método de control de robots que han sufrido dicho fallo de balanceo libre, para lograr bloquear al robot subactuado sin necesidad de usar actuadores redundantes ni frenos, suprimiendo de forma segura sus movimientos incontrolados de balanceo libre. El método que se propone consiste en variar las articulaciones actuadas sanas hasta que las variedades de auto-movimiento del robot subactuado degeneren en un punto. Tales variedades de auto-movimiento son curvas, superficies y análogos de dimensión superior, y su forma y tamaño cambian al mover las articulaciones actuadas sanas. Dado que los movimientos incontrolados de un robot subactuado se producen a lo largo de tales variedades de auto-movimiento, el hacer que dichas variedades degeneren en un punto suprime de forma efectiva dichos movimientos incontrolados, ya que el rango de movimiento incontrolado del robot se reduce a un único punto.


Proyecto financiado por la Consellería de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Generalitat Valenciana

Palabras Clave: Robot paralelo, subactuado, redundante, variedades de auto-movimiento, fallo de balanceo libre, fallo de torque

Investigador Principal: Adrián Peidró

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Título: Diseño y estudio de reguladores de par computado para atravesar singularidades en robots paralelos

Financiado por: CONSELLERIA DE INNOVACIÓN, UNIVERSIDADES, CIENCIA Y SOCIEDAD DIGITAL, Generalitat Valenciana

Duración: 01/01/2021-31/12/2021

Resumen: Los robots paralelos controlan el movimiento de su efector final o pinza mediante múltiples cadenas cinemáticas conectadas en paralelo, formando cadenas cinemáticas cerradas. Esto les proporciona mayor rigidez estructural y prestaciones dinámicas, pero también limita su espacio de trabajo y lo divide en distintas regiones separadas por singularidades de tipo paralelo (también llamadas de tipo 2) que no existen en los robots seriales o de cadena cinemática abierta. Cuando el robot atraviesa una de esas singularidades no es posible controlar el movimiento de su efector final en cualquier dirección arbitraria, requiriéndose para ello pares de actuación infinitamente grandes en los actuadores. Esto dificulta el cruzamiento de tales singularidades para que el robot pueda aprovechar al máximo todo su espacio de trabajo.

En trabajos previos, otros investigadores han evitado la divergencia de los pares de actuación diseñando la trayectoria del efector final de modo que, al cruzar la singularidad, el modelo dinámico del robot no degenere, satisfaciendo para ello cierta condición de no-degeneración derivada por otros investigadores en el pasado. Esto presenta el incoveniente de que la trayectoria utilizada para atravesar la singularidad no puede ser una cualquiera, sino que debe diseñarse de modo que se cumpla la mencionada condición de no-degeneración.

En este proyecto se propone el diseño de nuevas leyes de Control de Par Computado (en inglés: Computed-Torque Control) que permitan atravesar las mencionadas singularidades paralelas evitando la divergencia de los pares de actuación, para que éstos permanezcan finitos durante el cruzamiento de la singularidad, y además evitando tener que diseñar la trayectoria para cumplir esto, pudiendo elegir trayectorias arbitrarias. Para lograr esto en el presente proyecto, se propone considerar los pequeños errores de modelado que siempre se producen al modelar la dinámica del robot a controlar. Esos pequeños errores provocan que el seguimiento de la trayectoria deseada no sea perfecto, lo cual proporciona cierto margen para cumplir la condición de no-degeneración simplemente adaptando las ganancias proporcional y derivativa del regulador, dejando totalmente libre la trayectoria. El control propuesto se probará en este proyecto mediante la simulación con robots paralelos de ejemplo, y también con su ensayo en robots paralelos reales.

Proyecto financiado por la Consellería de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Generalitat Valenciana

Palabras Clave: robot paralelo, singularidad, control de par computado

Investigador Principal: Adrián Peidró

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Título: Creación de Mapas Mediante Métodos de Apariencia Visual para la Navegación de Robots

Financiado por: CICYT Ministerio de Ciencia e Innovación

Duración: 01/01/2017 al 31/12/2019

Resumen: Para que un robot móvil pueda realizar una tarea de manera autónoma, debe ser capaz de moverse por cualquier tipo de entorno. Para ello, es necesario que dicho robot construya un modelo del entorno que le permita estimar su posición y navegar hacia los puntos destino.
La creación de mapas y navegación es una línea de investigación muy activa, en la que se han centrado numerosos investigadores que han desarrollado muy diversos algoritmos usando diferente información sensorial. Hasta el momento la mayor parte de los esfuerzos se han centrado en establecer modelos de entornos a partir de información puntual y relevante del mismo sin considerar un estudio global de la escena en su conjunto.
 
En respuesta a este desafío, este proyecto plantea la mejora y desarrollo de nuevos mecanismos que permitan un modelado eficiente, robusto y preciso de entornos, haciendo uso de sistemas de visión omnidireccional. El grupo de investigación proponente ha avanzado en estas áreas en los últimos años, desarrollando diversos algoritmos de creación de mapas, localización, SLAM y exploración a partir de la información proporcionada por diferentes tipos de sistemas de visión montados sobre los propios robots. Para ello, ha explorado con profundidad las posibilidades que ofrecen los métodos de descripción de escenas basados en la extracción de características locales y los basados en la apariencia visual global, llegando a resultados notables en estas áreas.

Palabras Clave: Robótica móvil, navegación autónoma, visión por computador, sistemas omnidireccionales

Investigador Principal: L. Payá, O. Reinoso

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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

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Título: Creación de mapas topológicos a partir de la apariencia global de un conjunto de escenas

Financiado por: Generalitat Valenciana

Duración: 01/01/2015 - 31/12/2016

Resumen: Cuando un robot móvil desarrolla una tarea dentro de un entorno determinado, necesita tener cierto conocimiento del mismo para poder acometer de forma efectiva dicha tarea. Generalmente los entornos por los que se desenvuelven los robots son no estructurados, complejos y cambiantes. De este modo, resulta crucial crear modelos de estos entornos a partir de la información y observaciones que capturen los robots dentro del mismo, con objeto de que la localización sea efectiva. Es en este ámbito donde se centra la propuesta del proyecto.
 
El objetivo principal que planteamos consiste en resolver el problema de creación de mapas de un entorno desconocido, teniendo como entrada la información aportada por un sistema de visión instalado sobre el robot que explora dicho entorno. La alternativa tradicional para resolver este tipo de problemas consiste en la extracción de características locales de las escenas y la creación de mapas métricos en los que es posible estimar la posición del robot respecto a un sistema de referencia global salvo un determinado error asociado. Frente a esta filosofía, nosotros planteamos hacer uso de la información de apariencia global de las escenas para crear mapas topológicos, que contienen información de las localizaciones que componen el entorno y las relaciones de conectividad entre ellas. Se trata de alternativas más recientes  y computacionalmente eficientes que, sin embargo, necesitan un estudio profundo en tareas de creación de mapas robustos  de entornos extensos y con características dinámicas.

Palabras Clave: Visión omnidireccional, apariencia global, mapa topológico, localización jerárquica.

Investigador Principal: L. Payá

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GRASS: Pavimentos de Césped Artificial

Título: Generación de criterios para el desarrollo de bases amortiguadoras aplicadas a pavimentos de césped artificial

Financiado por: Euro Grass 2002 S.L.

Duración: 2009

Investigador Principal: O. Reinoso

Título: Diseño e implementación de buscador electrónico de normativa en el sector del metal: "MetaleX"

Financiado por: FEMPA

Duración: 2006 - 2007

Resumen: Contrato para actividades de apoyo tecnológico entre la Universidad Miguel Hernández y la Federación de Empresarios del Metal de la Provincia de Alicante (FEMPA) para el diseño e implementación de buscador electrónico de normativa en el sector del metal: "MetaleX"

Palabras Clave: metalex, fempa

Investigador Principal: D. Ubeda

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Integración de Robots Móviles en Fitur 2009

Título: Asesoramiento en la integración de robots móviles en turismo

Financiado por: Turisme d'Elx (Ayuntamiento de Elche)

Duración: 2009

Resumen: Prestación de servicios para tareas de asesoramiento en la integración de robots móviles en la feria de turismo FITUR 2009

Palabras Clave: fitur, robot, turismo, elche

Investigador Principal: D. Ubeda

Colaboración con el Laboratorio de Ingeniería Acústica y Vibraciones de la UMH

Título: Colaboración con el Laboratorio de Ingeniería Acústica y Vibraciones de la UMH

Financiado por: Laboratorio de Ingeniería Acústica y Vibraciones de la UMH

Duración: 2007-08

Resumen: Las labores de colaboración se fijaron entorno a la creación del mapa acústico de la ciudad de Elche 

Palabras Clave: ruido, acústico, sonometro, mapa

Investigador Principal: D. Ubeda