Robotica modular

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La modulación es la capacidad que tienen los seres vivos pertenecientes al reino animal que les permite trasladarse voluntariamente de un lugar a otro. Hay dos aspectos importantes a tener en cuenta: el control y la voluntariedad.
Los robots dotados de capacidad locomotiva se denominan robots móviles. El campo de la robótica que estudia el diseño de robots capaces de desenvolverse por sí mismosen entornos desconocidos se denomina robótica móvil
El estudio de la locomoción se divide en dos niveles, que denominaremos inferior y superior. El nivel inferior es el encargado del control y la coordinación de los actuadores para que el robot se desplace. Engloba también los diferentes tipos de maneras de caminar que se pueden lograr (giros, desplazamiento en línea recta, desplazamientolateral, etc).
En 1994, Mark Yim, en su tesis doctoral, propuso un enfoque nuevo. La idea es construir robots a partir de módulos sencillos, que se unan unos con otros para formar diferentes configuraciones. La máxima versatilidad se conseguiría si estos robots modulares tuviesen la capacidad de autoconfigurarse. De esta manera, los robots pueden cambiar su forma para desplazarse de la manera más eficientesegún el terreno.
Para ilustrar esta idea, Yim propuso un escenario en el que un robot debería llegar desde su laboratorio de Stanford al edificio contiguo. Para ello tendría que cruzar por la entrada, pasar por 3debajo de la barandilla, bajar un escalón y desplazarse por el campo. Ninguno de los robots conoci-dos lo podría hacer, ni siquiera siendo teleoperado. Sin embargo, un robot modularautoconfigurable podría adoptar la forma de rueda para cruzar el porche, a continuación se convertiría en un gusano para pasar por debajo de la barandilla y bajar el escalón. Finalmente se transformaría en un robot cuadrúpedo para moverse por el terreno abrupto. Es un robot que ha utilizado tres formas diferentes de locomoción. Se ha adaptado al terreno para desplazarse de la manera más eficiente.Así nació una nueva área de investigación: la robótica modular .En ella se diseñan los módulos básicos y a partir de ellos se crean diferentes configuraciones de robots. Cada una tendrá unas características locomotivas diferentes. Si además los módulos son autoconfigurables, los robots podrán seleccionaren cada momento la configuración más óptima para cada entorno. Surge así una nueva línea deinvestigación: la locomoción de los robots modulares, donde el objetivo es estudiar las propiedades locomotivas de todas las posibles configuraciones
Como una primera aproximación los robots modulares se pueden clasificar según las dimensiones de su topología, apareciendo las configuraciones con topologías de una, dos y tres dimensiones. Cada uno de estos grupos tendrá unas características diferentes ydentro de cada familia aparecerán subfamilias con otras propiedades.

Otro aspecto importante en la locomotión de los robots modulares es el controlador empleado. Sumisión es la de calcular las posiciones de las articulaciones en cada instante, en función de los pará-metros establecidos. La solución clásica es el empleo de controladores específicos que obtienen los ángulos de las articulacionesmediante cinemática inversa. Como entrada se usan las curvas de trayectoria (bien del centro de masas o bien de los extremos de las patas, en caso de tenerlas) y se obtienen las posiciones de los servos. Este enfoque presenta dos problemas al aplicarlo a los robots modulares. Por un lado estos controladores son demasiado específicos, lo que dificulta su reutilización en otras configuraciones. Cadaconfiguración tiene su propia cinemática y por tanto sus propias ecuaciones, por lo que cada controlador sería diferente. Por otro lado, la potencia de cálculo necesaria es alta. La cinemática inversa requiere de muchos cálculos que deben realizarse rápidamente, lo que imponer estricciones en la elección del microprocesador y su velocidad de funcionamiento.
Mark Yim, al que se puede considerar el padre...
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