Robotica Modular
Páginas: 7 (1654 palabras)
Publicado: 5 de noviembre de 2012
Robótica Modular y Locomoción
Juan González Gómez
Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid
Máster de Sistemas Telemáticos e Informáticos. Universidad Rey Juan Carlos. 6-Mayo-2009
1
Robótica Modular y Locomoción
índice
1.
Introducción
2. Módulos Y1 3. Osciladores 4. Locomoción en 1D 5. Locomoción en 2D 6. Simulación 7. Conclusiones y trabajos futurosMáster de Sistemas Telemáticos e Informáticos. Universidad Rey Juan Carlos. Mayo-2009
2
El Problema de la locomoción (I)
Diseñar y contruir un robot capaz de desplazarse desde un punto a otro con independencia del terreno
●
Arquitectura Nivel Superior Nivel Inferior
Ámbito de estudio
3
El Problema de la locomoción (II)
Enfoque clásico:
● ● ●
● ● ●
Estudiar entornoDiseñar la morfología del robot Realizar los modos de caminar
NASA interesada en este problema Exploración de planetas Ej. Robots Ambler y Dante II
(Ambler, Krotkov et al, 1989)
(Dante II, Bares et al, 1994)
4
El Problema de la locomoción (III)
Enfoque Modular: (Yim, 1995) Robótica modular Auto-configurable
● ●
Robots creados a partir de módulos Adaptan su morfología al terrenoAutoconfiguración simple Rueda -> gusano
Primer experimento de autoconfiguración dinámica ● Rueda -> gusano -> cuadrúpedo
●
(Polybot G1, Yim et al. 1997)
(Polybot G2, Yim et al. 2000)
5
El Problema de la locomoción (IV)
Enfoque Bio-inspirado:
● ●
Vídeos: 1,2
Universidad de Bremen (Alemania)
Imitar a la naturaleza Se quiere un “robot cabra” :-)
Boston Dynamics
(Scorpio,Dirk et al. 2007)
(BigDog, Raibert et al. 2008)
(Aramies, Sastra. 2008)
6
Locomoción de robots modulares
●
Nueva área de investigación: La locomoción de robots modulares Aspectos importantes:
●
●
Morfología del robot. ¿Qué forma tiene el robot? Controlador. ¿Cómo lograr el desplazamiento?
●
Clasificación según morfología: Topología 1D Topología 2D Topología 3D
Robotsápodos
7
Clasificación robots ápodos
Clasificación según el conexionado entre módulos: Robots ápodos
Cabeceo-cabeceo
Viraje-viraje
Cabeceo-viraje
Grupos que estamos investigando
8
Controladores
●
Problema de la coordinación:
Mover las articulaciones adecuadamente para lograr que el robot se desplace
●
Enfoque Clásico: Modelado matemático ● Cálculo de lacinemática inversa ● Problema: ecuaciones sólo válidas para una morfología concreta CPG CPG CPG
●
Enfoque Bio-inspirado: CPGs ● Actúan directamentne sobre los músculos ● Sincronización entre ellos
9
Hipótesis: Osciladores sinusoidales
Reemplazar los CPGs por un modelo simplificado CPG CPG CPG
●
●
Osciladores sinusoidales:
i t =Ai sin
2 i Oi T
●
Ventajas: ● Senecesitan pocos recursos para su implementación
10
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 :-)
●
●
11
Robótica Modular y Locomoción
índice
1.
Introducción
2. Módulos Y1 3. Osciladores 4. Locomoción en 1D 5.Locomoción en 2D 6. Simulación 7. Conclusiones y trabajos futuros
Máster de Sistemas Telemáticos e Informáticos. Universidad Rey Juan Carlos. Mayo-2009
12
Módulos Y1
Vídeos,3-5
●
Un grado de libertad Fácil construcción Servo: Futaba 3003 Material: Plástico de 3mm Dimensiones: 52x52x72mm Dos tipos de conexiones
●
●
●
●
●
13
Herramientas de diseño (I): QCAD14
15
Herramientas de diseño (II): Blender
16
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
Tarjeta Skypic (II)
Puerto B...
Juan González Gómez
Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid
Máster de Sistemas Telemáticos e Informáticos. Universidad Rey Juan Carlos. 6-Mayo-2009
1
Robótica Modular y Locomoción
índice
1.
Introducción
2. Módulos Y1 3. Osciladores 4. Locomoción en 1D 5. Locomoción en 2D 6. Simulación 7. Conclusiones y trabajos futurosMáster de Sistemas Telemáticos e Informáticos. Universidad Rey Juan Carlos. Mayo-2009
2
El Problema de la locomoción (I)
Diseñar y contruir un robot capaz de desplazarse desde un punto a otro con independencia del terreno
●
Arquitectura Nivel Superior Nivel Inferior
Ámbito de estudio
3
El Problema de la locomoción (II)
Enfoque clásico:
● ● ●
● ● ●
Estudiar entornoDiseñar la morfología del robot Realizar los modos de caminar
NASA interesada en este problema Exploración de planetas Ej. Robots Ambler y Dante II
(Ambler, Krotkov et al, 1989)
(Dante II, Bares et al, 1994)
4
El Problema de la locomoción (III)
Enfoque Modular: (Yim, 1995) Robótica modular Auto-configurable
● ●
Robots creados a partir de módulos Adaptan su morfología al terrenoAutoconfiguración simple Rueda -> gusano
Primer experimento de autoconfiguración dinámica ● Rueda -> gusano -> cuadrúpedo
●
(Polybot G1, Yim et al. 1997)
(Polybot G2, Yim et al. 2000)
5
El Problema de la locomoción (IV)
Enfoque Bio-inspirado:
● ●
Vídeos: 1,2
Universidad de Bremen (Alemania)
Imitar a la naturaleza Se quiere un “robot cabra” :-)
Boston Dynamics
(Scorpio,Dirk et al. 2007)
(BigDog, Raibert et al. 2008)
(Aramies, Sastra. 2008)
6
Locomoción de robots modulares
●
Nueva área de investigación: La locomoción de robots modulares Aspectos importantes:
●
●
Morfología del robot. ¿Qué forma tiene el robot? Controlador. ¿Cómo lograr el desplazamiento?
●
Clasificación según morfología: Topología 1D Topología 2D Topología 3D
Robotsápodos
7
Clasificación robots ápodos
Clasificación según el conexionado entre módulos: Robots ápodos
Cabeceo-cabeceo
Viraje-viraje
Cabeceo-viraje
Grupos que estamos investigando
8
Controladores
●
Problema de la coordinación:
Mover las articulaciones adecuadamente para lograr que el robot se desplace
●
Enfoque Clásico: Modelado matemático ● Cálculo de lacinemática inversa ● Problema: ecuaciones sólo válidas para una morfología concreta CPG CPG CPG
●
Enfoque Bio-inspirado: CPGs ● Actúan directamentne sobre los músculos ● Sincronización entre ellos
9
Hipótesis: Osciladores sinusoidales
Reemplazar los CPGs por un modelo simplificado CPG CPG CPG
●
●
Osciladores sinusoidales:
i t =Ai sin
2 i Oi T
●
Ventajas: ● Senecesitan pocos recursos para su implementación
10
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 :-)
●
●
11
Robótica Modular y Locomoción
índice
1.
Introducción
2. Módulos Y1 3. Osciladores 4. Locomoción en 1D 5.Locomoción en 2D 6. Simulación 7. Conclusiones y trabajos futuros
Máster de Sistemas Telemáticos e Informáticos. Universidad Rey Juan Carlos. Mayo-2009
12
Módulos Y1
Vídeos,3-5
●
Un grado de libertad Fácil construcción Servo: Futaba 3003 Material: Plástico de 3mm Dimensiones: 52x52x72mm Dos tipos de conexiones
●
●
●
●
●
13
Herramientas de diseño (I): QCAD14
15
Herramientas de diseño (II): Blender
16
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...
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●
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19
Tarjeta Skypic (II)
Puerto B...
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