Sistema de planificacion en una mano robotica

Una Arquitectura Basada En Multi-Agentes Para La Planificación Del Agarre Estable En Una Mano Robótica

Eduar Dorado Daza, Edwar Añasco Parra,
Jaime Díaz Chávez

Universidad del Cauca, Facultad de Ingeniería Electrónica y telecomunicaciones,
Departamento de Electrónica, Instrumentación y Control
Programa de Ingeniería en Automática Industrial
Popayán, Cauca, Colombia
Junio-2010Resumen: En este documento se presenta una arquitectura de planificación distribuida para el agarre estable de objetos con una prótesis de mano robótica de 12 grados de libertad (GDL). El diseño de la arquitectura es realizado usando un enfoque basado en multi-agentes combinado con el enfoque de pre-contacto, en el cual cada dedo es considerado como un agente que interactúa con los demás paradesempeñar ajustes de agarre en línea sin requerir contacto prematuro con el objeto o estrategias de re-agarre. Los ajustes se hacen de acuerdo con la información extraída de un arreglo de sensores de proximidad ópticos ubicados en la punta y falange proximal de cada dedo. Esta información contiene la orientación y la distancia de la superficie del objeto que permite a cada dedo adaptarse a la geometría delobjeto en orden de aumentar la calidad del agarre. En este documento también se muestra como con la ayuda de los sensores de proximidad puede ser posible aplicar la hipótesis de los dedos virtuales para simplificar el problema de control del agarre de una mano multi-dedo a un problema, más sencillo, donde solo se controlan dos dedos virtuales.

Palabras clave: multi-agentes, pre-contacto, dedovirtual, planificación y control del agarre estable, calidad del agarre.

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1. INTRODUCCION

Como los humanos, los robots necesitan un cierto nivel de autonomía, reactividad, pro-actividad y habilidad social para desarrollar sus tareas [1]. Una mano robótica multi-dedo, que sirva como prótesis de mano robótica, necesita autonomía para enfrentarse ante situaciones imprevistas,como: el agarre de objetos desconocidos, el deslizamiento del objeto cuando se esta agarrando, perturbaciones por parte del ambiente y muchos otros inconvenientes que se pueden dar al tratar de agarrar un objeto; La reactividad en una mano robótica es la respuesta de ésta en tiempo real ante eventos críticos de tiempo para realizar un buen agarre; la pro-actividad esta representada en la persecuciónde un agarre estable aún en caso de fallas; la habilidad social se puede ver cuando se la toma como un conjunto de dedos unidos a una palma que colaboran entre si para llevar a cabo un agarre. Estas características son normalmente citadas como razón para adoptar la tecnología de agentes [1], ya que precisamente, entre las principales características de un agente se encuentran la autonomía, lareactividad y la pro-actividad. Estas características toman aún mas sentido cuando los agentes están situados en ambientes dinámicos, es decir, en ambientes que cambian rápidamente. Para este tipo de ambientes se necesita que varios agentes interactúen entre si para lograr solucionar problemas de gran complejidad. Dado que un problema complejo, es divido en sub-problemas que son resueltos, masfácilmente, por cada agente de manera individual, obteniéndose así sistemas más autónomos, robustos, escalables y modulares [1]. Aprovechando las cualidades que ofrece la tecnología de agentes, muchos investigadores de robótica la han aplicado para hacer sus robots más inteligentes. Específicamente los robots son diseñados para que los procesos de planificación y control sean distribuidos en variosagentes quienes se encargan de una parte de cada uno de estos sub-procesos.

Recientemente se ha propuesto un nuevo enfoque de planificación del agarre basado en sensores de proximidad conocido como el enfoque de pre-contacto (pretouch) [2],[3].Este enfoque propone darle un nuevo sentido a la mano, el cual se basa en el uso de sensores de proximidad ópticos o de campo eléctrico y un control...