Tutorial: Simulación de robots ápodos modulares con ODE


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He escrito un tutorial sobre simulación de robots ápodos modulales con ODE. El ODE (Open Dynamics Engine) es el motor físico (libre y multiplataforma) que he utilizado para hacer las simulaciones de los robots de mi tesis.

El tutorial comienza por el ejemplo más simple posible (un “hola mundo”) y finaliza con la locomoción en 2D de un robot serpiente de 16 módulos.

La motivación es enseñar cómo realizar la locomoción de robots modulares para que otros puedan introducirse en este mundo y desarrollen sus propios robots y/o simulaciones. En mi caso, tardé mucho tiempo en encontrar el ODE, aprenderlo y desarrollar el software para hacer los experimentos de mi tesis. Cuando estuve buscando información en internet encontré muy poca. Me hubiera gustado que alguien hubiese escrito este tutorial. Así que, una vez que ya he terminado la tesis, he decidido hacerlo para ayudar a otros investigadores.

Obijuan

Simulaciones de las configuraciones mínimas


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En mi tesis he estudiado la locomoción de los robots ápodos de cualquier número M de módulos. En entradas anteriores he puesto simulaciones de robots de 32 y 8 módulos, de los grupos cabeceo-cabeceo y cabeceo-viraje.

El número mínimo de módulos necesarios para conseguir la locomoción en línea recta es de 2. En este vídeo se puede ver la simulación de Minicube-I. Se muestran los desplazamientos cuando se aplican diferentes valores para la diferencia de fase y amplitud:

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=JlS_I6BFUeI[/youtube]

Para lograr la locomoción en 2D se necesitan al menos 3 módulos, con conexión de cabeceo-viraje. Esta configuración mínima puede realizar al menos 5 tipos de movimientos:

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=xDlPCCwI6r0[/youtube]

Para el estudio de la cinemática de los movimientos en línea recta, he empleado modelos alámbricos. Para simularlos uso módulos “planos”:

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=Rt1Oq3g7SDs[/youtube]

Obijuan

Mi nuevo Arduino Nano


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Esta semana he recibido mi nuevo Arduino Nano. Me lo he comprado para aprender sobre los microcontroladores AVR de Atmel. Llevo muchos años trabajando con los Pics de Microchip. Y la verdad, no he terminado de cogerlos el gustillo. Los PICS no han logrado ilusionarme.

Ahora quiero probar los AVR. No lo hago por una cuestión técnica. Al final, con cualquier micro puedes hacer cualquier aplicación. La diferencia la encuentro en las comunidades de usuarios que utilizan los micros. Mi forma de ser y de pensar encaja mucho más con la filosofía de la comunidad de AVRs que con la de los PICs. Y también es cierto, que el que los AVR se puedan programar usando el copilador GCC de GNU es una gran motivación. Recientes sucesos en mi vida me han hecho reflexionar y decidirme a empezar desde cero con estos micros.

Y qué mejor manera de empezar que comprando un Arduino Nano, que es Hardware libre. Es la primera vez que compro una placa libre. Hasta ahora yo sólo usaba las que nos construíamos nosotros, que también son libres. El saber que compras una placa y que tienes absolutamente toda la información disponible me da una gran sensación de libertad y me ilusiona.


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La tarjeta Skypic la voy a seguir usando. He dedicado muchos años de mi vida a su desarrollo y a la creación de documentación y software. Pero ahora la compaginaré con el AVR. No descarto tampoco hacer una entrenadora nueva que sea compatible con la Skypic pero que use el AVR. Si la desarrollo la llamaré Tarjeta Skywars. Pero de momento tengo que aprender a programar los AVR.

Obijuan

Simulaciones de robots ápodos (II)


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Continuo haciendo vídeos de las simulaciones de mis robots modulares. En esta se puede ver cómo varía la locomoción de Cube Revolutions según los valores de los parámetros:

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=9Bcl_bbBtDw[/youtube]

Y en esta los diferentes modos de caminar del robot Hypercube.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=_3IfJaMWs_o[/youtube]

Todos los movimientos están realizados simplemente haciendo oscilar los módulos sinusoidalmente.

Obijuan

Simulaciones de robots ápodos


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Estoy haciando vídeos con algunas de las simulaciones de los robots ápodos de mi tesis. En esta se pueden ver 8 modos de caminar de un robot de 32 módulos del grupo cabeceo-viraje: Desplazamiento en línea recta, giros, rotación en S y U, desplazamiento lateral normal, inclinado, remero y movimiento de rodar.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=gQQus3OcLJk[/youtube]

En esta simulación se muestra la locomoción en línea recta de un robot de 32 módulos del grupo cabeceo-cabeceo:

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=wR9vSaX3L8U[/youtube]

Para estas simulaciones se está usando el ODE (Open Dynamic Engine). Es un motor de simulaciones físicas, libre y multiplataforma. Las fuentes del simulador las publicaré cuando termine de hacer limpieza del código.

Obijuan

Doctor Obijuan :-)


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Ya soy el Dr. Obijuan 😀

Estaba muy nervioso, pero todo salió bién. En la foto superior están todos los miembros del tribunal. De derecha a izquierda: Dr. Miguel Ángel García, Dr. Houxiang Zhang, Dr. Vicente Matellán, Dra. Cristina Urdiales y Dr. Jose María Cañas. En la parte de la izquierda está mi director: Dr. Eduardo Boemo.

Con los nervios de la lectura, no sé bien cuántas personas vinieron. Entre los asistentes estaban Angel de Castro, Jose Alberto Hernández, Sergio López-Buedo, Bas Huiszoon, Walter Fuertes, …


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Los robóticos incondicionales Andrés Prieto-Moreno, Alejandro Alonso y Ricardo Gómez


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Xavier de Blas vino expresamente desde Barcelona 😉 Me hizo mucha ilusión verle allí


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También vino desde Málaga Chris (centro de la foto). Sólo nos conocíamos virtualmente a través de Internet. Me hizo mucha ilusión que también estuviese allí. En la derecha está Juan José Domínguez, socio de A.R.D.E.


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Y también estuvo mi mujer Mercedes, ayudándome con todos los preparativos. A nuestro hijo Juan lo dejamos con los abuelos 😉

Toda la información de la tesis: presentación, memoria, vídeos, la estoy publicando en esta página del wiki.

Con esto pongo fin a una etapa que comencé en el 2001, cuando decidí dejar la empresa y convertirme en científico-investigador. Ahora comienzo una etapa nueva, con mucha ilusión, ganas y bastante incertidumbre sobre el futuro.

Obijuan

Lectura de mi tesis: El día del juicio final


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Este viernes, 21 de Noviembre de 2008, tengo la defensa de mi tesis. El lugar es el aula 503 del Módulo C-VI (Departamento de Geología) de la facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid. Hora: a las 12h

Aquí está disponible un mapa del campus de la UAM. Yo normalmente estoy en el laboratorio B-209 de la Escuela Politécnica Superior (edificio 6 en el mapa), pero la lectura será en el edificio 5 (Facultad de ciencias).

Información sobre cómo llegar al campus

Los miembros del tribunal son:

* Presidente: Dr. Vicente Matellán. Universidad de León.
* Secretario: Dr. Miguel Ángel García. Universidad Autónoma de Madrid.
* Vocal: Dra. Cristina Urdiales. Universidad de Málaga
* Vocal: Dr. Jose María Cañas. Universidad Rey Juan Carlos
* Vocal: Dr. Houxiang Zhang. Universidad de Hamburgo (Alemania).

La defensa será en Inglés (bueno, en mi Spanghlish!). Estáis todos invitados.

Obijuan

VIII simposium Internacional sobre computación


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Me han invitado al VIII Simposium Internacional sobre computación a dar una conferencia sobre Robótica Modular Libre, organizado por el Instituto Tecnológico Superior de Cajeme (ITESCA). El evento se celebrará los días del 5 al 7 de Noviembre en la ciudad de Obregrón (Sonora, México). Aquí está el programa de conferencias. La mía será el viernes 7 a las 19:00 horas.

Las transparencias de la presentación las publicaré cuando termine el evento.
Ya están publicadas

Obijuan

PD.- Fe de erratas: En la página con el resumen de mi charla, me han puesto el título de Doctor (Dr.). Espero serlo en breve, dentro de unas semanas, pero oficialmente todavía no lo soy.

Skybot-test 1.0 liberado


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Acabo de liberar la versión 1.0 del Skybot-test, un programa con interfaz gráfica que permite el control del robot Skybot, así como la visualización en pantalla del estado de todos sus sensores: 4 CNY70 (infrarrojos), 4 bumpers y un sensor de luz. Aquí se puede ver un pantallazo de su ejecución en una máquina GNU/Linux con Debian/Etch:


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Es un programa muy útil para realizar pruebas con el skybot y detectar si todos los sensores y motores están funcionando correctamente. Es libre y multiplataforma. Está programado en Python y usa librerías gráficas wxpython. Este es el aspecto que tiene al ejecutarse en una máquina con windows XP:


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Si tienes un Skybot prueba el programa y dime los fallos que encuentres. Está muy probado en Linux, pero no tanto en Windows. Para las pruebas de Windows he utilizado una máquina virtual (VirtualBox) sobre Debian Etch.

Obijuan