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CUBE RELOADED |
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Actualización: 01/Enero/2006: Publicada la versión siguiente del robot: .Cube Revolutions |
Realizado como parte del trabajo de iniciación a la investigación para la obtención del DEA, en la E.P.S de la UAM. Se expuso ante el Tribunal de Estudios Avanzados en Junio del 2003.
Cube Reloaded es un robot ápodo, capaz de avanzar en línea recta sin utilizar patas, mediante movimientos sinusoidales de sus segmentos. Es una versión mejorada de Cube 2.0.
Objetivos: Hacer un gusano más modular y centrarse en la creación de unos módulos que permitan crear robots modulares reconfigurables. Esta es la primera generación en el caminio hacia los robots ápodos modulares y reconfigurables.
En este vídeo se pude ver una secuencia de movimiento. Un tren de ondas sinusoidales recorren el gusano desde la cola hasta la cabeza, logrando que avance. En este otro vídeo, Cube Reloaded se "pliega" sobre sí mismo.
Diseño modular. Construido uniendo 4 Módulos Y1. Mecanicamente se puede hacer tan largo como se quiera, sin más que añadir más módulos.
Modelo virtual. Se ha hecho un modelo 3D de los Módulos Y1, lo que permite generar un modelo virtual de Cube Reloaded. Se ha usado el programa Blender, que es Libre y Multiplataforma
Robot Abierto. Se ha publicado bajo una licencia abierta, que permite su copia, modificación y distribución. Toda la documentación y planos están disponibles. Todas las herramientas empleadas en su diseño son libres.
Desplazamiento por un plano. Cube Reloaded se ha configurando conectando los Módulos Y1 en fase, de manera que sólo puede avanzar en línea recta. Sin embargo, se pueden conectar desfasados, lo que permite que se pueda mover siguiendo trayectorias dentro de un plano. No se ha implementado todavía un software que permita la generación de movimiento en un plano, pero ya es mecanicamente viable. En la siguiente foto se puede ver a Cube Reloaded, situado en la parte inferior y a Cube Larva, en la parte superior. En este último los módulos están desfasados.
AUTOR: Juan González Gómez
DIRECTOR: Eduardo Boemo-Scalvinoni.
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Este proyecto tiene una licencia GPL. Todo el software, documentación, hardware y estructuras mecánicas se puede copiar, modificar y distribuir siempre y cuando se mantenga esta nota. |
Cube Reloaded está construido a partir de 4 Módulos Y1 conectados en fase. Todos los planos se encuentra disponibles aquí. Se han diseñado utilizando el programa QCAD para Linux (también disponible como paquete Debian).
Para probar los módulos, se ha construido otra versión, Cube Larva, formado por 4 módulos Y1 desfasados. En la parte superior de la foto se puede ver a Cube Reloaded y en la inferior a Cube Larva
En Cube Reloaded toda la electróncia se sitúa fuera del gusano lo que permite experimentar con diferentes tecnologías. Se puede controlar con la tarjeta CT6811, basada en el microcontrolador 6811 de motorola. En la foto de la izquierda se puede ver a Cube Reloaded conectado a esta tarjeta. Desde un ordenador conectado a la CT6811 a través del puerto serie (RS-232) se envían las secuencias de movimiento.
También se puede controlar desde la tarjeta JPS , que incorpora una FPGA de tipo Spartan I (Ver foto de la derecha). La FPGA permite utilizar diferentes alternativas. Se puede emplear desde un circuito dedicado, hasta un microcontrolador descrito en VHDL con una unidad de PWM "mapeada".
Puedes
encontrar más información aquí
Para el posicionamiento de los servos hay que generar una señal PWM. Se puede realizar desde una FPGA o desde un microcontrolador.
En el artículo "Alternativas Hardware para la Locomoción de un Robot Ápodo", presentado en el JCRA 2003, se puede encontrar más información sobre el control usando FPGAs.
Los servos se pueden posicionar desde el PC, usando la versión 2.1 del programa cube-fisico, un cliente del servidor Servos8 [Proyecto Stargate], a través del puerto serie. Se ha usado la implementación de servos8 para la Tarjeta CT6811.
Puedes encontrar más información aquí
En este nivel de control se resuelve el problema de la coordinación de las articulaciones. Para ello se utiliza un gusano virtual, sobre el que se aplica el modelo de movimiento basado en la propagación de ondas sinusoidales.
Mediante el programa cube-virtual (versión 1.4.2) se generan las secuencias de movimiento, a partir de los parámetros de la onda sinusoidal que queremos que recorra el gusano. Las secuencias se almacenan en un fichero para luego ser reproducidas usando el programa cube-fisico.
Cube Reloaded se puede desplazar usando semiondas, con lo que se consigue un movimiento más estable.
Puedes
encontrar más información aquí
En uno de los experimentos realizados, Cube Reloaded tiene que atravesar un circuito de pruebas constituido por un cilindro de cartón de 8 cm de diámetro y un escalón de 3.5cm de alto.
Para el control se usó la tarjeta CT6811, conectada al PC, donde un operador selecciona los patrones de movimiento más adecuados para cada obstáculo
Puedes encontrar más información aquí
El nombre de Cube viene de la película de terror del mismo nombre. El apellido "Reloaded" se ha tomado de la II parte de Matrix: Matrix Reloaded. La siguiente versión será Cube Revolutions, nombre inspirado en la III parte de Matrix: Matrix Revolutions.
[Mayo/2001]: Cube 2.0, realizado como proyecto fin de Carrera
[Abril/2003]: Demostración de Cube Reloaded las I Jornadas de Robótica, organizadas por la rama de estudiantes del IEEE de la Universidad Alfonso X El Sabio
[Junio/2003]: Expuesto trabajo de iniciación a la investigación, en la Universidad Autónoma de Madrid. Se hizo una demostración de Cube Reloaded
[Julio/2003]: Demostración de Cube Reloaded en el Curso de verano de Linux organizado en la Universidad Autónoma de Madrid
[Sep/2003]: Demostración en el JCRA, celebrado en la Universidad Autónoma de Madrid
[Sep/2003]: Demostración en el VI Congreso de Hispalinux, celebrado en la Universidad Rey Juan Carlos I
En esta foto se puede ver a Cube 2.0 junto a Cube Reloaded y Cube Larva.
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Documentación |
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tea.pdf(2,4MB) |
"Diseño de robots ápodos". Trabajo de iniciación a la investigación. Julio 2003. Información sobre Cube Reloaded y los Módulos Y1, entre otras cosas |
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tea-presentacion.pdf(1,8MB) |
Presentación del trabajo de iniciación a la investigación, en PDF |
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tea-presentacion.sxi(4,3MB) |
Presentación del trabajo de iniciación a la investigación, para OpenOffice |
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Software |
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cube_fisico-2.1.tgz(81KB) |
Programa cube-fisico 2.1, para mover a Cube Reloaded desde el PC. Plataforma: Linux, GTK-1.2 |
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cube_virtual-1.4.2.tgz(66KB) |
Programa Cube-virtual, 1.4.2. Generación de secuencias para Cube Reloaded. Plataforma: Linux, GTK-1.2 |
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Servidor servos8, para la tarjeta CT6811 con un E2 |
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Secuencias de movimiento |
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K=1, Amplitud=10 |
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K=1, Amplitud=30 |
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K=1, Amplitud=50 |
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K=2, Amplitud=5 |
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K=2, Amplitud=20 |
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Semionda, Amplitud=10 |
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Semionda, Amplitud=50 |
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Todas las secuencias generadas con K=1 |
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Todas las secuencias generadas con K=2 |
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Todas las secuencias generadas con una semionda |
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Vídeos |
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cube-crm-1.avi(1,9MB) |
Cube Reloaded Avanzando, con una onda sinusoidal de pequeña amplitud |
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cube-crm-4.avi(1,7MB) |
Cube Reloaded plegándose sobre sí mismo |
Diseño de Robots Ápodos, trabajo de iniciación a la investigación. Julio 2003.
Cube 2.0, versión anterior a Cube Reloaded
Módulos Y1, módulos mecánicos para la construcción de robots modulares
tarjeta CT6811, entrenadora basada en el microcontrolador 6811 de Motorola
tarjeta JPS, entrenadora para FPGA
Proyecto Stargate, control de dispositivos desde el PC
Servidor Servos8 [Proyecto Stargate], movimiento de 8 servos desde el PC
Servos Futaba 3003, servos usados en Cube Reloaded
1/Ene/2006: Actualización. Añadido enlace a la nueva versión: Cube Revolutions.
22/Dic/2003: Actualización: Añadido enlace al trabajo de iniciación a la investigación Diseño de Robots Ápodos
12/Dic/2003: Publicado Cube Reloaded
