Estoy realizando la tesis doctoral en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad Autónoma de Madrid.
Mi director es el profesor D. Eduardo Boemo Scalvinoni, con el que además colaboro en diferentes proyectos y cursos.
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DOCTORADO |
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En la robótica existen dos grandes áreas: manipulación y locomoción. La manipulación es la capacidad de actuar sobre los objetos, trasladándolos o modificándolos. Este área se centra en la construcción de manipuladores y brazos robóticos. La locomoción es la facultad de un robot para poder desplazarse de un lugar a otro. Los robots con capacidad locomotiva se llaman Robots móviles.
Uno de los grandes retos en el área de la locomoción es el de desarrollar un robot que sea capaz de moverse por cualquier tipo de entorno, por muy escarpado que sea. Esto tiene especial interés en la exploración de otros planetas, en los que no se sabe qué tipo de terreno nos podemos encontrar.
Hasta 1993, se diseñaban robots para cada tipo de terreno. En 1994 apareció el primer robot basado en los paradigmas de la robótica modular reconfigurable : Polybot. ¿Por qué no trabajar en una nueva línea de investigación en la que no se diseñen robots específicos para cada terreno, sino que el propio robot se adapte al terreno, modificando su forma y su manera de de desplazarse?
Mark Yim se puede considerar como el padre de esta disciplina. Actualmente está en el PARC, trabajando en la tercera generación de módulos para Polybot.
Los objetivos no están del todo fijados. Sin embargo, las líneas de investigación se centran en las siguientes ideas:
Plataforma. Desarrollo de una plataforma de trabajo para investigar en el campo de la Robótica modular reconfigurable, a tres niveles:
Mecánica
Electrónica
Software
Hardware reconfigurable. En vez de diseñar un hardware "estático", tiene más sentido trabajar con hardware reconfigurable. Si un robot modular reconfigurable puede cambiar su forma para adaptarse al medio por el que se desplaza, parece lógico pensar que también tenga la capacidad de reconfigurar su hardware. Que pueda cambiar su forma y también su hardware.
Estudio de la locomoción en robots ápodos. Aplicar la plataforma desarrollada para estudiar la locomoción, centrándose en los parámetros estabilidad, velocidad y consumo. Estudio restringido a la locomoción estáticamente estable. Obtener resultados en los casos:
Locomoción en línea recta
Locomoción en un plano
Generación de movimiento. Una vez caracterizado el movimiento, se desarrollará un "motor" capaz generar las secuencias de movimiento óptimas, según las especificaciones del operador (reducción de consumo, aumento de la estabilidad, mayor velocidad...).
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La Tesis se va a desarrollar en lo posible bajo sistemas GNU/LINUX. Todo el software desarrollado estará bajo licencia GPL. El hardware será abierto, estando disponibles todos los esquemas, PCBs y ficheros de fabricación, para que cualquier persona o instutición lo pueda fabricar. Asimismo, se facilitarán todos los planos mecánicos. |
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Construcción del prototipo Cube Revolutions, constituido por 8 Módulos Y1 conectados en fase.
Trabajo de iniciación a la investigación [2003]
Título: Diseño de Robots Ápodos
Se ha creado una plataforma para trabajar con robots modulares, aplicada a los robots ápodos. El trabajo se divide en las siguientes partes:
Estado del arte sobre los robots ápodos existentes, centrándose en la robótica modular reconfigurable aplicada al problema de la locomoción.
Diseño y construcción de los módulos Y1. Primera generación de módulos para la construcción de robots modulares. Tienen un único grado de libertad, constituido por un Servo Futaba 3003. Tienen la característica de poderse unir en fase o en desfase. Además de los planos, se ha desarrollado un modelo virtual.
Construcción del robot ápodo Cube Reloaded, a partir de 4 módulos Y1 conectados en fase. Se adapta la electrónica y software desarrollados para Cube 2.0
Se proponen y evalúan dos alternativas de control basadas en FPGA. Una mediante lógica combinacional y secuencial, y otra usando una CPU empotrada.
Pruebas de movimiento. Cube Realoded consigue superar un circuito de pruebas constituido por un cilindro de papel de 8cm de diámetro y un escalón de 3.5cm de alto, lo que pone de manifiesto la versatilidad en la locomoción.
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Módulo Y1 |
Modelo 3D |
Cube Reloaded |
Cube Reloaded 3D |
Trabajos relalizados en el periodo de docencia del Doctorado:
Proyecto Labobot : Control de Servos a traves de una FPGA. Desarrollada una unidad de PWM en VHDL, para el control de Servos Futaba 3003. Como aplicacion práctica se mueve un sistema constituido por dos minicamaras conectadas a dos servos cada una. El software está en C y permite reproducir una serie de secuencias programadas. La plataforma de trabajo es la tarjeta LABOMAT que incorpora un microprocesador 68360 y una FPGA XC4013E de Xilinx, entre otras cosas.
Tarjeta JPS-XPC84 :Entrenadora para FPGA. Entrenadora basada en hardware abierto para las FPGAs de la familia 4000 y Spartan I de Xilinx. Puede trabajar en modo autónomo, cargando el bitstream de configuración desde una eeprom serie integrada, o bien se puede descargar desde el PC o un microcontrolador externo.
Principales líneas de investigación en robots ápodos. En este trabajo se muestran los modelos más significativos que se están desarrollando en los principales centros de investigación, analizando las tecnologías y los problemas que se resuelven.
Servicio SMS: un enfoque práctico. Aplicación GTERM. Trabajo no relacionado directamente con mi tesis. Programada en C, usando las librerías gráficas GTK 1.2. Permite enviar mensajes SMS desde el PC utilizando un módem GSM.
En mi proyecto fin de carrera: "Diseño y construcción de un robot articulado que emula modelos animales: aplicación a un gusano", desarrollé el robot gusano Cube 2.0. Las dos preguntas fundamentales que motivaron su realización fueron las siguientes:
¿Es posible realizar un robot SIN PATAS NI RUEDAS que se pueda desplazar?
¿Qué modelos hay que aplicar para coordinar los motores y conseguir el movimiento?
Los resultados obtenidos fueron muy esperanzadores, lo que dió pie a continuar con las investigaciones realizando esta tesis doctoral. Puedes encontrar todo el trabajo publicado aquí.
D. Eduardo Boemo Scalvinoni, Tutor de esta Tesis
Javier Macías Guarasa, tutor de mi proyecto fin de carrera: cube 2.0
Sergio López-Buedo. Autor del microprocesador PandaBear, utilizado como alternativa para mover a Cube Realoded usando una FPGA. También es coautor de la tarjeta JPS
Iván González. Desarrollo de la alternativa de locomoción de Cube Reloaded basada en una FPGA y en el micro PandaBear.
Pablo Haya Coll Coautor de la placa JPS.
PARC, Palo Alto Research Cencer
Robótica modular reconfigurable en el PARC.
Polybot, un robot modular reconfigurable, desarrollado en el PARC
Mark Yim, el padre de la Robótica Modular Reconfigurable
Tercera generación de los módulos de Polybot
Cube Revolutions, robot àpodo de 8 servos
módulos Y1, usados para la construcción de Cube Reloaded
Cube Reloaded, Robot ápodo
Diseño de robots ápodos, Trabajo de iniciación a la investigación. Julio 2003
1/Ene/2006: Actualización. Añadido enlace a la nueva versión: Cube Revolutions.
22/Dic/2003: Actulización: Añadidos enlaces a Cube Reloaded y al trabajo de iniciación a la investigación Diseño de robots ápodos
29/Ago/2003: Actualización: Trabajo de iniciación a la investigación, introdución y objetivos
20/Mar/2002: Versión inicial de la página
