2.3.4 Control

Según el número de grados de libertad (DOF) controlables, en relación con los DOF del robot, tenemos los siguientes tipos de robots:

• no-holonómicos: DOF controlables < DOF. Por ejemplo un coche.
• Holonómicos: DOF Controlables = DOF (ejemplo: brazo robot con 6 grados libertad).
• Redundante: DOF Controlables > DOF. (ejemplo: brazo robot con más de 6 articulaciones, un gusano robot). No sólo importa el punto final, sino la ``forma'' que tiene el robot.
• Hiper-redundantes: DOF Controlables >> DOF.

En general, los robots modulares reconfigurables pertenecen a la categoría de Hiper-redundantes. Por ello el elemento clave que se va buscando en el control es la simplicidad y también es muy importante la escalabilidad (y ser lo más independiente posible del número de módulos).

El control de Polypod se realiza a tres niveles:

1. Nivel bajo: Control PID de la posición de ambos motores de los segmentos. A este nivel se le pasa la posición deseada y éste actúa sobre sobre los motores.
2. Nivel de comportamiento. Se definen tres comportamientos para cada grado de libertad del módulo. Son:
   1. Modo fin (end mode): Moverse en un sentido u otro (+/-) hasta llegar al final. Si un segmento está en modo +end, se expanderá lo máximo posible e informará al nivel superior cuando termine. Si está en modo -end hará lo mismo pero contrayéndose. (Lo mismo para el otro DOF). Obsérvese que el nivel superior no especifica la posición, sino el comportamiento.
   2. Modo muelle (spring mode): Se mueve a una posición u otra en función de la fuerza/par medidos. Por ejemplo, si está en modo +spring y no se le aplica fuerza permanecerá expandido. Si se sitúa carga se contraerá un determinado valor (determinado por la constante k del muelle que se está simulando). El modo -spring se comporta de forma contrario a como lo hace un muelle. Lo mismo es válido para el otro grado de libertad.
   3. Modo NO (no mode). El módulo permanece en la misma posición.
3. Nivel Alto. Tablas de control, que definen la secuencia de comportamientos que se aplicarán a los módulos, así como el instante en el que pasar de una fila a otra. Por ejemplo, imaginemos un comportamiento muy sencillo. 4 segmentos unidos formando una cadena. Se quiere que se expandan y que luego se contraigan, todos a la vez. La tabla de control tendrá dos filas por 4 columnas. Se añade una quinta columna para indicar la condición de ``disparo'' que es la que determina cuando se pasa a ejecutar la siguiente fila. Una condición de disparo podría ser que todos los modulos se hayan expandido. Sólo se está utilizando el grado de libertado correspondiente a la contracción-expansión, por lo que el DOF restante de todos los módulos se pone en el no mode.

   En la primera fila, todos los módulos tendrían el comportamiento +end y en la segunda fila el -end. La tabla de control sería de esta manera:

   
   

   Paso	Segmentos 1 2 3 4				Condición de disparo
   0	+end	+end	+end	+end	1,2,3,4
   1	-end	-end	-end	-end	1,2,3,4

   
   

   El controlador de este nivel sólo tiene que ir a la primera fila, enviar el comportamiento al nivel inferior y esperar a que se cumpla la condición de disparo. A continuación se leen los valores de la siguiente fila y se repite la operación. Al llegar al final de la tabla se vuelve a comenzar.

Este sistema de control tan sencillo ha servido para implementar en Polypod todos los patrones de movimiento descritos en el apartado , salvo el de la araña.