Charla en el IRC: “Cube Begins...”


Introducción

Una de las actividades de la asociación de robótica A.R.D.E, es la de difundir la robótica a través de charlas impartidas por el IRC. Yo tuve el honor de ser el primero de los “conferenciantes” . Hablé sobre la “saga” de robots modulares en la que estoy trabajando: cómo nació la idea, los problemas que fui encontrando, la evolución, etc.

Información


Registro de la charla (Log)

Presentación

@Moderador_uno > Bueno son las 19:00 , ahora vamos a comenzar
@Moderador_uno > Bienvenidos a la primera conferencia del irc organizada por A.R.D.E.
@Moderador_uno > titulada "Cube Begins..."
@Moderador_uno > Esta conferencia correrá a cargo de Juan González Gómez.
@Moderador_uno > Juan es profesor de robótica en la Universidad Autónoma de Madrid.
@Moderador_uno > Cofundador de IEARobotics (www.iearobotics.com) y miembro de A.R.D.E. como vosotros
@Moderador_uno > Juan investiga desde hace años en el área de robótica modular reconfigurable,
@Moderador_uno > especialmente en la modalidad de ápodos (robots sin patas).
@Moderador_uno > Ha desarrollado una saga de robots gusano denominados "Cube"
@Moderador_uno > (Cube 1.0 => Cube 2.0 => Cube Reloaded => Cube Revolutions).
@Moderador_uno > Durante la conferencia explicará cómo empezó, cómo se le ocurrió la idea,
@Moderador_uno > que tecnología empleó y cómo fue evolucionando.
@Moderador_uno > Al final habrá un tiempo para que hagáis a Juan las preguntas que queráis sobre este tema.
@Moderador_dos > El funcionamiento del canal es moderado
@Moderador_uno > Al ser un irc moderado, no podréis escribir directamente sin que se os de la palabra.
@Moderador_uno > Para ello tendréis que mandar un mensaje a uno de los dos moderadores,
@Moderador_uno > cosa que se hace dando al botón derecho del ratón sobre uno de los nombres de los moderadores
@Moderador_uno > ahora cedemos la palabra a Juan González.
@Moderador_uno > Juan, bienvenido y muchas gracias por inaugurar las sesiones de conferencias en el irc de A.R.D.E.
@obijuan > Gracias por la presentación :-)
@obijuan > Y muchas gracias por invitarme
@obijuan > voy a empezar primero con los antecedentes, para que los que no me conozcan sepan algo de mí
@obijuan > y cómo me he metido en este mundo
@obijuan > Mi página personal es esta, para los que queráis cotillear:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/


ANTECEDENTES

@obijuan > Desde pequeño la robótica me ha fascinado, me imagino que como a todos vosotros
@obijuan > Tal vez sea porque veía la serie de Mazinguer Z, no lo sé
@obijuan > Comencé con esto de la informática a las 11 años, con un maravilloso Spectrum. Me enganché :-)
@obijuan > Entré en la Universidad en el curso 91/92. Aunque la informática siempre me ha apasionado, me decanté por estudiar Teleco
@obijuan > para aprender más sobre electrónica
@obijuan > En el 95, en una de las asignaturas, descubrimos los microcontroladores
@obijuan > Por aquel entonces, los micros eran "esos grandes desconocidos".
@obijuan > No eran tan populares como ahora. Me fascinaron
@obijuan > ¡Tu propio mini-ordenador en pequeñito!!
@obijuan > Junto con Andrés Prieto-Moreno, Juan José San Martín (Peco) y Cristina Doblado:


@obijuan > empezamos a construir sistemas basados en el microcontrolador 68hc11 de Motorola. Cada vez más sofisticados
@obijuan > En paralelo empezamos a aplicar estos sistemas para el control de robots: lectura de sensores, movimiento de motores...
@obijuan > ¡Qué emoción cuando movimos nuestro primero motor!!!!
@obijuan > Después de hacer unas cuantas tarjetas con el 6811, nos planteamos tener un "cerebro" mínimo y fácil de usar,
@obijuan > a partir del cual poder hacer prototipos muy rápidamente, no sólo de robots
@obijuan > Así fue como nació la tarjeta CT6811:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/proyectos/ct6811/ct6811.html
@obijuan > Cono este hardware podíamos construir robots muy rápidamente y nos dimos cuenta que era muy fácil
@obijuan > Empezamos a dar talleres de robótica para enseñar a la gente cómo construirse su primer robot.
@obijuan > Por cierto, que en el taller del 97 fue donde conocí a Jorge Montero ;-), uno de los webmasters de A.R.D.E.
@obijuan > y que me acabo de enterar que va a ser padre!!
@obijuan > La CT6811 fue la primera placa que hicimos de manera "industrial" (placa verde).
@obijuan > Para aplicaciones de robótica hicimos la tarjeta CT293, que nos permitía mover dos motores de contínua y
@obijuan > utilizar 4 sensores de infrarrojos del tipo CNY70:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/proyectos/ct293/ct293.html
@obijuan > Con ello construimos el robot Tritt. El robot más básico posible, hecho con piezas de lego y servos Futaba "trucados":
@obijuan > http://www.iearobotics.com/proyectos/tritt/tritt.html
@obijuan > Además, hicimos otros robots, como quark:


@obijuan > Monumental:


@obijuan > Goliat, que en realidad este fue el primer seguidor de línea que hicimos:


@obijuan > Y otros un poco más sofisticados como la hormiga Benita:


@obijuan > Por cierto, el nombre se lo pusimos por un profesor de la escuela que se llamaba Benito :-)
@obijuan > También, por esa época es cuando fui seducido por el "lado libre del software" y me pasé definitivamente a Linux, otra de mis grandes pasiones

CUBE 1.0

@obijuan > Yo me plantee el proyecto fin de carrera por el 99, que por aquel entonces estaba haciendo la mili, en Cádiz por cierto ;-)
@obijuan > Ya habíamos hecho robots con ruedas, robots con orugas y robots articulados. Andrés estaba trabajando en Puchobot, que también fue su proyecto fin de carrera:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/andres/proyectos/pucho/pucho.html
@obijuan > A mí siempre me habían gustado mucho los brazos robots, así que empecé a construir uno
@obijuan > Como material utilicé madera. Era muy fácil de cortar con segueta, de taladrar, etc...
@obijuan > Para las articulaciones usaba los archi-conocidos servos futaba:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/proyectos/cuadernos/ct3/ct3.html
@obijuan > Hice una primera estructura mecánica como prototipo (es una pena, no tengo fotos), con 3 servos
@obijuan > Encontré cantidad de problemas: excesivas vibraciones, problemas de fuerza (el servo del nombro no podía levantar todo el brazo), etc...
@obijuan > lo típico cuando uno empieza a hacer este tipo de robots :-)
@obijuan > Así que desmonté la estructura para hacer una mejor y cuando lo tenía desmontado me fijé en el antebrazo y el brazo del robot,
@obijuan > que estaban unidos por un servo
@obijuan > Lo empecé a mover con la mano y fue cuando se me ocurrió la idea de hacer una "cadena de servos" unidos por piezas de madera
@obijuan > Y rápidamente me surgió la pregunta:
@obijuan > ¿Se podría hacer que esta cadena de servos se mueva en línea recta?
@obijuan > ¿Cómo habría que cooridnar los servos para andar? Y así nació CUBE 1.0 :-)
@obijuan > Por cierto, el nombre viene de la película de miedo CUBE. Me encantó y como por entonces un robot tipo gusano era algo "raro", lo bauticé como Cube
@obijuan > Con las mismas piezas de madera del brazo robot improvisé una cadena de 3 servos
@obijuan > Los servos estaban unidos mediante piezas rectangulares pegadas con cinta aislante (super cutre)
@obijuan > Una cutre-estructura improvisada sobre la marcha, para hacerme una idea
@obijuan > En el PC tenía hecho un programa, para consola, que me permitía mover los servos y estuve haciendo experimentos.
@obijuan > Ví que aquello se podría llegar a mover y que era viable
@obijuan > Así que hice una estructura un poco mejor, también con madera:


@obijuan > Fijaros que los servos tienen "doble eje"
@obijuan > Esta fue una idea de Andrés y que estaba utilizando en PuchoBot. Tomando las piezas sueltas de un servo (que también se venden) se podía unir la parte superior (del eje) con un servo normal, como podéis ver aquí:


@obijuan > Así se consigue tener un servo con un falso eje y es más fácil hacer los robots articulados
@obijuan > Recordar que esto era por el 1999-2000. Hoy hay soluciones más sencillas para el doble eje, como la que ha utilizado Alejandro Alonso en Melanie, pegando un "gancho de cocina" directamente en la base del servo
@Moderador_uno > si me permites Juan es para que vean el doble eje
@obijuan > si, claro
@Moderador_uno > http://www.webdearde.com/arde/conferencia-cube/servos-de-canto2.gif
@obijuan > o como la estructura de doble eje de Robótika que ha puesto en la web de A.R.D.E.
@obijuan > http://www.webdearde.com/modules/Talleres/segundoejeservo/index.html
@obijuan > Añadí una tarjeta CT6811, unas pilas para la electrónica y así ya estaba listo Cube 1.0:


@obijuan > Pero... cómo se movía?
@obijuan > Las secuencias de movimiento las generaba manualmente
@obijuan > La Tarjeta CT6811 se conectaba por el puerto serie al PC y en él ejecutaba el programa "cube-físico", que me permitía crear y reproducir secuencias de movimiento.


@obijuan > Mediante las barras deslizantes se colocan las articulaciones del gusano y se graba su posición
@obijuan > Luego se sitúan en otra posición y así se generan las secuencias...
@obijuan > es un proceso lento. Al finalizar, se reproduce la secuencia y el gusano se mueve
@obijuan > Para el interfaz de generación/reproducción de secuencias me basé, una vez más, en el software que había hecho Andrés para PuchoBot
@obijuan > Lo programé para entornos Linux, en lenguaje C, utilizando las librerías gráficas GTK 1.0
@obijuan > Mediante estas secuencias manuales, CUBE 1.0 se movía. Lo hacía de manera muy brusca, pero se movía
@obijuan > La primera vez que lo vió moverse mi hermana exclamó: "Qué asco!!"
@obijuan > y claro, a mí me llenó de orgullo porque eso quería decir que se parecía en algo a un gusano de verdad :-)
@obijuan > Luego me hice la pregunta: "¿Cómo se podría hacer para que las articulaciones se coordinasen correctamente y que se consiguiese generar movimiento de una manera automática?”
@obijuan > y así es como nació la siguiente versión de Cube: Cube 2.0, que fue la que presenté como proyecto fin de carrera

CUBE 2.0

@obijuan > Desafortunadamente de Cube 2.0 no tengo muchos vídeos.
@obijuan > Por esa época era muy difícil encontrar cámaras de vídeo digitales con vídeo (casi nadie tenía). Aquí podéis ver un vídeo un poco cutre:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/proyectos/cube-2.0/video/cube-2-0-video.mpg
@obijuan > La estructura mecánica está un poco mejorada. Esta vez utilicé como material metacrilato transparente de 3 mm
@obijuan > Aquí hay más información sobre la mecánica:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/proyectos/cube-2.0/mecanica.html
@obijuan > Toda la información me gusta publicarla :-). La web de Cube 2.0 es:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/proyectos/cube-2.0/cube.html
@obijuan > Este es un plano de la mecánica final de Cube 2.0:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/proyectos/cube-2.0/planos/estructura-cube.pdf
@obijuan > Sólo tiene 4 servos, pero con la idea de que en el futuro se pudiesen incorporar más, utilicé como electrónica la red de microcontroladores que había diseñado Andrés para PuchoBot.
@obijuan > Él había hecho una placa muy pequeña y barata, con la que controlar directamente 4 servos. Es la tarjeta BT6811:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/proyectos/bt6811/bt6811.html
@obijuan > Mediante el bus SPI de Motorola, una Tarjeta CT6811 enviaría comandos a las BT6811s para posicionar los servos
@obijuan > El esquema para controlar un gusano con 8 servos sería el siguiente:


@obijuan > Ahora Cube era ampliable, tanto a nivel de mecánica como a nivel electrónico
@obijuan > Me quedaba por hacer lo más interesante: la generación automática de movimiento.
@obijuan > Me fijé en los gusanos de seda
@obijuan > El motivo fundamental era que son el único tipo de gusano que son socialmente aceptables y los podría tener en casa sin que mi madre me echara :-)
@obijuan > Vi que el movimiento realmente se hacía por la propagación de ondas que se desplazaban por el cuerpo del gusano, desde la cola hasta la cabeza
@obijuan > El cuerpo del gusano se iba deformando según la onda de contracción se iba propagando
@obijuan > La idea clave para conseguir el movimiento y coordinación era hacer que las articulaciones de Cube adoptasen la forma de una onda, en un instante de tiempo.
@obijuan > Hice un programa para modelar esto:


@obijuan > El gusano está modelado mediante círculos, que representan las articulaciones, unidos con líneas rectas, que representan los segmentos del cuerpo
@obijuan > Todas las articlaciones están situadas sobre una onda sinusoidal
@obijuan > Para generar la secuencia de movimiento se parte de una onda en un instante, de un gusano en reposo y utilizando el "algoritmo de ajuste" se calculan los ángulos de las articulaciones para que el gusano tome la forma de la onda:


@obijuan > Después, se desplaza la onda y se vuelve a "ajustar" el gusano:


@obijuan > Repitiendo el proceso se obtiene una secuencia de movimiento similar a esta:


@obijuan > Estas secuencias generadas se almacenan en un fichero y se pueden enviar a Cube 2.0 a través del puerto serie
@obijuan > Lo realmente interesante es que ahora el movimiento del gusano estaba caracterizado por los parámetros de las ondas.
@obijuan > Si se aplica una onda con menor amplitud, se consigue un tipo de movimiento.
@obijuan > Si se aplica otra amplitud o longitud de onda, se consigue otro diferente
@obijuan > ¡Ahora Cube se podía mover de infinitas maneras!
@obijuan > Una vez que tenía listo el software y el gusano andaba, lo documenté, escribí el proyecto y lo presenté
@obijuan > Toda la información, el software, el propio proyecto, etc, están disponibles en la dirección:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/proyectos/cube-2.0/cube.html
@obijuan > Para la gente que sólo quiera tener una idea general y leer una introducción a la robótica, podéis ver el capítulo de introducción:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/proyectos/cube-2.0/doc/cube_1.pdf
@obijuan > Los que os gusten más las matemáticas y queráis recordar cómo eran las ecuaciones de las ondas o profundizar en los detalles de los mecanismos de movimietno de Cube 2.0:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/proyectos/cube-2.0/doc/cube_2.pdf
@obijuan > Y para los que os guste más el cacharreo y queráis ver cómo está programado y cómo funcionan todas sus tripas:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/proyectos/cube-2.0/doc/cube_3.pdf
@obijuan > Este proyecto lo leí en Junio de 2001


CUBE RELOADED

@obijuan > Cuando leí el proyecto, yo estaba trabajando en una empresa (Pulsar) y antes de eso en Microbótica.
@obijuan > En el verano del 2001 decidí dejarlo todo, volver a la universidad y empezar el doctorado. Quería seguir investigando en robots ápodos
@obijuan > Durante el primer año del doctorado no tuve mucho tiempo para hacer mejoras. Pero destaco dos trabajos que hice:
@obijuan > Uno fue una tarjeta entrenadora para FPGA:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/jps-xpc84/jps-xpc84.html
@obijuan > y otro un estudio sobre el estado del arte de los robots ápodos:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Robots_apodos/estudio_apodos.html
@obijuan > Al hacer este trabajo fue cuando estudié con más detenimiento los trabajos de Mark Yim, un investigador que por aquel entonces estaba en el PARC,
@obijuan > y que había desarrollado toda la familia de robots Polybot:
@obijuan > http://www2.parc.com/spl/projects/modrobots/chain/polybot/
@obijuan > Quedé totalmente fascinado con la idea de la "Robótica Modular Reconfigurable":
@obijuan > Robots constituidos a partir de módulos muy simples y que son capaces de cambiar su forma
@obijuan > También me quedé alucinado de la sencillez de los módulos que había diseñado Mark Yim: Los módulos G1, construidos a partir de piezas de plástico y servos normales:
@obijuan > http://www2.parc.com/spl/projects/modrobots/chain/polybot/g1.html
@obijuan > Y sobre todo con la genial idea de la conexión en fase o desfase
@obijuan > Para conseguir 2 grados de libertad estos módulos se podían conectar con la misma orientación o rotados 90 grados uno con respecto al otro.
@obijuan > Una idea genial!! y sobre todo muy sencilla!!!!
@obijuan > Como trabajo de iniciación a la investigación, durante el segundo año del doctorado, decidí aplicar estas ideas,
@obijuan > y diseñar un nuevo robot gusano. Esta vez me centraría en diseñar unos módulos muy sencillos, basados en los de Mark Yim.
@obijuan > Y después de varios prototipos iniciales, obtuve los Módulos Y1:
@obijuan > www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Modulos-Y1/modulos-y1.html
@obijuan > Utilicé como material PVC expandido de 3 mm de grosor, que es muy fácil de cortar con una segueta y que se pega muy bien con pegamentos para plásticos
@obijuan > En este vídeo podéis ver un módulo Y1 en movimiento:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Modulos-Y1/download/video1.mpg
@obijuan > Estos módulos, sólo tienen un servo Futaba 3003. La electrónica y la alimentación se tienen que situar fuera
@obijuan > En esta foto podéis ver las dos formas de conexión:


@obijuan > Pero lo mejor es ver vídeos. Aquí hay dos módulo Y1 conectados en fase:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Modulos-Y1/download/video3.mpg
@obijuan > Y aquí dos en desfase:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Modulos-Y1/download/video2.mpg
@obijuan > Los planos están hechos con un programa libre de diseño en 2D (QCAD)
@obijuan > y están grabados en formato .dxf (que Autocad también puede leer)
@obijuan > Los modelos 3D los hice con el programa Blender, que es libre y está disponible para plataformas Linux y Windows:
@obijuan > http://www.blender.org/cms/Home.2.0.html
@obijuan > Los interesados probad a descargaros el Blender y luego cargad el módulo Y1 para verlo en 3D, desde todos los ángulos:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/Modulo-Y1.blend
@obijuan > Ya veréis cómo mola!!!!!
@obijuan > Para construir los módulo Y1 hay que imprimirse esta plantilla:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Modulos-Y1/download/plantillas.pdf
@obijuan > en una hoja Din-A4 transparente de tipo "pegatina", pegarla sobre la superficie de PVC o el material a emplear y con una segueta cortar las piezas
@obijuan > Una vez que tenemos las piezas, hay que seguir el proceso de montaje descrito aquí:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Modulos-Y1/montaje.html
@obijuan > Ahora, uniendo 4 módulo Y1 en fase, formando una cadena, se obtiene el robot Cube Reloaded.
@obijuan > El nombre viene de la segunda parte de Matrix: Matrix Reloaded.
@obijuan > Toda la documentación está aquí:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-reloaded/index.html
@obijuan > Aquí podéis ver un vídeo de Cube Reloaded en acción:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-reloaded/download/cube-crm-1.avi
@obijuan > El movimiento era mucho más suave que con Cube 2.0 y sobre todo mucho más real
@obijuan > Cambiando el tipo de onda y los parámetros se consiguen diferentes movimientos.
@obijuan > Al final de esta página podéis ver los distintos tipos de movimiento que se consiguen según las ondas aplicadas:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-reloaded/controlii.html
@obijuan > Por ejemplo, una amplitud pequeña permite que el gusano pueda pasar por debajo de obstáculos o que se introduzca por un tubo de pequeño diámetro.
@obijuan > Con una amplitud mayor, se podrá pasar por encima de obstáculos mayores.
@obijuan > El movimiento utilizando semi-ondas es más estabe, ya que hay más puntos de apoyo en todo momento
@obijuan > Este fichero de texto es un ejemplo de una secuencia de movimiento, para los más curiosos:
@obijuan > http://www.webdearde.com/arde/conferencia-cube/k1-a10.f4
@obijuan > Cada línea representa un vector de posición. Si vemos la primera [15,9,-8,-15], significa que el módulo 1 se debe situar en la posición 15 grados,
@obijuan > el segundo a 9, el tercero a -8 y el último a -15.
@obijuan > El software de reproducción de secuencias va recorriendo este fichero y situando en cada mometo a los servos donde corresponda
@obijuan > Cube Reloaded lo presenté en Junio de 2003. Para los que queráis conocer más detalles, lo podéis ver en esta página:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/tea/tea.html
@obijuan > (mi trabajo de iniciación a la investigación)
@obijuan > Aquí os pongo un enlace directo al trabajo en html:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/tea/html/tea.html

CUBE REVOLUTIONS

@obijuan > La siguiente generación es Cube Revolutions, nombre que también he tomado de la saga Matrix (lo sé, es muy friki :-)
@obijuan > La página todavía la tengo en construcción, pero aquí os dejo la preliminar:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/
@obijuan > Como se ve en esta imagen:


@obijuan > Cube Revolutions está formado por la unión en cadena de 8 módulos Y1 , conectados en fase.
@obijuan > Por tanto, sólo puede avanzar en línea recta (igual que los anteriores)
@obijuan > Al tener más módulos, es capaz de hacer más cosas. Por ejemplo puede comprimirse y expandirse:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/comp-ext.avi
@obijuan > Puede adoptar diferentes formas, como por ejemplo esta de "cobra":
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/cube-cobra.avi
@obijuan > Se mueve también utilizando propagación de ondas. En este vídeo se mueve con semiondas:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/cube-semionda.avi
@obijuan > Y aquí con ondas periódicas. El movimiento es mucho más suave:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/cube-onda-periodica.avi
@obijuan > Pero, también puede moverse de maneras totalmente diferentes: es capaz de cerrarse sobre sí mismo formando una "rueda" y ponerse a rodar:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/cube-rolling.avi
@obijuan > Cube Revolutions lo tuve listo en Febrero de 2004 y lo presenté por primera vez en la "IX semana de la investigación y la cultura de la Facultad de Informática de Madrid", SICFIMA,
@obijuan > donde fui invitado también por Alejandro Alonso, que estaba presentando a Melanie:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/conferencias/conf15/index.html
@obijuan > El siguiente evento fue Hispabot 2004:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/conferencias/conf14/index.html
@obijuan > Nos lo pasamos genial y alli fue donde Alejandro obtuvo el primer premio en la prueba libre por su espectacular robot hexápodo Melanie:
@obijuan > Ahora os voy a enseñar el lado friki de Cube :-)
@obijuan > Mirad este vídeo:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/cube-tux.avi
@obijuan > Lo que yo tengo construido es el "esqueleto", que luego se puede recubrir con algo para formar la piel
@obijuan > Por ejemplo, se pueden utilizar un par de calcetines viejos y el resultado es este:


@obijuan > jajajajajajaj
@obijuan > Y aquí podéis ver cómo se mueve:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/friki-cube1.avi
@obijuan > Aquí está pasando por una ruta más "difícil":
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/friki-cube2.avi
@obijuan > Y aquí está haciendo el "cobra":
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/friki-cube-cobra.avi
@obijuan > jajajaj Este es el lado friki de la robótica jjajajjaj
@obijuan > Para la electrónica de Cube Revolutions se puede utilizar la tarjeta CT6811, como en los anteriores, o bien la Skypic, que es casi igual que la CT6811, pero basada en el microcontrolador pic16f876a:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/proyectos/skypic/skypic.html
@obijuan > Para mover los servos hay que grabar en el micro el programa servidor:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/proyectos/stargate/servidores/sg-servos8/sg-servos8.html
@obijuan > Y en el PC se ejecuta un cliente que se comunica con el microcontrolador a través del puerto serie:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/proyectos/stargate/clientes/star-servos8/star-servos8.html
@obijuan > Está escrito en C, con las librerías gráficas GTK 2.0
@obijuan > Con Cube Revolutions ya casi se le ha sacado todo el "jugo" a un gusano que se pueda mover sólo en línea recta.
@obijuan > Lo siguiente fue empezar a estudiar el movimiento en 2D y el movimiento de otro tipo de configuraciones
@obijuan > Así es como nació MULTICUBE
@obijuan > Se me olvidaba, mirad esta animación de Cube Revolutions hecha con Blender:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-revolutions/download/cube-virtual-cobra.avi

MULTICUBE

@obijuan > En Octubre de 2004 decidí fabricar 8 nuevos módulos Y1, pero esta vez de una forma más industrial
@obijuan > Tomé los planos y los llevé a una tienda de plásticos para que me entregasen las piezas cortadas por láser (en vez de tener que hacerlas yo a mano)
@obijuan > Como material utilicé metacrilato gris de 3mm
@obijuan > Me hice la siguiente pregunta:
@obijuan > ¿Cual es el mínimo número de módulos necesarios para conseguir movimiento tanto en línea recta como en 2D?
@obijuan > Construí diferentes configuraciones de módulos. Al conjunto de todas las configuraciones que construí las llamé Multicube:


@obijuan > Empecé primero analizando la configuración más sencilla posible, constituida sólo por dos módulos Y1, conectados en fase.
@obijuan > Le puse el nombre de configuración PP (en inglés, Pitch-Pitch):


@obijuan > Es realmente interesante analizar su movimiento.
@obijuan > Si hacemos que el ángulo de los dos módulos varíe de forma sinusoidal, con la misma fase, es decir, que se les aplique exactamente la misma onda sinusoidal, el rsultado es que no hay movimiento:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video01-pp-0.avi
@obijuan > Si aplicamos un desfase de 180 grados, es decir, que las dos ondas sean opuestas, tampoco hay movimiento:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video02-pp-180.avi
@obijuan > Pero si aplicamos un desfase de 120 grados, el movimiento es muy bueno!!!!
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video03-pp-120.avi
@obijuan > La variación de la amplitud hace que el movimiento sea más rápido o más lento. Cambiando el signo de la fase, se cambia el sentido del avance:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video04-pp-120-forw-back.avi
@obijuan > Interesante, verdad? :-)
@Moderador_uno > Mucho
@Moderador_dos > Sí :)
@obijuan > Una conclusión es que si quieres tener tu propio robot modular que se mueva, sólo son necesarios dos módulos para que esto ande y puedas experimentar
@obijuan > Es decir, que con muy poco dinero puedes hacer experimentos de este tipo
@obijuan > ¿Y para conseguir que se mueva por un plano?
@obijuan > La siguiente configuración mínima es la que bauticé como PYP (del inglés Pitch-Yaw-Pitch):


@obijuan > Está constituida por tres módulos Y1. El del centro está rotado 90 grados con respecto a los otros
@obijuan > Ahora tenemos dos grados de libertad. ¿Qué movimientos puede hacer esta configuración?
@obijuan > Por supuesto puede moverse en línea recta. No hay más que dejar el módulo central en posición de 0 grados:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video05-pyp-1D-sinusoidal.avi
@obijuan > Si queremos que gire, para describir un arco, no hay más que fijar el módulo central a un ángulo distitno de cero, como por ejemplo 30 grados:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video06-pyp-2D-sinusoidal.avi
@obijuan > Pero puede hacer otros movimientos, como por ejemplo desplazarse lateralmente.
@obijuan > En esta coordinación las articulaciones de los extremos se mueven con la misma onda sinusoidal y la central está desfasada 90 grados:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video07-pyp-lateral-shift.avi
@obijuan > Y sin duda, para mí este es el movimiento más espectacular. ¡Esta configuracion es capaz de rotar!
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video08-pyp-lateral-rolling.avi
@obijuan > chulo, eh? :-) No veáis cómo me lo pasé investigando sobre estos temas
@Moderador_uno > Como un niño en uncharco con botas nuevas ?
@obijuan > Estas dos configuraciones de Multicube, PP y PYP, tienen una disposición en 1 dimensión. En realidad son "cadenas de módulos Y1"
@obijuan > Con estos módulos también se pueden hacer criaturas en 2D, como la que os muestro a continuación, que es una especie de estrella de mar:


@obijuan > Su movimiento no es muy bueno, pero es un ejemplo de la configuración mínima en 2D que se puede mover. Puede moverse en línea recta según tres direcciones diferentes:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video09-three-star-sinusoidal.avi
@obijuan > Y también puede rotar sobre un eje perpendicular al suelo, muy lentamente:
@obijuan > http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/Multicube/download/video10-three-star-rotation.avi
@obijuan > Ahora ya tengo los elementos necesarios para comenzar con la siguiente generación: HYPERCUBE
@obijuan > Serán 8 módulos Y1 conectados en desfase y podrá moverse en línea recta y en 2D
@obijuan > Gracias la financiación que logré por mi participación en la Campus Party y también con la ayuda de Ifara,
@obijuan > ya tengo las piezas y los servos para construir 20 módulos Y1 más!!!
@obijuan > ¿Qué nuevas criaturas saldrán en el futuro????
@obijuan > Y con esto ya he terminado. Muchas gracias a todos :-)
@Moderador_uno > Muchas gracias Juan por tu interesante conferencia.

PREGUNTAS

@Moderador_uno > Ahora pasaremos a la sesión de preguntas.
@obijuan > (ya no siento los dedos) :-)
@Mundobot > Juan, yo tengo una duda
@Mundobot > ¿es muy dura la robótica X-D?
@Mundobot > X-D
@obijuan > jajjajaja tú lo sabes mejor nadie. Sino mira esta foto:


@Moderador_uno > ¿Sería muy difícil hacer que cube fuese autónomo?. Es decir, sin estar conectado al PC.
@obijuan > La robótica es realmente dura, y genera mucho estresss
@obijuan > Por la electrónica no hay problema. Las secuencias de movimiento y generación se pueden meter en el PIC
@obijuan > El problema que veo es la alimentación
@obijuan > Consume bastante y la autonomía sería muy baja, pero sería posible
+Ranganok > hola
@obijuan > hola Ranganok
+Ranganok > has pensado en repartir la alimentación por los módulos Y?
+Ranganok > para evitar el problema?
@obijuan > Así es como lo tiene Polybot. Cada módulo tiene su propio microprocesador y sus propias baterías. Creo que es la forma más lógica
@obijuan > Tarde o temprano lo implementaré :-)
@Moderador_uno > ¿qué material has utilizado para la fabricación de su estructura y por qué?
@obijuan > En Multicube he usado metacrilato de 3mm
@obijuan > Es muy fácil de cortar, de encotrar y además es barato :-)
+manu_svq > has probado a utilizar servos digitales de 15kg?
+manu_svq > podrias obtener mayor amplitud de onda en el movimiento
@obijuan > Nunca los he usado. Estoy con los Futaba 3003 porque son baratillos, pero meter unos de 15Kg sería genial!!
@Moderador_dos > Creo que utilizas Linux para controlar el robot. ¿Encontraste muchas dificultades para controlar el hardware del robot con Linux?
@obijuan > No, ninguna porque todo lo hago por el puerto serie. Los servos los está controlando el microcontrolador.
@obijuan > Yo sólo le mando por el puerto serie las posiciones a las que quiero que vayan los servos
+piranna > ¿has pensado en realizar diseños 3D?
+piranna > por ejemplo, un cubo con sus 6 caras con modulos Y1
+piranna > y extensiones a modo de brazos o tentáculos
@obijuan > siii!!!! De hecho había pensado en hacer una especie de "Esfera".
@obijuan > Sí, eso es lo bueno de los robots modulares, que se puede hacer casi cualquier cosa :-)
@obijuan > De hecho, en el PARC he visto que están haciendo pequeños humanoides con sus módulos


@obijuan > Estaba buscando el link ;-)
+Ranganok > cuales crees que son las aplicaciones más inmediatas a este tipo de robots?
+Ranganok > o en las que más puedan destacar?
@obijuan > Hay unos japoneses que están trabajando en robots ápodos (tipo serpiente) para búsqueda y rescate en zonas catastróficas
@obijuan > Estos robots pueden cambiar su forma y llegar a donde otros no pueden
@obijuan > También había otros Japoneses que estaban haciendo un endoscopio activo
@obijuan > Ese aparato que te meten por la boca para mirarte el estómago y los intestinos
@obijuan > Al ser tipo "gusano" pueden adoptar la forma del intestino y dañarte menos
+piranna > ¿y lo de realizar robot hibridos? ¿usar los modulos Y1 como extensiones o brazos en robots normales? el brazo de un volquete, o algo al estilo del Doctor Octopus... :-P
@obijuan > sí, la imaginación al poder!!! :-)
+piranna > pinzas, otros modulos terminales...
+piranna > vamos, usar los modulos como si de piezas de Lego se trataran
@obijuan > La ventaja de hacer robots utilizando el mismo típo de módulo es que se pueden fabricar en serie y saldrían más baratos
@obijuan > Si, esa es la idea... y así saldría muy barato. Esto es lo que están intentando en el PARC
@Moderador_uno > Tengo aqui una pregunta del Gran Pitufo que no ha podido estar presente `pero me dejo la pregunta: ¿Y quieres decir que todo esto lo has hecho porque no supistes hacer un brazo robotico??
@obijuan > jajajajajajajajajj
@obijuan > Pues en principio sí :-)
@obijuan > En el futuro intentaré hacer otro, pero esta vez utilizando tecnología modular ;-)
+piranna > Ya tenemos el Y1 con el eje en X, y girandolo 90 en Y. ¿Has pensado diseñar (aunque sea solo por probar, porque creo que es mas inestable mecanicamente) el diseño uno con el eje en Z, de conector a conector y que gire sobre si mismo?
+piranna > asi, ya tendria robot modulares que se mueven en el espacio 3D
@obijuan > Este verano estuve pensando en un módulo parecido a ese y creo que sí que es viable
+acicuecalo > Juan, has pensado alguna vez en añadir ruedas a esos módulos? (reinventando la rueda by obijuan)
+acicuecalo > Y gracias por la conferencia...
@obijuan > Paco!!!! Qué alegría verte!!
+acicuecalo > lo mismo digo, en serio, muy interesante la conferencia!!
@obijuan > La idea de poner ruedas la pensó Andrés. Tenía pensado hacer una especie de vehículo modular articulado con ruedas
@obijuan > Se podrían hacer unas ruedas sencillas que se acoplen facilmente a la estructura
@obijuan > acicuecalo: gracias ;-)
@Moderador_uno > Bien, pues si no hay más preguntas, damos por finalizada la primera conferencia en el irc de A.R.D.E.
@Moderador_dos > Muchas gracias Juan por el tiempo e interés que nos has dedicado.
@Moderador_dos > Mañana colgaremos en la Web de A.R.D.E. (www.webdearde.com) el log de la conferencia.
@obijuan > Muchas gracias por invitarme
@Moderador_uno > Muchas gracias Juan por el tiempo e interés que nos has dedicado.

Agradecimientos

Juan González Gómez

IEAROBOTICS