ROBOTICA, 3

Autor: HASSAN MOHAMED HOUCINE .
Año: 2000.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: FACULTAD DE INFORMÁTICA.

Resumen: Los sistemas de control que desempeñan sus actividades en entornos dinámicos e impredecibles, como los sistemas robotizados autónomos (SRA), generan una carga en tiempo real que tiene unas características temporales variables. La variabilidad de la carga depende de parámetros específicos de la aplicación. En el caso de las arquitecturas para SRA, los cambios de velocidad del robot influyen en la variación de los requerimientos temporales de las tareas, mientras que los requerimientos computacionales peuden depender tanto del estado del entorno como del estado motivacional del sistema. Con el fin de dar soporte a estos requerimientos de la carga, se ha propuesto un modelo de sistema, compuesto por tareas con propiedades temporales fijas y tareas con propiedades varibales que, además de permitir la representación de las características variables de la carga, garantiza el cumplimiento de los requerimientos temporales en las tareas aunque varíen sus condiciones de ejecución, dado un sistema planificable. La flexibilidad proporcionada por el sistema para facilitar la incorporación de la adaptación y el aprendizaje, es una casualidad deseada en las arquitecturas SRA. Para cubrir este aspecto, se han diseñado mecanismos que permiten el reajuste de los componentes reactivos de la arquitectura e implementado estrategias de control para la reconfiguración de los procesos deliberativos. Otro aspecto importante del diseño, es la consideración de sistemas de monitorización interna que permitan medir dinámicamente los índices de prestaciones del robot, para poder regular tanto los parámetros de control del vehículo (p.e. Velocidad) como la carga del ssitema, con el fin de mejorar la calidad de las prestaciones. En este sentido, se ha diseñado un sistema que permite la especificación, garantía y mejora de la calidad de servicio del robot. Asimismo, se ha ampliado el modelo de tareas, con la inclusión de las tareas opcionales que moldean los procesos deliberativos, para facilitar el análisis de calidad. Finalmente, se ha propuesto una extensión del algoritmo aproximado dinámico de extracción de holgura para tener en consideración los sitemas que generan cargas de naturaleza variable. Las técnicas que soportas las funcionalidades previamente citadas, han sido implementadas en forma de algoritmos y estrategias de control, e incorporadas a una serie de subsistemas que consitutyen un módulo que se le ha dado el nombre de planificador flexible.

Autor: VENDRELL VIDAL EDUARDO.
Año: 2000.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: FACULTAD DE INFORMÁTICA.

Resumen: En el trabajo de tesis se aborda la planificación y replanificación de las actividdes que lleva a cabo un robot en un entorno dinámico. De un lado, se palntea una metodología de planificación que considera una descomposición del problema en partes y niveles de abstracción distintos. Las situaciones nuevas se contemplan a apartir de la observación del entorno, susceptibles de ser incorporadas a la información necesaria para llevar a cabo la planificación. Por otro lado, la replanificación se palntea a partir de un razonamiento temporal sobre las trayectorias que siguen los robots a lo largo de la ejecucción de sus actividades. Este razonamiento temporal permite, a partir de la confirmación de acciones en el tiempo, exponer una proyección de futuro en lo que respecta a los movimientos a seguir por los robots del entorno. Las interacciones previstas se evitan a apartir de un ajuste de las velocidades de los robots que se controlan.

Autor: MARTINEZ SANCHEZ M. ALCAZAR.
Año: 2000.
Universidad: MALAGA .
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: EN ESTA TESIS SE ABORDA EL PROBLEMA DE LA INTEGRACION DE BRAZOS MANIPULADORES EN ROBOTS MOVILES DE MODO QUE SE OBTENGA UN SISTEMA UNICO DESDE EL PUNTO DE VISTA DE CONTROL; CONSTITUYENDO LOS DENOMINADOS MANIPULADORES MOVILES CON UNA AMPLIA GAMA DE APLICACIONES EN DIFERENTES ENTORNOS, ENTRE ELLOS, EL INDUSTRIAL. PARA DEFINIR LA MISION QUE DEBE REALIZAR EL SISTEMA COMPLETO, SE HA DESARROLLADO EL LENGUAJE A NIVEL OBJETO LMM-1. LA PROGRAMACION DE LA TAREA POR PARTE DE UN OPERADOR HUMANO SE LLEVA A CABO ESPECIFICANDO UNA SECUENCIA LOGICA DE OPERACIONES ELEMENTALES ENTRE SI. ESTAS OPERACIONES UTILIZAN SOLO LAS MEDIDAS MÁS RELEVANTES DEL ENTORNO EN CADA INSTANTE DE TIEMPO, MANTENIENDO, LAS INCERTIDUMBRES DE FUNCIONAMIENTO LIMITADAS. LA INFORMACION SENSORIAL SE OBTIENE MEDIANTE TRANSDUCTORES DE ULTRASONIDOS, DOS TELEMETROS LASER, DETECTORES DE PROXIMIDAD INSTALADOS EN LA GARRAY LA ODOMETRIA DEL VEHICULO Y DEL BRAZO. EN ESTE TRABAJO SE MUESTRAN LOS DIFERENTES ALGORITMOS DESARROLLADOS PARA OPERACIONES DE NAVEGACION Y MANIPULACION, ASI COMO LOS RESULTADOS DE SU IMPLANTACION EN EL MANIPULADOR MOVIL RAM-2 CONSTITUIDO POR EL VEHICULO AUTONOMO RAM-1 Y EL BRAZO ROBOT PERFORMER MK-2.

Autor: MARTÍNEZ BARBERÁ HUMBERTO.
Año: 2000.
Universidad: MURCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: FACULTAD DE INFORMÁTICA- UNIVERSIDAD DE MURCIA.

Resumen: Esta tesis presenta una serie de trabajos relacionados a la robótica móvil, que abarcan los distintos niveles necesarios para conseguir que en un robot móvil realice tareas de forma independiente en un entorno previamente desconocido. Se emplean técnicas de Soft-Computing (redes neuronales, algoritmos genéticos, y especialmente lógica difusa) para el desarrollo de los distintos niveles. Se empieza describiendo la arquitectura hardware que da lugar a la plataforma Quaky-Ant, un robot autónomo móvil que es la base de la mayor parte de las pruebas de los distintos algoritmos en entorno real. Tomando como base esta plataforma, se presenta una solución al problema de la fusión sensorial no basada en modelo del entorno. Dicha fusión se resuelve inicialmente con una red neuronal simple para, posteriormente, utilizar un sistema híbrido que genera reglas difusas y basado en la red ANFIS y algunos algoritmos de clustering, uno de los cuales ha sido desarrollado en el marco de este trabajo, el clustering difuso con búsqueda tabú. Una vez que se asumen unos sensores mejorados (tras el proceso de fusión sensorial), se plantea el problema de la navegación. Este se resuelve, en dos etapas, por la aplicación de dos técnicas de navegación. En la primera etapa se aplica un mapa de celdillas difusas para el problema de la elaboración de mapas, así como una búsqueda A* para el problema de la generación de trayectorias. En la segunda etapa se aplica un mapa de segmentos difusos para el problema de la elaboración de mapas, así como un sistema de localización basado en el mapa de segmentos difusos. Una vez que se tienen desarrolladas las capacidades básicas de navegación y percepción del entorno, se define una arquitectura distribuida de control (BGA) que sirve como base del desarrollo de los distintos elementos de control. Esta rquitectura permite distinguir entre procesos deliberativos y comportimientos reactivos. Los distintos elementos de la arquitectura se comunican por medio de un protocolo basado en KQML sobre UDP. Para facilitar el desarrollo de programas de control por medio de la arquitctura BGA, se ha definido un lenguaje (BG) que hace uso de la lógica difusa para especificar y definir los distintos módulos de control. La arquitectura BGA y el lenguaje BG se han integrado en un entorno de programación y simulación (Bgen) desarollado íntegramente en Java, con el objetivo de poder ser integrado en distintos robots móviles. Para resolver el problema de la fusión de comportamientos se ha utilizado un algoritmo genético que genera y sintoniza el conjunto de reglas difusas de fusión, evaluando las distintas soluciones candidatas en el entorno Bgen. Finalmente, se mustra una aplicaicón de la plataforma Quarky-Ant y del entorno Bgen en un entorno web (Bgen-Web) que permite la teleoperación del robot móvil den tareas de exploración y presenta al usuario gran interactividad gracias al uso de la transmisión de vídeo multicast.

Autor: VALLE SEVILLANO CARMELO DEL.
Año: 2000.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: INFORMATICA.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: ESTA TESIS ABORDA EL PROBLEMA DE LA SELECCIÓN OPTIMA DE SECUENCIAS DE ENSAMBLAJE PARA LA FABRICACION DE PRODUCTOS EN UN ENTORNO CON MULTIPLES ESTACIONES DE TRABAJO. EL ENFOQUE USADO ES LA RESOLUCION DE UN PROBLEMA DE PLANIFICACION EN EL QUE POR UN LADO DEBEN SELECCIONARSE LAS OPERACIONES DE MONTAJE PARA FORMAR UN PLAN COMPLETO Y POR OTRO DEBEN SECUENCIARSE LAS TAREAS SELECCIONADAS SEGÚN UN ORDEN OPTIMO, DESDE EL PUNTO DE VISTA DE TIEMPO TOTAL DE MONTAJE. PARA ELLO SE PARTE DE UN GRAFO AND/OR QUE RECOGE DE FORMA IMPLICITA TODOS LOS PLANES DE MONTAJE FACTIBLES, Y DEL CUAL SE PUEDEN EXTRAER LAS RESTRICCIONES DE PRECEDENCIA ENTRE TAREAS, ENTRE OTRAS. PARA CADA TAREA SE TIENE UNA ESTIMACION DE SU DURACION, ASI COMO LOS RECURSOS NECESARIOS PARA SU REALIZACION, ES DECIR, MAQUINA DE MONTAJE Y HERRAMIENTA QUE DEBE USARSE EN LA MISMA. SE TIENEN EN CUENTA ADEMAS LOS RETARDOS ASOCIADOS A LOS CAMBIOS DE HERRAMIENTAS EN LAS MAQUINAS Y A LOS DESPLAZAMIENTOS DE LOS SUBMONTAJES INTERMEDIOS ENTRE DISTINTAS ESTACIONES DE TRABAJO. PARA LA RESOLUCION DEL PROBLEMA DE PLANIFICACION SE HAN EMPLEADO DISTINTAS TECNICAS ALGORITMICAS. POR UN LADO, SE HAN DESARROLLADO ALGORITMOS GENETICOS EMPLEANDO DOS MODELOS DE REPRESENTACION DE LOS INDIVIDUOS, BINARIA Y SIMBOLICA. LA PRIMERA PERMITE USAR LOS OPERADORES GENETICOS CONVENCIONALES, Y PARA LA SEGUNDA SE HAN DEFINIDO OPERADORES ESPECIFICOS PARA EL PROBLEMA CONCRETO PLANTEADO. POR OTRO LADO, SE HAN DESARROLLADO ALGORITMOS A* PARA LOS QUE SE HAN DEFINIDO DISTINTAS FUNCIONES HEURISTICAS QUE AYUDEN A ENCONTRAR LA SOLUCION OPTIMA DE MANERA EFICIENTE. POR ULTIMO, SE PROPONE EL USO DE LA PROGRAMACION CON RESTRICCIONES PARA LA RESOLUCION DEL PROBLEMA, CONSIDERANDOLO COMO UN PROBLEMA DE SATISFACCION DE RESTRICCIONES.

Autor: PROVENZANO RANDAZZO SEBASTIAN ENRIQUE.
Año: 2000.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de realización: DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA Y DE MATERIALES .

Resumen: En esta tesis se utiliza las ecuaciones de la dinamicade Gibbs-Appell para modelar el comportamiento de robots manipuladores compuestos por cuerpos rigidos y pares ideales. En este sentido, se desarrollan nuevos procedimientos y formulaciones para resolver los problemas dinamicos inverso y directo en robots de tipo cadena abierta. Adicionalmente, se desarrolla un procedimeinto, basado en estas mismas ecuaciones, que permite incorporar restricciones al elemento terminal de los manipuladores, contemplandose incluso el caso de robots cooperantes. En busqueda de estos objetivos se desarrollan, en primer termino, tres nuevas formulaciones recursivas para resolver el problema dinamico inverso. Producto de estas formulaciones, se proponen tres algoritmos, dos de ellos se desarrollan en notacon vectorial y uno en notacion tensorial. Este ultimo, involucra una complejidad computacional de orden O(n), que lo coloca entre los algoritmos mas eficientes que se conocen. Se proponen, ademas, tres nuevos algoritmos recursivos para hallar la matriz de inercia del sistema, los cuales sirven de base a igual numero de procedimientospara resolver el problema dinamico directo. Estos algoritmos se basan en la obtencion del hessiano de la funcion de Gibbs, un procedimiento novedoso que no ha sido empleado anteriormente. De los tres algoritmos, dos de ellos se desarrollan en notacion vectorial y uno en notacion tensorial. El algoritmo desarrollado en notacion tensorial, posee una complejidad de orden O(n2) y destaca por su eficiencia y estabilidad numerica. Por ultimo, se propone un procedimiento basado en las ecuaciones de Gibbs-Appell que permite simular el movimiento de manipuladores sometidos a restricciones holónomas y no holónomas en el elemento terminal. Este procedimiento se extiende para simular el movimiento de dos robots que realizan tareas en cooperacion. La complejidad computacional que involucran los algoritmos propuestos es analizada y comparada con la que ostenta los algoritmos mas conocidos, basadosen otros principios de la dinamica. Esta comparacion muestra que la complejidad computacional de los algoritmos dependen, principalemnte, de la notacion empleada (vectorial o tensorial) y de la utilizacion de procedimientos recursivos eficientes, mas que del principio de la dinamica utilizado en su desarrollo. Todos los procedimientos y algoritmos propuestos han sido implementados en FORTRAN. Los resultados obtenidos de los programas desarrollados se validan al compararse con los resultados de programas elaborados a partir de los metodos y algoritmos mas conocidos y representativos.

Autor: DELGADO ROMERO EMMA.
Año: 2000.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. INGENIERIA INDUSTRIAL.

Resumen: Calculo de la posicion y orientacion de un robot movil en un entorno estructurado de interiores con relacion a un sistema de referencia global. Se aportan tecnicas en el caso de poseer informacion aproximada de la situacion actual (seguimiento de pose) o no disponer de ella (adquisicion de pose). Se obtiene la localización exacta de forma gradual, solo cuando es necesaria precision, a partir de un posicionamiento cualitativo o aproximado. Los metodos son robustos y permiten el tratamiento del ruido sensorial, imprecisiones del modelo, oclusiones, ambientes dinamicos, etc., para navegacion a media escala, no solo a nivel local. Los metodos desarrollados son validos para plataformas moviles con sistemas odométrico incorporando que dispongan de sensores de rango para la percepcion del entorno. Se ha enfocado el estudio sobre los sensores de rango basados en ultrasonidos que permiten la localizacion a bajo coste y asegura resultados optimos para sensores mas precisos. Para adquirir la pose, se modela el entorno local aplicando la transformada de hough para la extraccion de las rectas soporte de los segmentos detectados por los sensores. Se realiza un procesado del modelo global efectuando una particion en regiones y almacenado la informacion relevante para cada una de ellas, de forma que el ajuste entre ambos modelos se realiza en el espacio parametrico continuo de Hough. Se ha desarrollado asi una tecnica basada en un indice construido a partir de una tabla de diferencias obtenida comparando las tablas parametricas globales/local, que permite y facilita el posicionamiento del robot en un entorno estructurado global donde la busqueda se realiza sobre un numero minimo de patrones. Se proponen metodos para seguimiento o correcion de la pose en una aproximacion estatica (Ampliacion del metodo de minimo potencial) o dinamica observador de estado nolineal con garantia de estabilidad que mejora las prestaciones del filtro extendido de kalman).

Autor: RIDAO RODRIGUEZ PERE.
Año: 2000.
Universidad: GIRONA .
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR.
Centro de realización: EPS-UDG.

Resumen: Esta tesis doctoral propone una nueva arquitectura de control para un robot autónomo submarino (AUV). Se aborda el problema de la navegación autónoma en 4 grados de libertad (x,y,z,Yaw) sobre un entorno no estructurado y desconocido a priori. Para ello se propone la organización del sistema de control en tres niveles. El primer nivel, denominado reactivo, se encarga de la percepción así como de la reacción al entorno y, por lo tanto, del control del vehículo en tiempo real. En este nivel encontramos diferentes componentes como el controlador de bajo nivel, los sensores físicos y lógicos, los comportamientos y el coordinador, así como los monitores. El nivel intermedio se encarga del control de ejecución siendo responsable de habilitar/inhibir los comportamientos y/o los monitores. Finalmente, el nivel superior denominado nivel deliberativo, es el responsable de la planificación de la misión. El desarrollo de la arquitectura de control se ha realizado como una aplicación distribuida y orientada a objetos, ejecutándose sobre el sistema operativo de tiempo real VxWorks. La tesis propone también, una metodología de diseño y desarrollo que permite validar la arquitectura. Para ello se proponen herramientas específicas (Simulador en MATLAB/Simulink y simulador virtual en tiempo real) que ayudan al diseñador en las diferentes etapas. Las herramientas desarrolladas se basan en el conocimiento del modelo dinámico del vehículo. Para ello se presentan las ecuaciones básicas del comportamiento de un robot submarino, así como el método utilizado para la identificación de los coeficientes físicos de los cuales depende el modelo.

Autor: AGUIRRE MOLINA EUGENIO.
Año: 1999.
Universidad: GRANADA.
Centro de lectura: INFORMATICA.
Centro de realización: ETX INGENIERIA INFORMATICA.

Resumen: Dentro del campo de la Navegación de Robots Móviles y de la Inteligencia Artificial, se pretende dotar a los robots móviles, cada vez de mayor grado de autonomía e inteligencia. Para ello, es imprescindible auq los robots puedan desplazarse libremente, de manera autónoma y sin colisionar con los objetos que se vayanencontrando en su camino. En este sentido, la presente Tesis desarrolla una Arquitectura Software dirigida a conseguir el objtivo de la Navegación Autónoma y Segura que debe realizar un robot móvil en un entorno de interiores. Para ello, el robot debe reaccionar ante los sucesos que ocurran en el entorno, que se considera moderadamente dinámico y debe por tanto, incorporar capacidades reactivas. También es necesario que el robot puede razonar acerca de su relación con el entorno, con el objeto de optimizar la tarea de navegación que se proponga e incluso, debe ser capaza de alterar sus propios planes de actuación ante cambios entre la representación del mundo y la realidad concreta a la que luego se enfrente. Por otra parte, todo el funcionamiento del sistema, se haya sometido a al presencia de ruido en los datos sensoriales y a la utilización de inforamción imprecisa. Para tener esto en cuenta, nuestra arquitectura va a utilizar técnicas basadas en la Lógica Difusa y en la Teoría de la Probabilidad para tratar de manera adecuada la información imprecisa e indirecta. Respecto al entorno de navegación en el que se desarrollan las tareas, hay que tener en cuenta que pede presentar diferentes características estructurales y morfológicas, de modo que pretendemos que el robot pueda adaptar la forma de comportarse a las características específicas del entorno y que pueda admitir el uso de diferentes filosofías a la hora de realiar la representación del mismo. Para resolver este punto, nuestro sistema incorpora una nueva estructura de representación que permite integrar información de tipo topológico y geométrico de entorno de navegación. Todos estos objetivos enunciados quedan contemplados dentro de una Arquitectura abasada en Comportamientos, de tipo Híbrido Deliberativo-Reactivo, que está formada por tres niveles: nivel de Planificación, nivel de Ejecución y Monitorización y nivel de Control El desarrollode la aRquitectura, implica realizar el diseño de una serie de módulos, que en su conjunto, van a tener en cuenta los aspectos relacionados conla percepción, el razonamiento y la acción, definiendo la funcionalidad de cada módulo y especificando cómo van a interrelacionarse. Esta arquitectura va a ser de carácter híbrido porque debe integar tanto capacidades reactivas como deliberativas y conjugarlas atendiendo a los objetivos del robot, a las características del entorno y a la relación del robot con dicho entorno. Para demostrar el funcionamiento de la arquitectura, el sistema se ha implementado en un robot móvil de tipo Nomad 200. Este robot sigue unas líneas de diseño estándar por lo que nuestro sistema se podría trasladar fácilmente a otros robots, con el objeto de conseguir oa Navegación Autónoma y Segura.

Autor: URDIALES GARCIA AMALIA CRISTINA.
Año: 1999.
Universidad: MALAGA.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIONES.
Centro de realización: ETSI TELECOMUNICACION, UNIV. MALAGA.

Resumen: Actualmente, un número creciente de investigadores han dirigido sus efuerzos a la robótica. En particular, el desarrollo de agentes autónomos móviles capaces de desenvolverse en entornos desconocidos y cambiantes sin necesidad de telecontrol ha despertado un especial interés. En este campo se entrelazan varias disciplinar, entre las que cabe destacar la inteligencia artificial. Esta tesis se centra en el desarrollo de un sitema sensomotor básico para un robot autónomo móvil. El sistema presenta un módulo de exploración, uno de cálculo de trayectorias y uno de loclaización, que es la configuración mínima necesaria para operar de forma autónoma. El objetivo fundamental del trabajo es ofrecer un conjunto robusto de pimitivas compatibles con arquitecturas híbridas a partir de las cuales se puedan sintetizar comportamientos complejos. Teniendo en cuenta que la naturaleza y potencia de los robots puede cambiar, es imprescindible que dichas primitivas puedan ejecutarse sobre másquinas de propósito general y conlleven poca carga computacional. Todo el desarrollo está pensado para sensores tipo sonar por su bajo precio, gran alcane y facilidad de porcesado. El sistema de exploración incluye unmodelo de sensor sencillo, pero eficar y un modelo de fusión con memoria similar a las técnicas de lógica difusa. Dicho modelo se concreta en un mapa probabilístico sobre una rejilla de alto grado de descomposición. Se ha comprobado que aunque la crga computacional se mantiene por debajo de la que se generaría con modelos clásicos como el de Bayes o Dempster Shafer, el entorno se explora de forma correcta y se actualiza constantemente. El sistema de cálculo de trayectorias se basa en uno de los paradigmas clásicos de inteligencia artificial; la representacióna bstracta del conocimiento. Así, par que los algoritmos trabajen de forma rápida, se reduce su volumen de datos de entrada. Esta reducción se consigue mediante una estructura jerárquica 3D conocida como pirámide. Adicionalmente, se propone el uso de mapas de resolución no homogénea para contemplar con mayor nivel de detalle el área donde es más probale que se encuntre el camino que el resto. Para poder trabajar con estos mapas, se presenta una segunda estructura 3D conocida conel nombre de polígono foveal que es compatible conla citada pirámide. El sistema de localizaciónse basa en definir marcas sonar sobre una rejilla de la forma más frcuente posible, Inicialmente, las marcas son mapas de profunidad,per para minimizar el volúmen de datos de la rejilla, se propone un algoritmo que reduce enormemente el tamaño de marca. El algoritmo se basa en las caracterísitcas espectrales de los mapas y funciona de forma muy rápida. En tanto que se dispone de un gran número de marcas, se utiliza un sistema jerárquico de segmentación para definir regiones homogéneas en cuánto a lecturas sonar y a continuación sepropone un sistema basado en markovianos para determinar la posición actual delagente en fución de la lectura de los sensores. Finalmente, todo el sistema ha sido integrado sobre una arquitectura híbrida para mostrar su eficiencia conjunta tanto en entornos simulados como en entornos reales.

Autor: FERNANDEZ MADRIGAL JUAN ANTONIO.
Año: 1999.
Universidad: MALAGA.
Centro de lectura: INFORMATICA.
Centro de realización: E.T.S. ING. INDUSTRIALES.

Resumen: Esta tesis presenta un modelo de grandes espacios basado en múltiples abstracciones. El modelo, denominado Multi-AH-grafo, permite a un agente representar información estructural adquirida del entorno (objetos, espacios libres, obstáculos, etc., y relaciones entre ellos como proximidad, similaridad, etc), además de otras clases de información, como por ejemplo, colores, formas, distancias, etc. El modelo está estructurado en múltiples jerarquías con el objetivo de que el agente efectúe sus operaciones eficientemente. El uso de información jerárquica para reducir la complejidad computacional de la resolución de problemas es bien conocido en la literatura. Nuestro modelo extiende las representaciones basadas en una única jerarquia proporcionando soporte a múltiples jerarquías: una representación multijerárquica permite una mejor adaptación a una mayor diversidad de operaciones, agentes y entornos. También se presenta un sistema para la construcción automática de múltiples abstracciones,llamado CLAUDIA, CLAUDIA es la implantación del paradigma de construcción automatica de múltiples abstracciones dirigida por tareas. Este paradigma está basado enla idea psicológica de que el cerebro humano dispone la información que adquiere de forma que mejore su eficiencia en la realización de operaciones. De esta manera, un conjunto de jerarquías de abstracción será "bueno" si puede reducir el coste de planificar y ejecutar las operaciones del agente en su entorno. CLAUDIA construye y optimiza la "bondad" de Multi-AH-grafos para una tripla< agente, operaciones, entorno> dada. CLAUDIA y el modelo de Multi-AH-grafos han sido evaluados con éxito en dos entornos robóticos: en primer lugar, han sido implantados en el robot móvil RAM-2(en una aplicación diseñada para la entrega y recogida de objetos en el interior de un edificio), y en segundo lugar, han sido integrados con la Jerarquía Semántica Espacial(SSH)(Kuipers, 1996;Kuipers, 2000). Además de estas implantaciones, se explora la posible aplicación de CLAUDIA en otras áreas de investigacion, tales como vision por computador, sistemas de información geográfica (GIS), redes de comunicaciones,etc. El sistema propuesto en esta tesis se muestra suficientemente flexible para abarcar cualquier posible instanciación de la tripla < agente, operaciones, entorno>, convirtiéndose así en un esquema general donde distintos procedimientos para adquirir información jerárquica puede ser integrados. Otras contribuciones de este trabajo son un nuevo método para la comprobación de isomorfismo de grafos en tiempo polinomial cuando se dispone de información jerárquica, y un estudio en profundidad de la búsqueda jerárquica de caminos en grafos.

Autor: ALMANSA MARTÍN ANA ROSA.
Año: 1999.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: CIENCIAS .
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: En esta tesis se presenta un controlador adaptativo para un robot planar 3R basado en un esquema de control no lineal por linealización de la planta mediante la introducción de un modelo matemático del robot en el lazo precompensador. Los parámetros desconocidos del modelo sone stimados on-Line, logrando convergencia asintótica a la trayectoria deseada simplemente añadiendo un lazo adicional de realimentación PD. Se estudia su convergencia y estabilidad. Se presentan asimismo dos variantes de supervisión de dicho control conel fin de disminuir el error de seguimiento transitorio. La primera consiste en el ajuste de uno de los parámetros de diseño del algoritmo de estimación reduciendo el valor de una función coste cuadrática de los errores de seguimiento medidos en instantes pasados y predichos para instantes futuros. La segunda consiste en la supervisión del período de meustreo del control. También se incluye el estudio de la influencia del ruido en las señales realiementadas, y el posible uso de una zona muerta para paliar la tendencia a la insetabilidad originada por dicho ruido en el esquema adaptativo. En un contexto más general, se muestra un paralelismo entre el control adaptativo clásico y otras técnicas de aprendizaje, mostrándose cómo el esquema de adaptación propuesto puede ser implementado equivalentemente mediante redes neuronales (ANN). Finalmente, se ha implementado un programa de software de simulación para probar y validar las distintas variantes y estrategias de control propuestas. Se incluyen los resultados y análisis comparativos de las simulaciones efectuadas.

Autor: BARAMBONES CARAMAZANA OSCAR.
Año: 1999.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: CIENCIAS .
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: El trabajo explora el diseño e implementaciónde controladores avanzados para manipuladores robóticos, con especial énfasis en los métodos adaptativos, los de control robusto y los basados en redes neuronales. En una priemr aparte se presenta el desarrollo e implementación física de un controlador externo para un robot de laboratorio. El controlador externo está basado en un sistema DSP autónomo que le cofiere gran flexibilidad, dado que permite implementar en él gran variedad de esquemas de control. En una segunda parte se presentan tres diseños de controladores avanzados para robots. El primero consiste en un control adaptativo robusto, el segundo es un control basado en redes neuronales contérminos en modo deslizante y el tercero, hace uso de un algoritmo adaptativo compuesto que elimina el error de seguimiento en tiempo finito. En todos los casos se presentan y demuestran rigurosametne las propeidades de estabilidad de los diseños.

Autor: GARCIA HIGUERA ANDRES.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES -UPM.

Resumen: El interés por los robots flexibles nace debido a la gran mejoría que representan con respecto a los robots rígidos en aspectos tales como peso, consumo, relación carga/peso del robot, riesgo de accidentes en caso de colisión y, en general, mejor comportamiento en aquellos casos en los que se prevea contacto con el entorno. Robot flexible es aquel que tiene algún componente mecánico que se deforma elásticamente al aplicarse una fuerza o par. Esta flexibilidad puede hallarse en las articulaciones o en los miembros. Esta tesis se ha enmarcado dentro del proyecto CICYT (TAP 96-1028-CO2-01). De entre las lineas de investigación propuestas en este proyecto se han desarrollado modelos y algoritmos de control para brazos flexibles de un grado de libertad con carga variable en el extremo, esto ha dado lugar a dos algoritmos de control diferentes:Control Robusto (Estívariz J.F. Tesis Doctoral [EST-97] y Control Adaptativo (Feliu J.J. Tesis Doctoral [FEL-97], Una Tesis Doctoral posterior dentro de este proyecto fue la de J.A. Somolinos [SOM-99], en la que se generalizaron las técnicas de modelado y control anteriores(bajo la hipótesis de carga constante en el extremo) a un robot flexible de tres grados de libertad, que es el objetivo principal del citado proyecto CICYT. La presente Tesis es continuación de esta última en el sentido de que aquella realizaba el control de posición mientras que ésta generaliza parte de esos resultados al control combinado posición-fuerza en el extremo. Lo que plantea esta tesis es la generalización de técnicas y métodos ya existentes para el modelado y control de brazos flexibles de uno o varios grados de libertad con masas concentradas. Además se plantea la necesidad de que el robot interaccione con su entorno mediante el intercambio de fuerzas. En este trabajo se ha modelado y controlado un brazo flexible de tres grados de libertad que está compuesto de una estructura del tipo "four-bar linkage" con flexibilidad en los miembros. Esto ha supuesto la generalización del algoritmo libertad. Este hecho supondrá un gran avance en el control de estructuras flexibles y su aplicación en la róbotica flexible. Por otro lado, la necesidad de entrar en contacto con el entorno ha obligado a la utilización de sensores(galgas extensométricas) mas robustos que los utilizados hasta ahora(acelerómetros que no soportan el impacto) y al desarrollo de nuevos esquemas de control para estas situaciones de contacto.

Autor: BACHILLER MAYORAL MARGARITA .
Año: 1999.
Universidad: NACIONAL DE EDUCACION A DISTANCIA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: La presente tesis se centra en la integración de un sistema robótico con un sistema de percepción visual. El empleo de un sistema de visión por computador para generar la señal de control que guie al robot presenta limitaciones provocadas por el tiempo necesario para el procesamiento de la imagen. Esto hace que la mayoría de los sistemas robóticos que emplean realimentación visual no presenten un comportamiento tan deseable como seria de esperar. La tesis propone un modelo sencillo de cada uno de los sistemas que integran la plataforma a partir de los cuales se desarrollan distintos esquemas de control realizables en tiempos real desde un computador. Además, se validan los métodos de control propuestos en una plataforma experimental construida para este propósito.

Autor: FERNÁNDEZ GARCÍA VICENTE.
Año: 1999.
Universidad: CARLOS III DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: Se presenta una solución general al problema de la manipulación móvil basada en un tratamiento homgéneo de todos los grados de libertad a través de un modelo cinemático único. Se propone un operador de transformación del gradiente al espacio de los actuadores, obtenido mediante el método de linealización entrada-salida. Pensando en las aplicaciones de cooperación con operarios humanos se presentan esquemas lógicos de control explícito de fuerza y de control de impedancia para manipuladores móviles redundantes controlados en posición. Se ha diseñado un regulador digital de tipo RST y se ha estudiado la influencia del tiempo de muestreo en sus prestaciones. Para el reconocimiento de la intención del operario maestro se ha utilizado el Modelo Oculto de Markov entrenado don patrones frecuenciales de la señal de fuerza de reacción en la garra que corresponden a las acciones del maestro.

Autor: RODRÍGUEZ DIÉGUEZ AMADOR.
Año: 1999.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETS ENXEÑEIROS INDUSTRIAL.

Resumen: Se presenta una solución al problema de la planificación de movimientos para robots móviles autónomos en entornos estructurados. Tres elementos forman la propuesta. 1- Arquitectura del robot 2- Planificador global de trayectorias: * Basado en la construcción de esqueletos sobre mapas de celdas. * Incluye una técnica estadística que permite incorporar la experiencia sin necesidad de modificar el mapa global del entorno. 3- Planificador local de trayectorias: * Basado enla extracción de caminos a través de la transformada en distancia sobre la información obtenida del mapa local del entorno * Aplica los algoritmos anytime a la reducción del riesgo de rutas locales. Los desarrollos presentados en la tesis han sido comprobados con las simulaciones y experimentos correspondientes.

Autor: LOPEZ FERNANDEZ JOAQUIN.
Año: 1999.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES Y MINAS.

Resumen: La autonomía de los robots móviles autónomos dado que este es un factor clave para obtener rentabilidad de los mismos. Esta tesis trata el estudio de nuevos métodos para aumentar la autonomía de los robots móviles basandose en técnicas de supervisión y tratamiento de situaciones de excepción. Se plantean dos nuevos métodos en función de la incertidumbre que el robot tiene acerca de su estado. En la primera (determinista) se utiliza un sistema jerarquico de monitores. Además se presenta un conjunto original de estos para detectar situaciones de excepción durante la navegación. En la segunda solución se usa un modelo estocástico que tiene en cuenta la incertidumbre acerca del estado del sistema proveniente del ruido asociado a las observaciones y la incertidumbre en el resultado de las acciones. Para ello, utilizando como observadores los monitores ya desarrollados, se ha construido un modelo en procesos de Markov parcialmente observables. Por otra parte, se han desarrollado nuevos métodos de solución aproximada para la obtención de la política o plan de decisión delos POMDP basados en los métodos heurísticos. Dichos métodos se han comparado con los métodos eurísticos existentes sobre un conjunto de problemas de referencia utilizados por otros investigadores obteniendo considerables mejoras.

Autor: PADRÓN NÁPOLES VÍCTOR MANUEL.
Año: 1999.
Universidad: CARLOS III DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: UNIVERSIDAD DE CARLOS III DE MADRID.

Resumen: Se desarrollan herramientas de planificación de movimientos con restricciones para robots escaladores en estructuras tridimensionales, optimizando el consumo energético con el fin de aumentar la autonomía o tiempo de trabajo del robot. La metodología de programación se basa en habilidades y se han definido los modelos del entorno del robot y del mapa de navegación para la realización de las tareas en estructuras tridimensionales. Para la planificaicón de movimientos del robot se han creado nuevos algoritmos de planificación basados en el problema del viajante de comercio y en el problema del Cartero Rural. Se ha obtenido el diseño de un entorno de programación orientado al objeto que permitirá continuar aplicando la metodología, modelos y algoritmos en nuevos modelos de robot. Los resultados experimentales obtenidos muestran la flexibildiad y eficiencia de las herramientas obtenidas para la programción de un robot esclador real.

Autor: BARABER CASTAÑO RAMÓN I.
Año: 1999.
Universidad: CARLOS III DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: UNVIERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: El objetivo de esta tesis es el desarrollo de una arquitectura para el control de robots móviles autónomos y su aplicación al caso de navegación topológica. Para la elaboración de la arquitectura se ha tenido en cuenta como son los procesos mentales en los humanos. La arquitectura desarrollada es una arquitectura que consta de dos noveles; uno deliberativo y otro automático. Por ello la arquitectura ha disodenominada Ad (Automatic-Deliverative Arachitecture). En el nivel de liberativo se encuentran aquellas habilidades que requieren tiempo de cómputo elevado como consecuencia de razonamientos a alto nivel. Estas habilidades son gestionadas por un secuenciador existente en este nivel, que activa y desactiva las distintas habilidades deliberativas. En el nivel automático se encuntran las habilidades que interactúan con los sensores y actuadores del robot. Esta habilidades on gestionadas por habilidades del nivel deliberativo y se encargan del movimiento del robot y de activar los sistemas auxiliares necesarios para la percepción del entorno. La respuesta de las habilidades automáticas son más rápidas que la de las habilidades deliberativas. Dichas arquitectura ha sido aplicada a un novedoso sistema de navegación topológica denominado EDN (Event Driven Navigation). Este sistema se basa en la información contenida en un tipo original de mapa topológico: La carta de navegación. En dicha carta de navegación la información se guarda en forma de nodos y arcos. Los nodos se corresponden con eventos sensoriales y los arcos con acciones. Finalmente, se ha demostrado experimentalmente la viabilidad de la nueva arquitectura y del sistema de navegación implementado sobre ella.