Robot movil
Un robot móvil es un robot que es capaz de locomoción. La robótica móvil suele considerarse un subcampo de robótica e ingeniería de la información.
Los robots móviles tienen la capacidad de moverse en su entorno y no están fijados en una ubicación física. Los robots móviles pueden ser «autónomos» (AMR, robot móvil autónomo), lo que significa que son capaces de navegar en un entorno no controlado sin la necesidad de dispositivos de guía físicos o electromecánicos. Alternativamente, los robots móviles pueden confiar en los dispositivos de guía que les permiten viajar en una ruta de navegación predefinida en un espacio relativamente controlado (AGV – vehículo guiado autónomo). Por el contrario, los robots industriales suelen ser más o menos estacionarios, que consisten en un brazo articulado (manipulador de múltiples enlaces) y un conjunto de agarre (o efector final), unidos a una superficie fija.
Los robots móviles se han vuelto más comunes en entornos comerciales e industriales. Los hospitales han estado utilizando robots móviles autónomos para mover materiales durante muchos años. Los almacenes han instalado sistemas robóticos móviles para mover de manera eficiente los materiales de los estantes de almacenamiento a las zonas de cumplimiento de pedidos. Los robots móviles también son un foco importante de la investigación actual y casi todas las universidades importantes tienen uno o más laboratorios que se centran en la investigación de robots móviles. Los robots móviles también se encuentran en entornos industriales, militares y de seguridad. Los robots domésticos son productos de consumo, incluidos los robots de entretenimiento y aquellos que realizan ciertas tareas domésticas, como aspirar o cultivar un huerto.
Los componentes de un robot móvil son un controlador, un software de control, sensores y actuadores. El controlador generalmente es un microprocesador, un microcontrolador integrado o una computadora personal (PC). El software de control móvil puede ser lenguaje de nivel de ensamblaje o lenguajes de alto nivel como C, C ++, Pascal, Fortran o software especial en tiempo real. Los sensores utilizados dependen de los requisitos del robot. Los requisitos podrían ser cálculo de cuentas, detección táctil y de proximidad, rango de triangulación, evitación de colisiones, ubicación de la posición y otras aplicaciones específicas.
Clasificación
Los robots móviles pueden ser clasificados por:
El entorno en el que viajan:
Los robots terrestres o domésticos generalmente se conocen como vehículos terrestres no tripulados (UGV). En general, son sobre ruedas o sobre orugas, pero también incluyen robots con patas con dos o más patas (humanoides o animales o insectos parecidos).
Entrega y amp; Los robots de transporte pueden mover materiales y suministros a través de un entorno de trabajo.
Los robots aéreos se suelen denominar vehículos aéreos no tripulados (UAV)
A los robots submarinos se les suele llamar vehículos submarinos autónomos (AUV)
Robots polares, diseñados para navegar en ambientes helados y llenos de grietas
El dispositivo que utilizan para mover, principalmente:
Robot patas: piernas similares a las humanas (es decir, un androide) o piernas similares a animales.
Robot con ruedas.
Pistas
Robot de navegacion movil
Hay muchos tipos de navegación robot móvil:
Control remoto manual o tele-op
Un robot teleoperado manualmente está totalmente bajo el control de un conductor con un joystick u otro dispositivo de control. El dispositivo se puede conectar directamente al robot, puede ser un joystick inalámbrico o puede ser un accesorio para una computadora inalámbrica u otro controlador.Un robot de teleoperación se usa normalmente para mantener al operador fuera de peligro. Los ejemplos de robots remotos manuales incluyen ANATROLLER ARI-100 y ARI-50 de Robotics Design, la Talon de Foster-Miller, el PackBot de iRobot y el KosterTek’s MK-705 Roosterbot.
Teledirigido vigilado
Un robot teledirigido protegido tiene la capacidad de detectar y evitar obstáculos pero, de lo contrario, navegará como se maneja, como un robot bajo teleoperación manual. Pocos o ninguno de los robots móviles ofrecen solo tele-op. (Ver abajo Autonomía deslizante.)
Coche de seguimiento de línea
Algunos de los primeros vehículos guiados automatizados (AGV, por sus siglas en inglés) estaban en línea siguiendo robots móviles. Pueden seguir una línea visual pintada o incrustada en el piso o techo o un cable eléctrico en el piso. La mayoría de estos robots operaban un algoritmo simple de «mantener la línea en el sensor central». No pudieron sortear obstáculos; simplemente se detuvieron y esperaron cuando algo bloqueó su camino. Muchos ejemplos de tales vehículos todavía se venden, por Transbotics, FMC, Egemin, HK Systems y muchas otras compañías. Estos tipos de robots siguen siendo ampliamente populares en las sociedades robóticas bien conocidas como un primer paso hacia el aprendizaje de rincones y esquinas de la robótica.
Robot autónomo aleatorizado
Los robots autónomos con movimiento aleatorio básicamente rebotan en las paredes, ya sea que esas paredes sean detectadas
Robot guiado de forma autónoma.
Un robot guiado de forma autónoma sabe, al menos, cierta información sobre dónde está y cómo alcanzar varios objetivos o puntos de paso en el camino. La «localización» o el conocimiento de su ubicación actual, se calcula por uno o más medios, utilizando sensores tales como codificadores de motor, visión, Stereopsis, láseres y sistemas de posicionamiento global. Los sistemas de posicionamiento a menudo usan triangulación, posición relativa y / o localización de Monte-Carlo / Markov para determinar la ubicación y orientación de la plataforma, desde la cual puede planificar un camino hacia su próximo punto de referencia o meta. Puede recopilar lecturas de sensores que están selladas en tiempo y ubicación. Dichos robots a menudo forman parte de la red empresarial inalámbrica, interactuando con otros sistemas de detección y control en el edificio. Por ejemplo, el robot de seguridad PatrolBot responde a las alarmas, opera los ascensores y notifica al centro de comando cuando surge un incidente. Otros robots guiados de forma autónoma incluyen el SpeciMinder y los robots de entrega TUG para el hospital. En 2013, la artista Elizabeth Demaray creó robots autónomos capaces de encontrar luz solar y agua para macetas en colaboración con el ingeniero Dr. Qingze Zou, el biólogo Dr. Simeon Kotchomi y el científico informático Dr. Ahmed Elgammal.
Autonomía deslizante
Los robots más capaces combinan múltiples niveles de navegación bajo un sistema llamado autonomía deslizante. Los robots guiados de forma más autónoma, como el robot hospitalario HelpMate, también ofrecen un modo manual. El sistema operativo de robot autónomo Motivity, que se utiliza en ADAM, PatrolBot, SpeciMinder, MapperBot y varios otros robots, ofrece una completa autonomía de deslizamiento, desde el modo manual al protegido hasta el modo autónomo.
Historia
| Fecha | Desarrollos |
|---|---|
| 1939–1945 | Durante la Segunda Guerra Mundial, los primeros robots móviles surgieron como resultado de los avances técnicos en una serie de campos de investigación relativamente nuevos como la informática y la cibernética. Eran sobre todo bombas voladoras. Algunos ejemplos son las bombas inteligentes que solo detonan dentro de un cierto rango del objetivo, el uso de sistemas de guía y el control por radar. Los cohetes V1 y V2 tenían un crudo ‘piloto automático’ y sistemas de detonación automática. Eran los antecesores de los modernos misiles de crucero. |
| 1948–1949 | W. Gray Walter construye Elmer y Elsie, dos robots autónomos llamados Machina Speculatrix porque a estos robots les gustaba explorar su entorno. Elmer y Elsie estaban equipados con un sensor de luz. Si encontraban una fuente de luz, se moverían hacia ella, evitando o moviendo obstáculos en su camino. Estos robots demostraron que el comportamiento complejo podría surgir de un diseño simple. Elmer y Elsie solo tenían el equivalente de dos células nerviosas. |
| 1961–1963 | La Universidad Johns Hopkins desarrolla ‘Bestia’. La bestia usaba un sonar para moverse.Cuando sus baterías se agoten, encontrará una toma de corriente y se enchufará. |
| 1969 | Mowbot fue el primer robot que cortaría el césped automáticamente. |
| 1970 | El seguidor de la línea de Stanford Cart era un robot móvil que podía seguir una línea blanca, usando una cámara para ver. Fue la radio conectada a un gran mainframe que hizo los cálculos. Casi al mismo tiempo (1966–1972), el Instituto de Investigación de Stanford está construyendo y realizando investigaciones sobre Shakey the Robot, un robot que recibe su nombre por su movimiento brusco. Shakey tenía una cámara, un telémetro, sensores de impacto y un enlace de radio. Shakey fue el primer robot que pudo razonar sobre sus acciones. Esto significa que a Shakey se le podrían dar órdenes muy generales, y que el robot resolvería los pasos necesarios para realizar la tarea dada. La Unión Soviética explora la superficie de la Luna con Lunokhod 1, un vehículo lunar. |
| 1976 | En su programa Viking, la NASA envía dos naves no tripuladas a Marte. |
| 1980 | El interés del público en los robots aumenta, lo que da como resultado robots que se pueden comprar para uso doméstico. Estos robots sirven para fines de entretenimiento o educativos. Los ejemplos incluyen el RB5X, que todavía existe en la actualidad y la serie HERO. El carro de Stanford ahora puede navegar a través de las carreras de obstáculos y hacer mapas de su entorno. |
| Principios de los 80 | El equipo de Ernst Dickmanns en la Universidad de Bundeswehr en Munich construye los primeros autos robot, conduciendo hasta 55 mph en calles vacías. |
| 1983 | Stevo Bozinovski y Mihail Sestakov controlan un robot móvil mediante programación paralela, utilizando el sistema multitarea de la computadora IBM Series / 1. |
| 1986 | Stevo Bozinovski y Gjorgi Gruevski controlan un robot con ruedas mediante comandos de voz. |
| 1987 | Hughes Research Laboratories muestra el primer mapa de cross-country y la operación autónoma basada en sensores de un vehículo robótico. |
| 1988 | Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov y Liljana Bozinovska controlan un robot móvil utilizando señales de EEG. |
| 1989 | Stevo Bozinovski y su equipo controlan un robot móvil utilizando señales EOG. |
| 1989 | Mark Tilden inventa la robótica BEAM. |
| Década de 1990 | Joseph Engelberger, padre del brazo robótico industrial, trabaja con colegas para diseñar los primeros robots de hospitales móviles autónomos disponibles comercialmente, vendidos por Helpmate. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos financia el proyecto MDARS-I, basado en el robot de seguridad para interiores Cybermotion. |
| 1991 | Edo. Franzi, André Guignard y Francesco Mondada desarrollaron Khepera, un pequeño robot móvil autónomo destinado a actividades de investigación. El proyecto fue apoyado por el laboratorio LAMI-EPFL. |
| 1993–1994 | Dante I y Dante II fueron desarrollados por la Universidad Carnegie Mellon. Ambos eran robots que caminaban y solían explorar volcanes vivos. |
| 1994 | Con invitados a bordo, los vehículos robotizados dobles VaMP y VITA-2 de Daimler-Benz y Ernst Dickmanns de UniBwM conducen más de mil kilómetros en una autopista de tres carriles de París en tráfico pesado estándar a velocidades de hasta 130 km / h. Demuestran la conducción autónoma en carriles libres, la conducción de convoyes y los cambios de carril de izquierda a derecha con el paso autónomo de otros autos. |
| 1995 | El ALVINN semiautónomo manejó un auto de costa a costa bajo control informático para casi 50 de las 2850 millas. El acelerador y los frenos, sin embargo, fueron controlados por un conductor humano. |
| 1995 | En el mismo año, uno de los autos robot de Ernst Dickmanns (con acelerador y frenos controlados por robot) condujo más de 1000 millas de Munich a Copenhague y viceversa, en el tráfico, a una velocidad de 120 mph, ejecutando ocasionalmente maniobras para pasar a otros autos ( solo en algunas situaciones críticas se hizo cargo un conductor de seguridad). La visión activa se usó para lidiar con las escenas callejeras que cambian rápidamente. |
| 1995 | El robot móvil programable Pioneer está disponible comercialmente a un precio asequible, lo que permite un aumento generalizado de la investigación robótica y el estudio universitario durante la próxima década, ya que la robótica móvil se convierte en una parte estándar del plan de estudios universitario. |
| 1996 | Cyberclean Systems desarrolla el primer robot de limpieza por aspiración totalmente autónomo que funciona con ascensores autocargados y opera pasillos sin aspiración sin intervención humana. |
| 1996–1997 | La NASA envía el Mars Pathfinder con su rover Sojourner a Marte. El rover explora la superficie, mandado desde la tierra. Sojourner estaba equipado con un sistema de prevención de riesgos.Esto permitió a Sojourner encontrar su camino de forma autónoma a través de un terreno marciano desconocido. |
| 1999 | Sony presenta Aibo, un perro robótico capaz de ver, caminar e interactuar con su entorno. Se presenta el robot móvil militar de control remoto PackBot. |
| 2001 | Inicio del proyecto Swarm-bots. Los bots de enjambre se parecen a colonias de insectos. Por lo general, consisten en un gran número de robots individuales individuales, que pueden interactuar entre sí y juntos realizar tareas complejas. |
| 2002 | Aparece Roomba, un robot doméstico autónomo móvil que limpia el suelo. |
| 2003 | Axxon Robotics adquiere Intellibot, fabricante de una línea de robots comerciales que limpian, aspiran y barren pisos en hospitales, edificios de oficinas y otros edificios comerciales. Los robots para el cuidado de pisos de Intellibot Robotics LLC operan de manera completamente autónoma, mapeando su entorno y utilizando una serie de sensores para la navegación y la evitación de obstáculos. |
| 2004 | Robosapien, un robot de juguete biomórfico diseñado por Mark Tilden, está disponible comercialmente. En ‘The Centibots Project’, 100 robots autónomos trabajan juntos para hacer un mapa de un entorno desconocido y buscar objetos dentro del entorno. En la primera competición DARPA Grand Challenge, los vehículos totalmente autónomos compiten entre sí en un campo del desierto. |
| 2005 | Boston Dynamics crea un robot cuadrúpedo destinado a transportar cargas pesadas en terrenos demasiado difíciles para los vehículos. |
| 2006 | Sony deja de hacer que Aibo y HelpMate detengan la producción, pero un sistema de robot de servicio autónomo personalizable PatrolBot de menor costo se vuelve disponible a medida que los robots móviles continúan la lucha por volverse comercialmente viable. El Departamento de Defensa de los EE. UU. Abandona el proyecto MDARS-I, pero financia MDARS-E, un robot de campo autónomo. Lanzamiento de TALON-Sword, el primer robot disponible comercialmente con lanzagranadas y otras opciones de armas integradas. Asimo de Honda aprende a correr y subir escaleras. |
| 2007 | En DARPA Urban Grand Challenge, seis vehículos completan de forma autónoma un curso complejo que incluye vehículos tripulados y obstáculos. Los robots de Kiva Systems proliferan en las operaciones de distribución; estas estanterías automáticas se clasifican según la popularidad de sus contenidos. El remolcador se convierte en un medio popular para que los hospitales muevan grandes gabinetes de inventario de un lugar a otro, mientras que el Speci-Minder con Motivity comienza a llevar sangre y otras muestras de pacientes desde las estaciones de enfermería a varios laboratorios. Seekur, el primer robot de servicio al aire libre no militar ampliamente disponible, arrastra un vehículo de 3 toneladas a través de un estacionamiento, conduce de forma autónoma en el interior y comienza a aprender a navegar afuera. Mientras tanto, PatrolBot aprende a seguir a las personas y detectar puertas que están abiertas. |
| 2008 | Boston Dynamics lanzó imágenes de video de una nueva generación de BigDog capaz de caminar en un terreno helado y recuperar su equilibrio cuando se patea desde el lateral. |
| 2010 | El Desafío Internacional Multi-Autónomo Terrestre-robótico tiene equipos de vehículos autónomos que mapean un gran entorno urbano dinámico, identifican y rastrean a los humanos y evitan los objetos hostiles. |
| 2016 | El robot de control remoto ágil multifunción (MARCbot) es utilizado por primera vez por la policía de EE. UU. Para matar a un francotirador que mató a 5 agentes de policía en Dallas, Texas, lo que plantea cuestiones éticas con respecto al uso de drones y robots por la policía como instrumentos. De fuerza letal contra un perpetrador. Durante el Desafío del Centenario del Robot de Retorno de Muestras de la NASA, un explorador, llamado Cataglyphis, demostró con éxito la navegación autónoma, la toma de decisiones y las capacidades de detección, recuperación y devolución de muestras. |
| 2017 | Dentro del Reto de ARGOS, los robots están desarrollados para trabajar en condiciones extremas en instalaciones de petróleo y gas en alta mar. |