Diseño y control reactivo de robots caminantes sobre terreno natural

Samir Nabulsi Abussaid ; director, Manuel Ángel Armada Rodríguez. Tesis de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Arquitectura de Computadores y Automática, leída el 08-02-2008. En las últimas décadas se ha constatado el creciente interés que presentan los robots caminantes, tanto desde el punto de vista de la investigación básica como de sus potenciales aplicaciones. Una de las principales características de los robots equipados con patas es su capacidad para poder desplazarse sobre una amplia variedad de terrenos no estructurados. Esta particularidad los hace muy atractivos e interesantes para su aplicación práctica como robots de servicios en los que se requiere la locomoción sobre terreno natural, el cual se caracteriza por presentar superficies irregulares, diversos tipos de obstáculos y distintas pendientes. Sin embargo, el caminar sobre terreno natural implica que tanto la geometría como las propiedades físicas de los elementos que rodean al robot son desconocidas y muy variables, por lo que es necesario dotar al robot de un sistema de control que adapte su comportamiento con respecto al entorno. Si bien el modelo del robot puede ser conocido con precisión razonable, resulta difícil obtener una descripción detallada del entorno, especialmente en lo que respecta a sus propiedades físicas. Por ello, se hace imprescindible el empleo de distintos sistemas que proporcionen información acerca de la interacción dinámica entre el robot y los elementos que le rodean. Dicha información deberá ser introducida de forma adecuada en el sistema de control. En esta tesis se aborda el problema de la locomoción sobre terreno natural de robots caminantes, y se proponen diversas soluciones para el control de la interacción robot-entorno basadas en arquitecturas de control reactivo. Para la realización de la tesis se ha elegido como plataforma experimental el robot Roboclimber, que es un robot cuadrúpedo, caminante y escalador, de grandes dimensiones, capaz de llevar consigo una carga muy elevada de equipo especializado para la consolidación de laderas de montañas rocosas. Partiendo del diseño, realización y modelado del robot y de su sistema de actuación servo-hidráulico, y definida su arquitectura de control, se investigan diversas alternativas para la obtención de las fuerzas de reacción robot-entorno, bien de forma indirecta empleando sensores de ultrasonidos, bien de forma directa mediante el empleo de sensores de presió