Diseño y simulación de un sistema de control de cuerpo completo para un robot humanoide con una base omnidireccional, un torso móvil y un brazo - Madrigal Quesada, Marco Andrés 1996- (2021)
El robot humanoide del ARCOS-Lab, su sistema de control y su simulador cuentan actualmente con la capacidad de utilizar su brazo de siete grados de libertad. Este proyecto busca ampliar el control y la simulación para incluir el torso móvil y la base omnidireccional, para un total de once grados de libertad. Se busca además coordinarlos para que el robot sea capaz de utilizar todo su cuerpo para alcanzar objetos que se encuentran sobre una mesa, ya sea que requiera o no que este se desplace. Siempre con el cuidado de que el robot no colisione contra ninguna superficie. El nuevo sistema de control de cuerpo completo unifica los movimientos de desplazamiento y rotación (base omnidireccional), con los de postura y manipulación (torso y brazo), al organizarlos en una sola cadena cinemática. Se saca provecho del método de cinemática inversa de mínimos cuadrados amortiguados y ponderados que provee OROCOS-KDL para resolver el sistema redundante, de forma que la solución resulte en movimientos seguros, que alejen al robot de singularidades externas y configuraciones indeseadas, siempre con el cuidado de evitar colisionar contra obstáculo. Esto se logra con el desarrollo de un nuevo módulo que modifica el peso con el que se considera cada una de las articulaciones de la cadena. Su capacidad se demuestra mediante pruebas simuladas, donde se variaron cuatro distintos parámetros: el ángulo del borde frontal de la mesa, la distancia del robot hasta el objetivo, la distancia entre el objetivo y el borde de la mesa y la orientación del objetivo relativa a la orientación inicial del efector final del robot. Se evaluaron más de doscientas combinaciones con el fin de determinar los factores decisivos para la efectividad del sistema y encontrar así las condiciones óptimas de operación.