Nuevo marco de referencia robótico para inspección y telemanipulación segura en entornos peligrosos y no estructurados
- Autores: Mario Di Castro
- Directores de la Tesis: Manuel Ferre Pérez (dir. tes.), Alessandro Masi (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Claudio Rossi (presid.), Paloma de la Puente (secret.), Antonio Giménez Fernández (voc.), Raúl Marín (voc.), Cristina Adorisio (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Automática y Robótica por la Universidad Politécnica de Madrid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
- Resumen
Los sistemas robóticos inteligentes se están convirtiendo en algo esencial paralas aplicaciones espaciales, industriales, las centrales nucleares y los entornos hostiles en general, tales como las complejas instalaciones del acelerador de partículas de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) y sus experimentos.
La tecnología robótica tiene un enorme potencial para el beneficio de las personas y su ámbito de aplicación final depende de la forma en que esta es utilizada. Con el fin de incrementar la seguridad y disponibilidad de las maquinas, los robots puedenllevaracabotareasrepetitivas, inesperadasypeligrosas, lascualesprefieren ser evitadas por los humanos o bien, son incapaces de realizarlas debido a tales peligros, limitaciones de espacio, o los entornos extremos donde tienen lugar. En la actualidad, los sistemas de mecatrónica utilizan tecnologías consolidadas que les permite un uso robusto y seguro, incluso en colaboración con trabajadores humanos. En los últimos años, el avance de los robots se ha basado en el desarrollo de sensores inteligentes, inteligencia artificial y sistemas mecánicos modulares.
Debido a la multitud de desafíos que los entornos peligrosos y desestructurados generan a la hora de aplicar sistemas industriales autónomos, todavía existe una amplia demanda de sistemas inteligentes y tele-operados que entregan el control de un robot (esclavo) a un operador humano a través de dispositivos de entrada háp- ticos (maestro). Técnicas modernas como los sistemas de simulación y la realidad virtual pueden facilitar la preparación de herramientas mecatrónicas puntuales e intervenciones robóticas, incluyendo escenarios de recuperación y modo de análisis de fallos.
La contribución base de esta tesis es el desarrollo de un novedoso framework robótico para inspecciones autónomas y teleoperaciones supervisadas en entornos hostiles. El framework propuesto cubre los aspectos de una intervención robótica al completo, desde la especificación y adiestramiento del operador, la elección del robot y sus materiales acorde con los posibles riesgos de contaminación radiológica, hasta la realización de la intervención, incluyendo procedimientos y planes de recu- peración. En un segundo conjunto de contribuciones, se desarrolla un método para las operaciones de mantenimiento mediante multirobots, incluyendo la preparación de las intervenciones y las mejores prácticas para la manipulación remota y her- ramientas avanzadas. El tercer grupo de contribuciones se basa en una nueva in- terfaz multimodal humano-robot fácil de usar, la cual permite entrenar operadores inexpertosenoperacionesrobóticas, haciendousodesistemasytécnicasderealidad virtual, para tareas de inspección y/o mantenimiento. En esta tesis, explotamos un sistema robótico capaz de navegar de forma autónoma, inspeccionando entornos desconocidos de una forma segura.
Un nuevo sistema de control en tiempo real ha sido implementado con el fin de garantizar una respuesta rápida a los cambios del entorno y la adaptación a los diferentes tipos de escenarios que el robot podría encontrar en un entorno hostil y semiestructurado. El nuevo sistema para el control de robots propuesto, ha sido integrado en diferentes robots, además de testeado y validado en un gran número de intervenciones robóticas dentro de las instalaciones del complejo acelerador de partículas del CERN.
