Resumen de Contact driven robotic manipulation
Javier Felip Leon
Los robots manipuladores autónomos pueden ser un factor clave para el futuro de la humanidad. Pueden ayudarnos con las tareas cotidianas en escenarios domésticos y con la realización de trabajos desagradables. Lo más importante, es que también pueden utilizarse para operar en ambientes peligrosos o en entornos en que los seres humanos todavía no estamos adaptados para vivir, como por ejemplo, bajo el agua o en el espacio exterior. Sin embargo, tras más de 40 años desde la construcción de los primeros robots manipuladores de seis grados de libertad, el problema de la manipulación autónoma en escenarios no estructurados sigue siendo uno de los principales retos de la robótica.
La habilidad de manipulación de los seres humanos, es flexible, robusta y se adapta fácilmente a entornos desconocidos. Creemos, que la comprensión del agarre humano, puede conducir a nuevos paradigmas y técnicas que hagan avanzar el estado del arte actual de las habilidades manipuladoras robóticas. Nuestro enfoque, se basa en estudios de neurociencia llevados a cabo en seres humanos, para determinar como funciona el control sensorimotor de la manipulación humana. Gracias a estos estudios, se han identificado los principales componentes de la manipulación humana que hemos implementado en nuestra plataforma robótica.
La manipulación humana se basa principalmente en la detección y predicción de contactos. Una tarea (e.g. agarrar y transportar un objeto) se compone de varias acciones atómicas simples (i.e. agarrar, transportar, depositar, soltar) que están conectadas por eventos de contacto. Por lo tanto, una de las claves de nuestro enfoque es la detección y predicción de eventos de contacto. Para la detección, se proporciona un novedoso entorno de fusión sensorial que está orientado a la detección de contactos y que puede integrar cualquier información disponible. Para la predicción, se utiliza un entorno de simulación. Hemos explorado los diferentes simuladores robóticos disponibles e implementado un sustituto virtual para nuestra plataforma robótica. El simulador actuará como un motor de predicción para indicar dónde y cuándo se producirán contactos. El otro componente clave de nuestro sistema, es el vocabulario de acciones atómicas. Todas las acciones atómicas que hemos implementado, utilizan un control basado en sensores. Por lo tanto, están dotadas de reflejos y movimientos correctivos que, como se demuestra experimentalmente, mejoran la robustez y la fiabilidad del sistema.
Como resultado del trabajo presentado en esta tesis, se proporciona una implementación completa de un sistema de manipulación que puede funcionar en entornos no estructurados. Sin embargo, hay margen de mejora en todos los componentes y quedan muchas preguntas sin resolver que deberán ser abordadas en el futuro.
