Investigadores
- Francisco A. Candelas (IP).
- Santiago T. Puente (IP).
- Pablo Gil.
- Fernando Torres.
Descripción
Este proyecto aborda la combinación de las técnicas de manipulación robótica con la robótica móvil y la inteligencia artificial, para lograr la manipulación autónoma en aplicaciones exteriores no estructuradas, sin intervención humana. El objetivo es superar las restricciones habituales consideradas cuando se trabaja en ambientes interiores estructurados.
Adicionalmente, para lograr soluciones realistas y útiles enfocadas a la manipulación de objetos, hay que considerar aspectos como el reconocimiento de objetos en escena, el análisis de contacto entre objeto y pinza robótica, el control de agarre para objetos complejos, y la navegación previa del robot manipulador móvil por el entorno hasta llegar a la zona donde se encuentran los objetos a manipular. Todas estas tareas serán gestionadas por un módulo de gestión de misiones, que permitirá la especificación y control de la aplicación desde un alto nivel. El proyecto también pretende abordar situaciones de manipulación complejas con el uso de más de un robot móvil que trabaje de forma coordinada. En concreto, una plataforma móvil con un manipulador robótico y un robot móvil de carga para el transporte de objetos clasificados.
Todo lo anterior se abordará con una aplicación en mente: la recogida de residuos domésticos en áreas como espacios naturales urbanos o bosques urbanizados. El manipulador móvil se utilizará para identificar objetos de desecho, recolectar y clasificar objetos sólidos y, finalmente, depositar los objetos de desecho seleccionados en el robot de carga móvil de forma clasificada.
El proyecto se apoyará en la experiencia previa del grupo de investigación AUROVA en la manipulación robótica y los robots móviles, y especialmente en los desarrollos de los proyectos ya concluidos MOMUE (Manipulación Móvil para Entornos Exteriores no Estructurados - RTI2018-094279-B-I00) y BLUE (Bot for Localization on Unstructured Environments - AICO/2019/020).
Objetivos
Se trabajará en la implementación de algoritmos de navegación y manipulación, en el diseño de estrategias de control de estas tareas, así como en la integración de las mismas. Se tomarán como punto de partida los desarrollos del manipulador robótico móvil BLUE, el cual se actualizará con mejoras en los algoritmos de planificación de la navegación global y nuevos algoritmos de manipulación, para la búsqueda y recogida de residuos domésticos en entornos exteriores. Además, BLUE se complementará con un segundo nuevo robot móvil de carga. Dividir la funcionalidad de la carga del robot de manipulación y asignarla a un nuevo robot aportará grandes ventajas: BLUE tendrá una mejor visión de su entorno y rango de manipulación, al tiempo que logrará una mayor capacidad de carga.
Se plantean dos objetivos generales. Primer, lograr la aplicación de los dos robots mencionados a la detección de residuos domésticos en ambientes exteriores y la posterior manipulación robótica para la recogida de objetos de desecho seleccionados para su reciclaje. Y segundo, idear un administrador de misiones para la aplicación mencionada, que permita definir y ejecutar de forma autónoma acciones coordinadas para los dos robots en cuanto a navegación global, búsqueda de residuos sólidos domiciliarios, percepción visual del lugar, captación y manipulación de objetos de desecho seleccionados.
Los objetivos generales se pueden desglosar en estos objetivos parciales:
- Investigar en la detección, reconocimiento y localización de residuos sólidos domiciliarios presentes en escenarios urbanos y/o urbanizados.
- Determinar la pose y el agarre para objetos de desecho a partir de la cinemática del robot y la información visual extraída de la escena, y mejorar las poses de agarre mediante algoritmos de aprendizaje.
- Implementar un sistema de control táctil para lograr una manipulación exitosa, evitando que los objetos de desecho caigan de la pinza.
- Diseñar y construir un robot móvil de carga para almacenar y transportar los objetos de desecho recolectados.
- Implementar un sistema de especificación y planificación de misiones que aborde el problema desde un nivel superior, considerando tanto las trayectorias como las acciones que deben realizar los dos robots.
