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1 de agosto de 2014

Soluciones de RO-BOTICA para universidades y empresas. Artículo en boletín CEA-GTRob

Hemos aprovechado la oportunidad brindada por el Grupo Temático de Robótica (GTRob) del Comité Español de Automática (CEA) para escribir este artículo en su boletín semestral. Nuestra aportación está centrada en la robótica educativa para el sector Universidades y Empresas.

El boletín entero es descargable en PDF desde este enlace. En él se explica la evolución del mundo de la robótica que ha tenido y tendrá lugar durante los próximos meses. [artículo a continuación]

Zona empresarial: RO-BOTICA, robótica educativa y personal

RO-BOTICA Global S.L. se fundó en 2007 como tienda on-line con el ánimo de acercar la robótica a la educación, al ocio y a los hogares. Nuestra misión es fomentar la robótica personal facilitando el acceso en nuestro país de los robots y kits de robótica más avanzados y didácticos de cualquier lugar del mundo. 
RO-BOTICA contó en 2008 con la primera tienda presencial de robótica educativa y personal de Europa, y desde Julio de 2014, nos podréis encontrar en la Calle Balmes 350 de Barcelona para 
ofrecer un mejor y mas cercano servicio a nuestros clientes.

Robótica educativa

La robótica educativa es un método de aprendizaje basado en el aprender-haciendo que se fundamenta en el uso de la robótica y en la superación de retos como base e hilos conductores. El objetivo no es que el docente enseñe robótica, sino que utilice este recurso tecnológicfigura 1.- Reto espacial LEGO EV3o en su asignatura como factor de motivación para, a partir del interés, llevar al alumno a la construcción de su propio conocimiento.
En RO-BOTICA creemos que utilizar en la educación un elemento altamente tecnológico como un robot donde convergen disciplinas como las famosas STEM (de sus siglas en inglés Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) ayuda a fomentar las vocaciones tecnológicas. Pero además, tal y como muestran diversos estudios, el uso de robots en la educación ayuda a forjar el desarrollo de competencias como la autonomía, la iniciativa, la responsabilidad, la creatividad, el trabajo en equipo, la autoestima y el interés por la investigación.

Robótica para estudiantes

Existen numerosos robots en el mercado que cubren distintas necesidades. Es por eso que desde RO-BOTICA seleccionamos cuidadosamente aquellos que puedan complementarse de manera que satisfagan los requisitos demandados. En este caso el más popular es el nuevo LEGO MINDSTORMS Education EV3: versátil y con una curva de aprendizaje suave.

Sin embargo, una solución que está pegando fuerte últimamente es VEX Robotics. Con unos acabados muy trabajados VEX ofrece al usuario un sistema de metal muy robusto que puede ser autónomo o radio controlado. Con estos kits, podemos construir robots de tamaños considerables y reconfigurables gracias a la diversidad de piezas, engranajes, ruedas, etc.

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Robótica para profesores

En este apartado queremos destacar las siguientes dos soluciones robóticas:

1.- Fischertechnik, un sistema de calidad Alemana con estructuras de plástico. De este sistema podemos presentar los siguientes aspectos más interesantes:
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  • Los modelos son más cercanos a la robótica industrial (brazos, cintas transportadoras, máquinas perforadoras, etc.)
  • Puedes personalizar los proyectos gracias a la flexibilidad del fabricante en servir piezas individualmente si es preciso
  • Tiene una línea que funciona a 24V que permite el uso de PLC propios del usuario
2.- ROBOTIS Premium, un kit de robótica que ofrece la posibilidad de construir 29 modelos de robots de forma escalable hasta 18 grados de libertad como hexápodos y robots humanoides con los que trabajar los sistemas de control, equilibrio, sensorización. Todo esto utilizando los actuadores DYNAMIXEL.


Figura 4.- ROBOTIS Premium version humanoideAdemás con ROBOTIS Premium tienes la posibilidad de formar un equipo de estudiantes para que participe en concursos de robótica humanoide como CEABOT. A través de este tipo de iniciativas los alumnos pueden imaginar y construir robots de diseño propio a la vez que les ofreces un valor añadido a currículo y una experiencia personal que puede cambiarles la vida.



Una solución parecida pero de dimensiones algo ROBOTIS DARWIN-Mini. Un humanoide de 16 grados de libertad (servomotores) fácil de construir y de programar que, además, ¡puedes controlar directamente desde un smartphone con ANDROID!
más reducidas, sería el robot. Ideales para prácticas universitarias con robots humanoides de bajo coste.
Este robot utiliza los nuevos actuadores DYNAMIXEL XL-320 y está orientado al entorno de las impresiones 3D: el fabricante facilita los ficheros necesarios para imprimir las piezas o sus variaciones cusomizadas. Este detalle (que ningún otro fabricante tiene) permite tener un robot totalmente personalizable y dinámico.

Robótica para investigadores

Figura 6.- DARwIn-OPNunca es sencillo realizar una investigación, sobre todo si hay que empezar siempre de cero. Por ello la firma coreana ROBOTIS ha desarrollado la plataforma abierta robótica DARwIn-OP para ayudar a los investigadores interesados en robótica, redes, procesado de imagen, sistemas de control automático e IA.
Para ello ROBOTIS nos ofrece por un lado a DARwIn-OP (Dynamic Antropomorfic Robot with Intelligence) como un robot humanoide de 20 grados de libertad (utilizando 20 actuadores DYNAMIXEL MX-28 que tienen un encoder contactless absoluto que permite un control de posición de 360° a una resolución de 0.088°), un fitPC Intel Atom de 1.6GHz con Linux, cámara, WiFi, giróscopo y acelerómetro de 3 ejes cada uno y micrófonos.
Por otro lado, DARwIn-OP forma parte de un proyecto de investigación internacional cooperativo que recoge sus frutos en la comunidad www.robotsource.org. Además, ROBOTIS año tras año organiza el campeonato DARwIn-OP Humanoid Application Challenge dentro de las conferencias IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). Con todas estas iniciativas la firma Coreana pretende animar a que los investigadores diseñen y desarrollen aplicaciones creativas útiles para la sociedad y maximizar la contribución de la investigación de robótica humanoide.

 

Robótica para proyectos abiertos

Otra alternativa es diseñarse uno mismo sus propios proyectos y prototipos de robots. Para ello, si nuestro proyecto necesita motorizarse de una manera precisa podemos contar con los actuadores modulares ROBOTIS DYNAMIXEL.
Figura 7.- Familia actuadores DYNAMIXEL

Estos actuadores son la unión de una caja reductora, un controlador, un driver y un sistema de comunicación. Con este sistema se consiguen un conjunto de altas prestaciones entre las que destacarían la conexión Daisy-chain (lo que facilita la expansión del proyecto), la parametrización de las características del servo y el gran feedback que podemos recibir de ellos (posición, velocidad, temperatura interna, el torque o la tensión de alimentación).

Para controlar estos actuadores el propio fabricante ofrece unas soluciones muy económicas y abiertas como el controlador OpenCM-9.04 con un IDE similar a ARDUINO. Esto facilita mucho la conexión y programación avanzada de los motores . Pero también es adaptable con sistemas más populares como, por ejemplo, ARDUINO.

Finalmente, si nuestro proyecto además de precisión y repetitividad requiere par y potencias mucho mayores podemos utilizar la nueva línea de altísimas prestaciones DYNAMIXEL PRO. Estos servomotores están pensados para proyectos de gran envergadura, como por ejemplo el robot de tamaño humano real THOR (participante de la DARPA Robotics Challenge) o sistemas industriales de automatización.

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Javier Vidal
Responsable Técnico de RO-BOTICA
jvidal@ro-botica.com

10 de octubre de 2011

Del Robonova al DARwIn-OP. Open Source Hardware Convention 2011: The Humanoid Lab · IRI (UPC-CSIC)

Interesantísimo vídeo de la conferencia de Guillem Alenyà del IRI (UPC-CSIC), responsable del Laboratorio Humanoide (Humanoid Lab), en el marco de  OSHWCon 2011 (Open Source Hardware Convention 2011 – Madrid 2011) .

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"Necesitamos estudiantes que vengan a hacer su tesis".

Talleres de robótica humanoide para perder el miedo que transmiten los robots. “Pescar” estudiantes para PFC, tesis de Master, etc.

Interesantísima explicación en el vídeo de la evolución de un robot humanoide comercial Hitec ROBONOVA a otro hackeado y preparado para el Concurso Nacional, y la história de todo el trabajo que han estado haciendo y los próximos pasos previstos a futuro:

Conclusiones de la charla: Actividades Investigación IRI: Robótica Hardware y Software Open Source. Plataformas robóticas con visión, laser, modelización, percepción y manipulación, IA y visión artificial en entornos ruidosos.

  • Cognition. Proyecto educativo con proyectos para estudiantes de ingeniería.
  • Motivación: Concurso Nacional de robots humanoides CEABOT. Cursos y Talleres de Introducción a la robótica humanide, 40h, 2 veces al año. 10 robots.
  • Filosofía: Código y Hard Abierto. Misión + Competición = Prueba de obstáculos evitándolos. Robots Bioloid con servos digitales Dynamixel que no se queman cedidos por RO-BOTICA.

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  • Proyecto 1: Tacto en el pie para subir/bajar escaleras, + grados de libertad, impresora de plástico, cámara de visión (PAN & TILT) + sensores de distancia, plataforma Gumstix (micro-PC embeded).
  • Proyecto 2: PWM -> TTL para servos digitales con sistema BIOLOID: Reescritura y reprogramación de la controladora para programación avanzada en C. Ejecución páginas de movimiento, por ejemplo para andar. Nueva placa de adaptación para el bus de 3 pins y 4 pins, + 8 puertos adicionales A/D, micro para lectura de sensores, PWM, Bus I2C, STI, RS232, Inputs generales. Aplicación bus I2C de la placa de expansión: Utilización de brújula y otros sensores para I2C. Placa Open Source a disposición de la comunidad.

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  • Proyecto 3: NEXT-STEP = Big Brother de BIOLOID: DARwIn-OP, Open Hardware y Open Source, con Intel Atom, visión, Linux Ubuntú, control PID, gyro+acelerómetro, controladora. Crítica: documentación pobre. Recopilar experiencia. Módulos especializados: Cabeza (Pan&Tilt), caminar parametrizable mediante herramientas proporcionadas. Módulos de visión: segmentación de color, servidor web para hacer streaming de imágenes. IRI ha desarrollado capa por encima para utilizar estas herramientas. Ejemplos: seguidor de líneas, giros controlados retroalimentados por error.

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Próximos pasos del Humanoid Lab del IRI (UPC-CSIC):

  1. Adaptación y ampliación mecánica escalable del DARwIN-OP para manipulación de objetos (Pinzas, “grippers”, manos, dedos, etc.)
  2. Adaptación de DARwIn-OP para visión kinética (3D)
  3. Adaptación de DARwIn-OP para mejoras y optimizaciones de algoritmos cinemáticos en el proceso de andar y caminar o correr.

Conclusión: Open Source = MODULARIDAD = Módulos funcionales especializados independientes reutilizables y bien documentados de uso público. Un cambio en un sitio o módulo no debe afectar a otro módulo funcional. Reaprovechamiento de conocimientos y trabajo de otros en un entorno de cambios tecnológicos acelerados.

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(N.A.) Si habláramos de aplicaciones para robots de Inteligencia Artificial, este concepto de modularidad Open Source expuesta por Guillem nos acercaría al nuevo concepto de Cloud Robotics o Inteligencia Open Source o modular/contextual para conseguir una inteligencia generalista y fuerte a partir de herramientas especializadas, bien documentadas, de acceso libre y ubicadas en el “cloud” y no necesariamente en el propio robot. Debería garantizarse el acceso universal a estas herramientas por parte de robots “genéricos” y potencialmente baratos, accediendo a estas herramientas cuyas direcciones IP estarían indexadas en servidores semiinteligentes especializados que redireccionen a cada robot para cada circunstancia o contexto específico al servidor (herramienta) adecuado, todo través de una simple conexión WiFi o 3G/4G/5G de bajo consumo embedida en el robot. La nuevas tecnologías de movilidad y smartphones aceleran y posibilitan este proceso.

Ha llegado el momento y la oportunidad de integrar en la nube los ladrillos (módulos especializados) de IA producidos por 55 años de historia de esta disciplina que cambiará nuestra generación o la de nuestros hijos. Hay que implementar la nueva capa de aplicación para máquinas. No sólo los humanos utilizamos herramientas y se nos considera inteligentes desde que lo hacemos.

17 de septiembre de 2011

Robot BIOLOID “Dorami” ganador de las 3 pruebas combinadas CEABOT 2011

En el marco de las XXXII Jornadas de Automática impulsados por el Comité Español de Automática (CEA), y celebrados este año los días 7, 8 y 9 de Septiembre de 2011 en la Escuela de Ingenieros Superiores de la Universidad de Sevilla, cada año se celebran en paralelo las competiciones de robots humanoides CEABOT donde participan estudiantes de las mejores escuelas de ingeniería de las universidades de España.

Existen 3 modadlidades en la competición oficial de robots autónomos (no teledirigidos):

  • Evitar obstáculos
  • Subir y bajar escaleras
  • Sumo

Además de las exhibiciones y demostraciones libres.

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Éste año ha resultado ganador absoluto de las 3 competiciones oficiales combinadas el robot humanoide ROBOTIS BIOLOID Premium “Dorami”, programado e implementado por 3 chicas de 4º de Ingeniería Industrial en la Universidad Politécnica de Catalunya, a través del Laboratorio Humanoide del IRI (UPC-CSIC).

A continuación podéis ver los 3 vídeos de las competiciones en las 3 modalidades participando el robot BIOLOID “Dorami”:

Vídeo robot “Dorami” Evitando Obstáculos

Vídeo robot “Dorami” subiendo y bajando escaleras (Stair Challenge)

  Vídeo robot “Dorami” en la lucha de sumo

 

Próximo evento de competiciones de robots humanoides y no humanoides en AESSBot'11, pionera en España organizando competiciones de robots desde 1994, en el marco del 'Barcelona Developers Conference 2011'.

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11 de septiembre de 2011

VIDEOS del robot Open Source DARwIn-OP en CEABOT 2011

La plataforma humanoide abierta DARwIn-OP (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence – Open Platform) ha participado en la modalidad libre de exhibiciones en CEABOT2011 en el marco de las XXXII Jornadas de Automática impulsados por el Comité Español de Automática (CEA), y celebrados este año los días 7, 8 y 9 de Septiembre en la Escuela de Ingenieros de la Universidad de Sevilla.

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VIDEO del Robot DARwIn-OP siguiendo una línea con trayectorias curvilíneas en el suelo mediante visión artificial, coordinando todos los movimientos para seguir harmónicamente la línea. Streaming de la imagen en tiempo real. Exhibición libre programada y realizada por el Laboratorio Humanoide del IRI (UPC-CSIC) Instituto de Robótica e Informática Industrial:

VIDEO de demostraciones de habilidades con la pelota orientadas a futbol mediante visión artificial (aplicación pre-programada). DARwIn-OP es el ganador de la ROBOCUP éste año 2011 (El campeonato mundial de robots jugadores de futbol):

 

bol201107_darwinEl nuevo robot DARwIn-OP es la plataforma abierta humanoide mas avanzada y potente del mundo en este momento, de filosofía Open Source tanto en Hardware cómo en Software, ideal para que la comunidad o empresas privadas desarrollen distintas aplicaciones de Inteligencia Artificial, Visión Artificial, Cloud Robotics, etc.. en definitiva, prototipos de la próxima generación de Robots Personales inteligentes y flexibles que convivirán con nosotros en nuestras casas en un futuro no tan lejano.

Más información DARwIn-OP >>