Diseño de algoritmo de autoconfiguración considerando dos arquitecturas (1d y 2d) para sistema robótico modular

dc.contributorCastillo Estepa, Ricardo Andres
dc.creatorRodriguez Lombana, Geiber Aquileo
dc.date.accessioned2019-12-13T13:29:01Z
dc.date.accessioned2019-12-27T13:16:55Z
dc.date.accessioned2022-09-28T21:33:11Z
dc.date.available2019-12-13T13:29:01Z
dc.date.available2019-12-27T13:16:55Z
dc.date.available2022-09-28T21:33:11Z
dc.date.created2019-12-13T13:29:01Z
dc.date.created2019-12-27T13:16:55Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/10654/32627
dc.identifier.urihttp://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/3746888
dc.description.abstractEn este proyecto se realizará el diseño y simulación en software de un algoritmo de ensamble y coordinación de arquitecturas para un sistema compuesto por un conjunto de agentes robots que permitan a un sistema colaborativo multi-agente lograr dos diferentes arquitecturas (1D y 2D) para alcanzar el objetivo. Este algoritmo estará enfocado al desarrollo de tres actividades principales: primero el análisis y planificación de la trayectoria a ejecutar con las arquitecturas más eficientes para lograrlo, segundo el desplazamiento de cada módulo (en una posición inicial aleatoria) y su integración con los demás para formar una configuración, y por último (posteriormente) la configuración integrada se desplazará hasta un punto final definido por el usuario atravesando un entorno no estructurado (evasión de obstáculos), durante este recorrido el robot podrá re-armarse en una segunda configuración cuando sea necesario para evadir los obstáculos presentes. Cada configuración obtenida será considerada como un agente compuesto de la unión de múltiples módulos robóticos MECABOT, los cuales fueron diseñados y construidos previamente por el grupo de investigación DAVINCI del Programa de Ingeniería en Mecatrónica de la Universidad Militar Nueva Granada. Con el propósito de aumentar la robustez del sistema robótico modular ante eventos no esperados en el ambiente de operación y/o posibles fallas en componentes de los agentes, se propone desarrollar una lógica de comando distribuida bajo la cual cada unidad contará con un control independiente, siempre liderados por el módulo principal, a modo que se pueda reconocer tales eventos y adaptar su plan de operación de forma autónoma. La validación del funcionamiento del sistema robótico se realizará mediante dos etapas: la simulación de cada unidad y luego del sistema colectivo utilizando un software diseñado. Se desarrollará una estrategia de armado y desarmado eficiente para coordinar los módulos utilizando técnicas de inteligencia artificial la cual otorgará al sistema la capacidad de tomar decisiones automáticamente a fin de optimizar el rendimiento del mismo, llegando a reducir el tiempo de operación y consumo energético.
dc.languagespa
dc.publisherUniversidad Militar Nueva Granada
dc.publisherFacultad de Ingeniería
dc.publisherMaestría en Ingeniería Mecatrónica
dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas
dc.rightsDerechos Reservados - Universidad Militar Nueva Granada, 2019
dc.source[1] M. S. W. M. S. B. R. D. M. M. L. H. .. &. C. G. S. Yim, «Modular self-reconfigurable robot systems [grand challenges of robotics.,» IEEE Robotics & Automation Magazine, 2007.
dc.source[2] Z. M. S. &. R. D. Butler, «Distributed replication algorithms for self-reconfiguring modular robots. Distributed Autonomous Robotic Systems,» pp. 37-48, 2002.
dc.source[3] K. D. &. R. D. L. Kotay, «Algorithms for self-reconfiguring molecule motion planning. In Intelligent Robots and Systems,» 2000.
dc.source[4] K. &. R. D. Kotay, «Generic distributed assembly and repair algorithms for self-reconfiguring robots. In Intelligent Robots and Systems,» 2004.
dc.source[5] K. Kotay, «Self-reconfiguring robots: designs, algorithms, and applications.».
dc.source[6] D. &. K. K. Rus, «Scalable parallel algorithm for configuration planning for self-reconfiguring robots. In Proc. of the Conf. on Sensor Fusion & Decentralized Control in Robotic Systems III».
dc.source[7] T. &. R. S. Larkworthy, «An efficient algorithm for self-reconfiguration planning in a modular robot. In Robotics and Automation,» de IEEE International Conference, 2010.
dc.source[8] Z. &. R. D. Butler, «Distributed locomotion algorithms for self-reconfigurable robots operating on rough terrain. In Computational Intelligence in Robotics and Automation,» de IEEE International Symposium, 2003.
dc.source[9] D. d. r. -. roboticspot.com, 2 Diciembre 2008. [En línea].
dc.source[10] I. Spotlight, « Robotics from Monster Career Advice,» 26 Agosto 2007.
dc.source[11] S. Bermejo, «Desarrollo de robots basados en el comportamiento,» Ediciones UPC, Vols. %1 de %2ISBN 84-8301-712-1, pp. Págs. 26-27, 2003.
dc.source[12] G. BERMÚDEZ, «ROBOTS MÓVILES. TEORIA, APLICACIONES Y EXPERIENCIAS,» T E C N U R A, p. 13, 2002.
dc.source[13] P. B.-T. P. Moubarak, «Adaptive Manipulation of a Hybrid Mechanism Mobile Robot,» IEEE International Symposium on Robotic and Sensors Environments (ROSE), pp. 113 - 118, 2011.
dc.source[14] B. Gopalakrishnan, S. Tirunellayi y R. Todkar, «Design and development of an autonomous mobile smart vehicle: a mechatronics application,» Mechatronics, p. 14: 491–514, (2014).
dc.source[15] M.-C. Shiu, H.-T. Lee, F.-L. Lian y L.-C. Fu, «Design of the Octabot Self-Reconfigurable Robot,» Proceedings of the 17th World Congress The International Federation of Automatic Control, p. 6, 2008.
dc.source[16] M. YIM, P. WHITE, M. PARK and J. SASTRA, "Modular Self-Reconfigurable Robots," ENCYCLOPEDIA OF COMPLEXITY AND SYSTEMS SCIENCE, vol. 14, p. 14, 2009.
dc.source[17] C. Liu, J. Liu, R. Moreno, F. Veenstra y A. Faina, «The impact of module morphologies on modular robots,» International Conference on Advanced Robotics (ICAR), vol. Proceedings of the 2017 18th, nº 1, pp. 237-243, 2017.
dc.source[18] P. Moubarak, « Modular and Reconfigurable Mobile Robotics,» Journal of Robotics and Autonomous Systems, p. 1648 – 1663, 2012.
dc.source[19] R. Alattas, «Hybrid Evolutionary Designer of Modular Robots,» Department of Computer Science & Engineering - University of Bridgeport, vol. IEEE, nº 978-1-5090-0799-8/16, pp. 1-4, 2016.
dc.source[20] M. Yim, D. Duff y Y. Zhang, «Modular robots,» IEEE Spectrum, vol. 39, nº 2, p. 30–34, Febrero 2002.
dc.source[21] J. Gonzáles Gómez, «Robótica modular y locomoción: Aplicación a robots ápodos,» de XI Semana de la investigación y cultura en la facultad de informática, Madrid, 2007.
dc.source[22] M. YIM, LOCOMOTION WITH A UNIT-MODULAR RECONFIGURABLE ROBOT, Stanford University, 1994.
dc.source[23] S. H. Turlapati, A. Srivastava, K. M. Krishna y S. V. Shah, «Detachable Modular Robot capable of Cooperative Climbing and MultiAgent Exploration,» IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), vol. Singapore, p. 6, 2017.
dc.source[24] P. Guimarães, M. Nunes, T. Galembeck, L. Bamidele, R. Tenório, D. Magalhães y F. de Barros Vidal, «A bio-inspired apodal and modular robot,» Latin American Robotics Symposium and IV Brazilian Robotics Symposium, vol. 13, p. 6, 2016.
dc.source[25] M. Losada Rodríguez, R. Guerrero Gómez-Olmedo, V. Bartolomé, P. Pérez Hernández, D. Borja Pérez y A. Sánchez, Robots Modulares - Introducción al diseño de Microrrobots Móviles, 2006.
dc.source[26] T. Tosun, J. Davey, C. Liu y M. Yim, «Design and characterization of the EP-Face connector,» International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), , vol. IEEE/RSJ, pp. 45-51., 2016.
dc.source[27] N. Rost, «Self-Soldering Connectors for Modular Robots,» [En línea]. Available: Disponible en: /paper/Self-Soldering-Connectors-for-Modular-Robots-Neubert-Rost/2e92ddcf2e7a9d6c27875ec442637e13753f21a2.. [Último acceso: 20 12 2018].
dc.source[28] F. B. A. a. P. B. N. Brener, «Characterization of Lattice Modular Robots by Discrete Displacement Groups,» IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2010.
dc.source[29] R. Pfeifer, M. Lungarella y F. Iida, «Self-Organization, Embodiment, and Biologically Inspired Robotics,» Science, vol. 318, nº 5853, pp. 1088-1093, 2007.
dc.source[30] I. IPCED, «Búsqueda y Rescate,» IPCED., [En línea]. Available: http://www.ipced.mx/cursos/busqueda-rescate/. [Último acceso: 19 02 2019].
dc.source[31] V. Kee, «Modular Self-Configurable Robots / Angles,» MIT Media Studies, p. 1, 2013.
dc.source[32] F. Hou y W.-M. Shen, «Distributed, dynamic, and autonomous reconfiguration,» IEEE International Conference on Robotics and Automation, vol. ICRA 2008, pp. 3135 –3140, 19-23, 2008.
dc.source[33] K. Stoy, W. Shen y P. Will, «Using role-based control to produce locomotion,» IEEE/ASME transactions on mechatronics, vol. 7(4), p. 410–417, 2002.
dc.source[34] D. Martinez, «Tesis Doctoral. Planificación de Trayectorias para Robots Móviles,» Universidad, 1995.
dc.source[35] J.-C. Latombe, «Robot Motion Planning.,» 1990.
dc.source[36] J. D. Preciado Aguilar, «PLANIFICACIÓN DE TRAYECTORIAS DE ROBOTS MÓVILES DE DIFERENTES ARQUITECTURAS EN ENTORNOS DINÁMICOS,» 2018. [En línea]. Available: https://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/handle/10654/18006/PreciadoAguilarJuanDavid2018.pdf?sequence=1&isAllowed=y.
dc.source[37] J. Banks, J. Carson, B. Nelson y D. Nicol, Discrete-Event System Simulation, Prentice Hall, 2010.
dc.source[38] E. D. Reilly, Concise Encyclopedia of Computer Science, John Wiley & Sons, 2004.
dc.source[39] Wiley.com., «Principles of Modeling and Simulation: A Multidisciplinary Approach,» [En línea]. Available: https://www.wiley.com/en-us/Principles+of+Modeling+and+Simulation%3A+A+Multidisciplinary+Approach-p-9780470289433. . [Último acceso: 2019 febrero 23].
dc.source[40] J. Weng, «Creación del Modelo del Robot Humanoide Teo para el Simulador WEBOTS,» IEEE, 2012.
dc.source[41] Cyberbotics Ltd., «Webots Reference Manual R2019a - Robot,» Cyberbotics Ltd., 01 01 2019. [En línea]. Available: https://www.cyberbotics.com/doc/reference/robot?tab=c. [Último acceso: 2019 02 28].
dc.source[42] M. F. R. A. y. M. A. S.-U. Juan A. Escalera, «TELEMANIPULACIÓN Y LOCOMOCIÓN MEDIANTE ROBOTS MODULARES,» RIAI, 2008.
dc.source[43] P. Levi, E. Meister, A. van Rossum, T. Krajnik, V. Vonasek, P. Stepan y W. Liu, «A cognitive architecture for modular and self-reconfigurable robots,» p. 465–472, 31 Marzo 2014.
dc.source[44] M. Yim, D. G. Duff y K. D. Roufas, «PolyBot: a Modular Reconfigurable Robot,» Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and, p. 514–520, Abril 2000.
dc.source[45] M. Yim, A. Golovinsky, Z. Ying y C. Eldershaw, «PolyBot and PolyKinetic System: a modular,» Proceedings of the IEEE International Conference on, vol. 2, p. 1381– 1386, 2004.
dc.source[46] M. Park, S. Chitta, A. Teichman y M. Yim, «Automatic Configuration Recognition Methods,» The International Journal of Robotics Research, vol. 27, nº 3-4, p. 403–421, 2008.
dc.source[47] S. Murata y H. Kurokawa, «Self-Reconfigurable Robot,» IEEE Robotics and Automation, vol. 14, nº 1, p. 71–78, 2007.
dc.source[48] «http://unit.aist.go.jp/is/frrg/dsysd/mtran3/,» [En línea].
dc.source[49] «M-TRAN(Modular Transformer) MTRAN III,» [En línea]. Available: Disponible en: https://unit.aist.go.jp/is/frrg/dsysd/mtran3/. . [Último acceso: 18 Febrero 2018].
dc.source[50] A. Castano, W. Shen y P. Will, «CONRO: Towards deployable robots with inter-robots,» Autonomous Robots, vol. 8, nº 3, p. 309–324, 2000.
dc.source[51] W.-M. Shen, J. Bogdanowicz, W. Chun, M. Yim, P. Will, M. SIms, S. Colombano, D. Kortenkamp, S. Vanderzyl, E. Baumgartner y J. Taylor, «SuperBots: Modular, multifunctional,,» Lunar Exploration Analysis Group, 2005.
dc.source[52] J. Liu, S. Ma, Z. Lu, Y. Wang, B. Li y J. Wang, «Design and experiment of a novel link-type shape shifting modular robot series,» IEEE, 2005.
dc.source[53] W. Y. L. B. M. S. T. D. Liu JinGuo, «Center-configuration selection technique for the reconfigurable modular robot,» Springer link, 2007.
dc.source[54] «http://www.idsc.ethz.ch/research-dandrea/research-projects/distributed-flight-array.html,» [En línea].
dc.source[55] «http://robohub.org/robots-m-blocks/,» [En línea].
dc.source[56] R. Moeckel, C. Jaquier, K. Drapel, E. Dittrich, A. Upegui y A. Jan Ijspeert, «Exploring adaptive locomotion with YaMoR, a novel autonomous modular robot with Bluetooth interface,» Industrial Robot,, vol. 33, nº 4, p. 285–290, 2006.
dc.source[57] M. W. Jorgensen, E. H. Ostergaard y H. H. Lund, «Modular ATRON: modules for a selfreconfigurable,» Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent, vol. 2, nº ISBN 0-7803-8463-6, p. 2068– 2073, 2005.
dc.source[58] N. Correll, C. Wailes y S. Slaby, «A One-hour Curriculum to Engage Middle School Students in Robotics and Computer Science using Cubelets,» Distributed Autonomous Robotic Systems, vol. Springer Berlin Heidelberg, pp. 165-176, 2014.
dc.source[59] j. Baca, B. Woosley, P. Dasgupta y C. Nelson, «Real-Time Distributed Configuration Discovery of Modular Self-reconfigurable Robots,» IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), vol. Washington State Convention Center, p. 6, 2015.
dc.source[60] X. Wang, J. Hongzhe, Y. Zhu, B. Chen, D. Bie, Y. Zhang y J. Zhao, «Serpenoid polygonal rolling for chain-type modular robots: A study of modeling, pattern switching and application,» Robotics and Computer-Integrated Manufacturing - Elsevier, vol. 39, pp. 56-67, 2015.
dc.source[61] O. G. Rubiano Montaña y C. A. Hurtado Erasso, «Diseño y simulación de un robot modular reconfigurable,» Repositorio Institucional - Universidad Militar Nueva Granada, vol. http://hdl.handle.net/10654/10150, p. 205, 2013.
dc.source[62] P. N. Lancheros Guzmán y L. B. Sanabria Galvis, «Simulación e Implementación de Movimientos para Sistema Robótico Modular Considerando Diferentes Configuraciones,» Repositorio Institucional - Universidad Militar Nueva Granada, vol. http://hdl.handle.net/10654/15382, p. 157, 2016.
dc.source[63] W. A. Miño Rubiano, «Simulación e implementación de sistema robotico en arquitectura tipo rueda utilizando robotica modular,» Repositorio institucional - Universidad Militar Nueva Granada, vol. http://hdl.handle.net/10654/16081, p. 73, 2016.
dc.source[64] B. M. Cotera, «Simulación e Implementación de una Configuración de Robot Hexápodo Utilizando Sistemas de Robótica Modular para Evaluar su Locomoción,» Repositorio Documental - Universidad Militar Nueva Granada, vol. http://hdl.handle.net/10654/16120, p. 135, 2017.
dc.source[65] C. Queretaro, «Diseño Mecatrónico de un Robot Móvil (Configuración Diferencial),» 8º, 2009.
dc.source[66] Cyberbotics Ltd., «Webots Reference Manual R2019a - Connector,» Cyberbotics Ltd., 01 01 2019. [En línea]. Available: https://cyberbotics.com/doc/reference/connector. [Último acceso: 2019 02 26].
dc.source[67] Cyberbotics Ltd., «Webots Reference Manual R2019a - RotationalMotor,» 01 01 2019. [En línea]. Available: https://cyberbotics.com/doc/reference/rotationalmotor. [Último acceso: 2019 02 26].
dc.source[68] Cyberbotics Ltd., «Webots Reference Manual R2019a - HingeJoint,» Cyberbotics Ltd., 01 01 2019. [En línea]. Available: https://cyberbotics.com/doc/reference/hingejoint. [Último acceso: 26 02 2019].
dc.source[69] Cyberbotics Ltd., «Webots Reference Manual R2019a - GPS,» Cyberbotics Ltd., 01 01 2019. [En línea]. Available: https://www.cyberbotics.com/doc/reference/gps?tab=c. [Último acceso: 01 01 2019].
dc.source[70] Cyberbotics Ltd., «Webots Reference Manual R2019a - Compass,» Cyberbotics Ltd., 01 01 2019. [En línea]. Available: https://www.cyberbotics.com/doc/reference/compass. [Último acceso: 02 03 2019].
dc.source[71] Cyberbotics Ltd., «Webots Reference Manual R2019a - Emitter,» 2019. [En línea]. Available: https://www.cyberbotics.com/doc/reference/emitter. [Último acceso: 6 Marzo 2019].
dc.source[72] Cyberbotics Ltd., «Webots Reference Manual R2019a - Receiver,» 2019. [En línea]. Available: https://www.cyberbotics.com/doc/reference/receiver. [Último acceso: 6 Marzo 2019].
dc.source[73] Querelle y Cia Ltda., «Diseño, programación y desarrollo: Profesor en Línea.,» Querelle y Cia Ltda. , 01 01 2019. [En línea]. Available: http://www.profesorenlinea.cl/geometria/PitagorasTeorema.htm. [Último acceso: 12 03 2019].
dc.source[74] A. F. Mendieta, «ACADEMIA,» 2017. [En línea]. Available: https://www.academia.edu/6879670/Electroim%C3%A1n. [Último acceso: 18 Marzo 2019].
dc.subjectAdaptabilidad
dc.subjectRobótica Modular
dc.subjectMorfología
dc.subjectInteligencia Artificial
dc.titleDiseño de algoritmo de autoconfiguración considerando dos arquitecturas (1d y 2d) para sistema robótico modular
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesis


Este ítem pertenece a la siguiente institución