Líneas de investigación Sistemas industriales / Robótica

Robótica

La línea de investigación en ROBÓTICA se centra en el diseño y desarrollo de sistemas robóticos, o elementos constitutivos de estos, capaces de interaccionar con el entorno y/o con las personas.

  • Robótica móvil: Los robots móviles son vehículos autónomos que deben desplazarse en un entorno interior o exterior, realizando una función específica de forma completamente automática. En particular, se está trabajando en la investigación en técnicas de navegación en entornos conocidos y desconocidos. En el ámbito de la navegación en entornos conocidos la investigación se está centrando en técnicas de generación de trayectorias, representación de entornos y búsqueda de trayectorias óptimas. En el ámbito de los entornos desconocidos se está avanzando en dos líneas de trabajo, la técnica SLAM (Simultaneous Location and Mapping) en la que el robot se desplaza y construye un mapa del entorno que, al mismo tiempo, le permite posicionarse en un entorno desconocido y la navegación reactiva en la que el vehículo autónomo debe desplazarse a lo largo del mapa evitando los obstáculos que aparecen a su alrededor, y sin quedar atrapado a lo largo de la trayectoria, de forma que sea capaz de llegar a una posición objetivo o cumplir una determinada acción.
  • Manipuladores avanzados, con especial enfoque hacia la robótica: En este ámbito es de especial interés la investigación en brazos robotizados de bajo precio con elevadas capacidades mecánicas y dinámicas, la generación de trayectorias y control en sistemas sobreactuados para lograr movimientos suaves, precisos y minimizando el desgaste en los actuadores. También se está investigando en la capacidad de identificación de objetos de cara a la manipulación, con determinación de la estrategia de aproximación, agarre y desplazamiento.
  • Sistemas cognitivos y entornos inteligentes: Se trata de dotar de capacidades que permitan al robot aprender leyes de comportamiento a partir de la interacción con el entorno y tomar decisiones para modificar la actividad realizada en virtud de las variaciones que se producen en el medio. Para ello se está investigando en formas de representación del conocimiento y en técnicas prácticas de aprendizaje, de reconocimiento y generación de reglas de decisión. Es de especial interés en este punto dotar al robot de la capacidad necesaria para modificar su conducta en función a su interacción con el entorno (incluidos entornos inteligentes) y con las personas. En este entorno además, se está trabajando en la instrumentación del sistema robótico con sensores y actuadores que están embarcados en el propio robot o bien distribuidos en el entorno de trabajo pudiendo formar redes inalámbricas de sensores, siendo éste un ámbito de investigación de interés para la línea de robótica. En el ámbito de los sensores se prestará especial atención a los sistemas de identificación por Radio Frecuencia (RFID) y por visión (2D y 3D).
  • Estructura hardware y software del sistema robótico: Se centra en:
    • Estructuras software: Sistemas operativos para robots (ROS) y Sistemas Operativos en Tiempo Real.
    • Estructura electromecánica del robot. En esta línea se contempla el desarrollo de mecanismos con elevada flexibilidad de movimientos y baja inercia para poder ejecutar maniobras complejas a gran velocidad.
  • Todo el conjunto de tecnologías utilizadas y desarrolladas en esta línea tienen como objetivo el dotar a los sistemas robóticos de una flexibilidad y seguridad tal que puedan ser aplicados en entornos poco estructurados, y con una posible colaboración con personas. Este objetivo tiene una aplicación clara a distintos campos como son el Transporte, las actividades productivas de la industria, la supervisión, identificación y manipulación en tareas agrícolas, en obras públicas, logísticas y de servicios

    Soluciones
    Equipamientos singulares
    • Plataforma robot Guardian, dotado de manipulador 6GDL
    • AR Drone 2.0.
    • Parrot Wifi cuadricóptero.
    • Software Matlab/Simulink
    • Software Labview/VeriStand Plataformas hardware dSpace DS1103 y MicroAutobox
    • Sensores asociados: GPS RTK, láser corta distancia, cámara 3D, redes de sensores
    • SO: Linux RT, ROS/Gazebo
    Patentes
     

    Proyectos I+i financiación pública

    COMPAIR. Development of a manufacturing process for the production of small size complex-shaped structural aircraft components.

    FP7-SME 2012-2014, Grant Number 304755 (2012-2014)

     

    RAMPAWARE Collision Awareness and Avoidance System

    FP7-SME 2012-2014 Grant Agreement 314838 (2012-2014)

     

    ARTECOIN Desarrollo de nuevos procesos de control durante el vulcanizado y de inspección de articulaciones elásticas para automoción orientados a cero defectos.

    Innpacto 2012-2014.

     

    SAAPIN. Vehículo autónomo para la realización de tareas agrícolas repetitivas: desherbado, toma de datos para la generación de mapas de salinidad del terreno.

    Financiación DGA.

     

    CAFE. Semi-Automated Cost-Effective facade Cleaning System.

    FP6-SME, G1ST-CT-2002-50238 (2002-2004)

     

    CITRUS: ROBOT FOR CITRUS HARVESTING AND HANDLING.

    EUREKA PROJECT. 176 CITRUS-ROBOT (1987-1998)

     

    Sistema Autónomo con Gestión de la Energía para la Navegación en Entornos Dinámicos con Inteligencia Ambiental.

    Dirección general de investigación y Gestión del Plan Nacional I+D+I, Subdirección General de Proyectos de Investigación, DPI 2010-18349.

     

    Sistema Inteligente de Bajo Coste Para el Transporte y la Vigilancia en Entornos Ecológicos No Estructurados.

    Ministerio de Educación y Ciencia (MEC), DPI 2006-64137.

     

    Guiado de un sistema de transporte en una urbanización bioclimática cerrada.

    Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT), DPI 2004-06626.

     

    Publicaciones de artículos Científico-Tecnológicos

    Path planning approach based on flock dynamics of moving particles.

    J. Espelosín, L Acosta, D. Alonso.

    Applied Soft Computing Journal. 13 - 4, pp. 2159 - 2170. Elsevier, DOI: 10.1016/j.asoc.2012.12.015, 15/03/2013.

     

    Semantic-based approach for route determination and ontology updating.

    J.Espelosín, A. Hamilton, E. González, L.  Acosta, R. Arnay.

    Engineering Applications of Artificial Intelligence. 26, pp. 1174 - 1184., Elsevier, DOI: 10.1016/j.engappai.2012.09.012, 16/10/2012.

     

    An Application of a Dynamic Matrix Control Algorithm: Path Tracking Using Predictive Control.

    J. Espelosín, A. Hamilton, L. Acosta, E. González.

    Artificial Intelligence Resources in Control and Automation Engineering. pp. 193 - 197. 2012. Chapter DOI: 10.2174/978160805126711201010193

     

    Omnidirectional Structured Light in a Flexible Configuration

    C. Paniagua, L. Puig, J. J.  Guerrero, (2013).

    Sensors, 13(10), 13903-13916. DOI:10.3390/s131013903

    Congresos y Ponencias

    Robot navigation on simulated pedestrian areas based on swarm intelligence

    J.Espelosín, L. Acosta, A. F.Hamilton.

    20th Mediterranean Conference on Control and Automation

     

    Verdino, prototipo eléctrico de vehículo autoguiado.

    J. Espelosín, L. Acosta, J. T. Toledo, R. Arnay del Arco, N. Morales, D. Perea, L. Moreno.

    XXXIII Jornadas de Automática.

     

    Aproximación basada en Semántica para la determinación de Rutas y Gestión de Flotas.

    J. Espelosín, A. F. Hamilton, E. J. González, L. Acosta, R. Arnay del Arco.

    XXXI Jornadas de Automática.

     

    Seguimiento de caminos y detección de obstáculos en el prototipo Verdino.

    J. Espelosín, A. F. Hamilton, J. T. Toledo, L. Acosta, J. Felipe, M. Sigut, E. J. González.

    XXX Jornadas de Automática.

     

    Sistema de Visión Térmica para la Detección de Obstáculos en Entornos no Estructurados.

    J. Espelosín, J. T. Toledo, R. Arnay del Arco, L. Acosta, J.F. García, A. F. Hamilton, M. Sigut, E. J. González.

    XXX Jornadas de Automática

     

    SAAPIN: Un robot para el desherbado de cultivos y valoración de la salinidad del suelo

    D. Abadía, R. Aragüés, A. Cirujeda, J. Paniagua, V. Urdanoz, C. Zaragoza.

    III Congreso Agricultura y Alimentación Ecológica de la SAE. Zaragoza, España. 2006

     

    A mobile field robot for weed control in maize crops

    D. Abadía, J. Peña, S. González, T.  Seco, J. Aibar, J. Paniagua, C. Zaragoza

    Conference of Novel and Sustainable Weed Management in Arid and Semi-Arid Agroecosystems. Rehovot (Israel).  2007

     

    Autómata para el Control de Malas Hierbas en Cultivos Extensivos (Maiz): SAAPIN

    D. Abadía, A. Cirujeda, J. Peña, R. del Hoyo, J. Paniagua, T. Seco, J. Aibar, C. Zaragoza.

    10º Symposium Nacional de Sanidad Vegetal.  Innovacion y Futuro. Sevilla, España. 2007

     

    Autonomous navigation in maize fields

    D. Abadía, Ballano S., Usón J. Paniagua J., Seco T. Sagüés C, Cirujeda A.., Zaragoza C. 

    International Conference on Agricultural Engineering and Industry Exhibition. Hersonissos, Creta (Grecia). 2008.

     

     A mobile field robot for weed control in maize crops

    Abadía D., Gonzalez S.,Del Hoyo R., Paniagua J.,J. Seco T. Montano L., Cirujeda A.., Zaragoza C.

    International Conference on Agricultural Engineering and Industry Exhibition. Hersonissos, Creta (Grecia). 2008.

     

    Crop plant identification for weeding operations in maize fields

    D. Abadia, S .Gonzalez, R. del Hoyo, J. Paniagua, T. Seco, L. Montano., A. Cirujeda, C. Zaragoza,

    Agricultural and biosystems engineering for a sustainable world. International Conference on Agricultural Engineering, Hersonissos, Crete, Greece, 23-25 June, 2008 2008 pp. P-184

     

    Control of an Ackerman vehicle by dynamic linearization

     J.M.Rodríguez, J.Franch

    Proceedings of the European Control Conference, Budapest, 2009.

     

    V-Cycle Development of a controller for a random load fatigue test bench

    J. Alfonso, I. Nadal, J-M Rodríguez-Fortún, A. Ibañez, F. Urzainqui, “

    Proceedings of European Automotive Congress - EAEC 13 (June 2011). ISBN: 978-84-615-1794-7