Desarrollo de algoritmo de control y navegación para robot hexápodo

Abstract

El presente Proyecto Final de carrera surge como propuesta del Laboratorio de Instrumentación Virtual y Robótica Aplicada de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Mar del Plata. Se trata de la implementación de un robot insecto de seis patas (hexápodo) para su uso en prácticas de la asignatura Robótica Aplicada, con especial énfasis en el desarrollo de los algoritmos de comando, navegación y control del mismo. Para la implementación de los algoritmos se partió de un robot hexápodo construido en plástico, dotado con una placa Arduino Nano. Arduino es una tecnología que se encuentra en auge debido a su versatilidad, bajos costos y alta reproducibilidad. Los movimientos del hexápodo están a cargo de tres servos que trabajan conjuntamente para realizarlos. Los servos son motores de corriente continua con la diferencia de que se les puede controlar el ángulo de giro según sea necesario. Posee un sensor ultrasónico mediante el cual realiza mediciones de distancia. Este tipo de sensor funciona enviando una señal al aire y esperando recibir un rebote de la misma, llamado “eco”. El hexápodo también tiene un par de microswitches que permiten detectar colisiones con objetos. Para implementar los algoritmos se utilizó el entorno de desarrollo propio de Arduino. Este software, además de estar especialmente diseñado para trabajar con placas Arduino, posee numerosas librerías para los diversos accesorios que se pueden utilizar a través de las cuales se simplifica la configuración y programación de la placa, así como la utilización de los dispositivos conectados a ella. Para el control del hexápodo y la presentación de la información de manera clara, se desarrolló una interfaz gráfica en computadora, mediante el lenguaje de programación Visual Basic. Este lenguaje permite realizar aplicaciones con rapidez y de manera simple. La comunicación entre el robot y la computadora se realiza de manera inalámbrica, mediante un módulo Bluetooth. Este protocolo es muy eficiente para el envío y recepción de pocos datos a una distancia cercana entre dos o más dispositivos. Se implementaron los algoritmos necesarios para las tareas propuestas. El robot es capaz de mapear el recinto en el cual se mueve, midiendo las dimensiones del mismo. Al proveerle coordenadas de destino el hexápodo puede desplazarse de manera autónoma hacia éstas, y ante la aparición de obstáculos en su camino es capaz de detectarlos y esquivarlos. Toda la información de las actividades del robot es presentada de manera gráfica en la pantalla de la computadora, en una interfaz clara y amigable con el usuario. A pesar de ciertas limitaciones, tanto mecánicas como electrónicas, se pudo lograr un desarrollo adecuado para el objetivo del proyecto y se podría usar como base para diseños futuros.