Usuario:Parangari67/Taller

INBIODROID

Inbiodroid es una empresa mexicana de base tecnológica dedicada al desarrollo de sistemas robóticos antropomórficos de telepresencia. Está ubicada en la bella ciudad de Irapuato, Guanajuato, México. A la fecha, la empresa ha construido dos sistemas: Prometheus 1.0 y Prometheus 2.0 Ambos dispositivos, se han puesto en prueba en la prestigiosa competencia internacional ANA Avatar XPRIZE, de tal forma que han sido expuestos en dos escenarios internacionales, tanto en las semifinales que se llevaron acabo en la ciudad de Miami, Florida, EUA, como en la final en Los Ángeles, California, EUA. En esta última prueba obtuvieron el séptimo lugar.

Prometheus 1.0

Archivo:P1.0.png

Robot Prometheus 1.0

Es un sistema robótico antropomórfico de telepresencia de primera generación.

Para una mejor descripción lo agrupamos en dos categorías:

A. Robot Humanoide

Es un robot completamente funcional y antropomórfico. Cuenta con una cabeza, tronco, dos brazos, dos manos y dos piernas. (no funcionales)

Está montado sobre una base con cuatro ruedas omnidireccionales las cuales le permiten desplazarse en cualquier dirección. No tiene pies por lo tanto carece de locomoción bípeda.

Los motores que generan los movimientos en la extremidad superior están situados directamente en la articulación correspondientes.

La Mano robótica posee cinco dedos, cada dedo con un grado de libertad y un pulgar con la capacidad de oponerse frente a los demás. Posee sensores de presión en la punta de los dedos y en la palma de la mano.

La cabeza cuenta con una pantalla y una cara animada capaz de reproducir las expresiones del operador.

B. Sistema de Control

Es controlado a distancia por un sistema de telepresencia mediante el cual un operador comanda los movimientos y acciones del robot avatar mediante un Headset, un par de exoesqueletos de mano y un control de pedales. El controlador interactúa con un medio ambiente remoto a través de las cámaras del robot de las cuales obtiene retroalimentación visual, además posee audífonos (para escuchar lo que el robot percibe) y micrófonos para comunicarse. La cabeza del robot cuenta con una pantalla que exhibe una cara animada, que manifiesta diversos estados de ánimo del robot.

Prometheus 2.0

Es un sistema robótico antropomórfico de telepresencia de segunda generación.

Para una mejor descripción del Sistema Prometheus 2.0 los agrupamos en tres categorías:

A.   Robot Humanoide Bípedo

Prometheus 2.0 es un robot ágil y robusto, que posee un total de 43 DOF (Degrees of Freedom, por sus siglas en inglés). Pesa 40 kilogramos y tiene una estatura de 1.60 mts.

1.    Extremidad Inferior

Las extremidades inferiores de Prometheus 2.0 le proporcionan equilibrio y locomoción ágil tanto en terrenos planos y como en ambientes no estructurados.

La locomoción ágil cuenta con un seguimiento por parte de un operador humano de las trayectorias de caminado y fuerzas de contacto con el suelo.

Se han desarrollado una serie de algoritmos que permiten que el robot imite la pose del operador, con el mínimo de retraso.  La pose, se refiere a la posición y orientación tanto del operador como del robot.

Ambos pies cuentan con sensores en puntos de presión en dos zonas específicas, talón y parte anterior del pie.

Las extremidades inferiores cuentan con módulo de Software para la estimación de posición y orientación del centro de masa.

2.    Extremidad Superior

Cada extremidad superior cuenta con un brazo, con las siguientes características: un hombro con 3 DOF, un codo con 1 DOF y una muñeca con 3 DOF. La combinación e integración de estos grados de libertad permiten replicar la totalidad de movimientos que realiza el brazo de un ser humano.

Prometheus 2.0 posee brazos robóticos que reproducen los movimientos del operador en cuanto a amplitud de movimiento, sincronización de cada uno de los segmentos y movimientos ágiles.

No tan sólo se replican las trayectorias sino también se reproduce una fuerza proporcional a la del ser humano.

3.    Manos

Prometheus 2.0 cuenta con dos manos robóticas con la destreza suficiente para sujetar objetos delicados, así como objetos de mediano peso de menos de 1 kg. En cuanto a la configuración geométrica, son capaces de manipular objetos deformables.

4.    Cabeza

Existe una perfecta sincronización de los movimientos de la cabeza del operador con los de la cabeza del robot. Contiene micrófonos binaurales que permiten la adquisición de audio en 3D. Además, posee altavoces para transmitir la voz del operador.

Cuenta con una pantalla para desplegar las expresiones faciales del usuario, incluyendo movimientos de ojos, labios y mejillas.

Una característica muy relevante de Prometheus 2.0 es que los movimientos oculares del robot son congruentes con los ojos del operador. Esto le permite adquirir en tiempo real imágenes del entorno del robot y generar visión estereoscópica para el operador.

B.   Plataforma de Inmersión

Contiene una caminadora omnidireccional de 6 DOF la cual es capaz de generar sensaciones de desplazamiento espacial en cualquier dirección.

Además, posee un Módulo de Captura de Movimiento de Piernas el cual captura los ángulos de movimiento de cada una de las articulaciones de la extremidad inferior.

El Exoesqueleto de Torso es en realidad un sistema de retroalimentación de equilibrio. De tal forma que, si el robot está a punto de caerse, el Exoesqueleto de Torso envía una fuerza equivalente en dirección e intensidad, para que el operador perciba este cambio y reaccione para compensar la posición del robot.

Los Exoesqueleto de Brazos capturan los movimientos de las extremidades superiores y, además envían señales de retroalimentación de las fuerzas con las cuales el robot está interactuando en el ambiente remoto en el que se desempeña.

Los Guantes Hápticos, capturan los movimientos de los dedos y retroalimentan fuerza, además proporcionan sensaciones de textura en las yemas de los dedos.

El Visor de Realidad Virtual, trasmite audio al operador e imágenes en 3D que provenientes del robot, además transmite la voz del operador. También captura las expresiones faciales del operador para transmitirlas al robot.

a) Caminadora Omnidireccional

Caminadora de 3 DOF, que genera una sensación de movimiento en cualquier dirección.

b) Exoesqueleto de Extremidad Superior

• Captura los movimientos de las extremidades superiores
• Envían señales de retroalimentación de las fuerzas con las que interactúa el robot.
• 5 grados de libertad

c) Exoesqueleto de Extremidad Inferior

• Capta los ángulos de movimiento de cada una de las articulaciones de la extremidad inferior.
• 6 grados de libertad

d) Exoesqueleto de Torso

Proporciona información sobre el balance.

Permite al operador compensar cualquier situación de pérdida de equilibrio del robot.

e) Guantes Hápticos

• Capturan los movimientos de los dedos y retroalimentan la fuerza.
• También aportan sensaciones texturales en la punta de los dedos.

f) Visor de Realidad Virtual

• Transmite audio al operador e imágenes 3D desde el robot.
• Transmite la voz del operador.
• Captura las expresiones faciales del operador para transmitirlas al robot.

C.   Módulos de Seguridad

Módulos de seguridad, son componentes de hardware y software que buscan proteger al usuario ante fallas del sistema, llevándolo a una configuración segura con mínima interacción con la plataforma y pausando aquellas funciones en donde hay retroalimentación de fuerza.

Comparación entre el Robot Prometheus 1.0 y 2.0

Extremidades Inferiores

Archivo:Extremidades Inferiores.png

Comparación entre extremidades inferiores de Prometheus 1.0 y 2.0

• Proporcionan equilibrio y locomoción ágil en terrenos planos y en entornos no estructurados.
• Una serie de algoritmos permiten al robot imitar la postura del operador.
• La pose se refiere a la posición y orientación tanto del operador como del robot.
• 4 grados de libertad.

Pies

Archivo:Pies de Prometheus 1.0 y 2.0.png

Comparación de Pies entre Prometheus 1.0 y 2.0

• Los pies tienen sensores en puntos de presión en el talón y la punta del pie.
• Disponen de un módulo de software para estimar la posición y orientación del centro de masas.
• Combinación de fibra de carbono y aluminio para darle la resistencia y ligereza necesarias para caminar.
• 2 grados de libertad

Extremidades Superiores

Archivo:Extremidades Superiores de Prometheus 1.0 y 2.0.png

Comparación entre Extremidades Superiores de Prometheus 1.0 y 2.0

• Cada uno tiene: un hombro de 3 DOF, un codo de 1 DOF y una muñeca de 3 DOF.
• Pueden replicar todos los movimientos de un brazo humano.
• Reproducen los movimientos del operador en términos de amplitud, sincronización de cada segmento y movimientos ágiles.
• Reproducen una fuerza proporcional a la del ser humano.

Archivo:Manos robóticas de Prometheus 1.0 y 2.0.png

Comparación de Manos robóticas de Prometheus 1.0 y 2.0

Manos

• Posee una mano derecha con 5 dedos y una mano izquierda con 3 dedos en pinza.
• Cada una posee características únicas, la derecha tiene un agarre potente y la izquierda un agarre suave.
• Carga útil derecha = 3 kg
• Carga útil izquierda = 1 kg
• Tienen sensores de temperatura y textura

Archivo:Cabeza de Prometheus 1.0 y 2.0.png

Comparación de Cabeza de Prometheus 1.0 y 2.0

Cabeza

• Perfecta sincronización de los movimientos de la cabeza del operador con los de la cabeza del robot.
• Contiene micrófonos binaurales que permiten la adquisición de audio 3D.
• Dispone de altavoces para transmitir la voz del operador.
• Tiene una pantalla para mostrar las expresiones faciales del usuario.
• Los movimientos oculares del robot están sincronizados con los ojos del operador. Esto hace posible adquirir imágenes en tiempo real del entorno del robot y generar una vista estereoscópica para el operador.

Equipo

Archivo:Equipo Inbiodroid.png

Equipo Inbiodroid