Diseño de un robot e implementación de algoritmos de caminata aleatoria para la navegación autónoma de robots de servicio

Abstract

RESUMEN: Con el constante desarrollo tecnológico y el incremento poblacional, las demandas de dispositivos de utilidad en la cotidianidad han ido en aumento, debido a ello, los robots han ganado poco a poco su lugar en las arduas y peligrosas tareas que el hombre desarrollaría con lentitud. En la vida, naturalmente existen procesos que suelen determinarse como caóticos; empero, en muchas ocasiones estos procesos aleatorios, apoyándose del modelo de caminata aleatoria (Random Walk), han podido ayudar a observar el desarrollo y comportamiento de enfermedades a nivel celular por medio de robots con navegación autónoma [1]. No obstante, este tipo de movimiento aleatorio del cual se dota al robot, es normalmente empleado para cubrir un mayor porcentaje del área asignada al movimiento del robot, justo como en Japón se utilizan este tipo de algoritmos de Random Walk, para limpiar los campos de cultivo de arroz de hierba malas y suciedades [2]. Cabe mencionar, que el comportamiento basado en Random Walk no solo es aplicable a robots estructurados, sino también a circuitos simples que muestran dicho comportamiento, por ejemplo, al colocar tres inversores en serie, la respuesta del circuito es meramente un proceso de Random Walk de seis salidas aleatorias [3]. Desde pequeños circuitos hasta robots más complejos expuestos a ambientes caóticos con el fin interactuar con personas y realizar múltiples tareas [4], es donde se puede encontrar este proceso aleatorio. En la actualidad, muchos países se enfocan en el desarrollo de algoritmos más eficaces basados en Random Walk para dotar a sus robots de comportamientos congruentes al ambiente en el que estén inmersos, si bien sus repuestas pueden parecer similares, la capacidad de cubrimiento de la zona o el tiempo eficiente en que lo realizan son muy distintos y aplicables según la necesidad. Por ello, para resolver el problema descrito en esta investigación, es necesario aplicar los conocimientos adquiridos durante la carrera—dentro y fuera del aula— en Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica con las áreas de control, instrumentación, programación en diversos lenguajes, diseño electrónico, comunicaciones digitales, manejo de sensores y control digital, que combinados con los algoritmos genéticos se encontrara una buena propuesta resolutiva del conflicto planteado. ABSTRACT: Currently, the Service Robots represent an area of Robotics with increasing demand, where the algorithms implemented constitue an important role in the behavior of the Robot. In the present work, presents the design of a Robot that incorporates an algorithm based on Random Walk, which has an advantage with respect to the coverage of a large area; however, the use of more Robots in a zone tends to minimize the time of coverage of the surface.