Manipulación remota de un brazo robótico utilizando descriptores gráficos

Abstract

RESUMEN: Nuevas tendencias en robótica fomentan el desarrollo de modernos sistemas ampliando su uso en diversas áreas y acarreando beneficios en costos, tiempo y seguridad. El uso de ambientes virtuales en el control de los robots manipuladores, es una solución rentable y flexible que ofrece también una amplia gama de aplicaciones científicas basadas en la experimentación y el aprendizaje. El presente trabajo detalla el desarrollo de un sistema virtual en tres dimensiones que opera y simula las funciones de un brazo robótico con fines didácticos, sistema que permite visualizar en un entorno sintético al manipulador y enviar señales por el puerto USB para replicar los movimientos en el modelo real. Además, permite trabajar como sistema de entrenamiento sin que el brazo robótico se encuentre conectado, se ha diseñado con parámetros cinemáticos para un robot de 5 grados de libertad. La manipulación del sistema se realiza a través del teclado de la computadora o con un controlador de videojuegos (gamepad) para PC, ambos proporcionando exactamente el mismo grado de maniobrabilidad. Esta solución se apoyó en la herramienta de desarrollo Blender, permitiendo generar gráficos 3D en tiempo real para la interfaz, trabaja como motor matemático principal para las transformaciones del cuerpo rígido; y el sistema embebido Arduino como interprete entre la computadora y el robot. Muestra pruebas realizadas y resultados obtenidos con respecto al software y al hardware. El desarrollo de este proyecto facilita la operación del robot mejorando la visión del operador, trabaja con rapidez de procesamiento grafico en tiempo real y el entorno es eficiente. Hacer uso de una visualización 3D permite observar instantáneamente una imagen virtual de la operación real a través de ángulos que ni estando en presencia del robot, ni con imágenes televisadas se podría lograr tan fácil. En este proyecto estos ángulos de visión son gracias a que el sistema permite girar alrededor del modelo virtual, realizando también acercamientos y alejamientos, permitiendo con esto una mayor precisión de maniobrabilidad al operador. Simula la función de un verdadero manipulador robótico industrial.