
La robótica de código abierto es una rama de la robótica donde los robots se desarrollan con hardware de código abierto y software libre y de código abierto , compartiendo públicamente planos , esquemas y código fuente . Por lo tanto, está estrechamente relacionada con el movimiento de diseño abierto , el movimiento maker [ 1 ] y la ciencia abierta .
Requisitos
La robótica de código abierto implica que la información sobre el hardware es fácilmente accesible, lo que permite a otros reconstruirlo con facilidad. Esto, a su vez, exige que el diseño utilice únicamente subcomponentes y herramientas estándar de fácil acceso , y que el proceso de construcción esté documentado en detalle, incluyendo una lista de materiales e instrucciones detalladas paso a paso (al estilo de Ikea) para la construcción y las pruebas. (Un archivo CAD por sí solo no es suficiente, ya que no muestra los pasos para realizar o probar la construcción). Estos requisitos son habituales en el hardware de código abierto en general y están formalizados mediante diversas licencias y certificaciones, especialmente las definidas por las revistas científicas Journal of Open Hardware y HardwareX .
Los requisitos de licencia para el software son los mismos que para cualquier software de código abierto . Sin embargo, para que los componentes de software sean de utilidad práctica en sistemas robóticos reales, deben ser compatibles con otro software, generalmente según lo define algún estándar de la comunidad de middleware para robótica .
Sistemas de hardware
Las solicitudes recibidas hasta la fecha incluyen:
- Brazos robóticos, por ejemplo PARA [ 2 ] [ 3 ] o Thor [ 4 ]
- Robots móviles con ruedas. Por ejemplo, OpenScout [ 5 ]
- Robots de cuatro patas como la Open Dynamic Robot Initiative [ 6 ]
- cuadricópteros UAV (drones) como Agilicious [ 7 ]
- Robots humanoides, por ejemplo iCub , Berkeley Humanoid Lite [ 8 ]
- Coches autónomos , por ejemplo OpenPodcar [ 9 ] (→ Transporte rápido personal )
- Robots sumergibles, por ejemplo, OpenFish [ 10 ]
- Robótica de laboratorio como la manipulación de líquidos químicos [ 11 ]
- Agricultura vertical [ 12 ]
- Robots enjambre, por ejemplo HeRoSwarm [ 13 ]
- Tareas domésticas: aspirar , [ 14 ] fregar el suelo [ 15 ] y cortar el césped [ 16 ]
- Deportes robóticos que incluyen combates de robots [ 17 ] y carreras autónomas [ 18 ].
- Educación [ 19 ]
subcomponentes de hardware
La mayoría de las definiciones de hardware de código abierto permiten el uso de subcomponentes no abiertos en el diseño modular , siempre que sean fácilmente accesibles. Sin embargo, muchos diseños intentan extender la apertura al mayor número posible de subcomponentes, con el objetivo final de lograr diseños completamente abiertos.
Los vehículos de transmisión manual con hardware abierto y sus subcomponentes, como los de Open Source Ecology , se utilizan a menudo como puntos de partida y se amplían con sistemas de automatización.
Los subcomponentes abiertos pueden incluir hardware informático de código abierto como subcomponentes, como Arduino y RISC-V , así como motores y controladores de código abierto como el controlador de motor de código abierto y ODrive .
Las placas de interfaz de robótica de hardware abierto [ 20 ] pueden simplificar la interfaz entre el software de middleware y el hardware físico.
subcomponentes de software
Middleware
El middleware robótico es un software que enlaza múltiples componentes de software. En robótica, esto se refiere específicamente a sistemas de comunicación en tiempo real con protocolos estandarizados de paso de mensajes. El middleware de código abierto predominante es ROS2 , el sistema operativo para robots, actualmente en su versión 2. Otras alternativas incluyen ROS1, YARP (utilizado en iCub) , URBI y Orca . El middleware de código abierto generalmente se ejecuta en un sistema operativo de código abierto, especialmente en la distribución Ubuntu de Linux .
Software de controlador
La mayoría de los sensores y actuadores de robots requieren controladores de software. Existe poca estandarización del software de código abierto a este nivel, ya que cada dispositivo de hardware es diferente. Crear controladores abiertos para hardware cerrado es difícil, puesto que requiere tanto programación de bajo nivel como ingeniería inversa .
Software de simulación
Entre los simuladores de robótica de código abierto se incluyen Gazebo , MuJoCo y Webots . Los motores de juegos 3D de código abierto, como Godot, también se utilizan a veces como simuladores, cuando se les proporcionan interfaces de middleware adecuadas. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]
Software de automatización
En el ámbito de la IA , muchos algoritmos estándar cuentan con implementaciones de software de código abierto, principalmente en ROS2 . Los componentes principales incluyen:
- Sistemas de visión artificial como el detector de objetos YOLO .
- Fotogrametría 3D [ 25 ]
- Navegación que incluye SLAM y planificación como nav2 [ 26 ]
- Cinemática inversa del brazo como moveIt2 [ 27 ]
Comunidad
Los primeros indicios de la creciente popularidad de la construcción y el intercambio de diseños de robots se encontraron en la comunidad maker . Lo que comenzó con pequeñas competiciones de vehículos operados a distancia (por ejemplo, combate de robots ) pronto evolucionó hacia la construcción de robots autónomos de telepresencia como Sparky y, posteriormente, robots propiamente dichos (capaces de tomar decisiones por sí mismos), como el Open Automaton Project. Varias empresas comerciales también producen ahora kits para la fabricación de robots sencillos.
La comunidad ha adoptado licencias de hardware de código abierto , certificaciones y publicaciones revisadas por pares, que verifican que el código fuente se haya puesto a disposición de forma correcta y permanente según las definiciones de la comunidad, y que validan que esto se haya cumplido. Estos procesos se han vuelto cruciales debido a que muchos proyectos históricos que se autodenominaban de código abierto incumplieron su promesa debido a la comercialización u otras presiones.
Al igual que con otras formas de hardware de código abierto , la comunidad sigue debatiendo los criterios precisos para definir la "facilidad de montaje". Un estándar común es que los diseños deberían poder ser construidos por un estudiante universitario de ingeniería en pocos días, utilizando las herramientas típicas de un fablab , pero las definiciones de todos estos subtérminos también son objeto de debate.
En comparación con otras formas de hardware de código abierto , la robótica de código abierto suele incluir un importante componente de software, por lo que involucra tanto a ingenieros de software como de hardware. Los conceptos de código abierto están más arraigados en el software que en el hardware, por lo que la robótica es un campo en el que dichos conceptos pueden compartirse y transferirse del software al hardware.
Si bien la comunidad de robótica de código abierto es multifacética y cuenta con una amplia gama de antecedentes, una subcomunidad considerable utiliza el middleware ROS y se reúne en las conferencias ROSCon [ 28 ] para debatir sobre el desarrollo del propio ROS y los componentes de automatización construidos sobre él.
Véase también
Referencias
- ↑ Gibb, Alicia (2015). Building Open Source Hardware: DIY Manufacturing for Hackers and Makers . Nueva York: Addison-Wesley. pp. 253–277 . ISBN 978-0-321-90604-5.
- ↑ Tai, Albert; al, et (2021). "PARA: Un brazo robótico de código abierto con alcance de un metro, carga útil de dos kg y tres grados de libertad con efector final personalizable" . HardwareX . 10 ( 209) e00209. doi : 10.1016/j.ohx.2021.e00209 . PMC 9123426. PMID 35607683 .
- ↑ Manzoor, Sarah; al, et (2014). "Una plataforma educativa robótica articulada de múltiples grados de libertad de código abierto para la manipulación autónoma de objetos" . Robotics and Computer-Integrated Manufacturing . 30 (3): 351– 362. doi : 10.1016/j.rcim.2013.11.003 .
- ↑ "El brazo robótico de código abierto Thor" . Consultado el 20 de octubre de 2024 .
- ↑ Carter, Sam; Tsagkopoulos, Nikolaos; Clawson, Garry; Fox, Charles (2023). "OpenScout: robot móvil de hardware de código abierto" . Journal of Open Hardware . 7 (1). doi : 10.5334/joh.54 .
- ↑ Grimminger, F; Meduri, A; et, al (2020). "Una arquitectura de robot modular abierta controlada por par para la investigación de la locomoción con patas". IEEE Robotics and Automation Letters . 5 (2): 3650– 3657. arXiv : 1910.00093 . Bibcode : 2020IRAL....5.3650G . doi : 10.1109/LRA.2020.2976639 . S2CID 203610542 .
- ↑ Foehn, Philipp; Kaufmann, Elia; Romero, Angel; Penicka, Robert; Sun, Sihao; Bauersfeld, Leonard; Laengle, Thomas; Cioffi, Giovanni; Song, Yunlong; Loquercio, Antonio; Scaramuzza, Davide (22 de junio de 2022). "Agilicious: Cuadricóptero ágil de código abierto y hardware abierto para vuelo basado en visión". Science Robotics . 7 (67) eabl6259. arXiv : 2307.06100 . doi : 10.1126/scirobotics.abl6259 . ISSN 2470-9476 . PMID 35731886 . S2CID 249955269 .
- ↑ Chi, Yufeng; Liao, Qiyuan; Largo, Junfeng; Huang, Xiaoyu; Shao, Sofía; Nikolic, Borivoje; Li, Zhongyu; Sreenath, Koushil (2025). "Demostración de Berkeley Humanoid Lite: un robot humanoide impreso en 3D, accesible y personalizable de código abierto". arXiv : 2504.17249 [ cs.RO ].
- ↑ Camara, Fanta; Waltham, Chris; Churchill, Grey; Fox, Charles (2023). "OpenPodcar: Un vehículo de código abierto para la investigación de coches autónomos" . Journal of Open Hardware . 7 (1). arXiv : 2205.04454 . doi : 10.5334/joh.46 .
- ↑ van den Berg, Sander; Scharff, Rob; Rusák, Zoltan; Wu, Jun (2022). "OpenFish: Diseño biomimético de un pez robótico blando para locomoción de alta velocidad" . Hardware X. 12 e00320 . arXiv : 2108.12285 . doi : 10.1016/j.ohx.2022.e00320 . PMC 9178345. PMID 35694325 .
- ↑ Faina, Andres; Nejati, Brian; Stoy, Kasper (2020). "Evobot: Un robot modular de código abierto para el manejo de líquidos en experimentos científicos" . Applied Sciences . 10 (3): 814. doi : 10.3390/app10030814 . hdl : 1807/99099 .
- ↑ Wichitwechkarn, Vijja; Fox, Charles (2023). "MACARONS: Un sistema de automatización modular y de código abierto para la agricultura vertical" . Journal of Open Hardware . 7 (1) 1. arXiv : 2210.04975 . doi : 10.5334/joh.53 .
- ↑ Starks, Michael; et al. (2023). "HeRoSwarm: Diseño de hardware de un robot enjambre miniatura totalmente funcional con soporte ROS de código abierto". Simposio Internacional IEEE/SICE de Integración de Sistemas (SII) de 2023. págs. 1–7 . arXiv : 2211.03014 . doi : 10.1109/SII55687.2023.10039174 . ISBN 979-8-3503-9868-7. S2CID 253384613 .
- ↑ "OOMWOO El robot aspirador de código abierto que construyes tú mismo" . GitHub . Consultado el 5 de julio de 2026 .
- ↑ "Robot de limpieza de suelos" . GitHub . Consultado el 13 de septiembre de 2024 .
- ↑ "Open Mower" . GitHub . Consultado el 13 de septiembre de 2024 .
- ↑ "Construye Battlebots de forma abierta" .
- ↑ "f1decimo" .
- ↑ Vrochidou, Eleni; Manios, Michail; Papakostas, George A.; Aitsidis, Charalabos N.; Panagiotopoulos, Fotis (septiembre de 2018). «Robótica de código abierto: investigación sobre plataformas existentes y su aplicación en la educación». 26.ª Conferencia Internacional sobre Software, Telecomunicaciones y Redes Informáticas (SoftCOM) de 2018. págs. 1-6 . doi : 10.23919/SOFTCOM.2018.8555860 . ISBN 978-9-5329-0087-3. S2CID 54438146 .
- ↑ Waltham, Chris; Soni, Rakshit; Perrett, Andy; Fox, Charles (2025). "R4: sistema de control de hardware abierto para investigación robótica reproducible rápida". Journal of Open Hardware . 9 (1). arXiv : 2402.09833 . doi : 10.5206/joh.v9i1.22878 .
- ↑ nordstream3/Godot-4-ROS2-integration , 7 de marzo de 2025 , consultado el 9 de marzo de 2025
- ↑ "ProviewR X Godot" . Nexedi . Archivado del original el 2 de marzo de 2024. Consultado el 9 de marzo de 2025 .
- ↑ Peraltai, Daniel; Qin, Xin (2024). "Explorando la generación de escenarios flexibles en Godot Simulator". arXiv : 2412.18408 [ cs.AI ].
- ^ planans/gobot-sim , PLAN @ LAAS (plaans), 27 de enero de 2025 , consultado el 9 de marzo de 2025
- ↑ Jensen, Austin M.; Morgan, Daniel; Chen, YangQuan; Clemens, Shannon; Hardy, Thomas (1 de enero de 2009). «Uso de múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAV) de bajo costo y código abierto para fotogrametría 3D y medición distribuida del viento». Volumen 3: Conferencia Internacional ASME/IEEE 2009 sobre Sistemas y Aplicaciones Mecatrónicas y Embebidas; 20.ª Conferencia sobre Confiabilidad, Análisis de Esfuerzos y Prevención de Fallos . págs. 629–634 . doi : 10.1115/DETC2009-87586 . ISBN 978-0-7918-4900-2.
- ↑ "nav2" . Consultado el 20 de octubre de 2024 .
- ↑ "MoveIt 2" . Consultado el 20 de octubre de 2024 .
- ↑ "ROSCon" . Consultado el 20 de octubre de 2024 .
- Robots de código abierto
- Robótica