Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Robot esférico

Un robot móvil esférico accionado por péndulo . (La flecha blanca se utiliza para determinar la posición y orientación del robot mediante un algoritmo basado en visión). Un robo...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
Un robot móvil esférico accionado por péndulo . (La flecha blanca se utiliza para determinar la posición y orientación del robot mediante un algoritmo basado en visión).

Un robot esférico , también conocido como robot móvil esférico o robot con forma de bola , es un robot móvil con forma externa esférica. [ 1 ] Un robot esférico generalmente está hecho de una carcasa esférica que sirve como cuerpo del robot y una unidad de accionamiento interna (IDU) que le permite moverse. [ 2 ] Los robots móviles esféricos generalmente se mueven rodando sobre superficies. El movimiento de rodadura se realiza comúnmente cambiando el centro de masa del robot (es decir, sistema accionado por péndulo), pero existen otros mecanismos de accionamiento. [ 3 ] [ 4 ] Sin embargo, en un sentido más amplio, el término "robot esférico" también puede referirse a un robot estacionario con dos articulaciones rotatorias y una articulación prismática que forma un sistema de coordenadas esféricas (por ejemplo, brazo Stanford [ 5 ] ).

La carcasa esférica suele estar hecha de material sólido transparente, pero también puede ser opaca o flexible para aplicaciones especiales o debido a mecanismos de accionamiento específicos. [ 6 ] La carcasa esférica puede aislar completamente al robot del entorno exterior. Existen robots esféricos reconfigurables que pueden transformar la carcasa esférica en otras estructuras y realizar otras tareas además de rodar. [ 7 ]

Los robots esféricos pueden operar como robots autónomos o como robots controlados remotamente (teleoperados). [ 8 ] En casi todos los robots esféricos, la comunicación entre la unidad de accionamiento interna y la unidad de control externa (registro de datos o sistema de navegación ) es inalámbrica debido a la movilidad y la naturaleza cerrada de la carcasa esférica. La fuente de energía de estos robots es principalmente una batería ubicada dentro del robot, pero existen algunos robots esféricos que utilizan células solares . [ 8 ] Los robots móviles esféricos se pueden clasificar según su aplicación o según su mecanismo de accionamiento.

Aplicaciones

Los robots móviles esféricos tienen aplicaciones [ 8 ] en vigilancia, monitoreo ambiental, patrullaje, exploración submarina y planetaria, rehabilitación, desarrollo infantil [ 9 ] y entretenimiento. Los robots esféricos pueden usarse como robots anfibios [ 7 ] viables tanto en tierra como en (o bajo) el agua. [ 10 ]

Locomoción

Los mecanismos de accionamiento más comunes de los robots esféricos funcionan cambiando el centro de masa del robot. [ 1 ] Otros mecanismos de accionamiento [ 8 ] utilizan: (1) la conservación de la velocidad angular por volantes de inercia, [ 3 ] (2) el viento del entorno, (3) la deformación de la capa esférica y (4) el efecto giroscópico.

Investigación actual

La investigación sobre robots esféricos incluye estudios sobre diseño y prototipado, [ 11 ] modelado y simulación dinámicos, [ 3 ] control, [ 12 ] planificación de movimiento , [ 2 ] [ 4 ] y navegación. [ 13 ] Desde un punto de vista teórico, el movimiento de rodadura de un robot esférico sobre una superficie representa un sistema no holonómico que ha sido particularmente estudiado en el ámbito del control y la planificación de movimiento. [ 2 ]

Robots esféricos comerciales

Hay robots esféricos comerciales disponibles para la venta al público. Algunos productos comerciales actuales son GroundBot, Roball y QueBall, así como BB-8 de Sphero , basado en el personaje droide del mismo nombre presentado en la película de 2015 Star Wars: El despertar de la Fuerza . [ 14 ] Samsung Ballie es un robot personal esférico rodante con apariencia de pelota de tenis que se presentó en Samsung CES 2020. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] Sajid Sadi, vicepresidente del equipo de investigación de Samsung, afirma que "la capacidad de Ballie para moverse le permite responder a una persona dondequiera que esté. Los padres podrían pedirle a Ballie que supervise a sus hijos para asegurarse de que hayan terminado sus tareas, por ejemplo, o que controle el tipo de programas de televisión y películas que están viendo". [ 18 ]

Véase también

  • Robots esféricos: investigación, diseño y aplicación.

Referencias

  1. 1 2 Halme, A.; Schonberg, T.; Yan Wang (1996). "Control de movimiento de un robot móvil esférico". Actas del 4.º Taller Internacional IEEE sobre Control Avanzado de Movimiento - AMC '96 - MIE . Vol.  1. págs. 259–264 . doi : 10.1109/AMC.1996.509415 . ISBN  0-7803-3219-9. S2CID 14135004 . 
  2. 1 2 3 Mukherjee, Ranjan; Minor, Mark A.; Pukrushpan, Jay T. (2002). "Planificación de movimiento para un robot móvil esférico: una revisión del problema clásico de la bola y la placa". Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control . 124 (4): 502– 511. doi : 10.1115/1.1513177 .
  3. 1 2 3 Joshi, Vrunda A.; Banavar, Ravi N.; Hippalgaonkar, Rohit (2010). "Diseño y análisis de un robot móvil esférico". Mechanism and Machine Theory . 45 (2): 130– 136. doi : 10.1016/j.mechmachtheory.2009.04.003 .
  4. 1 2 Alizadeh, Hossein Vahid; Mahjoob, Mohammad J. (2009). "Efecto del movimiento de conducción incremental en la planificación de trayectorias basada en visión de un robot esférico". Segunda Conferencia Internacional de Ingeniería Informática y Eléctrica de 2009. pp. 299–303 . doi : 10.1109/ICCEE.2009.133 . ISBN  978-1-4244-5365-8. S2CID 18734506 . 
  5. ↑ "Robots esféricos – Todo sobre robots" .
  6. ↑ Ylikorpi, Tomi J; Halme, Aarne J; Forsman, Pekka J (2017). "Modelado dinámico y capacidad de cruce de obstáculos de robots esféricos flexibles accionados por péndulo". Robotics and Autonomous Systems . 87 . Elsevier: 269– 280. doi : 10.1016/j.robot.2016.10.019 .
  7. 1 2 Shi, Liwei; Guo, Shuxiang; Mao, Shilian; Yue, Chunfeng; Li, Maoxun; Asaka, Kinji (2013). "Desarrollo de un robot madre esférico inspirado en una tortuga anfibia". Revista de ingeniería biónica . 10 (4). Elsevier: 446– 455. doi : 10.1016/S1672-6529(13)60248-6 . S2CID 109405748 . 
  8. 1 2 3 4 "Robot esférico" . cim.mcgill.ca .
  9. ↑ Michaud, F.; Laplante, J.-F.; Larouche, H.; Duquette, A.; Caron, S.; Letourneau, D.; Masson, P. (2005). "Robot móvil esférico autónomo para estudios de desarrollo infantil". IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics - Part A: Systems and Humans . 35 (4): 471– 480. doi : 10.1109/TSMCA.2005.850596 . S2CID 5337551 . 
  10. ↑ Vahid Alizadeh, H.; Mahjoob, MJ (2011). "Modelo de amortiguación cuadrática para un robot móvil esférico que se desplaza sobre la superficie libre del agua". 2011 IEEE International Symposium on Robotic and Sensors Environments (ROSE) . pp. 125–130 . doi : 10.1109/ROSE.2011.6058541 . ISBN  978-1-4577-0819-0. S2CID 11649614 . 
  11. ↑ Guo, Shuxiang; Mao, Shilian; Shi, Liwei; Li, Maoxun (2012). "Diseño y análisis cinemático de un robot esférico anfibio". 2012 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation . pp. 2214–2219 . doi : 10.1109/ICMA.2012.6285687 . ISBN  978-1-4673-1278-3. S2CID 10512711 . 
  12. ↑ Kamaldar, M.; Mahjoob, MJ; Haeri Yazdi, M.; Vahid-Alizadeh, H.; Ahmadizadeh, S. (2011). "Una síntesis de control para reducir las oscilaciones laterales de un robot esférico". 2011 IEEE International Conference on Mechatronics . pp. 546–551 . doi : 10.1109/ICMECH.2011.5971346 . ISBN  978-1-61284-982-9. S2CID 43710053 . 
  13. ↑ Hou, Kang; Sun, Hanxu; Jia, Qingxuan; Zhang, Yanheng (2012). "Un sistema autónomo de posicionamiento y navegación para un robot móvil esférico" . Procedia Engineering . 29. Elsevier: 2556–2561 . doi : 10.1016/j.proeng.2012.01.350 .
  14. ↑ Hackett, Robert (26 de mayo de 2015). "Disney acaba de desarrollar el robot andante más adorable" . Fortune . Consultado el 23 de julio de 2015 .
  15. ↑ "Samsung en CES 2020" . Samsung levanta .
  16. ↑ "- YouTube" . www.youtube.com .
  17. ↑ "Ballie es un robot rodante de Samsung que puede ayudar en el hogar" . Tendencias Digitales . 7 de enero de 2020.
  18. ↑ "El vicepresidente de investigación de Samsung habla sobre cómo hacer que Ballie sea móvil, amigable y no amenazante" . 25 de enero de 2020.