Robot Móvil Semiautónomo con Control via Web

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1 Grupo de Inteligencia Artificial y Sistemas Departamento de Informática y Sistemas Universidad de Las Palmas de Gran Canaria PROPUESTA PROYECTO FIN DE CARRERA Robot Móvil Semiautónomo con Control via Web

2 Propuesta Proyecto Fin de Carrera 1 1. Título del Proyecto Título: Robot Móvil Semiautónomo con Control Via Web. Centro: Facultad de Informática 2. Tutor y cotutores Tutor: Antonio Falcón Martel Cotutor: Jorge Cabrera Gámez 3. Descripción General Los primeros robots móviles en la red han sido principalmente sistemas teleoperados [Fry96] [Sie99] que presentan una autonomía muy limitada y trabajando en entornos muy estructurados. Cuando se trabaja con plataformas móviles se extiende el abanico de posibilidades con aplicaciones en la visita guiada a laboratorios [Sim96], a museos [Fry96] [Bur98], a ciudades o parques naturales e incluso otros planetas [She93]. No obstante los robots móviles conectados a la Web o a cualquier otra red presentan una serie de problemas La red puede introducir retardos que pueden hacer que se sobrepasen ciertos límites de seguridad [She93] La red permite a personas sin ninguna experiencia tecnológica guiar robots móviles La interface Web deberá ser lo suficientemente fácil de utilizar y que garantice el comportamiento seguro. Como consecuencia de estos problemas es necesario tener en cuenta las siguientes especificaciones para robots móviles en la Web El sistema nunca puede colapsarse debido a retardos excesivos de tiempo. El robot debe tener un cierto grado de autonomía y una instalación robusta. Los usuarios del sistema a través de Internet deben poder operar durante los momentos de tráfico intenso. La actualización de las imágenes debe ser tan rápida como sea posible para tener una representación lo más real posible del entorno remoto. La interface Web de manejo debe diseñarse para connect and play, esto es evitar un número excesivo de páginas de introducción para los posibles usuarios. Para entornos complejos puede resultar interesante una fase de entrenamiento o incluir simulación con realidad virtual [Mic97]. La estrategia de control del robot deberá ser tan simple e intuitiva como se pueda.

3 Propuesta Proyecto Fin de Carrera 2 Con estas restricciones y condicionantes en este proyecto se trata de diseñar un sistema de control que permita gestionar de forma semiautónoma los movimientos de un robot móvil, monitorizando su estado y las lecturas de sus sensores a través de una interface Web. Se desarrollará un primer prototipo experimental que permita validar el sistema diseñado. 4. Objetivos del Proyecto Además de los objetivos didácticos y formativos asociados a la elaboración de un proyecto fin de carrera, se desean alcanzar los siguientes más específicos: Estudiar y aprender las diversas técnicas de control de movimientos locales de un robot móvil. Aprender las herramientas para la programación del robot Pioner II de ActivMedia para poder leer el estado de sus sensores y para ordenar movimientos controlados. Estudiar e implementar mecanismos de control local basados en mecanismos reactivos. Aprender la instalación de cámaras y los mecanismos para trasmisión de imágenes a través de una red. Estudiar las herramientas e implementar interfaces sencillas (CGI, Common Gateway Interface) que permitan la conexión remota de procedimientos de teleoperación. Estudiar e implementar estrategias de supervivencia semiautónoma. 5. Material y medios a emplear Los medios experimentales están disponibles en los laboratorios de Electrónica y del Instituto de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería (IUSIANI) y básicamente son: Ordenador PC, con MS Visual C++. El desarrollo podrá realizarse bajo Windows NT/XX o en LINUX, Cámaras USB Robot Pioner II DX. PC portátil a bordo bajo Windows NT/XX Red Inalámbrica. Disponibilidad de la red del Departamento de Informática para las pruebas. Bibliografía.

4 Propuesta Proyecto Fin de Carrera 3 6. Planificación temporal estimada El proyecto se desarrollará en las siguientes fases cuya temporalización (aproximada) se incluye: Fase 1: Recopilación de la documentación y estudio de los trabajos previos en: Planificación de movimientos locales y navegación reactiva [Dud00], [Ark98]. Teleoperación [Gol02]. Diseño de interfaces Web para control [Gol02] (60 horas) Fase 2: Aprendizaje experimental de las herramientas de programación del Pioner II DX (10 horas) [Sap00] Fase 3: Implementación de procedimiento para la navegación reactiva (20 horas) [Kor98] Fase 4. Implementación de procedimientos para la lectura del estado incluyendo sensores de contacto, sonars y cámara USB a bordo (30 horas) Fase 5. Implementación de procedimientos para trasmisión del estado y lectura desde cualquier equipo conectado a la red del edificio de los parámetros de control (70 horas) Fase 6: Implementación de los algoritmos de visualización y estrategias de supervivencia con control semiautónomo incluyendo telerobótica (80 horas) Fase 7: Generación de la documentación y memoria (40 horas). 7. referencias [Ark98] Arkin R., "Behavior-Based Robotics", MIT Press, [Bur98] Burgard W. et al. The interactive museum tour-guide robot, Int. Proc. Of the 15 th. National Conference on Artificial Inteligence, [Dud00] Dudek G., Jenkin M., "Computational Principles of Mobile Robotics", Cambridge University Press, [Fry96] Fryer J.A., Remote-control experiment using a networked robot Robotics and Machine Perception, 5, Special Issue: Networked Robotics 1:12,

5 Propuesta Proyecto Fin de Carrera 4 [Gol02] Goldberg K, Siegwart R. (Edit) Beyond Webcams. A introduction to online robots, MIT Press, [Kor98] Kortenkamp D., Bonaso P., Murphy R. (Edit.) "Artificial Inteligence and Mobile Robots. Case Studies of Successful Robot Systems", MIT Press, [Mic97] Michel O. et al. Khep On the Web: An experimental demonstrator in Telerobotics an Virtual Reality, Virtual Reality and Multimedia Conference, IEEE Computer Soc., Suiza, 10-12, [Sap00] Saphira: Software Manual. Activmedia Inc., 2000 [She93] Sheridan T.B., Space Teleoperation Through Time Delay, Review and Prognosis. IEEE Trans on Robotics and Automation, vol. 9, num 5, pp , [Sie99] Siegwart R. Saucy P., Interacting Robost on the Web, Workshop Proc of 1999 IEEE Intern. Conf. On Robotics and Automation, Detroit, 10-15, [Sim96] Simmons R., Where in the world is Xavier the robot? Robotic and Machine Perception, special issue: Networked Robotics, vol 5, num1, pp 5-9,

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