Aplicación de sensores inerciales en interfaces robóticos

Resumen

Los robots industriales son ampliamente utilizados para realizar tareas repetitivas o en escenarios en donde sé que requiere de una precisión o fuerza superior a la de un humano, sin embargo, existen ciertas limitaciones que impiden una colaboración más cercana entre humano-robot. Por ejemplo, existe el riesgo de que un robot durante su periodo de operación hiera a un trabajador que se encuentre cerca de su área de trabajo, debido a este riesgo, normalmente los robots y humanos se encuentran separados por una celda. Este entorno de trabajo no resulta muy favorable si se quiere optimizar la producción mediante una colaboración humano-robot. Una de las formas de fomentar esta colaboración es mediante el control del robot mediante gestos o movimientos con la mano, con este método el usuario le puede indicar al robot cómo y cuándo debe moverse, así como las tareas que tiene que realizar. En este trabajo se utilizan sensores inerciales para el control de un robot colaborativo, para ello se desarrolla un modelo de reconocimiento de gestos en tiempo real que le permite al usuario controlar a un robot. Dado que se desea contribuir a conseguir un entorno en donde un humano y un robot trabajen juntos de forma colaborativa, es importante obtener un modelo de reconocimiento con la suficiente precisión como para reducir o eliminar los riesgos que causan su separación. En este trabajo, se hace una revisión del estado del arte en el contexto del reconocimiento de gestos o movimientos en la robótica, para después aplicar los métodos más potentes en el desarrollo de un sistema con un modelo que permita al usuario controlar a un robot de forma precisa. El sistema desarrollado se pone a prueba en un experimento en un entorno simulado, en donde se analiza el comportamiento del mismo al realizar acciones de recoger y dejar objetos con un robot colaborativo.---ABSTRACT---Industrial robots are widely used for repetitive tasks or scenarios that require strength or precision superior to that of humans, however, there are certain limitations that hinder a closer kind of human-robot collaboration. For instance, there is a risk that a robot during its working period might injure a worker who is close to its working area, due to this risk, robots and humans are usually separated by a cell. This workspace is not very favorable if we want to optimize production by human-robot collaboration. One of the ways to encourage this collaboration is with movement or gesture-controlled robots, with this method the user is able to indicate to the robot how and when it should move, and the tasks that it has to complete. In this work inertial sensors are used to control a collaborative robot, a real time gesture recognition model is developed which allows the user to control a collaborative robot. Since contributing to achieve a workspace were humans and robots work together in a collaborative fashion is desired, it is important to obtain a recognition model with enough precision in order to reduce or eliminate the risks that cause their separation. In this work, the state-of-the-art in the context of gesture or movement recognition in robotics is revised, in order to apply the most potent methods in the development of a system with a model that allows the user to precisely control a robot. The developed system is put to the test in an experiment in a simulated environment, where the system’s behaviour is analyzed while performing pick and place tasks with a collaborative robot.