Introducción:
Un elemento importante para que los
robots interactúen con las personas, consiste en que su apariencia sea similar
a un ser vivo, por ejemplo un animal, una planta o un ser humano. Una característica
importante en los robots es la de generar comportamientos que produzcan empatía
por parte de la persona, estos comportamientos o acciones forman un lenguaje no
verbal, favoreciendo la comunicación humano-robot.
Paso 1:
El término robots bioinspirados,
requiere de varios campos de estudio, siento un trabajo interdisciplinario.
Tres habilidades importantes para los robots interactuando con personas son:
habilidades sociales (emociones, comportamientos), colaboración con personas y
la habilidad de aprender.
Para el diseño de una cabeza
mecatrónica, los elementos a considerar son:
-
Movimiento del cuello a
los lados y hacia arriba y abajo (pan-tilt)
- Movimiento de la quijada para simular el habla
- Animación de las cejas para simular emociones
-
Movimiento de los ojos
(cámaras) hacia los lados y hacia arriba y abajo (pan-tilt)
Primero se realizan varios modelos
que cumplan con las especificaciones. Un primer diseño empleando mecanismos de
barras paralelas se muestra a continuación.
 |
| Primer diseño de la cabeza humanoide |
Un segundo diseño también con barras
paralelas se muestra a continuación. El objetivo del diseño consiste en usar el
menor espacio y peso en el mecanismo de la cabeza humanoide. Esto permite que
los actuadores del cuello puedan realizar el movimiento libremente y utilizando
la menor cantidad de energía. Ahorrando espacio en la cabeza permitirá alojar
la electrónica de los componentes sin mayor problema.
 |
| Diseño preliminar de la cabeza humanoide |
Paso 2:
Para el sistema de visión se
adoptará la cámara CMUcam2, la cual se puede conectar a un microcontrolador.
 |
| Sistema de visión CMUcam2 |
Los componentes electrónicos y
actuadores que se emplearon son:
-
Servomotor de 11.67
kg-cm (2)
- Servomotor de 3.02 kg-cm (3)
- Cámara CMUcam2 (2) con tarjeta de interfase
- Tarjeta de desarrollo para PICs
- PIC16F877A
-
Tarjeta de interfase serial
Paso 3:
Ahora que se tienen las
especificaciones técnicas sobre el funcionamiento de la cabeza humanoide, los
elementos que serán empleados y las tareas que se pretenden realizar, se
definirá la arquitectura de esta parte del robot.
 |
| Arquitectura de la cabeza humanoide |
Paso 4:
Después de realizar 9 prototipos
para el sistema de visión del robot, el último ha sido seleccionado como el
mejor debido a la capacidad de modificar la dirección y la elevación de las
cámaras, siendo un mecanismo compacto y ligero. Se ha realizado una simulación
de la funcionalidad de los mecanismos en el programa de diseño. La simulación
se presenta en el video.
 |
| Mecanismo final del robot |
 |
| Integración al cuello del robot |
Paso 5:
Las piezas del mecanismo, debido a
que fueron diseñadas específicamente para optimizar el espacio y el acomodo de
los servomotores, están hechos con geometrías complicadas, para las cuales el
mejor método de manufactura es la impresión en 3D de las piezas.
 |
| Robot con cabeza humanoide |
No hay comentarios.:
Publicar un comentario