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Thesis (Ph.D.)--University of Western Australia, 2007.

El objetivo principal de esta tesis fue el desarrollar un sistema de navegación autónomo para la aplicación en robots móviles, para ello se uso el enfoque reactivo por presentar una aproximación más real al problema del planeamiento. El sistema de navegación se dividió en dos partes para fines del diseño; en la primera se desarrolló e implementó un controlador para el planeamiento de la trayectoria mediante el uso de controladores neuro-difusos y el uso de cuadrículas de certeza; mientras que en la segunda parte, se afrontó el problema de la localización del robot en un entorno desconocido, para lo cual se hizo uso de la fusión de sensores odométricos, inerciales y de redes inalámbricas. Para este propósito se diseño e implementó el controlador para diferentes plataformas de simulación, además se implementó el mismo en un robot Pioneer P3-AT, lográndose resultados interesantes que permiten apreciar este algoritmo como una alternativa atractiva en la navegación autónoma de los robots móviles, el método presentado representa un híbrido entre los métodos de navegación por fusión de conductas y los métodos basados en campo de fuerzas por lo cual permite aprovechar las ventajas de ambos métodos. Para la localización se implementó la fusión de sensores presentes en los celulares modernos y sensores de velocidad o encoders, la fusión de sensores se implementó en dos instancias, la primera para la estimación precisa de la orientación por medio de filtros de Kalman y la segunda en donde se realiza la estimación de las coordenadas de la posición con el uso de filtros de Kalman para sistemas no lineales. / Tesis

Thesis (M. S.)--Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, 2009. / Committee Chair: Dr. Magnus Egerstedt; Committee Co-Chair: Dr. Ayanna Howard; Committee Member: Dr. David Taylor; Committee Member: Dr. Frank Dellaert; Committee Member: Dr. Ian Akyildiz; Committee Member: Dr. Jeff Shamma.

A unified approach to the design and development of distributed control software is presented. This method is the result of a 'tight' integration between a formal method for concurrent systems (CSP) and a structured method for distributed control system (DARTS). The work presented in this thesis does not seek to extend the semantic model of CSP nor to design a specific control algorithm, rather, efforts are made to apply the existing specification and verification techniques to enhance the formality of the well established and case-proven structured counterparts that benefits are captured from both methods. As a methodology is the central aim, the suggested approach is a first step towards a complete unified software development environment, which engineers can follow from organising design ideas to system implementation with proven correctness. The thesis develops a set of parameterised CSP predicates for expressing concurrency and communication together with a corresponding set of generic processes to reflect these specified behaviours. These generic processes are formal building blocks for generating system implementations at different levels of abstraction. Utilisation of DARTS criteria and the parameterised CSP objects frame the refinement strategies. Also, mappings of generic processes to pictorial representations are suggested which enable easy assimilation of the evolving designs. Applicability of the approach is demonstrated through a high level software design of a highperformance robot control system where its suitability is shown via requirement specifications, properties verification and implementation of salient behaviours using generic building blocks. Although verification often means rigorous mathematical reasoning, the thesis presents a proof assistant the Causality Diagram Evaluation Tool to automate the manipulation of CSP processes according to the defined algebraic laws. It is shown to be of value in reasoning with designs and implementations of the robot system. It is found that the analysis facility and the graphical interpretation of communication provided by the tool allow effective analysis and manipulation of early designs. The results derived from specifying essential design details, from transforming highly abstracted implementation models, and from investigation of system behaviours through formal reasoning and simulation conclude that formal methods, in particular CSP, has a niche value in enhancing software reliability at the sub-system level as well as providing a better underpinning to the structured method DARTS. The end product is a method to generate a correct and unambiguous document of the system concerned that is amenable to a direct implementation.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2004. / Vita. Includes bibliographical references (p. 188-204).

El presente trabajo desarrolla un algoritmo de planeamiento de trayectoria basado en Optimización por Colonia de Hormigas, en conjunto con un controlador óptimo, para el desplazamiento de un barco robot. Se presenta el modelo matemático estándar usado para vehículos marinos desarrollado por Thor Fossen. Asimismo se presentan las principales ideas detrás del marco metaheurístico desarrollado por Marco Dorigo, llamado Optimización por Colonia de hormigas. El problema a resolver consiste en encontrar el camino más corto entre dos puntos dentro de un entorno (mapa) con obstáculos. Ambos algoritmos, tanto el de planeamiento de trayectoria como el de control óptimo, se implementaron en el entorno MatLab. Para poner a prueba el funcionamiento conjunto de estos dos algoritmos se usaron seis mapas distintos que buscan explorar el comportamiento de ambos algoritmos ante diversas variaciones de un caso base de comparación. El tiempo de convergencia de los algoritmos y los parámetros que ajustan sus desempeños fueron analizados. / Tesis

Como tema central de la tesis se propone una arquitectura denominada SC-Agent para el control de robots móviles. Esta arquitectura es híbrida y distribuida, los niveles deliberativo y reactivo están compuestos por agentes software que pueden moverse entre los nodos del sistema con el objetivo de reducir los requerimientos de comunicación en el acceso a los datos. La arquitectura aporta un nuevo nivel semántico donde se especifican los componentes de la misma pero no su ubicación física. Un agente podrá decidir su ubicación óptima en función de índices de medida no convencionales basados en la antigüedad de los datos que reciba. La arquitectura también permite mediante el uso de los agentes móviles aplicar técnicas de delegación de código para realizar el control de los robots minimizando los problemas relacionados con la latencia de la red. Dicho control se basa en separar el tiempo necesario de las comunicaciones del tiempo necesario de procesamiento. En primer lugar se realiza el envío del código de control necesario a los nodos del robot y en segundo lugar se realiza la ejecución del mismo de forma local. Al ejecutarse localmente dicho código, en lugar de hacerse de forma remota, se facilita el complimiento de las restricciones de tiempo real estricto. El diseño de esta arquitectura se sustenta sobre un sistema de comunicaciones basado en una estructura de pizarra distribuida de objetos. El sistema de comunicaciones permite la interacción entre los distintos agentes de la arquitectura mediante una interfaz común para el acceso a los objetos de la pizarra. Los agentes podrán transmitir mensajes o enviar información al resto de agentes mediante la escritura y lectura de los objetos de la pizarra. Los datos o valores de dichos objetos están caracterizados temporalmente por el sistema a través de su antigüedad. El sistema de comunicaciones emplea un bus de tiempo real estricto para conectar los nodos que forman parte del nivel deliberativo. El bus de tiempo real estr / Posadas Yagüe, JL. (2003). Arquitectura para el control de robots móviles mediante delegación de código y agentes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/55245

Las misiones espaciales actuales y futuras no se entienden sin la utilización de robots. Es dentro de este ámbito general en el que se plantea la presente Tesis Doctoral, con el propósito de proponer tecnologías para el control y guiado de robots en órbita que les permita desarrollar las misiones en las que están actualmente implicados y en las que, sin duda, estarán en un futuro próximo. Para la implementación y simulación de los distintos algoritmos y controladores propuestos se ha implementado un framework basado en ROS denominado OnOrbitROS. Este entorno extiende las capacidades de ROS para permitir la simulación de sistemas robóticos espaciales en órbita. Tras definir y validar esta herramienta se han realizado distintas aportaciones tanto para la planificación como para el control de robots espaciales en órbita. Estas aportaciones se han aplicado tanto a sencillos manipuladores en libre flotación como a complejos robots humanoides guiados empleando realimentación sensorial procedente de cámaras y sensores de fuerza. Así, se ha propuesto un algoritmo de planificación para robots en órbita capaz de generar de forma automática los movimientos que ha de describir un robot para alcanzar un determinado objetivo. Este algoritmo, basado en optimización, definirá las trayectorias de las articulaciones o del efector final del robot. Tras proponer este algoritmo se ha trabajado en la propuesta de controladores con el propósito de realizar el seguimiento de las trayectorias definidas. Se han propuesto nuevos controladores con distintas propiedades, aplicaciones y características dinámicas cuyos resultados avalan su aplicación en robots de estas características. Cabe destacar, por ejemplo, la definición de ontroladores basados en optimización, controladores con realimentación visual y fuerza, controladores basados en velocidad, fuerza o aceleración, etc. A lo largo de la Tesis se exponen cada uno de estos controladores, se describen sus características y aplicaciones, y se muestra su desempeño en la realización de tareas típicas desarrolladas por estos robots en órbita.

En el contexto de la pandemia de COVID-19 entre los años 2020-2021 se ha podido observar un crecimiento en los casos de enfermedades mentales como la depresión y ansiedad producto del aislamiento obligatorio a los que se tuvieron que someter muchos pacientes por la infección viral lo cual no permitía el contacto directo con los especialistas de la salud mental para el tratamiento de estas enfermedades. Así es como el proyecto del robot teleoperado para el tratamiento de afecciones mentales busca llevar la consulta del especialista hacia los pacientes a través de una videoconferencia y a la vez llevar toda la comunicación incorporada del robot a partir de los gestos que pueda realizar y que entable una conexión emotiva entre robot y paciente que permita facilitar la consulta teleoperada. En el marco de la tesis presentada, se resolverá el control necesario para la generación de los gestos que debe realizar el robot a través de sus brazos y cabeza y lograr de esta manera la conexión emocional con el paciente durante su consulta, lo cual conlleva a una realización de movimientos de manera natural y muy próximas a las que realizaría una persona cuando se comunica utilizando todo el cuerpo para expresar emociones. Para lograr este control sofisticado será necesario el uso de un controlador no lineal diseñado a partir del modelo matemático de los brazos y cabeza del robot. Se realizará tanto el diseño a partir de simulaciones de movimientos del robot, así como la implementación desde un prototipo inicial donde se probarán todas las rutinas validades por especialistas de la salud mental. Finalmente, la tesis obtendrá como resultado, una comparativa de los principales controladores no lineales como producto de la elección del controlador más adecuado para este proyecto. También explicará a detalle la implementación de los algoritmos necesarios para el control de las extremidades del robot y se mostrarán técnicas de programación que permitan el control y la obtención de datos de servomotores en tiempo real para su posterior análisis.