Ingeniero Civil Electricista / En esta memoria de título se desarrolla una metodología que permite realizar la estimación del estado cinemático de múltiples robots utilizando información de variados sensores y cooperación entre robots compañeros. Para que ello sea posible, se crea un sistema capaz de detectar robots en un ambiente dinámico y estimar su posición relativa. Además, se genera un sistema externo de detección y seguimiento de robots que permite evaluar las metodologías propuestas debido a su alta precisión. Esta memoria apunta a una mejora importante de la estimación del entorno utilizando información de otros agentes, fundamentalmente debido a la ampliación de la porción observable del entorno. El primer tema abordado es la detección y la estimación de la posición de robots detectados. La información proveniente de una cámara se procesa en cada robot para generar detecciones de los objetos de interés. Además, se integran mediciones de sensores ultrasónicos para utilizar múltiples fuentes de información. Luego, se presenta una metodología de estimación de la posición relativa de objetos donde se utiliza la información proveniente de las percepciones propias y estimaciones realizadas por otros robots. Esta metodología utiliza como herramienta un algoritmo Bayesiano recursivo llamado Filtro de Kalman. Además, se soluciona el calce entre una nueva percepción recibida y un estimador, cuando se poseen objetos idénticos. En la siguiente etapa, se crea un sistema que permite generar datos precisos acerca del estado real del entorno utilizando un sensor láser y un computador externo. De esta manera, se generan datos que permiten validar la metodología propuesta para la estimación cooperativa. El correcto funcionamiento del sistema está sujeto al marco de trabajo actual, donde se poseen robots con un sistema visual ruidoso y con un campo visual limitado. Además, los robots poseen una baja capacidad de cómputo que no permite implementar algoritmos con alto consumo de recursos computacionales. Asimismo, se supone que los objetos se mueven sobre un plano geométrico y que el ruido existente se puede aproximar por una función de densidad de probabilidad Gaussiana. Los resultados indican que el perceptor visual de robots utilizando estimadores geométricos de distancia posee un error de estimación media de $14[cm]$. De igual manera, el sistema de generación de datos de validación entrega datos de muy bajo error y desviación estándar, por lo que permite evaluar las metodologías propuestas. Los resultados del método de estimación cinemática indican una mejora de la estimación al integrar múltiples fuentes de información. Se logra realizar dos publicaciones a nivel internacional, una publicación aceptada en la conferencia RoboCup 2011 y otra en proceso de revisión en una de las conferencias más importante de robótica a nivel mundial IROS 2011. Como trabajo futuro se propone generalizar el perceptor visual para situaciones más complejas donde se pueda detectar la orientación de los objetos. Además, se propone perfeccionar el sistema de generación de datos de validación para lograr una evaluación aun más confiable. Por último, se propone estimar y considerar la velocidad de los objetos para completar y mejorar la estimación del estado cinemático.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / En la actualidad, es cada vez más importante el rol que juegan las baterías de ion-litio en el mundo. Desde dispositivos tan pequeños como relojes inteligentes hasta grandes bancos de baterías en autos eléctricos, estos acumuladores de energía son muchas veces indispensables en diversas labores. Por esta razón, es que conocer el estado de carga y el estado de salud de las baterías es de gran relevancia. El objetivo de este trabajo es determinar un indicador del estado de salud de una batería de ion-litio, basado en el análisis de la evolución de la impedancia interna de la batería en el proceso de degradación, y además estudiar una nueva definición del término de la vida útil de una batería de ion-litio, considerando el incremento en la ineficiencia relacionado al efecto joule, por el aumento de la parte real de la impedancia interna en la degradación. La metodología aplicada consiste en un ciclado de una batería de ion-litio con un protocolo de descarga basado en la combinación de ciclos a 1C y 2C. El ciclado es realizado en una cámara de temperatura a 25ºC. Mediciones de espectroscopía de impedancia electroquímica son realizadas cada 20 ciclos, con la batería en reposo y cargada en un 100% del SoC, con el fin de conocer la evolución de la impedancia interna a medida que la batería se degrada. Luego de 770 ciclos, la batería presenta una degradación cercana al 25%, la resistencia interna presenta un incremento de 25% y 60% para mediciones realizadas en un 70% y 30% del SoC nominal de la batería. Además del análisis realizado con PCA y PLSR sobre los parámetros ajustados de un modelo de circuito equivalente y las frecuencias de excitación de las mediciones de impedancia, es posible obtener un modelo lineal basado en 3 parámetros del modelo de circuito equivalente, que estime el SoH, con un coeficiente de determinación de 0.9794. Para el caso de frecuencias de excitación, el modelo basado en las frecuencias 191[Hz] y 256[Hz], se obtiene un coeficiente de 0.8925, mientras que para el modelo basado en las frecuencias 1.89[Hz] y 2.62[Hz], se obtiene un coeficiente de 0.9476. Por otra parte, se tiene que a pesar de que la generación de calor no aumenta de forma considerable en la degradación, la evolución de la proporción de calor generado en el tiempo, sí aumenta de forma notable, debido a que los ciclos presentan una menor duración. Como consecuencia de esto, la batería experimenta un aumento en la temperatura según la ventilación que posea. Se concluye que se pueden obtener indicadores del estado de salud con un buen desempeño, tanto basados en frecuencias, como en un modelo de circuito equivalente. Además se establece la proporción de calor generado en el tiempo, como métrica para la definición del término de la vida útil de una batería de ion-litio.

El objetivo del presente trabajo de titulo es analizar y evaluar la mejor opción de negocio eléctrico para un gran consumidor, desde el punto de vista del establecimiento de una Empresa de Generación, o bien mediante su declaración como Autoproductor. La creciente incertidumbre energética en el Sistema Eléctrico Chileno, acrecentada por la Crisis del Gas Argentino, ha llevado a los Grandes Consumidores Nacionales a asegurar su abastecimiento eléctrico mediante la Instalación de Centrales Eléctricas destinadas a respaldar aquellos procesos críticos de su producción o para autoabastecerse completamente. Es en esta situación que la compañía Anglo American Chile se ha interesado en estudiar dos formas en que un cliente libre, puede participar del mercado de generación, mediante el establecimiento de una Empresa de Generación y como un Autoproductor. Con lo anterior se busca asegurar el abastecimiento energético del cliente libre y al mismo tiempo aumentar la capacidad instalada y el número de generadores en el mercado eléctrico nacional. Con la finalidad de determinar características de comportamiento y operación de los Autoproductores en el mercado eléctrico nacional, se analizaron distintos mercados internacionales, de esta manera se consiguió reforzar las regulaciones sobre esta forma de operación. Además se analizaron las regulaciones y características principales que rigen a los Generadores dentro del mercado eléctrico. Con el conocimiento del funcionamiento y marco de negocio, para un Generador y un Autoproductor, se estudió y modeló La División Los Bronces de la Empresa Anglo American Chile, en representación de un cliente libre. Posteriormente, se evaluaron ambas opciones de negocio mediante la instalación de una Central Térmica Diesel de 135.6 MW, con el objeto cumplir con las regulaciones ambientales y a su vez con las de cada negocio estudiado. Además, para aumentar el nivel de análisis se incorporaron unidades de diferentes capacidades y fuentes de generación para permitir expandir los resultados del estudio. Como resultado de los análisis económicos con cada opción de negocio y frente a diferentes escenarios, que consideran crecimiento de consumos del cliente y situaciones de racionamiento con distintos niveles de profundidad, se obtienen diferentes rentabilidades, años de recuperación de inversión, tasas internas de retorno y otras, las que dependen principalmente del costo variable de la unidad de generación y del precio de contrato evaluado. Lo que permite finalmente concluir, que la mejor opción de negocio desde el punto de vista del Cliente Libre, es declararse Autoproductor, utilizando para ello una Central Térmica Carbón de 152 MW, permitiendo una mayor seguridad de abastecimiento eléctrico y menores costos en periodos de racionamiento.

En este trabajo se estudia la importancia de las instituciones para promover el desarrollo económico y la competencia en el sector eléctrico bajo dos contextos de integración distintos, el de España dentro de la Unión Europea y el de México dentro del Tratado de Libre Comercio de América del Norte. Se analizan las condiciones que determinan las reformas en estos dos países y se evalúan los efectos de varios factores institucionales sobre indicadores de desempeño de un conjunto de 101 países. Para ello se plantean dos aproximaciones. Primero, en cuanto a los factores determinantes del cambio institucional, se analiza el efecto que tienen la independencia judicial y de las autoridades regulatorias, la ideología dominante, el conflicto distributivo, y la integración económica por conducto de instituciones supranacionales sobre la estructura de propiedad y la competencia. En el caso de España tanto la propiedad como la competencia han sido determinadas en gran medida como consecuencia de su incorporación a la Unión Europea y su efecto sobre la liberalización de la economía y del sector eléctrico. En el caso de México ha jugado un papel importante la reestructuración por el cual pasó su economía como consecuencia de la crisis de la deuda a principios de los ochentas y el reajuste consecuente que implicó, la apertura hacia el exterior y posteriormente un programa de reformas económicas que llevaron a una nueva ley para el sector eléctrico en 1992. No obstante, este proceso se ha estancado debido en buena medida a la acción política de grupos de interés que han obstaculizado la liberalización y la plena integración de los mercados de Norteamérica.Segundo, con objeto de evaluar los efectos de las reformas eléctricas sobre indicadores de desempeño de la industria se realizó inicialmente un análisis multivariante en el que se trata de explicar un conjunto de variables de desempeño a partir de un grupo de factores institucionales. El análisis se hizo para cuatro países, Argentina, Chile, España y México. En general, se espera que al privatizar la generación de electricidad y desintegrar verticalmente las actividades mejore el desempeño y se logre una estructura de precios más eficiente.En el análisis empírico se encontró que las diferencias en el desempeño de la industria eléctrica pueden atribuirse a los factores institucionales considerados. La variable reforma explica por sí sola la mayor parte de las diferencias en el desempeño de la industria eléctrica entre los países analizados. La existencia de un mercado mayorista de electricidad también es muy importante. El tipo de propiedad produce efectos positivos sobre la eficiencia operativa. La privatización de la generación de electricidad, acompañada de la desintegración de la industria, provoca menores pérdidas en la transmisión y distribución, así como un mayor consumo per capita. Sin embargo, esta mejora en la eficiencia no se traduce necesariamente en una mejor estructura de precios. El resultado de la privatización sobre los precios, tanto industriales como domésticos, no es del todo claro. La desintegración vertical entre generación y transmisión, así como la separación entre compañías tienen efectos significativos sobre las pérdidas en la transmisión y distribución y el consumo per capita. Con objeto de contrastar los resultados anteriores y corroborar la importancia de las instituciones, en la segunda parte del análisis empírico se planteó un modelo de regresión lineal de sección cruzada en el que se tomó las pérdidas de electricidad en la transmisión y distribución de electricidad de un conjunto de variables institucionales y de indicadores de control. Para ello se seleccionó una muestra de 101 países. El resultado de este análisis confirma las hipótesis planteadas y muestra la importancia del cumplimiento de la ley y el control de la corrupción sobre la variable dependiente. / This thesis studies the importance of institutions to promote economic development and competition in the electricity sector under two different contexts of integration, that of Spain within the European Union and Mexico under the North American Free Trade Agreement. It is analyzed the conditions that determine the reforms in these two countries and assessed the effects of several institutional factors on performance indicators of a set of 101 countries. This raises two approaches.First, are analized the determinants of institutional change. It examines the impact of judicial independence and regulatory authorities, the dominant ideology, the distributive conflict, and economic integration through supranational institutions on the ownership structure and competition . In the case of Spain both the property and competition have been determined largely as a result of joining the European Union and its effect on the liberalization of the economy and the electricity sector. In the case of Mexico has played an important role in restructuring its economy which happened as a result of the debt crisis in the early eighties and the consequent adjustment that involved, the economic opening and a program of economic reforms that led to a new law for the electricity sector in 1992. However, this process has stalled due largely to political action by interest groups that have impeded the full integration and liberalization of markets in North America.In order to assess the impact of reforms on electrical performance indicators of the industry, it was carried out initially a multivariate analysis that seeks to explain a set of variables of performance from a group of institutional factors. The analysis was done for four countries, Argentina, Chile, Spain and Mexico. In general, is expected that privatization of electricity generation and vertical disintegration of generation and transmission improve performance and lead to a more efficient pricing structure.The empirical analysis found that differences in performance indicators of the electricity industry can be attributed to the institutional factors considered. The reform variable explains most of the differences in the performance of the electric industry among the countries surveyed. The existence of a wholesale electricity market is also very important. The type of property produces a positive impact on operational efficiency. Privatization of electricity generation, accompanied by the disintegration of the industry, leads to a decrease in electricity losses in transmission and distribution, and increased per capita consumption of electricity. However, this improvement in efficiency does not necessarily translate into a better pricing structure. The result of privatization on prices, both industrial and domestic, is not entirely clear. Both vertical disintegration between generation and transmission as well as the separation between companies have significant effects on electricity losses in transmission and distribution, and per capita consumption of electricity.To contrast the previous results and corroborate the importance of institutions, it was developed a cross-sectional linear regression model of in the second part of the empirical analysis, in which electricity losses transmission and distribution is explained by a set of institutional and a set of control variables. The sample included 101 countries. The result of this analysis confirms the hypothesis raised and shows the importance of law enforcement and control of corruption on the dependent variable.

El objetivo general de esta tesis es estudiar el comportamiento de las empresas eléctricas españolas como respuesta a las reformas regulativas implementadas en el sector entre 1987 y 2004. Específicamente, se pretende relacionar las medidas legislativas adoptadas con el desempeño de las empresas desde el punto de vista de su eficiencia. Tras un primer capítulo introductorio y un segundo en el que se ofrece una sucinta revisión de la regulación del sector desde los años cuarenta hasta la actualidad, los Capítulos III, IV y V constituyen el núcleo central de la tesis. Finalmente, el Capítulo VI resume las conclusiones principales.El Capítulo III examina la evolución de los ingresos obtenidos por las empresas como retribución del regulador a su actividad de distribución durante el periodo 1987-1997, cuando estaba en vigor la regulación conocida como Marco Legal Estable (MLE). Para ello, se propone la utilización de un indicador de ingresos del tipo Bennet (1920), que permite identificar las variaciones en los ingresos para cada compañía y cada producto. Este indicador es descompuesto en un efecto cantidad y un efecto retribución. Asimismo, la moderna teoría de la producción permite explicar el indicador de cantidad, resultado de un efecto actividad y un efecto productividad. Finalmente, el indicador de productividad es descompuesto en sus fuentes económicas. Hemos observado que las compañías explotaron las debilidades del sistema regulativo, identificando y presionando sobre sus puntos más débiles, que afectan únicamente a aspectos parciales. Esta situación condujo a la puesta en funcionamiento de instalaciones innecesarias según la demanda existente. Esto llevó a una sistemática pérdida de productividad en el sector. Además, hemos encontrado que durante el MLE no se produjo cambio técnico en el sector. Finalmente, los altos niveles de ineficiencia asignativa encontrados apuntan a una incapacidad del regulador para dotar a las empresas de un esquema de retribución adecuado.El Capítulo IV evalúa la actuación del regulador español en lo que a la actividad de distribución eléctrica se refiere. Para ello se analiza si los cambios legislativos introducidos por el regulador han llevado a las empresas de distribución a alcanzar mayores niveles de eficiencia; si la retribución que han obtenido ha estado ligada a estos niveles; y, por último, si el consumidor ha participado de estas mejoras. El análisis se realiza comparando los ingresos obtenidos por las empresas como compensación de la actividad de distribución eléctrica durante el periodo 1988-2002 con los que hubieran percibido de serles aplicado el modelo de regulación por incentivos propuesto por Bogetoft (1997). Los resultados muestran que el regulador eléctrico español no ha ligado la retribución otorgada a las empresas con su eficiencia, y además las ha beneficiado en detrimento de los intereses del consumidor.El Capítulo V analizamos el desempeño del sector eléctrico español entre 1991 y 2004, desde un punto de vista financiero, económico y distributivo. El objetivo es identificar los cambios en los resultados de las empresas producidos como consecuencia del proceso de liberalización iniciado en 1998. Para ello, relacionamos los cambios de la productividad del sector y sus empresas con la trayectoria de sus beneficios. Adicionalmente, identificamos y cuantificamos las fuentes económicas de los cambios en la productividad. Finalmente, analizamos cómo los beneficios de las empresas han sido distribuidos entre los distintos agentes implicados. Con esta finalidad, hacemos una descomposición anual del cambio en los beneficios de las empresas. Los resultados muestran que (i) las empresas han aumentado sus beneficios económicos tras la liberalización; (ii) los aumentos debidos a la mejora en la productividad y los márgenes han sido conjuntamente muy superiores a los beneficios trasladados a los consumidores a través de menores precios, por lo que (iii) los accionistas de las empresas y no tanto los consumidores, son los grandes beneficiados de la liberalización y privatización del sector.La implementación del análisis se ha llevado a cabo utilizando técnicas de programación matemática basadas en los modelos "Data Envelopment Analysis" (DEA). / The general objective of this thesis is to study the Spanish electricity companies' behaviour as a reaction to the regulative reforms implemented in the sector since 1987 to 2004. Specifically, we intend to link the legislative initiatives adopted with companies' efficiency performance. After a first introductory chapter and a second one in which we offer a brief revision of the electricity sector regulation since the forties until nowadays, Chapter III, IV and V constitute the main body of the thesis. Finally, Chapter VI summarizes the main conclusions. Chapter III examines how the companies' revenues obtained from the regulator for the distribution activity have evolved during the 1987-1997 period, when they were submitted to the regulation known as Marco Legal Estable (MLE). To do so, an analysis is proposed based on a Bennet-type indicator (1920), which allows us to identify the variations in the revenues for each of the companies and each one of the outputs. This indicator is decomposed into a quantity effect and a reimbursement effect. Modern production theory is used to explain the quantity indicator by means of a productivity and activity effect. Lastly, the productivity indicator is broken down into their sources. We have observed that companies have exploited the weaknesses of the system by identifying and applying pressure to its weakest points, which only affect partial aspects of the regulatory system. This fact led to the companies to bring forward investments which would not be needed until well into the future. This caused a systematic loss of productivity in the sector. Furthermore, we found that during the MLE no technical change took place. Finally, the high levels of allocative inefficiency found point to the regulator being incapable of providing the companies with a adequate reimbursement mechanism. Chapter IV evaluates the actions of the Spanish regulator as far as the activity of electricity distribution is concerned. To this end, we shall firstly analyze whether the legislative changes introduced by the regulator have led to the distribution companies improving their efficiency levels; secondly, whether the benefits they have obtained have been linked to these levels; and lastly, whether the consumer has shared in these improvements. The analysis was carried out by comparing the income obtained by the companies as compensation for their electricity distribution activity during the 1988-2002 period with those they would have received had the regulation model proposed by Bogetoft (1997) been applied to them. The results show that the Spanish electricity regulator has not linked the compensation given to the companies with their efficiency, and in addition, they have benefited at the expense of the interests of the consumer. In Chapter V we analyse the Spanish electricity sector performance during the 1991-2004 period from a financial, economic and distributional point of view. Our main purpose is to identify the changes in companies' performance caused by the liberalizing process initiated in 1998. To do that, we link electricity sector and companies' productivity changes to their profit trends. In addition, we identify and quantify the economic sources of the productivity changes. Lastly, we analyse how the companies' profits have been distributed among the different stakeholders. We make a detailed decomposition of year-to-year profit change at electricity companies. Our results show: (i) Companies have increased their economic profits after liberalization; (ii) The profit increases caused by productivity improvements and margins have been altogether much higher than the profits transferred to consumers; therefore (iii) Shareholders and not consumers have been the main beneficiaries of the sector liberalization and privatization.The implementation of the analysis has been carried out using mathematical programming techniques based on 'Data Envelopment Analysis' (DEA) models.

Este trabajo tiene por objetivo obtener energía eléctrica con un micro aerogenerador diseñado y construido con materiales reciclables, evaluando la eficiencia del mismo bajo condiciones controladas en laboratorio y bajo las condiciones de viento de Tacna. El micro aerogenerador fue diseñado para ser probado en diferentes configuraciones en cuanto a las características del rotor, en este caso, el diámetro, el número de aspas y el perfil de las aspas. El material predominante es el PVC. En sus diferentes formas, Tés, Reducciones y tubos de 4” y 2”. Así como, placas en desuso de Acrílico, rodajes y tornillos, además de elementos de electrónica básicos. El generador usado es un motor de corriente continua de un Equipo Betamax. Los datos que se obtuvieron demuestran que la configuración óptima, para este micro aerogenerador en especial, es de tres aspas, con un diámetro de 40 cm y obtenidas a partir de tubos PVC de 4”. Se ha logrado generar la electricidad necesaria para la carga de una batería de celular, una lámpara led de emergencia o un equipo mp3, con una eficiencia promedio de 3,45% bajo condiciones de viento de Tacna. Los resultados obtenidos nos indican que sí es posible diseñar y construir un micro aerogenerador utilizando materiales reciclables para la generación de energía eléctrica a pequeña escala y para un día con velocidad promedio de 1,69 m/s, la energía generada en promedio es de 1,21 watts hora; la velocidad de arranque es de 1,48 m/s.

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En la actualidad la Astronomía ha avanzado considerablemente en su intención por estudiar y comprender los fenómenos que ocurren en el espacio exterior. Para ello ha recurrido a numerosas tecnologías de última generación que le permitan realizar esta tarea. En nuestro país, por ejemplo, se han instalado varios de los más grandes proyectos astronómicos en el mundo, siendo el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) uno de los más importantes por representar un instrumento revolucionario en su concepto científico, su diseño de ingeniería y su organización como un esfuerzo científico global. ALMA captará longitudes de ondas milimétricas y submilimétricas y para ello hará uso de un gran conjunto de radiotelescopios que deberán ser capaces de procesar este tipo de señales. El principal objetivo de esta memoria es diseñar un circuito en guía de onda que constituye la primera etapa en un receptor de separación de bandas en el rango de frecuencias que va entre los 602-720GHz , correspondiente a la Banda 9 de ALMA. Para este diseño se ha recurrido a simulaciones en HFSS, un software profesional de simulación electromagnética. Para el desarrollo de este trabajo primero se diseñaron por separado todas las componentes del circuito verificando que cumplan con las especificaciones de reflexión, que para todos los elementos deben ser inferiores a -20 dB. En el caso de las transmisiones, el elemento dominante en el circuito corresponde a un tipo de acoplador llamado hibrido, el cual se caracteriza por tener un desfase de 90° entre su s salidas con un desbalance en fase no mayor a 1° y un desbalance en amplitud no mayor a 1 dB. Además se ha tomado en cuenta la restricción que tiene que ver con la factibilidad de construcción, que corresponde a una relación ancho-profundidad de la guía la cual debe ser inferior o igual a 31 (incluso flexibilizándolo hasta 41 ), debido a la fragilidad de la broca que realiza la implementación. Posteriormente se procede a combinar todos los elementos en el circuito completo. Se obtiene como resultado de este trabajo, una caracterización del desempeño del circuito completo bajo simulaciones. Además se han realizado varias iteraciones para optimizar sus dimensiones tratando de satisfacer todos los requerimientos. Al término del trabajo realizado se han propuesto dos modelos finales de buen comportamiento, pero que difieren en ciertas características dimensionales, en este caso las ramas de los acopladores para cada modelo, y de desempeño simulado, principalmente el desbalance en fase con una diferencia de hasta 2° e ntre sí. Esto permitirá tener una comparación de ambos diseños en dos límites constructivos diferentes. Finalmente este trabajo marca el inicio del diseño del circuito receptor, el cual puede ser continuado en el proyecto de Banda 9.

El diseño, la construcción y el control de robots antropomórficos móviles es un desafío aún no resuelto en el ámbito de la robótica móvil. Los robots más avanzados en la actualidad no son capaces de caminar en dos pies de una forma comparable a los seres humanos: tienen problemas al caminar en superficies irregulares, gastan una gran cantidad de energía para desplazarse, caminan de una forma poco natural desde el punto de vista humano, no pueden correr, saltar, ni mucho menos, hacer algún tipo de acrobacia. Existe un compromiso entre la eficiencia energética y la versatilidad de los robots móviles que aún no ha sido resuelto. Clasificando los robots pasivos según su nivel de actuación se obtienen dos grupos de robots: los robots pasivos, que son eficientes energéticamente, pero muy poco versátiles, y los robots activos, que son versátiles, pero muy ineficientes energéticamente. La existencia de estas dos clases de robots con características complementarias dependiendo del enfoque utilizado en su diseño, plantea el desafío de encontrar una solución intermedia que combine las características positivas de ambos enfoques. Este trabajo de tesis propone el diseño de un robot semi-pasivo, consistente en un robot activo, que al momento de ser diseñado, considera las condiciones sobre sus parámetros que permiten la existencia de un ciclo de caminata pasiva. Para lograr el diseño y construcción de este robot semi-pasivo se propone una nueva clase de articulaciones de rigidez variable basadas en el principio de torcer cuerdas para obtener un desplazamiento lineal, simple en su construcción y que permite que la dinámica intrínseca del robot fluya naturalmente. La articulación propuesta es construida y validada, obteniendo buenos resultados según lo esperado para su aplicación en un robot bípedo semi-pasivo. También se propone una nueva metodología que permite encontrar las condiciones sobre los parámetros de un modelo arbitrario de robot de dinámica pasiva que permiten la existencia de un ciclo de caminata pasivo. Esta metodología implementa un proceso de búsqueda que permite encontrar subespacios estables en el espacio de parámetros (regiones con combinaciones de parámetros que producen ciclos de caminata estables) simulando la dinámica del robot para diferentes combinaciones de parámetros. Después de que se seleccionan aleatoriamente las condiciones iniciales, la dinámica del robot se modela paso a paso, verificando la existencia de ciclos de caminata en la sección de Poincaré. La metodología incluye la definición de un algoritmo de búsqueda para explorar el espacio de parámetros, un método para la partición del espacio en hipercubos y su manejo eficiente usando las estructuras de datos apropiadas, y el uso de las denominadas funciones de valor que cuantifican la factibilidad de los parámetros resultantes. La metodología es independiente del robot (puede ser usada con cualquier modelo de caminata de dinámica pasiva, sin importar su complejidad), y es robusta (los subespacios estables incorporan un indicador del margen de estabilidad que se encarga de las diferencias entre el modelo del robot y su realización física). Esta metodología es validada en el diseño de un robot semi-pasivo, el que en simulaciones mediante un software externo presenta un ciclo de caminata de dinámica pasiva según lo predicho por los resultados de la aplicación de la metodología.

En el presente trabajo de memoria se realiza el diseño e implementación de un sistema de control, basado en la utilización de un Digital Signal Controller. El objetivo es construir completamente un sistema que permita el control de un robot bípedo para ser utilizado en las competencias RoboCup por el equipo de futbol robótico ROADRUNNERS. El diseño del sistema comienza con la identi cación de los requerimientos basado en la experiencia de otros sistemas de control. Ya jados los requerimientos, se seleccionan los componentes que los cumplan, siendo el más relevante controlador. La implementación de lo diseñado anteriormente se realiza etapa por etapa. Se diseñan los PCB (placas de circuitos impresos) desde la descripción de los componentes hasta la fabricación mediante la máquina de construcción de prototipos LPKF. Con lo anterior se genera un prototipo para realizar las pruebas necesarias para validar el funcionamiento de un rmware que fue implementado para controlar el robot UCH1 Tanker. El resultado obtenido del desempeño del prototipo permite validar los objetivos planteados en un comienzo y permite el diseño nal de la versión nal donde toman en cuenta las restricciones de espacio para la instalación en el robot HR18. En conclusión, la selección del Digital Signal Controller TMS320F28335 y la construcción del prototipo cumplen con los objetivos planteados, permitiendo controlar efectivamente un robot bípedo. Para trabajos futuros queda la optimización del rmware para aprovechar todas ventajas que ofrece el TMS320F28335.