Estudio e implementación de controladores dinámicos de robots industriales en tiempo real

El control de robots manipuladores tiene por objeto mejorar la calidad, productividad y funcionalidad de dichos sistemas industriales. Para ello, se hace necesario que el diseño de los métodos de control tengan en cuenta el carácter no lineal de la dinámica de estos sistemas. Por este motivo la presente tesis se centra en el control no lineal de sistemas robotizados, por lo tanto se aborda el modelado dinámico de robots y el desarrollo de controladores dinámicos así como su implementación en entornos de tiempo real. Por una parte, se desarrolla el modelo dinámico de un robot manipulador a partir de las ecuaciones de la dinámica de acuerdo al formalismo de Gibbs-Appell. Para ello, se asume el robot constituido por barras rígidas y pares ideales. Este algoritmo está formulado de una forma recursiva logrando por ello un coste computacional lineal, que permite desarrollar aplicaciones de tiempo real. Además se tiene en cuenta que los algoritmos de resolución del modelo dinámico necesitan conocer de forma fiable los parámetros físicos del robot, por lo que se tienen que desarrollar procedimientos para poder utilizar un conjunto de parámetros base identificados tanto en el Problema Dinámico como a la hora de construir la ecuación del movimiento del robot. Por otra parte, a partir del modelo del robot se aborda el control dinámico de éste. Los controladores de movimiento desarrollados son controladores basados en el modelo del robot, es decir, aquellos que tienen en cuenta la descripción no lineal del sistema robotizado. De todos los posibles controladores de esta clase que existen, nos centramos en dos tipos, los controladores por dinámica inversa y los controladores basados en pasividad. Los primeros alcanzan el objetivo de seguimiento de trayectoria mediante la linealización por realimentación de la dinámica no lineal del robot. El segundo grupo modifica la energía mecánica del sistema con el fin de alcanzar el objetivo de control.Rosillo Guerrero, N. (2009). Estudio e implementación de controladores dinámicos de robots industriales en tiempo real [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6121Palanci

A Novel Real-Time MATLAB/Simulink/LEGO EV3 Platform for Academic Use in Robotics and Computer Science

Over the last years, mobile robot platforms are having a key role in education worldwide. Among others, LEGO Robots and MATLAB/Simulink are being used mainly in universities to improve the teaching experience. Most LEGO systems used in the literature are based on NXT, as the EV3 version is relatively recent. In contrast to the previous versions, the EV3 allows the development of real-time applications for teaching a wide variety of subjects as well as conducting research experiments. The goal of the research presented in this paper was to develop and validate a novel real-time educational platform based on the MATLAB/Simulink package and the LEGO EV3 brick for academic use in the fields of robotics and computer science. The proposed framework is tested here in different university teaching situations and several case studies are presented in the form of interactive projects developed by students. Without loss of generality, the platform is used for testing different robot path planning algorithms. Classical algorithms like rapidly-exploring random trees or artificial potential fields, developed by robotics researchers, are tested by bachelor students, since the code is freely available on the Internet. Furthermore, recent path planning algorithms developed by the authors are also tested in the platform with the aim of detecting the limits of its applicability. The restrictions and advantages of the proposed platform are discussed in order to enlighten future educational applications

Valoración del nivel de conocimientos y su adecuación en materia de RCP en el personal sanitario de los servicios de urgencias hospitalarios de la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia

Objective. Cardiopulmonary resuscitation (CPR) is one of the most important hospital care team procedures to be administered by emergency medical services. There is a consensus as to cardiopulmonary resuscitation and emergency cardiovascular care science with treatment recommendations, which are regularly updated every five years. International recommendations advise health professionals to update their knowledge every two years. The objective of this paper is to discover health professionals’ levels of knowledge as regards CPR, whether they are appropriately updated and to confirm whether the training courses on CPR performed improve health personnel’s knowledge levels.Method. A 20-question survey based on American Heart Association (AHA) and Spanish Society of Medicine and Intensive Care (SEMICYUC) recommendations was carried out.Results. Evidence-based results strongly suggest that participants do not follow the international standards as regards training in CPR. Sixty four point seven percent of the participants attend at least one CPR course after 2010, but 10.1% never took a refresher course. Thirty percent of the faculties, 90% of the medical residents and 7% of the nursing staff did not obtain the training required by the AHA in hospital emergency services (one course every two years). Our results show that the higher number of courses received, the higher is the level of knowledge regarding CPR that health staff obtain.Conclusions: There is a need for new approaches as regards the learning methodology used in CPR courses. Our results show that healthcare staff are aware of the need to acquire knowledge on CPR via regular training.Objetivo: La Reanimación Cardiopulmonar (RCP) es uno de los procedimientos de los equipos de asistencia hospitalaria más importantes que se realizan en los servicios de urgencias. Existe un consenso internacional sobre RCP, actualizándose cada 5 años, recomendándose la actualización de conocimientos cada 2 años para los profesionales. El objetivo de este estudio es conocer cuál es el nivel de conocimientos en RCP de los profesionales sanitarios, si estos profesionales están correctamente actualizados y constatar si la realización de cursos en el tiempo recomendado mejora el nivel de conocimientos.Método: Realizamos una encuesta con 20 preguntas basada en los cuestionarios para valoración de conocimientos en RCP de la American Heart Association (AHA) y de la Sociedad Española de Medicina y Cuidados Intensivos (SEMICYUC).Resultados: Obtuvimos como resultado que la totalidad de los encuestados no sigue los estándares internacionales de realización de cursos de actualización de conocimientos. El 64,7 % se actualizó después del 2010 y 10,1% nunca se actualizó. El 30% de los médicos, el 90% de los residentes y el 7% de los enfermeros, no superaban el umbral mínimo de formación establecido por la AHA en servicios de urgencias hospitalarias (un curso cada dos años). Se corrobora que a mayor realización de cursos mejor nivel de conocimientos.Conclusiones: Resulta evidente la necesidad de cambios en la metodología de aprendizaje de los cursos impartidos en materia de RCP para profesionales. Destacamos que el personal sanitario sí esta concienciado de la necesidad de formación en esta materia

Real-Time Path Planning Based on Harmonic Functions under a Proper Generalized Decomposition-Based Framework

This paper presents a real-time global path planning method for mobile robots using harmonic functions, such as the Poisson equation, based on the Proper Generalized Decomposition (PGD) of these functions. The main property of the proposed technique is that the computational cost is negligible in real-time, even if the robot is disturbed or the goal is changed. The main idea of the method is the off-line generation, for a given environment, of the whole set of paths from any start and goal configurations of a mobile robot, namely the computational vademecum, derived from a harmonic potential field in order to use it on-line for decision-making purposes. Up until now, the resolution of the Laplace or Poisson equations has been based on traditional numerical techniques unfeasible for real-time calculation. This drawback has prevented the extensive use of harmonic functions in autonomous navigation, despite their powerful properties. The numerical technique that reverses this situation is the Proper Generalized Decomposition. To demonstrate and validate the properties of the PGD-vademecum in a potential-guided path planning framework, both real and simulated implementations have been developed. Simulated scenarios, such as an L-Shaped corridor and a benchmark bug trap, are used, and a real navigation of a LEGO®MINDSTORMS robot running in static environments with variable start and goal configurations is shown. This device has been selected due to its computational and memory-restricted capabilities, and it is a good example of how its properties could help the development of social robots

Al margen. Reflexiones en torno a la imagen

Colección de textos de investigación en torno a la imagen fija y la imagen en movimiento

Anàlisi d'una empresa de rehabilitació

Aquest Projecte Final de Grau tracta de resoldre les inquietuds que l’empresa de rehabilitació Grupo ADM va proposar per l’acollida d’un estudiant en pràctiques. Amb la realització del projecte es pretenia donar solució a tots aquells punts que presenten certa debilitat en el rendiment de l’empresa. Per poder arribar a una conclusió, vaig estudiar durant els 6 mesos que va durar el pràcticum, aquells factors que intervenen en la realització d’una obra de rehabilitació. Primerament, s’explica a què es dedica i com s’estructura l’empresa en general. També s’exposa quin és el funcionament de la part del grup que es dedica a la rehabilitació (Inspecciones y Proyectos Técnicos ADM) i finalment s’estudia en profunditat les obres de rehabilitació que es realitzen. Per analitzar les obres de rehabilitació, s’han dividit en 10 grups diferenciats les obres efectuades entre abril de 2012 i març de 2013, en els quals trobem façanes, humitats, accessibilitat, estructures, revestiments, xarxes de sanejament, patis de llums, cobertes, altres i partes. Amb la divisió per grups, es poden determinar les patologies més habituals per a cada un, la quantitat d’obres acceptades i la facturació per cada un d’ells, a més a més, es van poder estudiar la quantitat d’obres acceptades al llarg de l’any, i per tant, mostrar l’activitat que té l’empresa durant cada mes. A part de realitzar un anàlisi de les obres executades en un any, s’estudien en profunditat 5 obres que s’han seguit des de l’inici d’aquestes fins al final, realitzant una comparativa d’allò que s’ha previst al pressupost pel que fa a materials, mà d’obra i terminis de finalització dels treballs, i el que finalment s’ha obtingut amb l’execució de les intervencions. Abans d’exposar els resultats del seguiment d’aquestes obres, es mostra al punt dos el mètode seguit per a dur a terme l’estudi. En el citat punt dos presentat al projecte s’introdueix la plantilla que utilitza l’empresa per a la realització dels pressupostos, i amb un exemple extret d’aquesta, s’explica com he pogut obtenir els valors previstos al pressupost, usats per a la comparació amb la realitat. Pel que fa a la xifra obtinguda amb l’execució de l’obra, per a cada part que intervé s’ha utilitzat el mètode més adient, explicat breument a continuació: - Per als materials s’ha realitzat el recull de les factures de cadascuna de les obres, obtenint així l’import destinat a la compra d’aquest. - Pel que fa a mà d’obra, els operaris cada setmana entreguen un quadre omplert indicant l’obra en la qual han estat treballant i les hores que han dedicat a realitzar una determinada feina. Cada final de mes, la meva tasca era actualitzar les hores que havien estat els operaris a les obres estudiades, aconseguint així quin era el cost de la mà d’obra. - Per als terminis de finalització dels treballs, amb els mateixos quadres entregats pels operaris citats anteriorment, s’aconseguia el número d’hores totals que estaven per a cada fase d’obra, podent així comparar la previsió amb la realitat. - Finalment, amb les visites realitzades durant l’execució s’ha realitzat un recull de problemes succeïts a l’obra en aquest temps, analitzant d’aquesta manera la qualitat de servei que presta l’empresa. L’objectiu de les cinc obres estudiades és, a més de poder realitzar un seguiment pràctic en profunditat, poder extreure unes conclusions amb les quals proposar una millora en el funcionament de l’empresa en relació a les obres de rehabilitació. Podem trobar en el desenvolupament de l’estudi d’aquestes obres: 1. L’execució d’una rampa per a millorar l’accessibilitat a un edifici plurifamiliar. La realització de la rampa va patir una demora degut a la mala previsió en la recepció del material. 2. La impermeabilització d’una coberta que es divideix en 4 parts. En la realització d’aquesta impermeabilització es pot veure com s’ha acabat en el temps esperat, gràcies a augmentar la mà d’obra, fet que encareix el pressupost, és a dir, menys benefici, ja que aquest s’agafa com a marge per als imprevistos. A més a més, també es pot veure que s’ha necessitat més material del previst, el qual redueix d’igual forma els guanys. 3. La rehabilitació d’una façana. En aquest cas es va incrementar la quantitat de mà d’obra per acabar en el temps previst. Era imprescindible acabar en el termini establert degut a que sinó s’augmentava l’import destinat al lloguer de la bastida. 4. La reparació d’una xarxa de sanejament i d’unes humitats per filtracions. Les dues obres relacionades entre si havien de ser realitzades de manera continua. Per falta de coordinació amb els veïns, entre una obra i una altra, van passar 3 mesos. 5. Una actuació d’urgència. Després d’una Inspecció Tècnica a l’Edifici, es col·locaren unes xarxes de protecció a les lloses dels balcons afectades, aquesta intervenció es va realitzar segons la previsió. Un cop realitzat l’estudi objecte d’aquest projecte, s’arriba a la conclusió que el punt dèbil de l’empresa pel que fa a obres de rehabilitació es troba en el compliment dels terminis establerts per a la finalització dels treballs. Arribats aquí, es poden proposar una sèrie de recomanacions per a la millora del rendiment de l'empresa

Anàlisi d'una empresa de rehabilitació

Aquest Projecte Final de Grau tracta de resoldre les inquietuds que l’empresa de rehabilitació Grupo ADM va proposar per l’acollida d’un estudiant en pràctiques. Amb la realització del projecte es pretenia donar solució a tots aquells punts que presenten certa debilitat en el rendiment de l’empresa. Per poder arribar a una conclusió, vaig estudiar durant els 6 mesos que va durar el pràcticum, aquells factors que intervenen en la realització d’una obra de rehabilitació. Primerament, s’explica a què es dedica i com s’estructura l’empresa en general. També s’exposa quin és el funcionament de la part del grup que es dedica a la rehabilitació (Inspecciones y Proyectos Técnicos ADM) i finalment s’estudia en profunditat les obres de rehabilitació que es realitzen. Per analitzar les obres de rehabilitació, s’han dividit en 10 grups diferenciats les obres efectuades entre abril de 2012 i març de 2013, en els quals trobem façanes, humitats, accessibilitat, estructures, revestiments, xarxes de sanejament, patis de llums, cobertes, altres i partes. Amb la divisió per grups, es poden determinar les patologies més habituals per a cada un, la quantitat d’obres acceptades i la facturació per cada un d’ells, a més a més, es van poder estudiar la quantitat d’obres acceptades al llarg de l’any, i per tant, mostrar l’activitat que té l’empresa durant cada mes. A part de realitzar un anàlisi de les obres executades en un any, s’estudien en profunditat 5 obres que s’han seguit des de l’inici d’aquestes fins al final, realitzant una comparativa d’allò que s’ha previst al pressupost pel que fa a materials, mà d’obra i terminis de finalització dels treballs, i el que finalment s’ha obtingut amb l’execució de les intervencions. Abans d’exposar els resultats del seguiment d’aquestes obres, es mostra al punt dos el mètode seguit per a dur a terme l’estudi. En el citat punt dos presentat al projecte s’introdueix la plantilla que utilitza l’empresa per a la realització dels pressupostos, i amb un exemple extret d’aquesta, s’explica com he pogut obtenir els valors previstos al pressupost, usats per a la comparació amb la realitat. Pel que fa a la xifra obtinguda amb l’execució de l’obra, per a cada part que intervé s’ha utilitzat el mètode més adient, explicat breument a continuació: - Per als materials s’ha realitzat el recull de les factures de cadascuna de les obres, obtenint així l’import destinat a la compra d’aquest. - Pel que fa a mà d’obra, els operaris cada setmana entreguen un quadre omplert indicant l’obra en la qual han estat treballant i les hores que han dedicat a realitzar una determinada feina. Cada final de mes, la meva tasca era actualitzar les hores que havien estat els operaris a les obres estudiades, aconseguint així quin era el cost de la mà d’obra. - Per als terminis de finalització dels treballs, amb els mateixos quadres entregats pels operaris citats anteriorment, s’aconseguia el número d’hores totals que estaven per a cada fase d’obra, podent així comparar la previsió amb la realitat. - Finalment, amb les visites realitzades durant l’execució s’ha realitzat un recull de problemes succeïts a l’obra en aquest temps, analitzant d’aquesta manera la qualitat de servei que presta l’empresa. L’objectiu de les cinc obres estudiades és, a més de poder realitzar un seguiment pràctic en profunditat, poder extreure unes conclusions amb les quals proposar una millora en el funcionament de l’empresa en relació a les obres de rehabilitació. Podem trobar en el desenvolupament de l’estudi d’aquestes obres: 1. L’execució d’una rampa per a millorar l’accessibilitat a un edifici plurifamiliar. La realització de la rampa va patir una demora degut a la mala previsió en la recepció del material. 2. La impermeabilització d’una coberta que es divideix en 4 parts. En la realització d’aquesta impermeabilització es pot veure com s’ha acabat en el temps esperat, gràcies a augmentar la mà d’obra, fet que encareix el pressupost, és a dir, menys benefici, ja que aquest s’agafa com a marge per als imprevistos. A més a més, també es pot veure que s’ha necessitat més material del previst, el qual redueix d’igual forma els guanys. 3. La rehabilitació d’una façana. En aquest cas es va incrementar la quantitat de mà d’obra per acabar en el temps previst. Era imprescindible acabar en el termini establert degut a que sinó s’augmentava l’import destinat al lloguer de la bastida. 4. La reparació d’una xarxa de sanejament i d’unes humitats per filtracions. Les dues obres relacionades entre si havien de ser realitzades de manera continua. Per falta de coordinació amb els veïns, entre una obra i una altra, van passar 3 mesos. 5. Una actuació d’urgència. Després d’una Inspecció Tècnica a l’Edifici, es col·locaren unes xarxes de protecció a les lloses dels balcons afectades, aquesta intervenció es va realitzar segons la previsió. Un cop realitzat l’estudi objecte d’aquest projecte, s’arriba a la conclusió que el punt dèbil de l’empresa pel que fa a obres de rehabilitació es troba en el compliment dels terminis establerts per a la finalització dels treballs. Arribats aquí, es poden proposar una sèrie de recomanacions per a la millora del rendiment de l'empresa

Proyectos STEAM con LEGO Mindstorms para educación primaria en España

[ES] En el presente trabajo, se analiza como utilizar LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 para proyectos STEAM enmarcados en el curriculum de educación de la ley LOMCE 2013. En nuestros trabajos anteriores se desarrolla e implementa una intervención propuesta a través de un proyecto de aprendizaje STEAM obtenido del análisis de la LOMCE y que utiliza la robótica educativa como una herramienta de enseñanza que incorpora diferentes elementos metodológicos como el aula inversa, y el aprendizaje basado en proyectos, así como el aprendizaje cooperativo. Tambien en nuestros trabajos anteriores se ha desarrollado una nueva plataforma educativa basada en el paquete Matlab Simulink para la enseñanza de robótica utilizando la plataforma Lego EV3. Esta plataforma permite desarrollar un entorno en tiempo real para enseñar inicialmente temas de robótica, programación y en general, temas de ingenieria. Por ello es utilizada actualmente en proyectos STEM Sin embargo, el uso de piezas LEGO le otorga la versatilidad de introducir la A de Arte. El presente artículo analiza como introducir la A a partir del uso de LEGO Mindstorm, lo que nos otorga una herramienta ideal para su uso en proyectos STEAM.Ruiz Vicente, F.; Zapatera, A.; Montes, N.; Rosillo, N. (2019). Proyectos STEAM con LEGO Mindstorms para educación primaria en España. En INNODOCT/18. International Conference on Innovation, Documentation and Education. Editorial Universitat Politècnica de València. 711-720. https://doi.org/10.4995/INN2018.2018.8836OCS71172

Real-time solving of dynamic problem in industrial robots

Purpose ¿ The purpose of this paper is to present the development and validation of a methodology which allows modeling and solving the inverse and direct dynamic problem in real time in robot manipulators. Design/methodology/approach ¿ The robot dynamic equation is based on the Gibbs-Appell equation of motion, yielding a well-structured set of equations that can be computed in real time. This paper deals with the implementation and calculation of the inverse and direct dynamic problem in robots, with an application to the real-time control of a PUMA 560 industrial robot provided with an open control architecture based on an industrial personal computer. Findings ¿ The experimental results show the validity of the dynamic model and that the proposed resolution method for the dynamic problem in real time is suitable for control purposes. Research limitations/implications ¿ The accuracy of the applied friction model determines the accuracy of the identi¿ed overall model and consequently of the control. This is especially obvious in the case of the PUMA 560 robot, in which the presence of friction is remarkable in some of their joints. Hence, future work should focus on identifying a more precise friction model. The robot model could also be extended by incorporating rotor dynamics and could be applied for different robot con¿gurations as parallel robots. Originality/value ¿ Gibbs-Appell equations are used in order to develop the robotic manipulator dynamic model, instead of more usual dynamics formulations, due to several advantages that these exhibit. The obtained non-physical identi¿ed parameters are adapted in order to enable their use in a control algorithmRosillo, N.; Valera Fernández, Á.; Benimeli, F.; Mata Amela, V.; Valero Chuliá, FJ. (2011). Real-time solving of dynamic problem in industrial robots. Industrial Robot: An International Journal. 38(2):119-129. doi:10.1108/0143991111110633611912938