En este trabajo se presentan las líneas de investigación, los objetivos, los resultados esperados, así como las actividades de formación de recursos humanos del proyecto de investigación que se está desarrollando en busca de ampliar y sistematizar el cuerpo de conocimiento de las arquitecturas de control de robots autónomos móviles (RAM) didácticos basadas en sistemas embebidos.
Un sistema embebido es un sistema informático diseñado para realizar un grupo de funciones dedicadas y específicas, empleando para ello una combinación de recursos de hardware y de software. Poseen características diferenciales (entre otras: procesamiento concurrente, paralelo y distribuido, robustez, fiabilidad, bajo consumo y bajo costo) que los hace altamente recomendables en la administración y control de un RAM.
A diferencia de proyectos anteriores del grupo de trabajo, en los cuales el foco estuvo sobre hardware, en este nuevo proyecto el análisis se centra en el software, particularmente en el diseño e implementación de los algoritmos de control correspondientes.Eje: Agentes y Sistemas InteligentesRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Azcurra, Daniel

Henrión, Guillermo

Rodríguez, Dario

Rojo, Santiago

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

 ALGORITMOS DE CONTROL DE ROBOTS AUTÓNOMOS  
MÓVILES DIDÁCTICOS SOBRE SISTEMAS EMBEBIDOS 
 
Azcurra, Diego; Henrión, Guillermo; Rojo, Santiago; Rodríguez, Darío 
 
Laboratorio de Sistemas Embebidos y Robótica 
Departamento de Ingeniería 
Universidad Nacional de Tres de Febrero 
Valentín Gómez 4752 (1678) Caseros, Tres de Febrero 
Buenos Aires, Argentina  
 
Laboratorio de Investigación, Desarrollo y 
Transferencia en Sistemas Industriales  LIDSI-GISI 
Departamento Desarrollo Productivo y Tecnológico 
Universidad Nacional de Lanús. 
29 de Septiembre 3901 (1826) Remedios de Escalada, Lanús 
Buenos Aires, Argentina.  
 
 
Resumen 
En este trabajo se presentan las líneas de 
investigación, los objetivos, los resultados 
esperados, así como las actividades de 
formación de recursos humanos del proyecto de 
investigación que se está desarrollando en busca 
de ampliar y sistematizar el cuerpo de 
conocimiento de las arquitecturas de control de 
robots autónomos móviles (RAM) didácticos 
basadas en sistemas embebidos. 
Un sistema embebido es un sistema informático 
diseñado para realizar un grupo de funciones 
dedicadas y específicas, empleando para ello 
una combinación de recursos de hardware y de 
software. Poseen características diferenciales 
(entre otras: procesamiento concurrente, 
paralelo y distribuido, robustez, fiabilidad, bajo 
consumo y bajo costo) que los hace altamente 
recomendables en la administración y control 
de un RAM. 
A diferencia de proyectos anteriores del grupo 
de trabajo, en los cuales el foco estuvo sobre 
hardware, en este nuevo proyecto el análisis se 
centra en el software, particularmente en el 
diseño e implementación de los algoritmos de 
control correspondientes.    
Palabras clave: robótica, sistemas embebidos, 
automatización, - algoritmia - arquitectura de 
computadoras. 
Contexto 
Este proyecto de investigación continúa la línea 
de trabajo en aplicaciones de sistemas 
embebidos y  robótica en el marco de la carrera 
de Ingeniería en Computación de la 
Universidad Nacional de Tres de Febrero y de 
la Carrera de Licenciatura en Sistemas de la 
Universidad Nacional de Lanús. 
Líneas de investigación y desarrollo 
Este proyecto se inscribe en una línea de 
investigación que busca desarrollar y 
sistematizar el cuerpo de conocimiento de las 
arquitecturas de control de robots autónomos 
móviles (RAM) didácticos basadas en sistemas 
embebidos. 
Entre los supuestos que guían el proyecto se 
encuentran: 
I. La robótica educativa emerge como una 
rama promisoria en la que el alumno puede 
experimentar de manera concreta como la 
ejecución de un programa software 
desarrollado por él, se traduce en acciones 
de mecanismos robóticos que transforman 
una determinada realidad. De esta manera 
logra apropiarse de una nueva dimensión 
del software como uno de los componentes 
de los nuevos paradigmas de transformación 
de la materia . 
II. Existe disponibilidad en el mercado (tanto 
local como internacional) de desarrollos de 
WICC 2014 XVI Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación
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 hardware de robótica que permiten construir 
prototipos de robots autónomos móviles 
didácticos. La posibilidad de contar con una 
amplia gama de sensores, unidades de 
procesamiento programables, actuadores 
versátiles e interfaces de usuario que 
permiten la programación de los prototipos, 
así como el acceso y administración de sus 
recursos; allana los aspectos de integración 
de hardware y controladores en la 
construcción de la mecánica del robot y 
permite focalizar el proyecto de 
investigación en los sistemas informáticos 
que los controlarán. 
III. Existen arquitecturas de sistemas 
informáticos que destacan en importancia en 
su utilización en robótica autónoma. Dentro 
de las mismas, las arquitecturas de sistemas 
embebidos poseen características 
específicas y diferenciales (entre otras: 
procesamiento concurrente, paralelo y 
distribuido, robustez, fiabilidad, bajo 
consumo y bajo costo) que las hacen 
sobresalir para ser empleadas en la 
administración y control de robots 
autónomos móviles. 
IV. Es factible la implementación de algoritmos 
de control sobre sistemas embebidos para 
que un RAM pueda desplazarse de forma 
autónoma en un entorno no estructurado, de 
forma tal que pueda llegar a un destino 
determinado, evitando colisiones. 
Resultados y Objetivos 
El objetivo general de este proyecto es la 
caracterización de algoritmos de control 
basadas en sistemas embebidos para que un 
RAM pueda desplazarse de forma autónoma en 
un entorno no estructurado, de forma tal que 
pueda llegar a un destino determinado, evitando 
colisiones tanto con otros vehículos de similares 
características como cualquier tipo de 
obstáculo. Una solución de control debería 
brindar la funcionalidad para: 
• Analizar del entorno captado por el 
sistema de sensores. 
• Pre-detectar una colisión con objetos 
próximos al RAM, tanto estáticos como 
dinámicos. 
• Planificar una maniobra libre de colisión 
y que conduzca al vehículo hacia la 
posición deseada. 
• Accionar la dirección y la aceleración de 
un RAM. 
Este objetivo general se desarrollará mediante 
los siguientes objetivos específicos: 
1. Continuar con las actividades del 
laboratorio de Sistemas Embebidos y 
Robótica, seleccionando, adquiriendo, 
instalando y calibrando el instrumental 
necesario para la realización de 
mediciones; estableciendo protocolos de 
trabajo, normas de seguridad, y demás 
mecanismos organizativos y 
procedimentales.  
2. Capacitar a los nuevos integrantes del 
laboratorio en la metodología de trabajo, 
para que puedan experimentar y 
desarrollar capacidades en las áreas de 
arquitectura de computadoras, sistemas 
embebidos, robótica, automatización, 
comunicaciones, sistemas distribuidos, 
programación concurrente y 
procesamiento de datos en tiempo real. 
3. Relevar los distintos desarrollos de 
hardware de robótica para construir 
prototipos de robots autónomos móviles 
disponibles en el mercado (continuación 
del proyecto anterior). 
4. Seleccionar, adquirir y poner en 
funcionamiento prototipos de robots 
autónomos móviles para ser 
administrados y controlados por 
arquitecturas de sistemas embebidos, 
sirviendo de infraestructura de 
validación de módulos de control 
(continuación del proyecto anterior). 
5. Relevar las distintas arquitecturas de 
sistemas informáticos utilizadas en 
WICC 2014 XVI Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación
Página 102 de 1158
 robótica autónoma, focalizando el 
estudio en las arquitecturas de sistemas 
embebidos, identificando características 
específicas y diferenciales, y 
determinando la aplicabilidad de las 
mismas en la administración y control 
de robots autónomos móviles. 
(continuación del proyecto anterior). 
6. Seleccionar y adquirir arquitecturas de 
sistemas embebidos. 
7. Implementar en las arquitecturas de 
sistemas embebidos seleccionadas 
algoritmos de administración y control 
de RAM a fin de validar las mismas. 
(continuación del proyecto anterior). 
Formación de Recursos Humanos 
El grupo de trabajo está conformado por dos 
investigadores formados y un estudiante 
avanzado. Asimismo, colaboran en el mismo 5 
estudiantes de la carrera de Ingeniería en 
Computación. 
Asimismo, en el marco del proyecto, un alumno 
de la carrera Licenciatura en Sistemas de la 
UNLa llevó adelante su trabajo de fin de 
carrera, titulado: Control de Robots Autónomos 
Móviles Basado Arquitecturas de Sistemas 
Embebidos. Propuesta de Modelo de Aplicación 
y Uso Potencial. 
Referencias 
Azcurra, D., Rojo, S., Rodríguez, D. (2012). 
"Arquitecturas de Control para Robots 
Autónomos Móviles Didácticos Basadas en 
Sistemas Embebidos". Proceedings del XIV 
Workshop de Investigadores en Ciencias de 
la Computación. Pág. 669-672. ISBN 978-
950-766-082-5. 
Geninatti S., G. Gennai, G. Minnucci, S. Roatta 
y L. Hendryk; (2008) “EL ABORDAJE DE 
LOS SISTEMAS EMBEBIDOS 
MEDIANTE UN HARDWARE 
DIDÁCTICO”;  1ª Jornadas de Experiencias 
Innovadoras en Educación en la FCEIA; 
http://www.fceia. 
unr.edu.ar/fceia/1jexpinnov/trabajos%20pdf/
Geninatti-Gennai-Roatta-Hendryk.pdf 
González  J. E..; B. Jovani A. Jiménez ; 
(2009); “LA ROBÓTICA COMO 
HERRAMIENTA PARA LA EDUCACIÓN 
EN CIENCIAS E INGENIERÍA”; Revista 
Iberoamericana de Informática Educativa, 
10: 31-36; ISSN: 1699-4574 
Ierache J., M. Bruno, M Dittler, N. Mazza ;  
(2008); “ROBOTS Y JUGUETES 
AUTÓNOMOS UNA OPORTUNIDAD EN 
EL CONTEXTO DE LAS NUEVAS 
TECNOLOGÍAS EN EDUCACIÓN”; 
Proceedings VII Ibero-American 
Symposium on Software Engineering; 371-
379 
Molina López J. M., V. Matellán Olivera; 
(1996) “ROBOTS AUTONOMOS: 
ARQUITECTURAS y CONTROL” Buran, 
7: 19-24; ISSN 1698-7047 
Ogata, K.(2009). Modern Control Engineering 
(5th Edition). ISBN 0136156738 
Santa Lozano  J., M. A. Zamora Izquierdo, B. 
Úbeda Miñarro; (2008) “EL 
APRENDIZAJE BASADO EN 
PROYECTOS EN MATERIAS DE 
INGENIERÍA INFORMÁTICA Y SUS 
IMPLICACIONES”; I Jornadas sobre 
nuevas tendencias en la enseñanza de las 
ciencias y las ingenierías; 
http://www.murciencia.com/UPLOAD/CO
MUNICACIONES/el_aprendizaje_basado_p
royectos.pdf 
Zabala G.; “ROBOLIGA – ROBÓTICA 
EDUCATIVA EN LA ARGENTINA”; 
http://caeti.uai.edu.ar/archivos/211_ROBOT
ICA_EDUCATIVA_EN_LA_ARGENTINA
_-_ROBOLIGA.PDF  
 
WICC 2014 XVI Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación
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Algoritmos de control de robots autónomos móviles didácticos sobre Sistemas Embebidos

SEDICI - Repositorio de la UNLP

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

 ALGORITMOS DE CONTROL DE ROBOTS AUTÓNOMOS  MÓVILES DIDÁCTICOS SOBRE SISTEMAS EMBEBIDOS  Azcurra, Diego; Henrión, Guillermo; Rojo, Santiago; Rodríguez, Darío  Laboratorio de Sistemas Embebidos y Robótica Departamento de Ingeniería Universidad Nacional de Tres de Febrero Valentín Gómez 4752 (1678) Caseros, Tres de Febrero Buenos Aires, Argentina   Laboratorio de Investigación, Desarrollo y Transferencia en Sistemas Industriales  LIDSI-GISI Departamento Desarrollo Productivo y Tecnológico Universidad Nacional de Lanús. 29 de Septiembre 3901 (1826) Remedios de Escalada, Lanús Buenos Aires, Argentina.    Resumen En este trabajo se presentan las líneas de investigación, los objetivos, los resultados esperados, así como las actividades de formación de recursos humanos del proyecto de investigación que se está desarrollando en busca de ampliar y sistematizar el cuerpo de conocimiento de las arquitecturas de control de robots autónomos móviles (RAM) didácticos basadas en sistemas embebidos. Un sistema embebido es un sistema informático diseñado para realizar un grupo de funciones dedicadas y específicas, empleando para ello una combinación de recursos de hardware y de software. Poseen características diferenciales (entre otras: procesamiento concurrente, paralelo y distribuido, robustez, fiabilidad, bajo consumo y bajo costo) que los hace altamente recomendables en la administración y control de un RAM. A diferencia de proyectos anteriores del grupo de trabajo, en los cuales el foco estuvo sobre hardware, en este nuevo proyecto el análisis se centra en el software, particularmente en el diseño e implementación de los algoritmos de control correspondientes.    Palabras clave: robótica, sistemas embebidos, automatización, - algoritmia - arquitectura de computadoras. Contexto Este proyecto de investigación continúa la línea de trabajo en aplicaciones de sistemas embebidos y  robótica en el marco de la carrera de Ingeniería en Computación de la Universidad Nacional de Tres de Febrero y de la Carrera de Licenciatura en Sistemas de la Universidad Nacional de Lanús. Líneas de investigación y desarrollo Este proyecto se inscribe en una línea de investigación que busca desarrollar y sistematizar el cuerpo de conocimiento de las arquitecturas de control de robots autónomos móviles (RAM) didácticos basadas en sistemas embebidos. Entre los supuestos que guían el proyecto se encuentran: I. La robótica educativa emerge como una rama promisoria en la que el alumno puede experimentar de manera concreta como la ejecución de un programa software desarrollado por él, se traduce en acciones de mecanismos robóticos que transforman una determinada realidad. De esta manera logra apropiarse de una nueva dimensión del software como uno de los componentes de los nuevos paradigmas de transformación de la materia . II. Existe disponibilidad en el mercado (tanto local como internacional) de desarrollos de WICC 2014 XVI Workshop de Investigadores en Ciencias de la ComputaciónPágina 101 de 1158 hardware de robótica que permiten construir prototipos de robots autónomos móviles didácticos. La posibilidad de contar con una amplia gama de sensores, unidades de procesamiento programables, actuadores versátiles e interfaces de usuario que permiten la programación de los prototipos, así como el acceso y administración de sus recursos; allana los aspectos de integración de hardware y controladores en la construcción de la mecánica del robot y permite focalizar el proyecto de investigación en los sistemas informáticos que los controlarán. III. Existen arquitecturas de sistemas informáticos que destacan en importancia en su utilización en robótica autónoma. Dentro de las mismas, las arquitecturas de sistemas embebidos poseen características específicas y diferenciales (entre otras: procesamiento concurrente, paralelo y distribuido, robustez, fiabilidad, bajo consumo y bajo costo) que las hacen sobresalir para ser empleadas en la administración y control de robots autónomos móviles. IV. Es factible la implementación de algoritmos de control sobre sistemas embebidos para que un RAM pueda desplazarse de forma autónoma en un entorno no estructurado, de forma tal que pueda llegar a un destino determinado, evitando colisiones. Resultados y Objetivos El objetivo general de este proyecto es la caracterización de algoritmos de control basadas en sistemas embebidos para que un RAM pueda desplazarse de forma autónoma en un entorno no estructurado, de forma tal que pueda llegar a un destino determinado, evitando colisiones tanto con otros vehículos de similares características como cualquier tipo de obstáculo. Una solución de control debería brindar la funcionalidad para: • Analizar del entorno captado por el sistema de sensores. • Pre-detectar una colisión con objetos próximos al RAM, tanto estáticos como dinámicos. • Planificar una maniobra libre de colisión y que conduzca al vehículo hacia la posición deseada. • Accionar la dirección y la aceleración de un RAM. Este objetivo general se desarrollará mediante los siguientes objetivos específicos: 1. Continuar con las actividades del laboratorio de Sistemas Embebidos y Robótica, seleccionando, adquiriendo, instalando y calibrando el instrumental necesario para la realización de mediciones; estableciendo protocolos de trabajo, normas de seguridad, y demás mecanismos organizativos y procedimentales.  2. Capacitar a los nuevos integrantes del laboratorio en la metodología de trabajo, para que puedan experimentar y desarrollar capacidades en las áreas de arquitectura de computadoras, sistemas embebidos, robótica, automatización, comunicaciones, sistemas distribuidos, programación concurrente y procesamiento de datos en tiempo real. 3. Relevar los distintos desarrollos de hardware de robótica para construir prototipos de robots autónomos móviles disponibles en el mercado (continuación del proyecto anterior). 4. Seleccionar, adquirir y poner en funcionamiento prototipos de robots autónomos móviles para ser administrados y controlados por arquitecturas de sistemas embebidos, sirviendo de infraestructura de validación de módulos de control (continuación del proyecto anterior). 5. Relevar las distintas arquitecturas de sistemas informáticos utilizadas en WICC 2014 XVI Workshop de Investigadores en Ciencias de la ComputaciónPágina 102 de 1158 robótica autónoma, focalizando el estudio en las arquitecturas de sistemas embebidos, identificando características específicas y diferenciales, y determinando la aplicabilidad de las mismas en la administración y control de robots autónomos móviles. (continuación del proyecto anterior). 6. Seleccionar y adquirir arquitecturas de sistemas embebidos. 7. Implementar en las arquitecturas de sistemas embebidos seleccionadas algoritmos de administración y control de RAM a fin de validar las mismas. (continuación del proyecto anterior). Formación de Recursos Humanos El grupo de trabajo está conformado por dos investigadores formados y un estudiante avanzado. Asimismo, colaboran en el mismo 5 estudiantes de la carrera de Ingeniería en Computación. Asimismo, en el marco del proyecto, un alumno de la carrera Licenciatura en Sistemas de la UNLa llevó adelante su trabajo de fin de carrera, titulado: Control de Robots Autónomos Móviles Basado Arquitecturas de Sistemas Embebidos. Propuesta de Modelo de Aplicación y Uso Potencial. Referencias Azcurra, D., Rojo, S., Rodríguez, D. (2012). "Arquitecturas de Control para Robots Autónomos Móviles Didácticos Basadas en Sistemas Embebidos". Proceedings del XIV Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación. Pág. 669-672. ISBN 978-950-766-082-5. Geninatti S., G. Gennai, G. Minnucci, S. Roatta y L. Hendryk; (2008) “EL ABORDAJE DE LOS SISTEMAS EMBEBIDOS MEDIANTE UN HARDWARE DIDÁCTICO”;  1ª Jornadas de Experiencias Innovadoras en Educación en la FCEIA; http://www.fceia. unr.edu.ar/fceia/1jexpinnov/trabajos%20pdf/Geninatti-Gennai-Roatta-Hendryk.pdf González  J. E..; B. Jovani A. Jiménez ; (2009); “LA ROBÓTICA COMO HERRAMIENTA PARA LA EDUCACIÓN EN CIENCIAS E INGENIERÍA”; Revista Iberoamericana de Informática Educativa, 10: 31-36; ISSN: 1699-4574 Ierache J., M. Bruno, M Dittler, N. Mazza ;  (2008); “ROBOTS Y JUGUETES AUTÓNOMOS UNA OPORTUNIDAD EN EL CONTEXTO DE LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS EN EDUCACIÓN”; Proceedings VII Ibero-American Symposium on Software Engineering; 371-379 Molina López J. M., V. Matellán Olivera; (1996) “ROBOTS AUTONOMOS: ARQUITECTURAS y CONTROL” Buran, 7: 19-24; ISSN 1698-7047 Ogata, K.(2009). Modern Control Engineering (5th Edition). ISBN 0136156738 Santa Lozano  J., M. A. Zamora Izquierdo, B. Úbeda Miñarro; (2008) “EL APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS EN MATERIAS DE INGENIERÍA INFORMÁTICA Y SUS IMPLICACIONES”; I Jornadas sobre nuevas tendencias en la enseñanza de las ciencias y las ingenierías; http://www.murciencia.com/UPLOAD/COMUNICACIONES/el_aprendizaje_basado_proyectos.pdf Zabala G.; “ROBOLIGA – ROBÓTICA EDUCATIVA EN LA ARGENTINA”; http://caeti.uai.edu.ar/archivos/211_ROBOTICA_EDUCATIVA_EN_LA_ARGENTINA_-_ROBOLIGA.PDF   WICC 2014 XVI Workshop de Investigadores en Ciencias de la ComputaciónPágina 103 de 1158

http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/41811/Documento_completo.pdf?sequence=1

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