Ciencia Colombia Medellín, Colombia, Domingo, 18 de noviembre de 2007 a las 20:20

Ultrabot: un murciélago robótico

Jóvenes ingenieros de la Universidad de San Buenaventura diseñan un robot capaz de guiarse por ultrasonidos

AIM/NOTICYT/DICYT Juan José González y Joao Carlo Bonilla, ingenieros electrónicos recién graduados de la Universidad de San Buenaventura de Medellín, diseñaron y construyeron un robot que emite ondas ultrasonido para guiarse. Esta idea les surgió a los jóvenes investigadores debido a que según la literatura estudiada, los ultrasonidos tienen un gran campo de aplicación haciendo de este desarrollo la base para proyectos más ambiciosos.

La utilidad del robot radica en su aplicabilidad en diferentes ámbitos como la medicina y la industria, en este último caso puede ser útil en la elaboración de mapas cartográficos en zonas de difícil acceso y en exploración petrolera, entre otros.

El robot se encarga de explorar entornos y evita los obstáculos. Consta de dos servomotores, los cuales le dan movimiento al robot y cuatro cápsulas ultrasónicas que permiten medir la distancia en la que se encuentran los objetos. Además de un sistema de procesamiento que está a cargo de un microcontrolador.

El documento SONAR Multi-zona de doble umbral con reducción de zona muerta, realizado por los investigadores, explica que los sensores en los robots permiten que los mismos den cuenta de su entorno, por esto el uso del SONAR (sensores de ultrasonido) es fundamental para que Ultrabot cumpla con la detección, medición de distancia a objetos, exploración de entornos y evite los obstáculos. Asimismo, a través del método de doble umbral se logra la detección de distancias próximas y lejanas.

Uno de los aportes más importantes corresponde precisamente a la implementación del método de doble umbral, el cual indica la presencia de los objetos a distancias cortas y largas y verifica si las señales corresponden a ruidos o a la presencia de cuerpos. Generalmente se utiliza el método de umbral fijo, el cual mide distancias pequeñas o grandes, pero no ambas a la vez, asimismo, existen metodologías como el umbral variable, la ganancia variable y el método de detección por envolvente, que buscan responder a los problemas del método del umbral fijo; sin embargo, a medida que aumenta el rango de alcance aumenta la complejidad de la topología circuital. Por tanto Juan José y Joao idearon el método de doble umbral para responder a los inconvenientes presentados por otros métodos.

Los recién graduados ingenieros desarrollaron el proyecto dentro del grupo de investigación Simulación y Modelamiento Computacional (GISMC). Dentro del semillero de investigación se había desarrollado una plataforma robótica en el 2003 que se denominó OSAMA, la cual pretendía hacer mediciones a través de ultrasonido en una distancia que oscilaba entre los 20 y los 200cms. A partir de la indagación en el grupo, Juan José y Joao se dedicaron a analizar de qué manera se podían ampliar el rango de medición del robot. Ultrabot actualmente tiene una capacidad de medición de entre 3 y 550 cms lo cual fue un logro en cuanto a alcance mínimo y máximo.

Según Juan José González, “luego este sistema se incorporó a una plataforma robótica para la exploración de entornos y la medición de distancia, que además por medio de un enlace de radio envía los datos obtenidos a un PC remoto. La plataforma explora los entornos, evita obstáculos, y su identificación de objetos esta definida así: se fija una distancia de 20cm a la cual la plataforma al encontrar una cara plana deberá detener su movimiento, con esto indica que ha encontrado su objeto, si a partir de este momento la cara se mueve la plataforma hará ajustes para mantener constante la distancia”.

El proyecto tuvo una duración de 9 meses, durante los cuales se desarrollaron las etapas de diseño, depuración, mejora del circuito, pruebas y comunicación con el PC, y la interfaz gráfica del usuario. Lo interesante de este robot murciélago es que permite medir distancias cortas y largas, lo cual la mayoría de medidores similares no pueden hacer. Como mencionan los creadores, este producto se hace competitivo con otros provenientes de Europa y Estados Unidos por su innovación y utilidad.

 

Iniciativa premiada

El proyecto Ultrabot obtuvo el tercer puesto en la VI Conferencia Iberoamericana en Sistemas, Cibernética e Informática (CISCI) en la sesión de Sistemas de Control, Tecnologías y Aplicaciones I, que se llevó a cabo entre el 12 y el 15 de julio de 2007 en Orlando, Florida. Los investigadores también participaron en el de Nodo Antioquia de la Red Nacional de Semilleros de Investigación donde obtuvieron un reconocimiento especial que los clasificó al Encuentro Nacional organizado en Barranquilla en el pasado mes de octubre.

A este respecto Juan José González considera que “las investigaciones realizadas en Colombia, en este caso en la Universidad de San Buenaventura, tienen el nivel suficiente para ser competitivas en el mundo de la investigación, solo se debe tener ganas de hacer algo y perseverar constantemente en ello hasta lograrlo”.

Se espera a futuro poder optimizar el robot para que su alcance llegue a los 11 metros y que además logre identificar la forma de los objetos. También se espera mejorar la locomoción del robot e incorporar sensores infrarrojos, de temperatura y obtener mayor precisión en la medición de distancia.

Esta es una muestra más de la capacidad creativa e investigativa de los jóvenes colombianos y del desarrollo que está teniendo el campo de la robótica, el cual está llegando a desarrollarse al punto de hacerse competitivo con creaciones de otros lugares del mundo.