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domingo, 4 de diciembre de 2016

ESA : Entrenamiento virtual para el control de robots exploradores

http://www.esa.int/esl/ESA_in_your_country/Spain/Entrenamiento_virtual_para_el_control_de_robots_exploradores

Rovers en el Planetary Robotics Lab
 
28 noviembre 2016
El diseño de prototipos para robots exploradores suele llevarse a cabo en instalaciones de ensayo de tipo ‘Mars Yard’ que, sembradas de rocas, imitan la superficie marciana. Sin embargo, recientemente se ha creado un entorno virtual para evaluar las prestaciones del software de control de estos robots.
El nuevo Entorno de Ensayos de Autonomía sobre el Terreno (OGATE) permite analizar distintos sistemas robóticos autónomos según criterios normalizados. Su diseño ha contado con el apoyo de la Iniciativa de Colaboración/Creación de Redes (NPI) de la ESA, que promueve las investigaciones doctorales relacionadas con la tecnología espacial.
Cuanto más lejos llegue la exploración de los futuros robots, mayor tendrá que ser su autonomía. La Luna constituye el punto más lejano que se puede alcanzar mediante control remoto, como hicieron los controladores rusos a principios de los años setenta, al conducir en tiempo real un par de robots Lunokhod a través de la superficie lunar.
Más allá, los robots se teledirigen a través de una exhaustiva serie de comandos que se cargan durante cada pase de comunicación para su posterior implementación secuencial.
Así, los operadores en tierra acumulan una elevada carga de trabajo, además de un fuerte estrés entre pases... Por no hablar de las consecuencias si algo sale mal.
 
Rover control testing
 
Por eso, el objetivo es dotar a los futuros rovers de una autonomía mucho mayor, haciendo que el control robótico resulte más seguro e intuitivo, y permitiendo que los operadores puedan centrarse en las cuestiones científicas. De acuerdo con el método preferido, denominado ‘Planificación y programación por Inteligencia Artificial’ (P&S), el robot explorador recibe una lista de actividades y es él mismo quien genera su propio plan de acción para llevarlas a cabo. 
“Los sistemas autónomos que harán esto posible son complejos por naturaleza y faltan años para verlos emprender el vuelo”, explica Pablo Muñoz, del Departamento de Automática de la Universidad de Alcalá, España, y creador de OGATE.
“Así que, en cierto modo, nuestro trabajo pretende ser un primer paso para mejorar la evaluación experimental y la validación de este tipo de sistemas”.
Aunque los distintos sistemas de control por P&S sean similares en cuanto al concepto general, sus enfoques pueden partir de distintos planteamientos; por ejemplo, algunos pueden priorizar el uso de los recursos, como el ahorro de batería, mientras que otros pueden centrarse en su puntualidad.
 “Con OGATE, podemos evaluar la adecuación con que el plan generado por un sistema P&S se adapta a la ejecución robótica —añade Pablo—. Así, podemos comparar cómo el robot alcanza sus objetivos con el mínimo y el máximo margen de tiempo establecido por los planificadores, para ofrecer una medida de la eficiencia del plan”.
“También podemos evaluar otros aspectos, como el tiempo que se tarda en generar el plan inicialmente, cuánto tiempo permanece parado el robot, los recursos informáticos que necesita el controlador o la respuesta a un evento inesperado. Ahora mismo tenemos solicitadas 17 métricas y estamos trabajando para ampliar un conjunto completo”.
Por el momento, OGATE asume una superficie planetaria plana en sus casos de estudio, pero el equipo ha empezado a realizar simulaciones del robot ExoMars 2020 en un entorno virtual marciano, considerado un buen candidato para demostrar las funciones de autonomía.
Pablo trabajó con la sección de Robótica Planetaria de la ESA mientras desarrollaba OGATE, por lo que pasó dos meses en el centro técnico ESTEC de Noordwijk, Países Bajos.
Acerca de la Iniciativa de Colaboración/Creación de Redes
La Iniciativa de Colaboración/Creación de Redes (NPI) de la ESA, que ya tiene diez años, presta su apoyo a universidades e institutos de investigación que trabajan en tecnologías avanzadas con posibles aplicaciones espaciales, con el objetivo de promover una mayor interacción entre la agencia, las universidades europeas, los institutos de investigación y la industria.
ESA
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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