Resumen

En este trabajo se propone un método para adaptar las trayectorias de marcha de un ser humano a un robot humanoide. Las trayectorias obtenidas mediante captura de movimiento sirven como entrada a un generador de trayectorias off-line, llamado filtrodinámico en el que se tienen en cuenta las restricciones cinemáticas y dinámicas necesarias para impedir que el robot caiga mientrascamina. Para validar las trayectorias se uso un simulador para el robot Bioloid Premium kit basado en el entorno V-Rep y después se implementaron sobre el robot real. A pesar de que la generación de trayectorias se lleva a cabo fuera de línea, el filtro dinámico es una buena opción para generar trayectorias que permitan mantener la estabilidad del robot.

1 INTRODUCCIÓN

Una trayectoria es el lugar geométrico de las posiciones sucesivas por las que pasa un cuerpo en movimiento. En robótica, la generación de trayectorias involucra el cálculo de posiciones, velocidades, aceleraciones y jerks de cada una de las articulaciones que componen el robot a lo largo de un camino geométrico de referencia, [1]. La generación de trayectorias para un robot puede hacerse de dos formas. Estas son:

• Cálculo y posterior procesamiento de trayectorias (Off-Line).
• Cálculo y procesamiento continuo de trayectorias (On-Line).

Aunque la planificación de trayectorias On-Line no es el objeto de estudio de este trabajo, muchos de los conceptos de generación de trayectorias OnLine tienen sus fundamentos en la generación de trayectorias Off-Line, [2].

El cálculo de las trayectorias (o las consignas articulares) deseadas, puede hacerse por dos métodos, [3]. A partir de la captura de movimiento humano, o generadas directamente por el computador. En este último caso, el enfoque habitual incluye dos pasos: primero, se elige un conjunto de variables de salida con dimensión adecuada. Generalmente, las coordenadas cartesianas tridimensionales de algunos puntos seleccionados en el robot (por ejemplo el CoM). En segundo lugar, después de algún tipo de parametrización como splines por ejemplo, las trayectorias deseadas de estas variables se calculan para cada fase de la marcha: apoyo, balanceo e impactos. Una de las formas de hacer este cálculo es utilizar un algoritmo de optimización basado en la dinámica del robot teniendo en cuenta las restricciones físicas del mismo, [4]. Finalmente, estas trayectorias son las señales de referencia para un sistema de control en lazo cerrado, que sintonizado correctamente, permite el seguimiento de éstas y evita la caída del robot.

• Materias:Robot humanoide Cinemática directa de robots Seguimiento de trayectoria
• Subjects:Humanoid robot Direct robot kinematics Tracking of trajectory
• Palabras claves:captura de movimiento, generación de trayectorias, robótica humanoide, marcha humana, optimización
• Keywords:motion capture, trajectory generation, humanoid robotics, humain gait, optimization