ROS es un marco de trabajo de código abierto para la robótica. Proporciona librerías, herramientas y simuladores para el desarrollo de robots. La comunidad ROS ha creado cientos de paquetes de software compartidos. ROS permite la integración de múltiples lenguajes de programación y la comunicación entre procesos de forma independiente de la plataforma. El documento también discute conceptos como SLAM, planificación, manipulación y monitorización de robots utilizando ROS.

1. Robotic Operative System
Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
Universidad de Sevilla
Pablo Iñigo Blasco
Semana de la Ciencia y la Ingeniería 2011 - Cádiz

2. Contenidos
● Divulgativo
● Qué es ROS
● Robótica de Servicios
● Informática y Robótica
● Algunos conceptos de robótica
● Planificación
● SLAM
● Robótica e informática
● Conclusiones

3. Aceleración en avances robóticos
DARPA Urban Challenge Junior
DARPA Big Dog
HONDA ASIMO
PR2
Aggresive QuadRotors
Cooperative QuadRotors

4. Robótica de Servicios
● Robots autónomos e inteligentes
● Entornos desesctructurados
● Interacción con el ser humano
● Tareas Domésticas
● Trabajadores Robots
● Ejemplos:
● Repartir Cerveza
● Enchufarse
● Recojer la basura de la casa en un carrito
● Jugar a las torres de Hanoi
● Abrir puertas

5. Robótica y Software: Retos
● Decadas de Investigación y Aplicación en la robótica clásica
● Teoría del control automático
● Mecánica
● Muy desarrollado
● Robots Autónomos en entornos desectructurados
● Necesidad de comprender e interpretar el mundo que le rodea a partir de los sensores
● El cuello de botella es la inteligencia, el software, no el control o la mecánica
● Robots más complejos → Arquitecturas Software más complejas
● Problemas de ubiquidad
– Estructuras de datos y comunicaciones
● Problemas de reusabilidad
● Problemas de integración
● Necesidad de potentes mecanismos de inspección y depuración
● Estructuras de datos
● Sistemas operativos
● Lenguajes de programación

6. ROS Overview: Objetivo

7. ROS: Robot Operative System
Marco de Trabajo
● Librerias robotica
● Herramientas de desarrollo
● Simuladores
● Monitorización
INTEGRACIÓN
● Multi-lenguaje
● Estandarización de datos (paso de mensajes)
● Independiente de la plataforma
COMUNIDAD
● Comunidad abierta
● Proceso de documentación estandarizado
● Federación de repositorios
ABSORCIÓN
● Opencv, gmapping, openni, player/stage/gazebo..
● Otras alternativas (MSRS, YARP, OROCOS..)

8. ROS: Caldo de Cultivo
● Silicon Valley
● La mayor referencia en informática
● Stanford
● SRI
● Referencia en la robótica
● Kathib, Sebastian Thrun, Gary Gradski, Brian
Gerkey, Latombe

9. ROS: 3 años

10. ROS Overview: Comunidad
Federación de repositorios con software para
robots. En 2010:
• Casi 200 Stacks
• Mas de 100 Packages
• Unos 50 Repositorios Federados
• ROS: Wiki unificada y uniforme
• Importancia de la integración sobre el
desarrollo

11. ROS Overview: Historia

12. SLAM: SIMULTANEOUS LOCALIZATION AND
MAPPING

13. Navegación y deriva del estado

14. Localización
● Enfoque
probabilístico
● Se asume error en el
movimiento teórico
● Se asumen errores
en la medida de los
sensores

15. Localización de Monte Carlo
(AMCL)
● Necesidad de un
Mapa
● AMCL
Ejemplo con ROS

16. Mapping

17. SLAM: ejemplo gmapping
● Fusión de métodos anteriores
● Gmapping
● Demo Stage (otros: quadrotor, pi-robot, PR2)
● Otras técnicas (vslam, RGBD-SLAM)

18. Otro ejemplo ROS: Manipulación
● Object Recognition
● Arm Navigation
● Grasping

19. Monitorización
● Rviz

20. Simulación

21. Ingeniero Informático: Perfil
localmente desaprovechado
● Inteligencia Artificial (Sistemas de aprendizaje,
Razonamiento, Minería de datos, multi-agentes) …
● Geometría computacional
● Procesamiento de imágenes
● Estadística
● Matemática discreta (Teoría de Grafos, ..)
● Ingeniería del Software (Interacción hombre/máquina, ..)
● Sistemas operativos
● Arquitecturas Tiempo Real
● Simulación

22. Democratización de la robótica
● Internet
● Software Libre
● Investigaciones y desarrollos públicos
● Hardware potente y barato (ej: kinect)
● Aumenta la importancia en la integración de
sotware
● Ejemplo: El mundo del aeromodelismo

23. Fomento de la Robótica en la
escuela
● Asociaciones de robótica
● Eventos: First Lego League, Imaginática
● Proyectos fines de carrera
● QuadRotor
● Erratic SLAM
● Roomba SLAM
● ...

24. Conclusiones
● Aceleración de los avances
robóticos
● La importancia del informático
● Aún muchos retos: diversión,
oportunidades de trabajo, negocio
● La inercia de la comunidad
(subirse a la ola)

25. ¿Preguntas?

26. GRACIAS