Este documento resume la historia y estado actual de la comunidad científica de robótica móvil. Describe las competencias de robótica que han surgido en los últimos 30 años para incentivar el desarrollo tecnológico entre los jóvenes. También describe los logros del equipo Cyberlords La Salle-Cinvestav en la competencia RoboCup 2009 de robots humanoides, incluyendo haber anotado goles y ganado partidos.

1. Noviembre 2009
Empieza la era de los robots
inteligentes en México:
g
robots que juegan futbol
M. en C. Luis Fernando
Lupián Sánchez

2. Comunidad científica de
robótica móvil
• Una comunidad científica se distingue
por diversos factores:
– Los métodos y herramientas que emplea
– L clase d problemas en que t b j
La l de bl trabaja
– La clase de preguntas que considera
válidas
álid
– La forma en que interactúan sus miembros

3. Comunidad científica de
robótica móvil
• Las competencias de robótica nacieron
hace aproximadamente 30 años
• Son un medio ideal para incentivar el
gusto por el desarrollo tecnológico
entre los jóvenes

4. Comunidad científica de
robótica móvil
• A través de ellas los investigadores
pueden salir de su propio laboratorio y
– Conocer los resultados de otros grupos
– Permitir que ¿Recuerdan
otros investigadores
conozcan sus propiosla prueba de
p
resultados
Turing?
• Las competencias de robótica proveen
– P bl
Problemas estándar y
tá d
– Medidas de desempeño objetivas

5. Retos estándar
• A lo largo de la historia han habido
retos científicos que han impulsado
enormemente la tecnología:
• Ejemplos recientes:
– Reto del j d
R t d l ajedrez
– X-Prize
– DARPA G d Ch ll
Grand Challenge
– DARPA Urban Challenge

6. Reto de RoboCup
• Para el año 2050 desarrollar un equipo
2050,
de robots humanoides totalmente
autónomos capaz de vencer al equipo
campeón mundial de futbol de
humanos.
humanos

7. Categorías de competencia
en RoboCup
@Home (desde 2006) Rescue (desde 2004)
Cuadrúpedos (1998-2008)

8. Categorías de competencia
en RoboCup
Simulación Small Size
Middle Size SPL (desde 2008)

9. Categorías de competencia
en RoboCup
Junior Soccer

10. Categorías de competencia
en RoboCup
Humanoid (desde 2002)

11. Laboratorio de Robótica Móvil
• En el 2008 empezamos a trabajar con robots
p j
humanoides
• Competimos en el Primer Abierto Mexicano de
RoboCup en el 2008 (d
R b C l (dos meses d
después d
é de
iniciado el proyecto)
• Campeones mexicanos 2008 de la liga de
Ca peo es e ca os 008 l ga
humanoides

12. RoboCup 2009
• En marzo fuimos admitidos al mundial
RoboCup 2009
• En ese momento decidimos unir fuerzas
con el Laboratorio de Robótica y Visión
Artificial del DCA-Cinvestav
DCA Cinvestav
• Desde entonces el equipo se llama
Cyberlords La Salle-Cinvestav
Salle Cinvestav

13. RoboCup 2009

14. Resultados en RoboCup 2009
• Tres partidos jugados
• Dos goles anotados, un partido ganado
•E i
Equipo más goleador d l continente
á l d del i
americano

15. Problemas fundamentales
en robots h
b humanoides
id
– Percepción
p
• Sensado
• Extracción de información
– Localización y mapeo
• Representación del entorno
• Autolocalización
– Planeación de trayectorias
• Decisión del camino óptimo entre el punto inicial
y el punto final
– Modelado cinemático y dinámico

16. Problemas fundamentales
en robots h
b humanoides
id
– Control de movimiento
• Ejecución de trayectorias
• Estabilidad
– Control de comportamiento
• Inteligencia
• Decisión basada en percepción
– Interacción
• Hombre-máquina
Hombre máquina
• Máquina-máquina (comportamiento emergente,
multiagentes)
– Di ñ mecánico y f
Diseño á i fuente d energía
t de í

17. Estado del arte en caminata
dinámica

18. Estado del arte en caminata
dinámica

19. Estado del arte en caminata
dinámica

20. Nuevos robots humanoides de
Cyberlords
• Más grande y más fuerte
• Mayor poder d cómputo
M d de ó
• Mejor sensor de visión
• Mejores algoritmos de percepción
• Mejor control de movimiento

21. Control dinámico
• Las actuales técnicas para control
dinámico de robots humanoides
sobresimplifican el problema (ZMP
(ZMP,
FRI, CMP)
• Intentaremos hacer un modelo
dinámico
di á i completo
l t del
d l nuevo
humanoide y aplicar técnicas de
control ó ti
t l óptimo

22. Control dinámico
Control de ejecución
Péndulo invertido móvil
de trayetorias

23. ¿Por qué robótica móvil?
móvil?
• Década de los
80’s surgió el
mercado de las
computadoras
personales
• Enfocadas
principalmente a
aficionados

24. ¿Por qué robótica móvil?
móvil?
• 30 años después el
mercado de las
computadoras
personales es uno
de los principales
motores de la
economía mundial

25. ¿Por qué robótica móvil?
móvil?
• Hoy empiezan a surgir muchos robots
móviles dirigidos al mercado de
aficionados

26. ¿Por qué robótica móvil?
móvil?
• En un lapso de 10 a 15 años el mercado
para los robots móviles crecerá para
abarcar al público en general

27. Publicaciones recientes
• Luis F. Lupián and Rodrigo Avila
Stabilization of a wheeled inverted pendulum by a
continuous-time infinite-horizon
continuous time infinite horizon LQG optimal controller
controller.
IEEE Latin American Robotics Symposium, 2008.
• Luis F. Lupián and Josué R. Rabadán−Martin
Segment-wise optimal trajectory execution control
for four-wheeled omnidirectional mobile robots.
f f h l d idi ti l bil b t
IEEE Latin American Robotics Symposium, 2009.