Noviembre 2009

Empieza la era de los robotsEmpieza la era de los robotsEmpieza la era de los robots Empieza la era de los robots inteligentes en México: inteligentes en México: gg

robots que juegan futbolrobots que juegan futbol

M. en C. Luis Fernando Lupián SánchezLupián Sánchez

ComunidadComunidad científicacientífica de de robóticarobótica móvilmóvil

• Una comunidad científica se distinguepor diversos factores:por diversos factores:– Los métodos y herramientas que emplea

L l d bl t b j– La clase de problemas en que trabaja– La clase de preguntas que considera

álidválidas– La forma en que interactúan sus miembros

ComunidadComunidad científicacientífica de de robóticarobótica móvilmóvil

• Las competencias de robótica nacieronhace aproximadamente 30 añoshace aproximadamente 30 años

• Son un medio ideal para incentivar elgusto por el desarrollo tecnológicoentre los jóvenes

ComunidadComunidad científicacientífica de de robóticarobótica móvilmóvil

• A través de ellas los investigadores• A través de ellas los investigadorespueden salir de su propio laboratorio y

Conocer los resultados de otros grupos– Conocer los resultados de otros grupos– Permitir que otros investigadores

conozcan sus propios resultados

¿Recuerdanla prueba de conozcan sus propios resultados

• Las competencias de robótica proveenP bl tá d

pTuring?

– Problemas estándar y– Medidas de desempeño objetivas

RetosRetos estándarestándarRetosRetos estándarestándar

• A lo largo de la historia han habido• A lo largo de la historia han habidoretos científicos que han impulsadoenormemente la tecnología:enormemente la tecnología:

• Ejemplos recientes:R t d l j d– Reto del ajedrez

– X-PrizeDARPA G d Ch ll– DARPA Grand Challenge

– DARPA Urban Challenge

RetoReto dede RoboCupRoboCupRetoReto de de RoboCupRoboCup

• Para el año 2050 desarrollar un equipo• Para el año 2050, desarrollar un equipode robots humanoides totalmenteautónomos capaz de vencer al equipoautónomos capaz de vencer al equipocampeón mundial de futbol dehumanoshumanos.

CategoríasCategorías de de competenciacompetenciaen en RoboCupRoboCup

@Home (desde 2006) Rescue (desde 2004)@Home (desde 2006) Rescue (desde 2004)

Cuadrúpedos (1998-2008)

CategoríasCategorías de de competenciacompetenciaen en RoboCupRoboCup

Small SizeSimulación Small SizeSimulación

Middle Size SPL (desde 2008)

CategoríasCategorías de de competenciacompetenciaen en RoboCupRoboCup

Junior Soccer

CategoríasCategorías de de competenciacompetenciaen en RoboCupRoboCup

Humanoid (desde 2002)

LaboratorioLaboratorio dede RobóticaRobótica MóvilMóvilLaboratorioLaboratorio de de RobóticaRobótica MóvilMóvil• En el 2008 empezamos a trabajar con robotsp j

humanoides• Competimos en el Primer Abierto Mexicano de

R b C l 2008 (d d é dRoboCup en el 2008 (dos meses después deiniciado el proyecto)

• Campeones mexicanos 2008 de la liga deCa peo es e ca os 008 de la l ga dehumanoides

RoboCupRoboCup 20092009RoboCupRoboCup 20092009

• En marzo fuimos admitidos al mundial• En marzo fuimos admitidos al mundialRoboCup 2009

• En ese momento decidimos unir fuerzas• En ese momento decidimos unir fuerzascon el Laboratorio de Robótica y VisiónArtificial del DCA-CinvestavArtificial del DCA Cinvestav

• Desde entonces el equipo se llamaCyberlords La Salle-CinvestavCyberlords La Salle Cinvestav

RoboCupRoboCup 20092009RoboCupRoboCup 20092009

ResultadosResultados enen RoboCupRoboCup 20092009ResultadosResultados en en RoboCupRoboCup 20092009

• Tres partidos jugados• Tres partidos jugados• Dos goles anotados, un partido ganado

E i á l d d l i• Equipo más goleador del continenteamericano

ProblemasProblemas fundamentalesfundamentalesbb h idh iden robots en robots humanoideshumanoides

– Percepciónp• Sensado• Extracción de información

– Localización y mapeo• Representación del entorno• Autolocalización• Autolocalización

– Planeación de trayectorias• Decisión del camino óptimo entre el punto inicialDecisión del camino óptimo entre el punto inicial

y el punto final– Modelado cinemático y dinámico

ProblemasProblemas fundamentalesfundamentalesbb h idh iden robots en robots humanoideshumanoides

– Control de movimiento• Ejecución de trayectorias• Estabilidad

– Control de comportamiento• Inteligencia• Decisión basada en percepción• Decisión basada en percepción

– Interacción• Hombre-máquinaHombre máquina• Máquina-máquina (comportamiento emergente,

multiagentes)Di ñ á i f t d í– Diseño mecánico y fuente de energía

Estado del arte en Estado del arte en caminatacaminatadinámicadinámica

Estado del arte en Estado del arte en caminatacaminatadinámicadinámica

Estado del arte en Estado del arte en caminatacaminatadinámicadinámica

NuevosNuevos robots robots humanoideshumanoides de de CyberlordsCyberlords

• Más grande y más fuerteM d d ó• Mayor poder de cómputo

• Mejor sensor de visión• Mejores algoritmos de percepción• Mejor control de movimiento• Mejor control de movimiento

ControlControl dinámicodinámicoControl Control dinámicodinámico

• Las actuales técnicas para control• Las actuales técnicas para controldinámico de robots humanoidessobresimplifican el problema (ZMPsobresimplifican el problema (ZMP,FRI, CMP)

• Intentaremos hacer un modelodi á i l t d ldinámico completo del nuevohumanoide y aplicar técnicas de

t l ó ticontrol óptimo

ControlControl dinámicodinámicoControl Control dinámicodinámico

Péndulo invertido móvil Control de ejecuciónde trayetorias

¿¿PorPor quéqué robóticarobótica móvilmóvil??¿¿PorPor quéqué robóticarobótica móvilmóvil??

• Década de los• Década de los80’s surgió elmercado de lasmercado de lascomputadoraspersonalespersonales

• Enfocadasprincipalmente aprincipalmente aaficionados

¿¿PorPor quéqué robóticarobótica móvilmóvil??¿¿PorPor quéqué robóticarobótica móvilmóvil??

• 30 años después el• 30 años después elmercado de lascomputadorascomputadoraspersonales es unode los principalesde los principalesmotores de laeconomía mundialeconomía mundial

¿¿PorPor quéqué robóticarobótica móvilmóvil??¿¿PorPor quéqué robóticarobótica móvilmóvil??

• Hoy empiezan a surgir muchos robots• Hoy empiezan a surgir muchos robotsmóviles dirigidos al mercado deaficionadosaficionados

¿¿PorPor quéqué robóticarobótica móvilmóvil??¿¿PorPor quéqué robóticarobótica móvilmóvil??

• En un lapso de 10 a 15 años el mercado• En un lapso de 10 a 15 años el mercadopara los robots móviles crecerá paraabarcar al público en generalabarcar al público en general

PublicacionesPublicaciones recientesrecientesPublicacionesPublicaciones recientesrecientes

• Luis F. Lupián and Rodrigo AvilaStabilization of a wheeled inverted pendulum by acontinuous time infinite horizon LQG optimal controllercontinuous-time infinite-horizon LQG optimal controller.IEEE Latin American Robotics Symposium, 2008.

• Luis F. Lupián and Josué R. Rabadán−Martin

Segment-wise optimal trajectory execution controlf f h l d idi ti l bil b tfor four-wheeled omnidirectional mobile robots.IEEE Latin American Robotics Symposium, 2009.