UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

En moltes ocasions s'han de completar treballs en entorns hostils i/o insalubres per a l'home, com és el cas de la desactivació d'explosius, la realització de tasques en zones nuclears amb contaminació radioactivitat, fons submarins, mines subterrànies, l'espai exterior, etc. Aquests treballs solen requerir executar una sèrie d'operacions més o menys complexes de manteniment i construcció. En aquests casos, es procura enviar a un robot per fer el treball en comptes de l'home.

L'eventual complicació dels treballs pot exigir que el robot necessiti tenir una alta destresa en la realització de les tasques encomanades i que aquest pugui moure's amb facilitat dins d'un entorn sobre el qual no es disposa de suficient informació de les variables que afecten el robot i la tasca a desenvolupar. Igualment, poden aparèixer situacions imprevistes que requereixen una resposta intel·ligent que dificulti la seva solució d'una manera autònoma pel propi robot. Per totes aquestes raons, aquests sistemes es troben teleoperats, és a dir, governats remotament per un operador humà. Els esquemes de teleoperació estan formats bàsicament per dos robots: el primer, el mestre, està controlat directament per l'operari en un entorn local, i el segon, l'esclau, és el que realitza la tasca dins de l'entorn remot i hostil.

Juntament a aquests dos elements, que d’alguna manera formen la columna vertebral de l’esquema de teleoperació, apareixen un conjunt de dispositius addicionals, la funció dels quals és possibilitat el govern del robot esclau des de la ubicació del laboratori. Aquests dispositius tenen com a objecte suplir la carència de percepció sensorial directa de l’operari causada per la diferent ubicació espacial dels robots mestre i esclau.

A més, en la majoria de les ocasions, el conjunt de tasques a realitzar implica la interacció del robot esclau amb un cert objecte (u objectes) situat en l’entorn remot. Això significa que l'operari està exercint sobre el robot local o mestre una força que vol que el robot esclau reprodueixi finalment sobre l'objecte remot. En tal cas, per a una realització adequada de la tasca requerida, l'operari hauria de ser capaç de sentir la força que està exercint efectivament el robot esclau sobre l'objecte remot. És a dir, el sistema de teleoperació hauria de comptar amb una reflexió de força.

El conjunt de característiques requerides al dispositiu de teleoperació, especialment la reflexió de força, fa que el seu control sigui significativament complex. Això és degut, per exemple, al retràs en les comunicacions que es pot produir al transmetre el moviment desitjat al robot esclau, a les incerteses en els comportaments dinàmics de cada robot o bé al desconeixement de les característiques mecàniques de l'objecte amb el qual el robot esclau ha d'interaccionar. En aquest sentit, s'estan investigant estratègies de control que garanteixin un funcionament adequat del sistema de teleoperació a manca d'un coneixement precís de totes les variables que afecten al comportament del sistema.