12/14/2017

Robot Ecology

Saludos,

hace tiempo que no publico nada nuevo así que retomare el último proyecto en el que estuve involucrado,  el “new roboecology”, pero para ello he de explicar el anterior proyecto. Hace años diseñamos una instalación llamada Roboecology, que pretendía ser un ecosistema de robots, para una instalación itinerante organizada por el CaixaForum  llamada tecnorevolución.




Muchas de las decisiones del diseño no fueron tomadas por mí, me las encontré. Bueno en aquella época 8 años atrás tampoco tenía la misma experiencia ni las mismas herramientas que las que tenemos actualmente. El sistema estaría puesto en una cúpula de 1,20 m de diámetro, donde habría 3 zonas y en la que convivirían tres tipos de robots.


Tres clases de robots las Formicas, Scavengers y una Araña, que actuaban autónomamente en la instalación. Otro robot con cámara era controlado por el usuario y permitía ver la instalación desde el nivel de los “insectos”.




El sistema tenía dos modos de funcionamiento, noche y día, durante la noche los robots permanecían parados y en el monitor de la instalación se pasaba el video de la demo. Cuando se pasaba a modo día, los robots cobraban vida. Las formicas (5 unidades) más pequeñas que el resto de robots se desplazaban por toda la arena “buscando” comida, los Scavenger (2 unidades) simulaban a unos escarabajos que trataban de buscar comida y evitar a la araña, que era la depredadora de la arena. A su vez la araña (1 unidad) se desplazara por la arena y si detecta a uno de los escarabajos tratara de cazarlo.
 




  • Dos motores de vibrador de móvil.
  • Batería: 320mAh litio polímero.
  • Microcontrolador: MSP430F2254; 16kB de memoria flash, 512 bytes de RAM.
  • Comunicación: Tres IR LED/fotodiodo
  • Sensores: IR para detectar la reflectividad del suelo. LDR para detectar el rango de luz en el suelo.
  • Led bicolor para determinar el estado.
  • Formica











·        Dos motores de DC con un mecanismo de reducción mediante seis ruedas en los ejes. Driver L298N.
·        Batería: cuatro baterías AAA. Esto es suficiente para 1,5 a 2 horas de movimiento continuo y autónomo.
·        Microcontrolador: Arduino.
·         Sensores: dos antenas para detectar obstáculos, dos sensores infrarrojos para detectar la araña, LDR para detectar la luz del suelo.
·       Tres leds RGB para determinar diferentes estados.





  • Dos motores de DC con un mecanismo de reducción mediante seis ruedas en los ejes.  
  • Batería: cuatro baterías AAA.
  • Microcontrolador: EMP78P156E
  • Sensores: Tres emisores y un receptor para evitar obstáculos. Antenas para evitar la cúpula y LDR para detectar la luminosidad del suelo.
  • C-9813










  • Estructura de metacrilato
·        19 Servos  Savox SH-0253
·        32 Controlador de servo: HT48F70E
·         Bateria: NiMH 5 celulas 2200mAh 6V
  • Sensores: Ultrasonidos, receptor y emisor  de infrarrojos, LDR para detector la luminosidad del suelo.
  • Minihexapodinno

















  • ·        Un robot e-puck:
          CPU:DSPIC 30F6014A
          2 motores PAP.
          Bluetooth.
          Microfono.
          Altavoz.
          Accelerometro.
          CMOS camera
          IR sensors
          Bateria litio.

  • Una camara Bluetooth a 1.2GHz
  • LDR para detectar la luminosidad del suelo.
  • Epuck

        




La mesa estaba compuesto de un metacrilato retro iluminado por leds, la mesa constaba de un ordenador y un arduino. El ordenador reproducía un video, que estoy tratando de localizar, en diferentes idiomas (castellano, catalán, gallego y euskera)  elegido mediante un selector del arduino. El video se reproducía cuando la instalación estaba parada o en modo “Noche”, con a retro iluminación apagada.






Al ponerse en marcha, modo “Día”, se proyectaba la imagen, que reproducía el robot cámara, para tener una visión semejante a los insectos. Los usuarios podían mover la cámara controlando un joystick que tenía la mesa.


La cúpula que envolvía la instalación se movía mediante un sistema hidráulico que ya venía instalado, simplemente se abría la cúpula para mantenimiento de la instalación, cambiar baterías, substituir robots, etc.






Si os habéis fijado en las características de los robots y sus sensores, la interacción entre ellos era limitada, las formicas eran demasiada pequeñas para ser detectadas, y los sensores infrarrojos empleados por la araña y los escarabajos, no siempre funcionaban, resultado una instalación demasiado caótica, que en ocasiones funcionaba como el guion que habíamos supuesto.


“Las hormigas se mueven en su territorio buscando comida, si atraviesan hacia el otro territorio (Sensor IR inferior) trataran de regresar al suyo. Los Escarabajos buscaran comida y trataran de evitar a la araña, mediante las antenas o el receptor de IR. La araña se moverá por su territorio y si detecta a un escarabajo, mediante el receptor de IR, atacara o simulara que atacará.”



En ocasiones los escarabajos atacaban a la araña, y las hormigas se sentían atraídas por la cámara, debido a que sus sensores IR, las confundían con el cargador de las baterías. En otras las hormigas enloquecían y hacían cosas raras, divertidas pero fuera del guion. Pero pensábamos que para explicar a unos niños el funcionamiento de los robots, era bastante atractivo/divertido.




El programa de estas determinaba la dirección y velocidad dependiendo de la luminosidad ambiente y la temperatura, una forma de realizar un random muy efectivo. Pero no al gusto del cliente. Finalmente este caos fue sustituido por una tediosa secuencia, donde el programa de las hormigas fue capado hasta que hicieran solo lo que debían, los escarabajos igualmente repetían una secuencia, añadiendo algunos comportamientos aleatorios, y la araña hacia siempre la misma secuencia.


No he podido localizar el vídeo de la presentación,  debió perecer con el disco duro, pero si que tengo algunos vídeos de cuando realizaba las pruebas en el laboratorio, la araña no estaba presente. La que habían comprado inicialmente para una instalación mas grande  no cabía en la cúpula.



  


Pero con este vídeo podéis daros cuenta de lo entretenido que eran, sobretodo las formicas.




La instalación no estuvo exenta de problemas,  sin contar los fallos del guion de los robots, los servos de la araña se rompían con frecuencia, las formicas perdían  su programación al descargarse la batería, era debido a que se auto cargaban el programa al iniciar al tener poca batería el programa quedaba corrupto y nada funcionaba. En una instalación itinerante era un problema y la solución comentar una linea de código, pero hasta que di con el error. Finalmente otro problema fue la duración de la instalación,  En principio pensada para un año, quizá dos, duro cinco años con unos robots en muchos casos juguetes, no pensados para durar tanto.


Anakleto.