Evaluación experimental de un modelo de simulación de un robot móvil para mejorar la fidelidad de comportamiento entre el modelo simulado y el real

Abstract

[Resumen] El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) se enmarca en las líneas de investigación en robótica autónoma y robótica educativa del Grupo Integrado de Ingeniería (GII). En este contexto el uso de simuladores facilita y complementa la enseñanza de conceptos de robótica autónoma e inteligencia artificial al eliminar la dificultad que supone adquirir gran número de robots para su uso en las aulas, a la vez que permite impartir materias de forma no presencial cuando sea necesario. Uno de los principales problemas que aparecen con los modelos simulados es la dificultad que supone adecuar el comportamiento del modelo del robot simulado con el del robot real (lo que se conoce como “reality-gap”) de forma que se pueda desarrollar un programa en simulación y que ese mismo programa pueda ser ejecutado en el robot real sin que existan diferencias importantes en su comportamiento e interacción con el entorno. Así, el objetivo central de este trabajo será validar de forma experimental la fidelidad en el comportamiento de un robot móvil en un entorno de simulación sobre la plataforma Gazebo frente al comportamiento en un entorno real.

[Resumo] Este Traballo Fin de Grao (TFG) forma parte das liñas de investigación en robótica autónoma e robótica educativa do Grupo de Enxeñaría Integrada (GII). Neste contexto, o uso de simuladores facilita e complementa o ensino da robótica autónoma e conceptos de intelixencia artificial eliminando a dificultade de adquirir un gran número de robots para o seu uso na aula, ao mesmo tempo que permite ensinar materias de forma non presencial cando sexa necesario. Un dos principais problemas que aparecen cos modelos simulados é a dificultade de adaptar o comportamento do modelo do robot simulado co do robot real (coñecido como "reality-gap") de maneira que se poida desenvolver un programa en simulación e que o mesmo programa poida ser executado no robot real sen que haxa diferenzas importantes no seu comportamento e interacción co ambiente. Así, o principal obxectivo deste traballo será validar experimentalmente a fidelidade no comportamento dun robot móbil nun entorno de simulación na plataforma Gazebo en comparación co comportamento nun entorno real.

[Abstract] This Final Degree Project (TFG) is part of the research lines in autonomous robotics and educational robotics of the Integrated Group for Engineering Research (GII). In this context, the use of simulators facilitates and complements the teaching of autonomous robotics and artificial intelligence concepts by eliminating the difficulty of acquiring a large number of robots for use in the classroom, at the same time that it allows teaching subjects in a non-presential way when be necessary. One of the main problems that appear with simulated models is the difficulty of adapting the behavior of the simulated robot model with that of the real robot (which is known as “reality-gap”) so that a program can be developed in simulation and that the same program can be executed in the real robot without significant differences in its behavior and interaction with the environment. Thus, the main objective of this work will be to experimentally validate the fidelity in the behavior of a mobile robot in a simulation environment on the Gazebo platform compared to the behavior in a real environment.