Sistema de realidad virtual para teleoperación de robots tipo centauro

Abstract

[Resumen] Los robots de búsqueda y rescate juegan un papel fundamental en la exploración de entornos peligrosos y desastres naturales. Su empleo permite a los equipos de rescate trabajar de manera más segura y eficiente en entornos de alto riesgo. La implementación de sistemas de teleoperación mediante realidad virtual (RV) permite a los usuarios controlar estos robots de forma remota con un alto grado de precisión. En este artículo se analiza, diseña e implementa un sistema de telecontrol para la operación remota del torso robotizado de un robot tipo centauro (formado por 11 servomotores) con capacidad de manipulación dual, utilizando un sistema RV. El desarrollo se ha realizado en dos fases. En la primera, se ha llevado a cabo el modelado e implementación física del torso del robot acoplado a diferentes bases móviles (robot cuadrúpedo y de orugas). En la segunda se ha creado el entorno virtual de teleoperación mediante Unity3D y ha realizado la conexión de este con el sistema real mediante Unity-Matlab. Para llevar a cabo las pruebas, se han planteado una serie de retos en interiores y exteriores, que van desde la manipulación dual de escombros, asistencia a víctimas con equipos de primeros auxilios como botiquines u oxígeno. Los principales resultados han mostrado un incremento en la confianza del operador para llevar tareas de precisión y contacto, frente a métodos de telecontrol convencionales.

[Abstract] Search and rescue robots have a critical role in exploring dangerous environments and natural disasters. Its use allows rescue teams to work more safely and efficiently in high-risk environments. Implementing teleoperation systems through virtual reality (VR) allows users to control these robots remotely with high precision. This article analyzes, designs and implements a remote control system for the remote operation of the robotic torso of a centaur-type robot (formed by 11 servomotors) with dual manipulation capacity using a VR system. The development has been carried out in two phases. First, the modelling and physical implementation of the robot’s torso coupled to different mobile bases (quadruped and tracked robot) have been carried out. In the second, the virtual teleoperation environment has been created using Unity3D, and the connection with the real system has been made using Unity-Matlab. Different challenges have been raised indoors and outdoors to carry out the tests phase, from the dual manipulation f debris to victims’ assistance with first aid equipment, such as first aid kits or oxygen. Compared to conventional remote control methods, the main results have shown an increase in the operator’s confidence to carry out precision and contact tasks.