El objetivo de este artículo es presentar el nuevo robot TurtleBot2 (Kobuki base)[1], desarrollado por Yujin  Robotics (Corea) en colaboración con Willow Garage, y dar a conocer diferentes trabajos que se llevan a cabo sobre esta plataforma.

El robot TurtleBot2 es un robot móvil de cinemática diferencial desarrollado para investigación y educación, cuya finalidad es sustituir a la anterior plataforma iRobot Create, manteniendo la compatibilidad con el software TurtleBot. El robot dispone de su repositorio propio en ROS, incluyendo paquetes para simulación (http://www.ros.org/wiki/kobuki).

Los paquetes disponibles en ROS proveen de todo lo necesario para hacer funcionar el robot (capacidades como navegación o mapeo, etc.) de forma inmediata. Existe un número muy elevado de paquetes ROS que pueden utilizarse con el TurtleBot (desde librerías como OpenCV o PCL hasta drivers de bajo nivel y algoritmos avanzados).

De forma general, y sin entrar en muchos detalles, las ventajas de la nueva versión son:

-Medición odométrica de precisión.

-Protocolo abierto, no se requiere el cable de interfaz de iRobot.

-Mayor autonomía (7 horas con la batería grande, 3 con la pequeña frente a 1.5 horas).

-Mayor carga (5Kg frente a 2Kg).

-Mayor velocidad (0.65 m/s frente a 0.5 m/s)

-Mayor movilidad, ruedas de mayor diámetro y capacidad de superar obstáculos de hasta 12 mm.

Debido a que se comercializa a un precio muy asequible (es la plataforma más económica que soporta ROS), y a su amplia difusión, el número de trabajos realizados es muy extenso. Se ha intentado agrupar estos trabajos por categorías, ofreciendo algunos ejemplos. Fundamentalmente, el robot se utiliza en AAL (Ambient Asisted Living – Vida Cotidiana Asistida, como robot doméstico capaz de realizar funciones de asistencia), en investigación en localización y mapeo y como herramienta educacional. Y, aunque de forma menos activa, se trabaja también en los campos de sistemas multi-robot, manipulación móvil y tele-operación. Los usos principales se detallan a continuación:

  • AAL : Ambient Assisted Living (Vida Cotidiana Asistida)
  • Robot que puede transportar agua y medicinas a una persona en un entorno doméstico[2].
  • Agente proveedor de servicios en arquitecturas cognitivas aplicadas al hogar[3].
  • Asistente doméstico propiamente, funcionando como robot de telepresencia capaz de monitorizar el estado de salud y asistir a personas de edad avanzada  en sus domicilios[4].
  • Sistema que combina redes de sensores (portables y distribuidos en el entorno) con robots domésticos con el objetivo detectar caídas de forma fiable, reduciendo el número de falsos positivos obtenidos mediante el uso exclusivo de sensores. Los robots permiten además que los cuidadores tengan información en tiempo real, de manera que sea posible determinar la forma de intervención en caso de detectar un evento de emergencia[5].

 

  • HRI : Human Robot Interface
  • Desarrollo de robots de torso humanoide. Uno de los mejores ejemplos es el robot POLYRO (oPen sOurce friendLY RObot)[6], se ha desarrollado integrando sobre la plataforma TurtleBot un torso de servos Dynamixel y una cabeza con cámaras Logitech.
  • Desarrollo de interfaces basadas en gestos, específicas para personas con movilidad restringida en los miembros superiores. Se desarrolla un léxico de gestos y un sistema de reconocimiento de gestos con el objetivo de controlar un robot de servicio[7].

 

  • Navegación, localización y generación de mapas basada en Kinect (Slam 2d y 3d).
  • Algoritmos de odometría visual combinados con odometría y giróscopo como entrada de un filtro EKF[8]
  • Extensiones de algoritmos de reconstrucción 3D estáticos basados en Kinect y sus adaptaciones y extensiones para mapeo 3D generalizado sobre plataformas móviles o personas en movimiento[9].
  • Localización de una fuente de radiofrecuencia mediante la utilización de antenas direccionales. Desarrollo de algoritmos para filtrar e identificar la procedencia de la señal a partir del indicador de potencia de señal recibida (RSSI).
  • Educacional
  • Herramienta para educación en programación, mecatrónica, etc. En este sentido, la clasificación tradicional ofrece, o bien plataformas para investigación (de elevado precio y muchas de ellas orientadas a robótica industrial), o kits de robótica (la mayor parte orientados a aficionados o pensados para el ámbito escolar)[10]. Desde este punto de vista, el robot Turtlebot2/ Kobuki ofrece un nivel de complejidad muy elevado a un precio muy asequible.
  • Como herramienta específica para formación avanzada en robótica: comportamientos autónomos, visión artificial, localización y mapeo, planificación y ejecución de trayectorias, cinemática, ingeniería del software, conceptos de matemáticas (geometría, trigonometría y álgebra lineal)[11].

Es evidente que el robot sirve como demostrador de aplicaciones de robótica de servicio, pero dado que  el coste del robot es reducido y que se trata de un componente muy probado y con funcionamiento validado, es muy probable que exista un número de aplicaciones donde este robot pueda servir como componente integrado de la solución definitiva, y no solamente como parte de un prototipo. Para este propósito cuenta con la ventaja de tratarse de un producto que ya dispone de las correspondientes certificaciones y homologaciones para su uso en un entorno doméstico, de manera que su integración o adaptación va a reducir el número total de ensayos y certificaciones.

Como ya hemos citado, se trata de la plataforma modular más económica que soporta ROS, pero el nivel y el alcance de los trabajos de listados, demuestra que es posible realizar investigación de primer nivel con él, aun trabajando con equipos de muy bajo presupuesto.