Robótica Aplicada a la Agricultura: Prototipo de Robots Cooperativos para Tareas Agrícolas

Resumen:

Este proyecto es el resultado del trabajo de un grupo de ocho personas durante una semana (10/12/2012-14/12/2012) en el contexto de la asignatura de Robótica Aplicada a la Agricultura (Master Universitario en Automática y Robótica y Master Universitario en Agroingeniería de la Universidad Politécnica de Madrid).

El proyecto se centra en las tareas de búsqueda de frutos y recolección de los mismos y emplea un sistema formado por dos robots - explorador y recolector - con capacidades de comunicación y cooperación. Ambos robots han sido construidos con Lego Mindstorms NXT 2.0 empleando bloques de procesamiento, actuadores (eléctricos y neumáticos) y sensores (luz, ultrasonidos y brújula) y han sido programados con LEJOS (Java para Lego Mindstorms). La comunicación entre los robots explorador y recolector se ha establecido mediante Bluetooth.


Vídeo:

Robots Cooperativos: Algoritmos de exploración de un mapa para robots cooperativos

Resumen:

Este trabajo fue realizado por dos personas para la asignatura de Robots Cooperativos del Máster Universitario en Automática y Robótica de la Universidad Politécnica de Madrid.

El trabajo consiste en el desarrollo de algoritmos para que un conjunto de robots cooperativos exploren una serie de mapas y de una plataforma para visualizar su ejecución. Los robots tienen capacidad para percibir las posiciones cercanas, elaborar sus propios mapas e intercambiar información con otros robots que se encuentren dentro de su área de comunicaciones y con una estación central. El objetivo de los algoritmos es explorar la mayor área y encontrar el mayor número de objetivos posibles en un contexto competitivo.

Características:

Mundo:
- Mapa de 100 x 100 bits.
- Celdas libres (blancas), obstáculos (negros), objetivos (verdes) y robots (rojos).

Robots:
- Número: 10 robots.
- Tamaño: 1 celda.
- Visión: 2 celdas (área de 25 celdas).
- Comunicación: 10 celdas (área de 441 celdas).

Búsqueda:
- Tiempo: 500 movimientos.
- Objetivos: Explorar la máxima área y conseguir los máximos objetivos posibles.

Algoritmos: 

- Algoritmo 1: Probabilístico con umbrales variables según las casillas cercanas (libres, obstáculos, objetivos, robots...), las casillas lejanas (exploradas o no exploradas) y los objetivos de los robots (puntos en sus áreas de trabajo). Resultados del 80% del mapa y el 90% de los objetivos.
- Algoritmo 2: Planificación en A* con puntos generados de forma aleatoria en las zonas inexploradas de las áreas de trabajo de los robots. Resultados del 98,5% del mapa y el 100% de los objetivos. Utilizado en la competición.

Aplicación:
- Lenguaje: C#.
- Plataforma: Visual C#.