Se trata de robots miniatura que, comandados inalámbricamente desde un computador, permiten la ejecución de tareas coordinadas y trabajo colaborativo entre ellos.
Fabián Rubilar es estudiante de la Universidad Técnica Federico Santa María desde el año 2007. En aquel entonces, optó por la carrera de Ingeniería Civil Electrónica, desde donde comenzó a cimentar un camino basado en la sumatoria de conocimientos y experiencias que le permitieron desarrollar su pasión por la electrónica digital, una de las ramas de la Electrónica que son posibles estudiar en la USM.
Su gusto por el estudio en esta área lo llevó a darle continuidad a su formación académica, por lo cual decidió ingresar al Magíster en Ciencias de la Ingeniería Electrónica dentro de la misma casa de estudios, donde logró poner en funcionamiento, luego de un extenso proceso, su primer proyecto en robótica que le implicó un importante reto profesional, el cual sin duda le significará el reconocimiento de sus similares dentro de la USM.
Sobre las características de los Robots MODI, explica que “una de las principales ventajas del diseño de MODI es que se trata de un robot unibody, es decir solo una pieza forma el cuerpo del robot. Además, gracias al diseño en computador de MODI, se logró que cada uno de los componentes encaje perfectamente en su cuerpo, evitando así el uso de tornillos o pegamento en su ensamblaje”. Agrega que “el cuerpo del robot así como también las ruedas son rápidamente imprimibles con una impresora 3D. El diseño es open source, por lo que cualquier organización o particular que posea una de estas impresoras puede imprimir el robot. Por otra parte, la electrónica que utiliza MODI se puede comprar en tiendas de hobby o sitios web que ofrecen incluso despacho a domicilio de los componentes. Solo uno de los componentes no está disponible para su compra directa, sin embargo su diseño también está disponible gratuitamente”.
Fabricación y funcionamiento
De acuerdo al cálculo que realizó Rubilar, el tiempo que lleva la construcción de cada Robot MODI es de aproximadamente 5 horas. “El chasis, utilizando una impresora MakerBot, tarda en imprimirse y limpiarse unas cuatro horas. Luego, una vez que la electrónica ha sido adquirida, solo es necesario el ensamblaje de la misma en el chasis, lo cual no toma más de media hora. Finalmente, se realizan pruebas de funcionamiento de motores y del módulo inalámbrico, los cuales con el adecuado software no tarda más de media hora”, explica.
Fabián Rubilar detalla que “el corazón de MODI es la placa Arduino que incorpora. Basta conectarlo a un computador a través de un cable USB para comenzar a programarlo. El resto de los componentes de MODI se conectan a las entradas o salidas de la placa Arduino permitiendo así el funcionamiento y control de éstos de manera centralizada. Para facilitar la programación de MODI, también se ha hecho disponible como open source una biblioteca que simplifica las tareas de enviar y recibir señales hacia los motores o el módulo inalámbrico”.
Asimismo, algunas de sus principales funciones están asociadas al microcontrolador, “el que incorporado en la placa Arduino presente en MODI permite que el robot realice algunas tareas de baja y mediana complejidad computacional. Sin embargo, gracias al módulo inalámbrico que incorpora, este procesamiento puede ser extendido con la recepción de nuevas instrucciones enviadas desde un computador, el cual consta con una capacidad de procesamiento mucho mayor y permite además producir coordinación entre los robots. El controlador de MODI, que incorpora la cooperación con otros robots MODI así como también con el coordinador central, se encuentra actualmente en fase de desarrollo y se planea lanzar una primera versión completamente funcional a mediados de este año, ya que es uno de los resultados centrales mi tesis en desarrollo”.
En lo concerniente a la motivación que dio vida a este proyecto denominado “MODI: Modular Intelligence”, explica que “la idea surgió cuando pensamos en diseñar un robot Made in Santa María, que fuera de las dimensiones y complejidad ideales para nuestras necesidades. Es cierto, se pueden comprar robots en Chile y el extranjero, pero las soluciones que encontramos eran plataformas o muy básicas o muy complejas. Allí nació la idea de diseñar uno acá, y de la mano con el diseño comenzamos también a pensar en una tesis”.
Para Fabián Rubilar, una de las principales complejidades que se presentaron durante el proceso investigativo, fue su escaso conocimiento en neurociencias, biología y hasta psicología, materias que también forman parte de su propuesta de tesis. Sin embargo el apoyo que encontró en su tutora, María José Escobar, profesora del Departamento de Electrónica que posee un Doctorado en Procesamiento de Imágenes y Señales, le permitió lidiar de buena manera con estas dificultades. En ese sentido, el estudiante del Magíster en Electrónica de la USM recuerda que “para un electrónico como yo, que no tuve esas asignaturas en mi formación, necesariamente tuve que acudir a la ayuda de profesionales del área, y María José Escobar tiene una vasta experiencia en ese campo, en cuanto a sistemas que son bioinspirados”.
En cuanto a los trabajos en robótica que sirvieron como referencia en la etapa de revisión de bibliografía asociada al área, el estudiante reconoce que “gracias a la Universidad tuve acceso a bastante material y artículos científicos que me sirvieron para orientar mi investigación. Hay que considerar que el tema que abordamos en mi proyecto de tesis es un área donde se encuentran muchas soluciones específicas para el desarrollo de muchos de los componentes a utilizar, por lo que más que estudiar nuevamente a cada uno de ellos, es la integración de éstos lo que nosotros estamos buscando”, dice.
Pese a todo, Rubilar considera que hay todavía algunos aspectos por corregir y perfeccionar, “ya que actualmente existe la comunicación entre los robots y un computador central que las hace de coordinador, pero lo que falta ahora es que además sean capaces de coordinarse en grupo de manera autónoma, que es como la parte más importante en realidad”.
Utilidad social
Uno de los aspectos relevantes del proyecto “MODI”, y que sirvió como motivación inicial, es la utilidad social que este pudiese llegar a tener en un futuro cercano, porque “el robot al ser tan pequeño y portátil, tiene la capacidad de entrar a lugares donde no es tan fácil para un humano, por ejemplo los restos de alguna construcción o en pequeñas tuberías y hasta en un sistema de aire acondicionado, pudiendo cumplir así tareas como detectar algún cuerpo, detectar una plaga de ratones, o cualquier tarea colaborativa”, apunta.
Una pasantía por la Universidad de California en Davis (UC Davis) que se extendió por dos meses y medio, suspendió solo momentáneamente su afanosa investigación. Al retornar a Chile, se reencontró con sus robots, por lo que pretende de aquí al mes de julio presentar su proyecto de tesis y finalmente graduarse como Magíster. Respecto a la pasantía, destaca que “allí trabajé en el reconocimiento de árboles utilizando imágenes generadas a partir del escaneo láser de un bosque. A partir de esta información aérea, se detectaba cada árbol y luego se clasificaba de acuerdo a sus características. Es ahí donde pude agregar mi conocimiento a la tarea de clasificación, obtenido a través de mi formación como ingeniero Electrónico”.
Fuente: DIRECCIóN GENERAL DE COMUNICACIONES / Universidad Técnica Federico Santa María - 10/04/2014
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